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Three dimensional measurement of metal vapor behavior in welding arc plasma

Research Project

Project/Area Number 26820307
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Composite materials/Surface and interface engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Nomura Kazufumi  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90397729)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsアーク / プラズマ / 分光計測 / 非軸対称 / 金属蒸気 / ミグアーク溶接 / トモグラフィ / 干渉フィルタ / 分光 / スプレー移行 / グロビュラー移行
Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to reveal the three dimensional behavior of the plasma and metal vapor in the axially asymmetric and non-stationary welding arc plasma. The tomographic technique, which enables to reconstruct the cross sectional intensity distribution by the multi-directional measurement, is required to diagnose an axially asymmetric plasma. The multi-chromatic measurement is also required to capture the plasma and metal vapor behavior generated during the welding process. We constructed the measurement system composed of multi CCD cameras and two types of the interference filter, and measured a metal inert gas welding phenomena. We found that the globular transfer mode that is seemingly chaotic distribution can be regarded as a distribution where the deviation of Ar is larger than Fe from an axially symmetric double ring distribution.

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] 三次元発光分光法を用いたミグ溶接におけるアルゴン・金属蒸気の挙動計測2015

    • Author(s)
      片岡 耕太郎, 野村 和史, 三村 晃平, 平田 好則
    • Journal Title

      溶接学会論文集

      Volume: 33 Pages: 233-241

    • NAID

      130005098240

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Tomographic spectroscopic observation of argon and metal vapor behavior in MIG arc welding2015

    • Author(s)
      K. Nomura, K. Kataoka, K. Mimura, Y. Hirata, T. Kishi
    • Journal Title

      Welding in the World

      Volume: 60 Issue: 1 Pages: 117-125

    • DOI

      10.1007/s40194-015-0267-7

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Temperature measurement of asymmetrical pulsed TIG arc plasma by multidirectional monochromatic imaging method2015

    • Author(s)
      K. Nomura, T. Kishi, K. Shirai, Y. Hirata and K. Kataoka
    • Journal Title

      Welding in the World

      Volume: 59 Issue: 2 Pages: 283-293

    • DOI

      10.1007/s40194-014-0211-2

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 溶接アークの三次元分光法の開発2015

    • Author(s)
      野村和史,吉井嘉一郎,三村晃平,戸田要, 片岡耕太郎,平田好則,浅井知
    • Organizer
      溶接学会四国支部・溶接学会若手会員の会 共催 研究会・見学会
    • Place of Presentation
      川田工業(株) 四国工場
    • Year and Date
      2015-11-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 非軸対称溶接アークの三次元分光計測2015

    • Author(s)
      野村和史,吉井嘉一郎,三村晃平,戸田要, 片岡耕太郎,平田好則,浅井知
    • Organizer
      第84回溶接研究会/第13期第1回溶射技術研究会 テーマ「溶接・溶射における可視化技術」
    • Place of Presentation
      愛知県産業労働センターウィンクあいち10
    • Year and Date
      2015-10-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ミグアークの多方向同時三次元分光計測2015

    • Author(s)
      野村和史,吉井嘉一郎,三村晃平,片岡耕太郎,平田好則,浅井知
    • Organizer
      第232回溶接法研究委員会
    • Place of Presentation
      富山市民プラザ
    • Year and Date
      2015-10-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 非軸対称溶接アークの三次元分光計測2015

    • Author(s)
      野村和史,平田好則
    • Organizer
      第21回 応用物理学会 プラズマエレクトロニクス分科会 プラズマ新領域研究会『プラズマ流の可視化』
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2015-10-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 発光分光法による溶接アークの温度計測における干渉フィルタ特性の影響2015

    • Author(s)
      野村 和史, 永田 純也, 平田 好則, 浅井 知
    • Organizer
      溶接学会平成27年度秋季全国大会
    • Place of Presentation
      北海道科学大学
    • Year and Date
      2015-09-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元発光分光法を用いたミグ溶接におけるアルゴン・金属蒸気の挙動計測(第2報)2015

    • Author(s)
      吉井 嘉一郎, 野村 和史, 三村 晃平, 平田 好則
    • Organizer
      溶接学会平成27年度秋季全国大会
    • Place of Presentation
      北海道科学大学
    • Year and Date
      2015-09-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] アーク溶接プロセス―発光分光法による熱源特性の可視化―2015

    • Author(s)
      野村 和史, 平田 好則
    • Organizer
      溶接学会平成27年度春季全国大会 フォーラム「溶接・接合プロセスの先進可視化・ シミュレーション技術―次代を拓くデジタル技術の最前線―」
    • Place of Presentation
      学術総合センター
    • Year and Date
      2015-04-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 溶接アークの多方向同時三次元分光計測(第2報)2015

    • Author(s)
      三村 晃平, 片岡 耕太朗, 野村 和史, 平田 好則
    • Organizer
      溶接学会平成27年度春季全国大会
    • Place of Presentation
      学術総合センター
    • Year and Date
      2015-04-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 非軸対称溶接アークの三次元分光計測2014

    • Author(s)
      野村和史,片岡耕太朗,三村晃平,平田好則,貴志崇
    • Organizer
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部 第18回支部大会
    • Place of Presentation
      九州大学筑紫キャンパス(福岡)
    • Year and Date
      2014-12-20 – 2014-12-21
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Estimation of the current density distribution of TIG arc plasma by spectroscopic method2014

    • Author(s)
      K. Yoshii, K. Nomura, and Y. Hirata
    • Organizer
      Visual-JW2014
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪)
    • Year and Date
      2014-11-27 – 2014-11-28
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 3D spectroscopic observation of argon and metal vapor in MIG welding2014

    • Author(s)
      K. Kataoka, K. Mimura, K. Nomura, and Y. Hirata
    • Organizer
      Visual-JW2014
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪)
    • Year and Date
      2014-11-27 – 2014-11-28
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 三次元発光分光法を用いたミグ溶接におけるアルゴン・金属蒸気の挙動観察2014

    • Author(s)
      片岡 耕太朗, 野村 和史, 平田 好則, 貴志 崇
    • Organizer
      H26年度秋季溶接学会
    • Place of Presentation
      宇奈月国際会館セレネ(富山)
    • Year and Date
      2014-09-10 – 2014-09-12
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Three dimensional spectroscopic measurement of argon and metal vapor behavior in MIG arc welding2014

    • Author(s)
      K. Nomura, K. Kataoka, T. Kishi, K. Yoshii and Y. Hirata
    • Organizer
      67th IIW Annual Assembly & International Conference (IIW2014)
    • Place of Presentation
      ソウル(韓国)
    • Year and Date
      2014-07-13 – 2014-07-17
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 溶接アークの多方向同時三次元分光計測2014

    • Author(s)
      野村 和史, 貴志 崇, 平田 好則, 吉井 嘉一郎
    • Organizer
      H26年度春季溶接学会
    • Place of Presentation
      東京ビッグサイト(東京)
    • Year and Date
      2014-04-22 – 2014-04-24
    • Related Report
      2014 Research-status Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2017-05-10  

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