レーザー溶接中の溶融池内流動場の評価

Evaluation of transient phenomena in molten pool during laser welding

山田 知典; 菖蒲 敬久  ; 山下 晋   ; 小川 剛充; 杉原 健太 ; 西村 昭彦  ; 村松 壽晴

Yamada, Tomonori; Shobu, Takahisa; Yamashita, Susumu; Ogawa, Takemitsu; Sugihara, Kenta; Nishimura, Akihiko; Muramatsu, Toshiharu

原子力施設をはじめ一般産業プラントに展開可能なレーザー溶接技術として、溶接後の残留応力の評価及び制御を目的とした研究を進めている。このためには、溶接中の加熱,溶融,対流,凝固,固相変態といった複雑な現象を定量評価する必要がある。このうちの対流現象は、大型放射光施設(SPring-8)からの高強度X線を利用した実験と、数値シミュレーションを相補的に利用して評価している。アルミニウム合金にレーザーをスポット照射した際には、溶融池内を移動するトレーサー粒子(タングステン)により、流れの可視化に成功した。さらに、実験において観察された溶融池内の流れは、計算でも再現できていることを確認した。実験及び数値シミュレーションを用いた溶融池内流動場の評価は、レーザー溶接複雑現象の定量化に非常に有効であり、今後はさらなる観察技術の向上,計算コードの開発を行う。

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