摩擦攪拌銲接之創新設計暨模擬分析

摩擦攪拌銲接在短短的十幾年間，已有大量單位投入研究，並且衍生出許多工業上的應用，包括造船工業上的甲板、船身、潛艇，以及航太工業的機翼、機身，並且擴展至軌道車輛工業及汽機車產業等。摩擦攪拌銲接接合過程中，材料經摩擦頭攪拌流動時，經常會形成材料缺陷或空洞。實際應用時經常將攪拌頭偏擺一傾斜角度(tilt angle)而獲得改善。但此法僅較適用於直線銲道，對於不規則銲接路徑往往會失效，其原因是經過銲道走向改變或轉彎時因為攪拌頭傾斜角度消失而再度形成缺陷。本研究主要在探討以不同形式的摩擦攪拌頭來防止銲道缺陷的產生，經本研究實驗證實，若將摩擦攪拌頭加工製作成偏心狀況，可以有效抑制材料流動所形成的缺陷，而不需將攪拌頭偏擺傾斜角度，因此特別適用於不規則的銲接路徑。本研究之研究重點在於摩擦攪拌頭設計參數對於銲接品質之影響，設計參數包括摩擦攪拌頭之：偏心量、錐度及螺紋形式。本研究中將利用偏心式摩擦攪拌頭進行6061T6鋁合金垂直銲接，並且使用嵌入標記技術(Marker Insert Technique, MIT)，於6061T6母材中預先鑲入5052鋁材於銲道中，銲接完成後再經由斷層影像堆疊方式，驗證出偏心式摩擦攪拌頭之偏心設計與螺紋形式是影響軟化材料流動情形之重要參數。

系統編號:PB10107-1724
原計畫編號:NSC101-2221-E182-025