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Improvement of Reliability of Welded Joint by Laser Peening - Rendering a Surface Defect Harmless -

通过激光喷丸提高焊接接头的可靠性 - 使表面缺陷无害化 -

基本信息

批准号：
17J00191
负责人：
笛木隆太郎
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の研究成果を下記の(1)～(5)に示す。(1) 前年度に決定したステンレス鋼に対するレーザピーニング（LP）の最適施工条件でLPを施工した溶接試験片を用意し，一部の試験片には溶接止端部近傍に人工表面欠陥（半円スリット）を導入した上で，疲労試験を実施した。LPの施工により，疲労限度は14%～64%改善されるとともに，深さ0.2 mmのスリットが無害化されることが明らかになった。(2) 高張力鋼について，LPの最適施工条件を決定した後，上記(1)と同様のプロセスで疲労試験を実施した。LPの施工により，疲労限度は45%～107%改善されるとともに，深さ0.2 mmのスリットが無害化された。(3) 上記(2)で使用したものと同じ高張力鋼の溶接試験片に対してニードルピーニング（NP）を施工した場合の疲労限度改善率は9%～200%，無害化可能欠陥寸法は深さ1.0 mmであることがわかった。(4) 前年度に実施した実験を含む一連の実験結果を比較検討した結果，無害化可能欠陥寸法の大きさはピーニングにより導入される深さ方向の残留応力分布の様態に大きく依存し，その大きさは必ずしも残留応力が圧縮から引張に変化する深さに比例して大きくなるわけではなく，そこに至るまでの各深さにおいて、大きな圧縮残留応力が導入されることが重要であることがわかった。(5) ピーニング施工後の疲労限度相当の作用応力分布ならびに残留応力分布より応力拡大係数を評価し，それらを足し合わせたき裂進展に寄与する正味の応力拡大係数範囲の値を，き裂進展抵抗を表す下限界応力拡大係数範囲と大小比較することにより，ピーニングにより無害化可能な欠陥寸法を定量的に評価した。その評価値はステンレス鋼，高張力鋼ともに，LPの場合で0.2 mm前後，NPの場合で1.4 mm前後であり，実験結果と整合していたことから，評価法の妥当性が示された。

The research results of this year are shown below (1) to (5). (1) The optimal construction conditions for the steel pipes (LP) were decided in the previous year and the welding test pieces for the construction of the LP were determined. The intention is that a test piece is welded and the end is close to the artificial surface, and the artificial surface is not enough (half of the test piece) to be introduced into the upper part, and the test piece is welded and tested. LP construction is done, the fatigue limit is 14% ~ 64% improvement, the depth is 0.2 mmのスリットがharmlessされることが明らかになった. (2) After determining the optimum construction conditions for high-tensile steel and LP, follow the instructions in (1) above for a test of the same conditions. The construction of LP is done, the fatigue limit is 45%~107% improved, and the depth is 0.2 mm, and it is harmless. (3) The above (2) uses the same welding test piece of high-tensile steel as the high-strength steel welding test piece (N P) The fatigue limit improvement rate of the construction site is 9% to 200%, and the detoxification may be less than 1.0 according to the method. mmであることがわかった. (4) Compared with the results of the previous year's treatment, the detoxification may not be as good as the previous year's results.さはピーニングによりImport されるdepthさdirectionalresidualforcedistributionの様stateに大きくdependenceし,その大きさはIt must be that the residual force is compressed and compressed, the tension is reduced, the ratio is deep, the ratio is large, the ratio is large, and the ratio is large The るまでのeach deep さにおいて, the large きな姧 shrinkage residual 応力がされることがimportant であることがわかった. (5)ピーニングAfter construction, the fatigue 労 limit is equivalent to the active force distribution and the residual force distribution より応The power is large and the coefficient is high The large coefficient range is the value, and the crack progress resistance table is the lower limit of the force. The large coefficient range is the size comparison. The possibility of detoxification of ることにより, ピーニングにより is based on quantitative evaluation based on the method of measurement.その综合価値はステンレスsteel, high-tensile steel ともに, LP case 0.2 mm before and after, NP case 1.4 mm before and after, the results are integrated, and the appropriateness of the evaluation method is shown.