摩擦撹拌接合（FSW）とは？｜溶かさずに接合する低歪み・高強度の固相接合

摩擦撹拌接合（FSW：Friction Stir Welding）とは、回転工具（プローブ付きツール）を接合部に押し当て、摩擦熱と塑性流動によって材料を撹拌・接合する方法です。材料を溶融させない固相接合のため、歪みが極めて少なく、接合強度と品質が安定するのが特長です。

アルミ合金を中心に、航空・自動車・鉄道・産業機械分野で採用が進んでいます。

FSWの特徴

FSWの最大の特長は、低入熱・低歪みで高品質な接合ができる点です。

• 溶融しないため歪み・割れが少ない

• 溶加材・シールドガス不要

• 接合部の機械的性質が安定

• 外観が良好で後処理が少ない

溶接欠陥（ブローホール、割れ）が発生しにくい接合方法です。

FSWでできる接合内容

FSWでは、以下のような接合が行われます。

• 板材同士の突合せ接合

• 重ね接合

• 長尺直線接合

• 高精度な継ぎ目接合

• 構造部材の接合

特に直線・長尺接合で高い効果を発揮します。

FSWが向いている材料

FSWは、以下の材料で多用されます。

• アルミ合金（A5000系、A6000系、A7000系）

• マグネシウム合金

• 銅合金（条件管理が必要）

• 異種金属（アルミ×アルミ系中心）

特にアルミ合金との相性が非常に良い接合方法です。

FSWと溶融溶接の違い

• FSW（摩擦撹拌接合）低歪み・高強度・固相接合

• アーク／レーザー溶接溶融接合・汎用性重視

歪み・強度・外観を重視する場合、FSWが有効です。

FSWの注意点

FSWでは、以下の点に注意が必要です。

• 接合開始・終了部に逃げ代が必要

• 曲線や複雑形状には制約がある

• 専用設備・治具が必要

形状設計と治具設計が、接合品質を大きく左右します。

FSWの主な用途

• 自動車用アルミ部品

• 鉄道車両構体

• 航空・宇宙部品

• アルミフレーム・パネル

• 産業機械用構造部品

軽量・高強度が求められる分野で多用されています。

まとめ

摩擦撹拌接合（FSW）は、材料を溶かさずに接合することで、低歪み・高強度・高信頼性を実現できる先進的な接合技術です。アルミ合金構造部品において、品質と性能を両立した接合方法として、今後さらに重要性が高まる技術といえます。