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

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K06883
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 金属・資源生産工学
• 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, 機械工学科, 教授 (90370056)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 溶接施工 / スパッタ粒子 / 天然材料 / 強度保証

研究成果の概要

我々は、溶接施工時に効果のある、火山灰由来のオールグリーンスパッタ付着防止剤の開発を行った。この研究では、水と火山灰の試作剤を計９９種作製し、試作剤と付着防止効果の関係を調査した。試作剤に水を含むため、溶接部位の力学的試験が行われた。またスパッタと母材との間の接触角を測定した。その結果、最適な水と火山灰の配合量を明らかにした。水を用いても、力学的試験と水素量試験の結果、信頼性を実証できた。水のみを用いたモデル実験により、スパッタ熱移動効果に基づいてスパッタ粒子が球状になることが分かった。

自由記述の分野

金属加工

研究成果の学術的意義や社会的意義

水と火山灰を混合した新規溶接スパッタ付着防止剤の開発的研究を行った。その結果、スパッタ付着防止機能を十分に有し、誰でも簡易に作製できる低コストなアーク溶接用スパッタ付着防止剤を提案できた。最大のメリットは、有機合成物由来の現行品に比べ、著しく人体や地球環境に影響を及ぼさない点である。またスパッタ球状化モデル研究を実施し、溶融スパッタの凝固潜熱と水の蒸発顕熱の熱輸送原理に基づくスパッタ球状化メカニズムを考察した。この時、輸送された熱エネルギーをスパッタ重量で除したパラメータを新たに提案し、接触角との相関を得た。この点について学術的意義のある研究成果が得られたと考えている。