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2021 年度 実績報告書

レーザ照射による熱ひずみ制御を用いた高温割れ対策

研究課題

研究課題/領域番号 18K13938
研究機関大阪大学

研究代表者

山下 正太郎  大阪大学, 工学研究科, 助教 (40805107)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード高温割れ / 凝固割れ / レーザ後熱 / バレストレイン試験 / 拘束緩和式U型高温割れ試験 / モデル化
研究実績の概要

これまでにレーザ直後熱(又は,レーザを用いた補助熱源)を用いて凝固割れ発生を溶融池周辺の温度分布を制御して抑制することを試みてきた.本研究は,大きく以下の3つの検討項目に分類される.①熱ひずみ制御とレーザ直後熱の関係とレーザ照射条件の最適化,②熱ひずみ制御が高温割れ感受性(凝固割れ発生)に与える影響,③熱ひずみ制御に対する数値解析を用いた理論的検討である.昨年度までに,上記3項目について検討を実施して,レーザ直後熱(または,レーザを用いた補助熱源)を活用することで凝固割れ発生を抑制できることを示唆することができた.ただし,固液共存温度域におけるひずみ発現機構,それに伴う凝固割れ発生現象に関しては,未だ曖昧な点が多い.特に,固液共存温度範囲におけるひずみ履歴が,高温延性曲線と交差することで凝固割れが生じるが,拘束緩和式U型高温割れ試験により溶接時の高温延性曲線が取得できることなどに対しては,未だ曖昧な理解にとどまっている.
そこで本年度は,凝固割れ発生の根源的な機構を更に詳細に議論するために,各種高温割れ感受性試験に対して凝固割れ発生ひずみを取得することを目的とする.バレストレイン試験ならびに拘束緩和式U型高温割れ試験に対して凝固割れ発生を直接観察することで凝固割れ発生ひずみを取得するだけでなく,凝固割れ感受性評価法として,各試験から得られる指標を明確化することを試みた.凝固割れ感受性評価試験であるバレストレイン試験,拘束緩和式U型高温割れ試験において,その場観察を適用し凝固割れ発生ひずみを評価した.両試験により得られた凝固割れ発生ひずみは,残留液膜の剥離現象に基づくことで統一的整理が可能であることが明らかとなった.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件)

  • [雑誌論文] Interpretation of evaluation indices based on solidification cracking behavior by in situ observation in Trans-Varestraint test2022

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Shotaro、Saida Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Welding in the World

      巻: 66 ページ: 341~349

    • DOI

      10.1007/s40194-021-01223-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative evaluation of augmented strain at the weld metal during the Trans-Varestraint test2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Shotaro、Okano Shigetaka、Mochizuki Masahito、Saida Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Welding in the World

      巻: 65 ページ: 2013~2021

    • DOI

      10.1007/s40194-021-01152-w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of heat dissipation on solidification cracking behaviour of austenitic stainless steel during gas tungsten arc welding2021

    • 著者名/発表者名
      Lee Jae-Hyeong、Yamashita Shotaro、Ogura Tomo、Saida Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Science and Technology of Welding and Joining

      巻: 26 ページ: 455~460

    • DOI

      10.1080/13621718.2021.1935152

    • 査読あり

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公開日: 2022-12-28  

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