ホットワイヤ法を用いたハイブリッド技術による高能率・高品質溶接手法に関する研究
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21H01548
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
山本 元道 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30274111)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
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| Keywords | レーザ溶接 / ホットワイヤ / アーク溶接 / 厚板 / アルミニウム合金 / ホットワイヤ・レーザハイブリッド溶接 / ホットワイヤ・アークハイブリッド溶接 / 可視化・モニタリング技術 / 継手特性制御 / ホットワイヤ法 / ハイブリッド溶接 / 高能率溶接 / モニタリング技術 / 半導体レーザ / 厚鋼板 / 造船 / MAG溶接 / 低入熱溶接 / アーク・プラズマ溶接 |
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| Outline of Research at the Start |
大型船舶建造分野では，軽量化，燃費向上，新燃料への対応が求められており，高張力鋼，極低温用鋼，ステンレス鋼，アルミニウム合金などの高性能材料の更なる適用拡大が必要不可欠であり，施工能率の大幅な向上と，高性能材料溶接継手部の特性確保を両立できる高裕度な溶接技術が必要とされる。本研究では，ホットワイヤ法を主技術として，それぞれ異なる特徴を有するレーザ，アーク，プラズマ熱源とハイブリッド化させることによって，高性能材料の高能率施工と継手特性の確保・向上を両立させることのできる溶接技術を検討・開発する。さらに，施工裕度を大幅に向上できる溶接技術，溶接モニタリングによる自動溶接技術の開発にも注力する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，昨年度までの検討結果をもとに，（1）（2）での継手作製および（3）での継手特性評価を実施した。（4）では昨年度に引き続き，（1）（2）の実験実施時に，欠陥検出技術，フィードバック技術の検討を行った。なお，供試材料として板厚20mm~80mmの高張力鋼板（下向き突合せ継手），板厚25mmの9%Ni鋼板（1パス立向き継手），板厚20mmのアルミニウム合金板（下向き突合せ継手）を用いた。
（1）高出力半導体レーザとホットワイヤ法とのハイブリッド化の検討： 1-4）ツインレーザ合成光学系・ウィービング光学系による施工性向上の検討，1-5）欠陥生成に及ぼす各種パラメータの影響調査
（2）アーク・プラズマ熱源とホットワイヤ法とのハイブリッド化の検討： 2-3）溶接中の高速度カメラによる溶融現象および欠陥生成現象の把握： 2-4）溶着金属量最大化および効果的な入熱低減に対する適正施工範囲の調査，2-5）欠陥生成に及ぼす各種パラメータの影響調査
（3）溶接継手の特性評価： 3-1）ワイヤ選択が溶接金属特性(組織，硬さ，強度，靭性など)に与える影響の把握
（4）マルチ可視化センサ・レーザセンサを用いたモニタリング・自動化技術の開発： 4-4）可視化・レーザセンサモニタリング情報を用いたフィードバック・適応制御による自動化技術の検討： 4-5）可視化・レーザセンサモニタリング情報による溶接欠陥検出手法の検討
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
