パルスアーク溶接における電流増加率により影響されるアノードへの熱伝達

MOMII Taira; IWAO Toru; YUMOTO Motoshige

文献

J-GLOBAL ID：201202234671600205 整理番号：12A1744383

パルスアーク溶接における電流増加率により影響されるアノードへの熱伝達

Heat Transfer to Anode Affected by Current Increment Ratio in Pulsed Arc Welding

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資料名：
巻： ED-12 号： 127-134.136-152.154 ページ： 91-94 発行年： 2012年11月16日
JST資料番号： Z0911A 資料種別：会議録 (C)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：英語 (EN)

ガスタングステンアーク(GTA)溶接は高品質接合技術である。特にタングステン不活性ガス(TIG)溶接はシールドに不活性ガスを用いるので,アークは空気などの周囲のガスに汚染されない。しかしながら,TIG溶接は溶接プールを深く溶かすことは出来ない。従って,アノードへの熱伝達が良くないことと深く溶かす能力が低くなることのために時々溶接不良が生じる。さらに,溶接速度が遅くなり,生産性が下がる。溶接パラメータは溶接生産性を高め,溶接欠陥を予防するために制御しなければならない。パルスアーク溶接が,熱流(アノードの単位面積あたりの熱伝達)を電流波形で制御できるので開発された。幾人かの研究者は電流のパルス周波数100から1000Hzが溶接速度を上げるのに効果的であると明らかにしている。この周波数帯において,アークとアノードへの熱伝達は安定となる。従って,材料は熱流が集中するので容易に溶ける。しかしながら,溶融池の形はアノード近くの温度分布,アークの電流密度分布,溶融池における駆動力により決まる。特にLorentz力(電流密度×磁束密度)は深い溶融池となるためには非常に重要な要因である。パルスアーク溶接の場合,これらの現象は電流波形,特に電流ピーク,底及び遷移時間を含む電流増加率から出来る。本論文ではパルスアーク溶接における電流増加率により影響されるアノードへの熱伝達と熱流が明らかにされる。結果として,電流増加率が減少すれば熱伝達は小さくなるが,電子流入熱束はアノードの中央に集中する。従って,電流増加率は高電流周波数帯において溶融池作るために重要な役割を果たす。(翻訳著者抄録)

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溶接装置 , 熱伝導

引用文献 (8件)：

(1) Yoshinori Hirata, "Pulsed arc welding", Journal of the Japan Welding Society, Vol.71, No.5, pp.389-404, 2002.
(2) H.G.Fan, Y.W.Shi, S.J.Na, "Numerical analysis of the arc in pulsed using a boundary-fitted coordinate", Journal of Materials Processing Technology, Vol.72, pp.437-445, 1997.
(3) Fenggui Lu, Shun Yao, Songnian Lou, Yongbing Li, "Modeling and finite element analysis on GTAW arc and weld pool", Computational Materials Science, Vol.29, pp.371-378, 2004.
(4) A.Traidia, F.Roger, "A computational investigation of different helium supplying methods for the improvement of GTA welding", Journal of Materials Processing Technology, Vol.211, pp.1553-1562, 2011.
(5) J. Hua, H. L. Tsaib, "Effects of current on droplet generation and arc plasma in gas metal arc welding", JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 100, 053304, 2006.

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