溶融池内流動場とひずみ分布の関連性評価

Evaluation of relationship between flow field in molten pool and strain distribution

山田 知典; 寺田 隆哉; Zhang, S.; 菖蒲 敬久  ; 西村 昭彦  ; 村松 壽晴; 小溝 裕一*

Yamada, Tomonori; Terada, Takaya; Zhang, S.; Shobu, Takahisa; Nishimura, Akihiko; Muramatsu, Toshiharu; Komizo, Yuichi*

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の開発を進めている。この中では、残留応力の精密な評価と制御法の確立に向け、温度分布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。本研究では、大型放射光施設(SPring-8)からの高輝度単色X線を利用して、試験片に対し上面及び側面からファイバーレーザーを照射し、形成した溶融池内部対流挙動の直接観察により過渡特性を評価した。さらに、ひずみ分布測定により、照射方向による温度場への影響とひずみ分布への影響を評価した。上面より照射した場合は、流動の方向が時々刻々と変化する様子が観察された。一方、側面より照射した場合は、時計回りの流れが観察され、両者で流動の方向が異なった。ひずみ分布を測定すると、上面より照射した場合は、照射部を中心として左右対称となったが、側面より照射した場合は、表面近傍に強い引張ひずみが形成する領域が存在するとともに、そのひずみ分布は照射部を中心として左右非対称となることが確認された。以上より、溶接部近傍の温度場に影響を与える要因(流動場など)を通じて、残留ひずみ分布を制御できる可能性が示唆された。

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