船舶建造工程におけるレーザ照射を用いた疲労強度改善方法に関する研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K06918
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 穴井 陽祐 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (60470051)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丹羽 敏男 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10208267) ; 岩田 知明 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50358397) ; 津村 秀一 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10782526)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: レーザ照射 / 表質改善

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、１）レーザ・アークハイブリッド溶接継手に対するレーザ照射条件の検討、２）レーザ照射による疲労強度改善効果の検証と船舶建造工程における照射手法の考案、によって船舶建造工程における効率的な疲労強度改善手法を開発することを目的としている。今年度の成果要旨は以下の通りである。
・継手に対する照射条件検討の基礎実験として、平板試験片に対して照射条件、ガス種が表質改善状況に及ぼす影響を検討した。その結果、キーホール型の溶融形態よりも熱伝導型の溶融形態を想定した照射条件において結晶粒の微細化効果が大きいことがわかった。また、ガス種影響については炭酸ガスおよびアルゴンガス雰囲気中での照射結果を比較したところ有意な差は見られなかった。
・レーザ照射条件と温度履歴の関係を調査すべく、熱伝導FE解析および理論解を用いた数値計算による温度履歴推定と実験による温度履歴計測を行った。推定値と実験値の比較により、数値計算による推定結果の妥当性を確認した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初想定していた継手への照射実験の基礎として平板を対象とした実験を行ったが、その結果ガス種影響を検討する必要があることが判明したため、想定よりも実験数が増え、継手への照射実験に至っていない。

Strategy for Future Research Activity

レーザ照射による温度履歴と結晶粒径の関係の評価を行う。
また、疲労強度に及ぼす因子として結晶粒径に加え、レーザ照射による残留応力および溶接止端半径の変化に対する調査を実施する。

Causes of Carryover

当初想定していた溶接継手に対するレーザ照射実験に着手することができなかったため、試験片製作および計測機器購入等のための予算が未使用である。

Expenditure Plan for Carryover Budget

試験片製作および計測機器の購入に使用する予定である。