レーザ溶接欠陥の発生機構の解明と防止法の開発

激光焊接缺陷产生机理的阐明及预防方法的开发

• 批准号: 08650847
• 负责人: 片山 聖二
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650847/
• 关键词: レーザ溶接; アルミニウム合金; ステンレス鋼; 亜鉛めっき鋼; 溶接欠陥; ポロシティ; 凝固割れ; 欠陥生成機構

現在、産業界で最も注目されているアルミニウム合金、ステンレス鋼及び亜鉛めっき鋼板のCO_2レーザ溶接とYAGレーザ溶接を種々の条件で行い、溶接中のキ-ホール挙動や溶融部の湯流れをマイクロフォーカスX線透過映像装置等を用いて高速度で観察し、溶接欠陥の生成挙動や原因を解明し、欠陥防止に有効なレーザ溶接条件ならびに高品質・高信頼性のレーザ溶接部を作製するためのレーザ溶接法に関する知見を得た。それらの結果は、以下のとおりである。1)アルミニウム合金A5083および6N01ならびにステンレス鋼SUS304板の連続発振CO2レーザビ-ド溶接時の溶接現象をマイクロフォーカスX線透過映像装置で観察し、キ-ホール挙動に関連して気孔がキ-ホール底部から生成し、ポロシティとなることを明確にした。2)露点計およびガスクロマトグラフを用いて、シールドガス中の酸素、窒素および水素量の時間的・場所的変化を測定し、種々のプリフロー時間でレーザ溶接部を作製し、ポロシティの実際の生成状況を調査し、ポロシティの生成に及ぼすシールドガス純度(酸素、水素)の影響を明確にした。3)亜鉛めっき付着量の異なる鋼板を用い、連続およびパルス発振の条件でCO2レーザおよびYAGレーザによるビ-ド溶接を行い、スパッタやポロシティの発生に及ぼす亜鉛めっき量の影響を明確にし、ポロシティ低減に有効なレーザ溶接条件、亜鉛めっき付着量および隙間の影響に関する知見を得た。4)亜鉛めっき鋼板の重ね溶接では、ポロシティ生成は重ね面での亜鉛の影響によることを示すと共に、生成機構は、高速度・低入熱溶接と低速度・高入熱溶接で異なり、さらに、アルミニウム合金やステンレス鋼と異なることを明確にし、防止法を開発した。5)ポロシティおよび凝固割れ破面の特徴を明らかにし、さらに、ミクロ組織、ミクロ偏析、結晶構造、結晶方位関係等を分析・解析し、溶接欠陥の生成機構や防止法、高品質材の作製法に関する知見を得た。

で now, industry the most も さ れ て い る ア ル ミ ニ ウ ム alloy, ス テ ン レ ス steel and び 亜 lead め っ き steel の CO_2 レ ー ザ dissolves と YAG レ ー ザ dissolves を kind 々 の conditions で い, dissolves in の キ - ホ ー ル 挙 dynamic や melt department の Shang Liu れ を マ イ ク ロ フ ォ ー カ ス X-ray image through devices such as を with い て high speed で 観 し, dissolved Pick owe 陥 の generated 挙 dynamic や reason を interpret し, owe 陥 prevent に unseen な レ ー ザ dissolves conditions な ら び に high quality, high letter 頼 の レ ー ザ dissolves department を cropping す る た め の レ ー ザ dissolves method に masato す る knowledge を た. Youdaoplaceholder0 それら result とお, the following is とお とお である である. 1) ア ル ミ ニ ウ ム alloy A5083 お よ び 6 n01 な ら び に ス テ ン レ ス steel SUS304 plate の even 続 発 vibration CO2 レ ー ザ ビ - ド dissolves when の dissolves phenomenon を マ イ ク ロ フ ォ ー カ ス X-ray image device through で 観 し, キ - ホ ー ル 挙 dynamic に masato even し て 気 hole が キ - ホ ー ル bottom か ら generated し, ポ ロ シ テ ィ と な る Youdaoplaceholder6 とを specifies に た た. 2) the dew point meter お よ び ガ ス ク ロ マ ト グ ラ フ を with い て, シ ー ル ド ガ ス, smothering の acid in お よ び water element の amount of time, place - を determination し, kind of 々 の プ リ フ ロ ー time で レ ー ザ dissolves し the を cropping, ポ ロ シ テ ィ の be interstate の generated し を investigation, ポ ロ シ テ ィ の generated に and ぼ す シ ー ル ド ガ ス purity (acid, The effect of hydroquinone を is clear に た た. 3) 亜 lead め っ き pay the amount の different な る steel を い, even 続 お よ び パ ル ス 発 の conditions of vibration で CO2 レ ー ザ お よ び YAG レ ー ザ に よ る ビ - ド dissolves を い, ス パ ッ タ や ポ ロ シ テ ィ の 発 に and ぼ す 亜 lead め っ き effects の を clear に し, ポ ロ シ テ ィ low cut に have sharper な レ ー ザ dissolves conditions, 亜 lead め っ き pay the amount Youdaoplaceholder0 gap <s:1> influence に related する knowledge を to た. 4) lead 亜 め っ き heavy steel plate の ね dissolves で は, ポ ロ シ テ ィ generated は heavy ね surface で の 亜 lead の influence に よ る こ と を shown す と に, production mechanism は, high speed, low into the hot-melt meet と low speed, high into the hot-melt で different な り, さ ら に, ア ル ミ ニ ウ ム alloy や ス テ ン レ ス steel と different な る こ と を clear に し, prevent method を 発 し た. 5) ポ ロ シ テ ィ お よ び solidification cut れ crumpling の, 徴 を Ming ら か に し, さ ら に, ミ ク ロ organization, ミ ク ロ segregation, crystal structure and crystal orientation masato を analysis, parsing し, dissolves owe 陥 の production mechanism の や prevent method, the high quality material for manufacturing method に masato す る knowledge を た.

