Development of fatigue crack prevention and corrosion protection by friction stir welding for steel structures

钢结构疲劳裂纹预防和搅拌摩擦焊防腐蚀研究进展

• 批准号: 22H01577
• 负责人: 廣畑 幹人
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01577/
• 关键词: 鋼構造物; 維持管理; 疲労; 腐食; 摩擦攪拌接合; インフラ構造物; 構造工学; 鋼構造; 接合

本年度は，鋼橋に多用される突合せ溶接継手に対し，FSWによる止端部形状改良効果が得られるか否か，基礎的な施工実験を行った。FSWにより良好な止端部形状を得るための条件探索を行い，パイロット試験体を作製した。施工に伴い，FSWによる入熱に起因する温度履歴と面外変形，残留応力のデータを取得し，既存の溶接継手に存在する変形と残留応力に対しFSWが及ぼす影響を検討した。作製したパイロット試験体からは，溶接部の断面観察，金属組織観察，硬さ分布を確認するためのサンプルを採取するために加工に着手した。さらに，疲労実験用の供試体として加工に着手した。FSWにより鋼板表面に金属被覆を形成する技術に関しては，研究協力者である大阪大学接合科学研究所の藤井教授の研究グループとともに被覆として用いる金属を決定し，鋼板表面に接合するための条件探索に着手した。今後，作製した供試体の耐食性評価を行うための腐食促進装置の開発に着手した。金属被覆の適用が想定される海洋環境を模擬した腐食促進装置であり，実験条件を満足するための装置の仕様を検討した。また，金属被覆との比較対象とする有機被覆の供試体についても作製を開始した。今後実施する腐食促進実験の方法ならびに耐食性の評価方法について検討した。

今年，进行了基本的施工实验，以查看FSW是否会为钢桥中经常使用的对接焊接接头改善脚趾的形状。通过寻找条件以使用FSW获得良好的脚趾形状来制备试验标本。通过构建，获取了有关温度病史，平面外变形和由FSW热输入引起的残余应力的数据，并检查了FSW对现有焊接接头中存在的变形和残留应力的影响。从准备的试验标本中，进行了加工来收集样品以观察焊缝的横截面，以观察金属结构并确认硬度分布。此外，处理是作为疲劳实验的标本开始的。关于使用FSW在钢板表面上形成金属涂料的技术，以及加入Science Institute的研究小组，大阪大学研究人员的研究合作伙伴Fujii教授决定将金属用作涂料，并开始寻找条件以加入钢板表面。将来，我们已经开始开发一种腐蚀加速器，用于评估制成样品的耐腐蚀性。这是一种腐蚀加速器，可模拟预期将金属涂层应用的海洋环境，并检查了满足实验条件的设备规范。此外，还已经开始将有机涂料标本与金属涂料进行比较。我们研究了将来要进行的腐蚀促进实验的方法，以及评估耐腐蚀性的方法。