1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10750534
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| Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
中村 奨 長岡工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (10217854)
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| Keywords | CO_2レーザー / キーホール / 溶接 / 音響信号 |
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| Research Abstract |
CO_2レーザー溶接の際にキーホールから発せられるkHzオーダーの発光信号および音響信号の発生源を明らかにすることを目的として研究を行った。側面からの観察が可能であるグリセリン溶液にCO_2レ-ザ-を照射し、その際生じるキ-ホ-ルを高速度ビデオカメラにより直接撮影し画像を解析した。またキ-ホ-ルから発せられる音響信号もマイクロフォンにより測定した。
グリセリン溶液のキーホールから発せられる音響信号を高速フーリエ変換により周波数成分に分解したところ、1-3kHzの領域と5kHz以上の領域に卓越したピークが現れた。これはSS400やSUS304などの工業材料において測定された音響信号ときわめて類似した結果である。したがって媒質が異なっていても、キーホールから発せられる音響信号の発生源は同じところにあるものと考えられる。
高速度ビデオカメラにより撮影したグリセリン溶液のキーホール画像より、キーホールは光軸方向に伸縮するだけでなく、半径方向にも伸縮していることが明らかになった。このキーホール伸縮の原因は、キーホール内部での蒸気ガスの膨張にある。キーホール底部で生成するガスが膨張するにつれて内部圧力は高くなる。そしてある程度圧力が高くなるとキーホール上部から抜け出るため内圧が低くなり、キーホールは収縮する。しかしながら今回、高速度ビデオカメラの解像度の制限から、kHzオーダーの振動を見つけることは出来なかった。
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[Publications] 中村奨,桜井雅哉,伊藤義郎,上向賢一,井上尚志: "CO_2レーザーにおける溶け込み性状の発光・音響信号の周波数解析による検出"溶接学会全国大会講演概要 第65集. 228-229 (1999)