项目成果

瀬渡直樹、金 鍾道、片山聖二、松縄 朗: "X線透過映像法によるポロシティ生成挙動のリアルタイム観察-レーザ溶接時の欠陥生成機構の解明と防止(第3報)-" 溶接学会全国大会講演概要. 第60集. (1997)

Naoki Seto、Jondo Kim、Seiji Katayama、Akira Matsunawa：“使用 X 射线透射成像实时观察孔隙生成行为 - 激光焊接过程中缺陷生成机制的阐明和预防（第 3 次报告）”全国焊接学会会议演讲摘要。第60卷。（1997）

片山聖二、松縄 朗、金 鍾道、須貝裕之: "レーザ溶接時の欠陥生成機構の解明と防止(第2報)-X線透過映像法による欠陥生成挙動のリアルタイム観察-" 溶接学会全国大会講演概要. 第59集. 78-79 (1996)

Seiji Katayama、Akira Matsunawa、Jondo Kim、Hiroyuki Sugai：“激光焊接过程中缺陷产生机制的阐明和预防（第二次报告）-使用 X 射线透射成像方法实时观察缺陷产生行为”在国家焊接学会上的演讲会议概述。第 59 卷。78-79 (1996)

金 鍾道、片山聖二、松縄 朗: "レーザ溶接時の欠陥生成機構の解明と防止(第1報)-キ-ホール挙動に及ぼすパルス波形の影響-" 溶接学会全国大会講演概要. 第59集. 74-75 (1996)

Jondo Kim、Seiji Katayama、Akira Matsunawa：“激光焊接过程中缺陷产生机制的阐明和预防（第 1 部分）- 脉冲波形对小孔行为的影响 -”日本焊接学会全国会议演讲摘要第 1 卷。 59 .74-75 (1996)

片山聖二、松縄 朗、呉 渝生、松下正文: "亜鉛めっき鋼板のYAGレーザ溶接性" 溶接学会全国大会講演概要. 第59集. 58-59 (1996)

Seiji Katayama、Akira Matsunawa、Yuyuu Kure、Masafumi Matsushita：“镀锌钢板的 YAG 激光焊接性”在全国焊接学会会议上的演讲摘要，第 59 卷 58-59（1996 年）。

片山聖二、金 鍾道、水谷正海、松縄 朗: "亜鉛めっき鋼板レーザ溶接時におけるポロシティ生成挙動のX線透過映観察" 高温学会誌. 23・1. 21- (1996)

Seiji Katayama、Jondo Kim、Masami Mizutani、Akira Matsunawa：“镀锌钢板激光焊接过程中气孔生成行为的 X 射线透射观察”日本高温学会杂志 23・1.21-（1996 年）。