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純Ar中でのクリーンMIG溶接技術の開発


研究の背景
消耗電極式溶接(MIG溶接)では、安定な溶接を行うためにArシールドガスに酸素や二酸化炭素を加えます。
これらのガスに含まれる酸素は溶接金属の性能低下の原因となるので高性能な溶接継ぎ手を形成するためには使用されません。

現在の課題
純Arシールドガス中のMIG溶接では酸素を低減できるので高性能な溶接金属が得られます。
しかし、ワイヤの先端には長く伸びた溶融金属の液柱(CLM)が形成され不安定に動き回り溶接が不安定になります。
このため、純ArのMIG溶接は実用化されませんでした。


最先端研究トピックス ―同軸複層ワイヤの開発―

溶融金属液柱(CLM)の不安定挙動を抑えるために、
径方向のワイヤ組成を変えた新構造ワイヤ、 同軸複層ワイヤ を開発しました。

従来ワイヤを用いた純Arシールドガス中でのMIG溶接では
溶接ワイヤの先端には溶融した金属の液柱(CLM)が形成され、不安定に動き回ります。(図1)
その結果、アークが不安定になり、蛇行ビードや、アンダカットが生じます。(図2)

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一方、内側と外側で融点差を持つ 同軸複層ワイヤ を用いた場合では、
溶融金属液柱(CLM)は生じることなく安定な溶滴移行となります。(図3)
その結果、純Arシールドガス中でも安定な溶接施工が可能となり、溶接金属中の酸素を低減した高品質な溶接継ぎ手を作ることができます。(図4)

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研究のまとめ

● 同軸複層ワイヤの開発によって、従来方法では安定溶接施工が困難であった、純ArシールドガスのMIG溶接が可能になった。
● 溶接金属中の酸素を低減させ、TIG溶接と同等な溶接金属特性を得ることができた。

将来の夢(実現化の目標)

● 海洋構造物、圧力容器など高信頼性が要求される鋼構造物へ適用する。
● 高品質継ぎ手を高能率に形成できる新しい溶接法として実用化展開する。

<出 典>
T. Nakamura et.al., Science and Technology of Welding and Joining, 13(2008), 1, 25-32.
T. Nakamura et.al., Science and Technology of Welding and Joining, 10(2005), 2, 131-138

   


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