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

基本信息

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

项目摘要

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。

Currently, CO_2 laser welding and YAG laser welding of aluminum alloys, stainless steels and galvanized steel sheets, which are the most popular in the industry, are carried out under various conditions, and the keyhole behavior during welding and the flow of the molten parts at high speed using a microfocus X-ray transmitting imaging device, etc., to clarify the generation behavior and cause of welding defects, and to obtain有关激光焊接条件有效预防缺陷的知识，以及用于制造高质量和可靠激光焊接部件的激光焊接方法。结果如下：1）我们在连续振荡CO2激光VID中观察到了铝合金A5083和6N01和无不锈钢SUS304平板的焊接现象，并使用微型X射线X射线传输设备进行了孔，并澄清孔从孔孔的基础上产生的孔子构成，并从孔孔中产生孔。 2）使用露点计和气相色谱仪，测量屏蔽气体中的氧，氮和氢的时间和局部变化，并在各种预流程时制造激光焊缝，并研究了孔隙率的实际产生，以及屏蔽气纯度（氧气，氢，氢）对孔隙的产生的影响。 3）使用具有不同数量的镀锌电镀的钢板，我们在连续和脉冲振荡条件下使用二氧化碳激光器和YAG激光器进行了焊接，并阐明了镀锌镀层对溅射和孔隙率的产生的影响，并获得了有关孔隙量的激光焊接条件，并有效地获得了孔隙量的激光焊接条件。 4）在镀锌钢板的圈焊缝中，我们开发了一种预防方法，该方法已被澄清，孔隙率产生是由于锌对重叠表面的影响，并且高速焊接和低速焊接，低速焊接，高热量输入焊接之间的生成机制不同，并且与铝合金和无铝钢不同。 5）揭示了孔隙度和固化裂纹裂缝表面的特征，并进一步分析和分析了微观结构，微膜片，晶体结构，晶体取向关系等，并获得了有关产生焊接缺陷，预防方法和制造方法的机制的知识。