| 研究課題/領域番号 |
17K06883
|
|---|
| 研究機関 | 都城工業高等専門学校 |
|---|
研究代表者 |
高橋 明宏 都城工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (90370056)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | 材料加工・処理 / 資源開発工学 |
|---|
| 研究実績の概要 |
申請者は、平成20年から溶接スパッタ付着防止剤の開発的研究を進めている。その防止剤は、南九州に広く分布する火山灰に最適な配合量の水を混合させるだけの、大変簡易的な製法で実現できる。本研究では、溶接継ぎ手信頼性の定量評価に基づく「オールグリーン溶接スパッタ付着防止剤の高度化と溶接部位信頼性の実証」を研究目的とする。
平成29年度は、火山灰粒子（シラスバルーン）と水によるフラクタル構造塗布剤の実現と付着防止効果の確認を行った。シラスバルーンに所定量の水を混合し、計33ヶのサンプルを作製した。それぞれの粘性、比熱（推定）を求め、スパッタ付着防止効果の良いサンプルの熱伝導率を取得した。一方、SUS304鋼材上に試作剤を塗布し、同一サンプルでフラクタル構造因子の測定を行った。その後、サンプルをハケ塗りした鋼材に対して、溶接スパッタの付着状況をビードオンプレート（Bead on Plate）試験にて評価した。更に粗大な凝固スパッタと母材表面との接触角を観察、測定した。また新たな展開として、付着防止効果の良いサンプルを塗布したプレート上に、表面張力が既知であるアルコール水を付着させ、フラクタル構造の特徴について検討した。現在、主に鋼材成分が主であるスパッタの表面張力の解明が可能なら、最適なフラクタル構造の提案ができるものと考えている。
29年度は、新たな研究展開を優先させたため、他の火山灰粒子（新燃岳、桜島）の粒子分級工程、スパッタ付着防止効果の実証およびフラクタル構造因子測定が未達である。
一方で、溶接継ぎ手のアーク溶接接合部の信頼性検証を一部実施できた。最終的に、29年度全体として85%の達成と考えている。この遅れを30年度に取り戻したい。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成29年度は他の火山灰粒子（新燃岳、桜島）を用いた計66ヶのサンプルに対して、スパッタ付着防止効果の実証およびフラクタル構造因子測定が未達である。とはいえ、シラスバルーンを用いた付着防止剤による研究により、測定方法、評価手法について確立できたことから、平成30年度内で遅れを取り戻すことが可能である。他方で、一部ではあるが、溶接継ぎ手のアーク溶接接合部の信頼性検証が実施できており、総合的に85%の達成度であると考えており、おおむね順調に進展しているとした。
|
| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度は、まず、平成29年度に実施できなかった他の火山灰粒子（新燃岳、桜島）の粒子分級工程、スパッタ付着防止効果の実証およびフラクタル構造因子測定を行う。また前倒しで一部実施できている溶接継ぎ手のアーク溶接接合部の信頼性検証も継続して進める。溶接継ぎ手部材に塗布剤が混入していないかどうかをJISに基づく観察検査で検証し、合わせて各破壊試験とその後の破面観察から調査する。破壊試験として、スパッタ付着防止効果の大きいサンプルを使用した突合せ溶接の試験片について、JIS等に準拠して動的な衝撃および疲労試験を計画する。準静的な引張・曲げ試験もJISに準拠して検証を行う。
前年度に得られた材料性状（粘度、比熱、熱伝導度）について、他火山灰粒子を用いたサンプルからも取得したい。平成30年度は、一連の研究成果を金属材料系などの関連のある学協会での発表を目指し、発明性の高い成果と判断した場合には、関係者との連携をとった上でその後の展開を検討したい。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額は平成29年度実支出額（156万円）のおおよそ1.4パーセントであり、計画した研究物品の購入と、それに基づく研究の進行は、自己評価として85%の進捗であるとみている。平成30年度実支出額（247万円）も適切な物品および旅費等への執行を目指すが、次年度使用額に関しては溶接資材の購入および試験片加工のための刃物（消耗品）などに使用したいと考えている。
|
