| 研究課題/領域番号 |
02555155
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
溶接工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
桑名 武 東北大学, 工学部, 教授 (60005238)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
1992年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1991年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1990年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
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| キーワード | アルミニウム / アルミニウム合金 / アーク溶接 / 窒素 / 気孔 / 溶け込み / 硬度 / 引張特性 / ア-ク溶接 / シ-ルドガス / 亜鉛 |
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| 研究概要 |
現在、アルミニウムの溶接には、アルゴンガス・メタル・アーク溶接法が広く用いられている。しかし、溶接金属に気孔が生じ易く、深い溶け込みが得難く、非熱処理型アルミニウム合金では溶接金属の軟化が問題となっている。そこで、本研究では、それら問題点を改善する目的で、アークの集中性を良くする窒素ガスをアルゴンシールドガス中に混合し、アルゴン-窒素混合ガス・メタル・アーク溶接法の可能性の評価を試みた。すなわち、アルゴン-窒素混合ガス雰囲気中で純アルミニウム及び市販の溶接用5083Al-Mg合金をGMA溶接し、溶接金属の外観、溶け込み形状、気孔の発生状態、窒素含有量、組織、機械的性質等に及ぼす溶接条件並びに雰囲気等の影響について系統的に調べた。その結果、純アルミニウムを用いた実験では、Arシールドガス中への適当量のN_2ガスの添加は、気孔数の減少、溶け込みの増加等をもたらし、溶接金属の軟化防止が期待できた。また、Al電極線へのZn及びMgの少量添加が気孔数をさらに減少させる効果を持つことが明らかになった。さらに、Al-Mg合金5083板に対して5183Al合金電極線を用いた実験でも同等以上の効果が得られた。すなわち、アルゴンシールドガス中への窒素ガスの適当量の混合は、気孔が無く、溶け込みが深く、ビード外観の良好な溶接金属をもたらした。また、5083Al合金母材は主に加工硬化によって強化されているため、溶接による軟化が特に著しいが、雰囲気から窒素が吸収されると溶接金属にはAlN相が現れ硬度低下を防ぐ効果があることがわかった。さらに、溶接金属の引張試験の結果、上述のAlN相分散強化によって、降状応力及び引張強さを母材程度に保てることが明らかになった。しかし、伸びは母材に比べて低下すること分かり、今後の課題として残された。
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