レーザー溶接補修技術の標準化に向けた研究開発,11; レーザー照射条件最適化に向けた溶融池内現象の把握

Study on standardization of laser welding technologies, 11; Understanding the phenomena in molten pool for optimization of laser irradiation condition

山田 知典; 菖蒲 敬久  ; 矢田 浩基 ; 村松 壽晴; 小溝 裕一*

Yamada, Tomonori; Shobu, Takahisa; Yada, Hiroki; Muramatsu, Toshiharu; Komizo, Yuichi*

原子力機構では、原子力施設をはじめ一般産業施設に展開可能なレーザー溶接技術開発を進めており、残留応力の精密な評価と制御法の確立に向け、溶接時の温度場の高精度評価を行うため、温度と強連結過程にある溶融池内の対流現象に着目し研究を行っている。この研究では、大型放射光施設(SPring-8)からの高輝度単色X線を利用して、ファイバーレーザー溶接中の溶融池内部を直接観察し、現象把握を行ってきた。本報では、レーザー光走査時に形成された溶融池内対流現象の過渡特性及び気泡発生挙動に関して報告する。レーザー走査中は、溶融池前方で小さな渦が、後方で大きな渦が形成していた。この観察により、実測値に基づいて対流による熱輸送の評価が可能となった。その結果、対流による熱輸送は熱伝導によるものと同等以上であることが確認できた。残留応力特性に影響を与える溶融池内の温度分布の評価には、対流による熱輸送の考慮が必要となる。また、溶融池内の気泡は、溶融池後方の固液界面より発生することから、凝固偏析が原因と考えられる。気泡の多くは発生時に固液界面にトラップされるため、溶接不良等を低減するためには、その発生自体を抑制する必要がある。

no abstracts in English