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2008 年度 実績報告書

新構造消耗電極式ワイヤの開発とワイヤ設計指針の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18360358
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

中村 照美  独立行政法人物質・材料研究機構, 新構造材料センター, 主幹研究員 (20354277)

研究分担者 平岡 和雄  独立行政法人物質・材料研究機構, 新構造材料センター, グループリーダー (30354278)
平田 好則  国立大学法人大阪大学, 工学研究科, 教授 (00116089)
キーワードMIG溶接 / シールドガス / 純Ar / 溶融金属液柱 / シミュレーション / 同軸複層ワイヤ / ハイブリッドワイヤ / 設計指針
研究概要

(1)ハイブリッドワイヤ設計指針の提案
H19年度までに開発したハイブリッドワイヤの溶融挙動解析シミュレーションソフトウエアを用いて、ワイヤの溶融挙動(ワイヤ先端の固-液界面位置)を解析した。溶融金属液柱を短くして安定な純Ar-MIG溶接を可能とするためのワイヤ設計指針として下記を提案した。
(a)芯線(中心部の材料)とフープ材(周辺部の材料)の融点差を大きくする。芯線の融点は低くし、フープ材の融点は高くなるような材料を組み合わせる。
(b)芯線の比熱は小さくし、フープの比熱が大きくなるような材料を組み合わせる。
(c)芯線の熱伝導率を大きくし、フープの熱伝導率が小さくなるような材料を組み合わせる。
(2)ハイブリッドワイヤ設計指針の検証
実際に使用される材料(鋼、ステンレス、Ti、Cu、Al)から溶融金属液柱を短くできる材料として、芯線にCuを、フープに鋼を選定した。ハイブリッドワイヤを試作し、高速度ビデオカメラでハイブリッドワイヤの溶融挙動を解析した。シミュレーションで予想したように、溶融金属液柱はほとんど発生せす、安定な溶滴移行が可能になった。溶接後のワイヤの断面を観察し、ワイヤ中心部の溶融が促進され凹状になり、設計指針の有効性を確認した。
(3)ハイブリッドワイヤ設計指針の適用
本設計指針を低温用鋼とHT材の実溶接に使用するための同軸複層ワイヤ設計に適用した。試作ワイヤでは安定な純Ar-MIG溶接が可能となり、本指針の有効性が実証された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Modeling of wire melting behavior of coaxial hybrid solid wire in gas metal arc welding in a pure Argon shielding gas2009

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, K. Hiraoka
    • 雑誌名

      Welding in the World Issue7/8(印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wire melting behavior of coaxial hybrid solid wire in pure Ar shielding gas2009

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamura, K. Hiraoka
    • 雑誌名

      Proc. the 8th International Symposium of Japan Welding Society

      ページ: 330

    • 査読あり
  • [学会発表] Wire melting behavior of coaxial hybrid solid wire in pure Ar shielding gas2009

    • 著者名/発表者名
      中村照美, 平岡和雄
    • 学会等名
      (社)溶接学会 溶接アーク物理研究委員会
    • 発表場所
      埼玉大学東京ステーションカレッジ,東京都
    • 年月日
      2009-01-27
  • [学会発表] 同軸複層ハイブリッドソリッドワイヤの溶融挙動2008

    • 著者名/発表者名
      中村照美, 平岡和雄
    • 学会等名
      (社)溶接学会 溶接法研究委員会
    • 発表場所
      東京仕事センター,東京都
    • 年月日
      2008-05-09
  • [学会発表] 同軸複層ハイブリッドソリッドワイヤの溶融挙動2008

    • 著者名/発表者名
      中村照美, 平岡和雄
    • 学会等名
      平成20年度溶接学会春季全国大会
    • 発表場所
      ハイヤット・リージェンシー・オーサカ,大阪市
    • 年月日
      2008-04-09
  • [図書] 溶接法ガイドブック6溶接プロセスの高機能化にむけた新しい展開-軸流局部添加による極低酸素MIG溶接2008

    • 著者名/発表者名
      中村照美, 銭谷哲, 平岡和雄
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      黒木出版社 溶接法研究委員会編
  • [図書] 溶接法ガイドブック6溶接プロセスの高機能化にむけた新しい展開-同軸複層ハイブリッドワイヤによるAr-MIG溶接2008

    • 著者名/発表者名
      中村照美, 平岡和雄
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      黒木出版社

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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