| Project/Area Number |
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 |
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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 | 高性能材料 / ホットワイヤ / レーザ溶接 / 大型船舶 / 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 Final Research Achievements |
The hot-wire welding method was applied to high-performance materials such as 9%Ni steel, which is expected to expand its application in the future, and a process was developed to achieve higher efficiency, lower deformation, defect prevention and improved joint properties. By combining the hot-wire method with arc and laser heat sources and applying the appropriate conditions, a significant improvement in the efficiency was achieved. By utilising the features of the hot-wire laser welding method, a one-pass vertical welding process for 9%Ni steel and an ultra-low deformation fillet welding process were achieved.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
今後の舶建造分野における大型化や軽量化による輸送効率向上および燃費向上，あるいは新燃料（LNG，水素，アンモニアなど）の使用による大幅なCO2排出量削減などが検討されており，高性能材料の適用拡大が強く求められている。大型船舶は過酷な環境で稼働するとともに400mに達する大型溶接構造物であるため，高品質化と生産性向上とのこれまでにない高いレベルでの両立が必要不可欠になっている。本研究では，ホットワイヤ法とアークおよびレーザ熱源とを組み合わせた新しい溶接法を開発・適用し，上記課題に対して検討を行い，今後の日本造船業界に資する，これまで以上に効能率かつ高品質な溶接施工技術を実現することができた。
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