2004 Fiscal Year Annual Research Report
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15360395
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| Research Institution | Okinawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
真鍋 幸男 沖縄工業高等専門学校, 機械システム工学科, 教授 (30360332)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
眞喜志 隆 沖縄工業高等専門学校, 機械システム工学科, 教授 (60219300)
松田 昇一 沖縄工業高等専門学校, 機械システム工学科, 助手 (90390567)
屋良 秀夫 琉球大学, 工学部, 教授 (60045028)
田中 学 大阪大学, 接合科学研究所, 助教授 (20243272)
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| Keywords | 溶融池磁気制御 / 電磁力 / TIG / ビード形状制御 / 溶込み制御 / 数値シミュレーション / 欠陥防止 / 高機能化 |
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| Research Abstract |
1.適用姿勢拡大・高機能化を推進するための実験システム試作
平成15年度でのシステム設計結果と制作設備(磁化電源装置,磁化コイル)をもとにして,溶接トーチ・試験片の保持・駆動機構,ワイヤ加熱装置を製作し,上・立・下向きの各姿勢で磁気制御溶接が可能なシステムを試作した。また,本システムは姿勢の連続変化を可能としている。
2.磁気制御溶接現象の明確化と高機能化の検討
(1)シミュレーションによる磁気制御溶接現象の明確化
(1)第1Stepとして,溶接継手部を模擬したコールドモデルでの磁場分布シミュレーションを行い,実験結果とよく一致することを明らかにし,本シミュレーションの有効性を明らかにした。
(2)第2Stepとして,添加ワイヤを通電加熱しながらTIG溶接を行う場合の,溶接部温度分布の数値シミュレーションを行い,実験とほぼ一致することを明らかにした。
(2)第3Stepとして,この温度分布下での溶接部(ホットモデル)の磁場・電流・電磁力分布を数値シミュレーションで明らかにし,溶融池磁気制御溶接時のビード形成現象解明の基盤を確立した。
(2)実験による磁気制御溶接効果の確認,高機能化の検討
(1)強磁性体材料の事例として炭素鋼(SM400,板厚3mm),非磁性体材料例としてSUS304(板厚3mm)を使用し下向・上向姿勢で,突合わせ裏波溶接の磁気制御実験を行った。
(2)上向電磁力を発生させる配置で実験を行った場合,両材料とも上向姿勢では,磁化電流の増加に伴い,上面ビードのアンダーカット欠陥を防止し,下面ビードの過剰な垂下がりを適正化することができ,ビード形状制御効果を明らかにした。また下向姿勢でも同様な効果を確認した。
(3)また,磁気制御により溶込み深さ,溶込み形状制御が可能となる新機能・効果を確認した。
(溶込ませたい方向に電磁力を作用させれば深溶込みとなり,逆に作用させれば溶込みを浅くできる)
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