溶接プロセスにおけるアークプラズマ中の金属蒸気挙動と溶融プール形成過程の総合解析

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360333
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 田中 学 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (20243272)
• 研究分担者: 田代 真一 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (70432424)
• 研究協力者: ANTHONY B.murphy オーストラリア連邦科学産業研究機構(CSIRO), 産業物理部門, 主席研究員
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: アーク / プラズマ / シミュレーション / 溶融池 / 金属蒸気 / 計測 / 診断 / 分光

研究概要

本研究は,アーク溶接プロセスの十分な理解と正確な予測の実現を目指し,その動的挙動を数値計算シミュレーションとイメージング分光器による実験観察の双方から総合的に解析した.その結果,溶接熱源となるアーク放電プラズマ中の金属蒸気の種類および密度の動的な空間分布変化,プラズマ温度分布の動的変化,材料への入熱密度分布の動的変化,溶融池形成の時間変化を定量的に明らかにすることに成功した.

研究成果

• [雑誌論文] Metal Vapor Behavior in GTA Welding of a Stainless Steel Considering the Marangoni Effect (2009)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Yamamoto, Manabu Tanaka, Shinichi Tashiro, Kazuhiro Nakata, Anthony B. Murphy
  • 雑誌名: IEEJ Trans 4巻 ページ: 497-503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal vapour behaviour in gas tungsten arc thermal plasma during welding (2008)
  • 著者名/発表者名: Manabu Tanaka, Kentaro Yamamoto, Shinich Tashiro, Kazuhiro Nakata, Masao Ushio, Kei Yamazaki, Eri Yamamoto, Keiichi Suzuki, Anthony B. Murphy, John J. Lowke
  • 雑誌名: Welding in the World 52巻 ページ: 82-88
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of metal vapor behavior in arc plasma (2008)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Yamamoto, Manabu Tanaka, Shinichi Tashiro, Kazuhiro Nakata, Kei Yamazaki, Eri Yamamoto, Keiichi Suzuki, Anthony B. Murphy
  • 雑誌名: Surface & Coatings Tech 202巻 ページ: 5302-5305
  • 査読あり
• [学会発表] Influence of Metal Vapour on Arc Welding (2009)
  • 著者名/発表者名: Manabu Tanaka
  • 学会等名: オーストラリア溶接技術協会(WTIA)
  • 発表場所: アデレード大学, アデレード, オーストラリア
  • 年月日: 2009-07-21
• [学会発表] ステンレス鋼の静止ティグ溶接における多元金属蒸気挙動の数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本健太郎
  • 学会等名: 溶接学会平成20年度秋季全国大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場, 北九州市
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] Numerical Simulation of Metal Vapor Behavior in Arc Plasma (2007)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Yamamoto
  • 学会等名: 6th Asian-European Int. Conf. Plasma Surface Eng. (AEPSE2007)
  • 発表場所: やすらぎ伊王島, 長崎
  • 年月日: 2007-09-27