溶接過程における冶金物理化学に関する研究

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61470062
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 桑名 武 東北大, 工学部, 教授 (60005238)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 嘉洋 東北大学, 工学部, 助手 (00170796) ; 木口 立而 東北大学, 工学部, 助手 (60005410) ; 粉川 博之 東北大学, 工学部, 助教授 (10133050)
• Keywords: アーク溶接 / 溶接金属 / ガス・メタル反応 / スラグ・メタル反応 / 窒素吸収 / 酸素吸収 / 熱力学 / 冶金物理化学

Research Abstract

1.溶接過程のガス・メタル反応を解明する目的で、溶接雰囲気調整装置を用いてアーク溶解時の溶鋼の窒素吸収、常圧及び高圧雰囲気下でのアーク溶接金属の窒素吸収並びに酸素吸収について系統的に調べ、以下のような結果が得られた。
(1)Arー【N_2】雰囲気下で純鉄及びステンレス鋼のアーク溶解を行い、溶融金属の窒素量に及ぼす雰囲気の影響を調べたところ、溶融金属の窒素量は低窒素分圧雰囲気下では窒素分圧の増加と共に急勾配で増加しそれ以上ではゆるやかに増加する傾向を示したが、ジーベルツの法則には従わなかった。
(2)1〜30気圧のArー【N_2】雰囲気下で純鉄及びステンレス鋼を溶接し、溶接金属の窒素吸収について調べたところ、溶接金属の窒素量は窒素分圧と共に増加するが増加の度合は高圧になる程小さくなり、ジーベルツの法則に従わなかった。また、同一窒素分圧雰囲気の場合、その全圧が高くなる程窒素量は減少した。
(3)Arー【O_2】雰囲気下で純鉄溶接金属の酸素吸収について調べたところ、溶接金属の酸素量は雰囲気の酸素分圧の増加と共に増加した後ほぼ一定の値となった。ArーC【O_2】雰囲気の場合も、二酸化炭素分圧の増加と共に溶接金属の酸素量は増加したが、その増加量はArー【O_2】雰囲気の場合に比べて小さかった。
(4)以上の結果並びに溶融池温度測定結果に基づいて、アーク溶接過程での溶接金属の窒素及び酸素吸収挙動に対する熱力学検討を行った。
2.溶接過程のスラグ・メタル反応を解明する目的で、CaOーSi【O_2】2元系フラックスを用いてサブマージアーク溶接を行い、溶接金属中の合金組成、介在物量及び欠陥量等とフラックス組成との関係を調べ、その結果に対して熱力学的検討を行った。

Research Products

• [Publications] 桑名武: Transactions of the Japan welding Society.
• [Publications] 桑名武: Transactions of the Japan Welding Society.
• [Publications] 桑名武: 溶接学会論文集.
• [Publications] 桑名武: 溶接学会論文集.