放射光高輝度単色X線を用いたレーザー肉盛り溶接過程の挙動観察

Observation of laser cladding process by synchrotron radiation X-ray

寺田 隆哉; 山田 知典; 菖蒲 敬久  ; 西村 昭彦  

Terada, Takaya; Yamada, Tomonori; Shobu, Takahisa; Nishimura, Akihiko

レーザー溶接中の溶融池やワイヤ溶融滴の挙動は、溶接品質や溶接環境に深く関係するため、原子力プラントの保守保全の観点からも非常に重要である。しかし、レーザー照射は熱放射やヒューム,レーザー光反射を伴うため、直接観察を行うことは困難である。本研究ではSPring-8からの放射光高輝度単色X線を利用し、配管減肉を模擬した試験片へのワイヤ送給レーザー肉盛り溶接過程の観察を行った。肉盛り溶接過程において、まずワイヤ先端に金属溶融滴が形成、その後溶融滴の溶け込みと安定的な肉盛り部の形成が生じることがわかった。ワイヤ供給開始直後の液滴形成を防止することが、通電による溶融池の追加熱や溶融池の表面温度測定などのレーザー肉盛り技術の高度化に有用である。またプラント保守保全を目的として現在開発中である伝熱管内レーザー肉盛り溶接システムにおいて、溶接品質の向上、溶接中の煙やヒュームの抑制に役立つ知見である。

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