| 研究概要 |
[I]500kV超高エネルギ-密度電子ビ-ム溶接
1)10〜140kWまでの高出力電子ビ-ムの発生に成功した。高真空溶接チャンバ-へ射出した出力140kWビ-ムの直径を約1mmまで収束を可能にし、パワ-密度として約17,000kW/cm^2の超高エネルギ-密度電子ビ-ムが得られた。
2)140kWまでのビ-ムを用い、ステンレス鋼の超厚板材に対し、ワンパスの下向ビ-ド溶接を施工した場合、200mm以上の溶込み深さとなり、良好な溶接結果が得られた。さらに溶接中の溶融金属挙動のビデオ撮影(60コマ/秒)を可能にし、種々の溶接条件下で観察することができた。
[II]30kWタンデム電子ビ-ム溶接
1)微小タングステン粒をトレ-サ-として用い、試料の側面から透過X線撮影を行うことで、電子ビ-ム溶接中の金属試料内部における溶融金属流の挙動を可視化し動的に観察することができた。
2)30kW級タンデム電子ビ-ム溶接装置を用い、種々の溶接条件下での溶融金属流の挙動を観察した結果、電子ビ-ムの出力が小さく溶込み深さが浅い場合には溶融金属は溶融池全体を流動するのに対し、出力が大きく溶込み深さが深い場合にはビ-ム孔の近傍では非常に早い湯流れになるにもかかわらず、ビ-ム孔から離れた場所では湯流れがゆるやかになり、溶融池全体にわたる溶融金属流を発生することが困難となってくることがわかった。
3)タンデム電子ビ-ムを用いて入熱の分布を変化させることにより溶融池全体にわたる湯流れを作り出すことができ、溶接中に上部から添加した添加材をル-ト部まで均一に混入させることができた。
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