Repari technique of aluminum foams using spot heating of brazing precursor

钎焊前驱体点热修复泡沫铝技术

• 批准号: 20K05163
• 负责人: 鈴木 良祐
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05163/
• 关键词: ポーラスアルミニウム; 補修; ろう付け; アルミニウム合金; 焼結; 接合

ポーラスアルミニウムの補修技術として発泡補修を提案し，その有効性および補修プロセスで生じる現象について実験的に調べることを目的とする．ポーラスアルミニウム製大型構造物の補修を想定し，大型電気炉を必要としない局所的熱源による発泡補修を試みる．補修用フィラーとして用いるために，Al-12Si低融点アルミニウム合金製プリカーサを粉末冶金を用いて作製し，φ8 ×10 の円柱に切り出した．局所加熱によるフィラーの発泡特性を調べるために，φ8.5 ×15 の内径を有するステンレス鋼製円筒の中にフィラーを挿入し，TIG溶接機を利用してフィラー上面から加熱する発泡試験を行った．ポーラス純アルミニウム直方体（16×16 ×50 mm3）を作製した．これの長手方向中央部に，補修孔としてφ8.2 mmの貫通孔を施し被補修材とした．被補修材の貫通孔にフラックスを塗布した後φ8.0×10に切り出したフィラーを挿入し，TIG溶接機で加熱することでフィラーを発泡させる発泡補修を行った．被補修材を長手方向に平行に切断したのち，貫通孔にフィラーを挿入し同様の発泡補修を行った．発泡中のフィラーの流動の様子および被補修材とフィラーの接合挙動を観察するために，高速度マイクロスコープを用いて発泡補修を観察した．発泡試験の結果，上面を加熱する局所加熱では高さ4 mmまでしか発泡しなかったためフィラーの最大気孔率は約25%と低かった．発泡補修を行った結果，フィラー上面は発泡したが，被補修材も一部溶融しセルが崩壊した．補修孔の直径を大きくし，被補修材が溶融しないようにする必要がある．発泡補修の様子の観察の結果，フィラーが被補修材の開放気孔内部に侵入する様子は確認できたが，フィラーと被補修材の接合の様子は確認できなかった．局所的加熱による発泡補修において，フィラーと被補修材が接合する条件を調べる必要がある．

提出了泡沫修复作为多孔铝的修复技术，其目的是研究其在修复过程中实验中发生的现象的有效性及其现象。假设对大型多孔铝结构进行维修，则使用不需要大型电炉的局部热源尝试泡沫。为了用作维修填充剂，使用粉末冶金制成了由Al-12si低熔点铝合金制成的前体，并切成φ8x 10圆柱体。为了研究由于局部加热而引起的填充物的泡沫特性，进行了泡沫测试，其中将填充剂插入，内径为φ8.5x 15的不锈钢缸中，并使用tig焊接机从填充剂的顶部进行加热。制备了多孔纯铝矩形平行夹带（16 x 16 x 50 mm3）。通过孔将φ8.2mm施加到纵向方向的中心，形成修复孔，使其成为要修复的材料。在修复材料的透过孔中施加通量后，将切割到φ8.0x 10的填充物插入，并通过用tig焊接机加热来进行泡沫维修，以泡沫填充物。切割平行于纵向方向的修复材料后，将填充物插入通过孔中进行相同的泡沫修复。使用高速显微镜观察泡沫修复，以观察泡沫期间的填充物以及修复的材料和填充物的粘结行为。由于泡沫测试，当使用局部加热来加热顶部表面时，填充剂的最大孔隙率在约25％时较低。由于泡沫修复的结果，填充物的顶表面被泡沫，但修复的材料也部分融化，细胞崩溃。有必要增加维修孔的直径，以使修复的材料不会融化。观察泡沫维修表明，填充物在修复的材料的开孔内侵入，但是无法确认填充物和修复的材料的粘结。通过局部加热修复泡沫时，有必要研究填充物和维修材料的条件。

项目成果

Effect of Si Concentration of a Brazing Precursor on the Bonding Strength of Aluminum Foam Bonded via Foaming Bonding

钎焊前驱体 Si 浓度对泡沫铝焊接强度的影响

• 发表时间: 2021
• 期刊: Materials Transactions
• 影响因子: 1.2
• 作者: Ryosuke Suzuki;Yoshihiko Hangai;Yusuke Asakawa;Ikuo Shohji;Hidetoshi Fujii and Masaaki Matsubara
• 通讯作者: Hidetoshi Fujii and Masaaki Matsubara

Al-Si プリカーサの発泡を利用したポーラスアルミニウムの 補修

Al-Si前驱体发泡修复多孔铝

• 发表时间: 2021
• 作者: Kosuke Sanami;Mohammed Shahien;Atsushi Yumoto;Kentaro Shinoda;Jun Akedo;田中秀和;箕浦秀真，吉田佳典;新家光雄;鈴木 良祐，浅川 友祐，松原 雅昭，半谷 禎彦，荘司 郁夫，藤井 英俊
• 通讯作者: 鈴木 良祐，浅川 友祐，松原 雅昭，半谷 禎彦，荘司 郁夫，藤井 英俊

溶湯直接圧延を用いて製作した発泡アルミニウムに及ぼす増粘剤添加量の影響

增稠剂添加量对金属液直轧生产泡沫铝的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: He Jiaxin;太田 高裕;池田貴也，松原雅昭，鈴木良祐
• 通讯作者: 池田貴也，松原雅昭，鈴木良祐

Fabrication of Porous Aluminum Alloy by Precursor Method Using Vertical Type Twin-Roll Casting

立式双辊铸造前驱体法制备多孔铝合金

• DOI: 10.11279/jfes.92.577
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Japan Foundry Engineering Society
• 作者: R. Ando;M. Todai;J. Narshima;M. Mizoshiri;鈴木 良祐，増渕 匠，西田 進一，荘司 郁夫，半谷 禎彦，藤井 英俊，松原 雅昭
• 通讯作者: 鈴木 良祐，増渕 匠，西田 進一，荘司 郁夫，半谷 禎彦，藤井 英俊，松原 雅昭

発泡補修における補修部材の気孔率制御

泡沫修复中修复件的孔隙率控制

• 发表时间: 2021
• 作者: Osamu KAMIYA;Etsushi OKUYAMA;Mamoru TAKAHASHI; Yasuyuki MIYANO;Shinichi Ito; Kenji MURATA;Junpei NANAO;Arata MAISAWA;Makoto KAWANO; Takashi KAZUMI;Masanobu NAKATSU;Hiroyuki MIZUMA;Yuichi IWAMA;鈴木良祐，浅川友祐，松原雅昭，半谷禎彦，莊司郁夫，藤井英俊
• 通讯作者: 鈴木良祐，浅川友祐，松原雅昭，半谷禎彦，莊司郁夫，藤井英俊