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J-GLOBAL ID：201702263767922558   整理番号：17A0980135

ティグ溶接中の電極における添加物の動的挙動シミュレーション

Numerical Analysis of Dynamic Behavior of Additives in Electrode During TIG Welding Process

著者 (8件)： 小西恭平 (大阪大学接合科学研究所) ,  田中学 (大阪大学接合科学研究所) ,  茂田正哉 (大阪大学接合科学研究所) ,  石田和也 (大阪大学接合科学研究所) ,  黒川顕稔 (大阪大学接合科学研究所) ,  瀧田朋広 (株式会社アライドマテリアル) ,  中林誠治 (株式会社アライドマテリアル) ,  辻あゆ里 (株式会社アライドマテリアル)
資料名： 溶接学会論文集(Web)
巻： 35  号： 2  ページ： 73-84(J-STAGE)  発行年： 2017年 
JST資料番号： U0047A  ISSN： 0288-4771  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： ティグ溶接のタングステン電極には数wt%の酸化物が添加されている。これは,タングステンより仕事関数の低い酸化物を添加することで,電極からの電子放出を容易にし電極の動作温度を低下させることで,電極の消耗を防ぐためである。しかし,それら添加物の電極寿命に与える影響の予測は,未だに出来ているとは言い難い。そこで本研究では,耐久性に優れた電極開発に向けて,ティグ溶接中の電極における添加物の拡散,蒸発現象について数値シミュレーションを行った。また,電極の寿命に大きな影響を与える因子を調査した。その結果,1)トリア入り電極では,トリアの融点を超える領域において,トリウムの蒸発速度が拡散による供給速度を上回り,電極表面ならびに電極内部のトリウムの濃度は低下した。2)トリウムの濃度が0.1wt%以下になるとトリウムの表面占有率は低下し始めた。電極の温度上昇は,電極先端の狭い範囲に限られ,その範囲はトリウムの表面占有率が低下した範囲と一致した。3)電極の消耗は,一度始まると急激に進行した。などの知見を得た。

シソーラス用語： *電極 ,  仕事関数 ,  *酸化物 ,  添加物効果 ,  昇温 ,  抑制 ,  寿命延長 ,  *TIG溶接 ,  計算機シミュレーション ,  蒸発 ,  拡散 ,  *寿命予測 ,  解析モデル ,  数値解析 ,  酸化トリウム ,  温度分布 ,  濃度分布 ,  酸化ランタン ,  酸化セリウム
準シソーラス用語： *タングステン電極 ,  ティグ溶接 ,  動的挙動

著者キーワード (7件)： Numerical analysis ,  TIG welding process ,  Oxide ,  Lifetime of electrode ,  Evaporation and diffusion phenomena ,  Consumption mechanism ,  Physical properties of additive

分類 (1件)： 溶接装置  (WC07110T)

引用文献 (21件)：

• 1) A. A. Sadek, M. Ushio and F. Matsuda: Effect of Rare Earth Metal Oxide Additions to Tungsten Electrodes, Metallurgical Transactions A, Vol. 21A (1990) 3221-3236.
• 2) K. Tanaka, F. Matsuda and M. Ushio: Effect of Additives in Tungsten Electrode -Consumption of Electrode Tip at Relative High Current-, Quarterly Journal of the Japan Welding Society, Vol. 13, No. 4 (1995) 524-531.
• 3) K. Yamamoto, M. Tanaka, S. Tashiro, K. Nakata, K. Suzuki and K. Yamazaki: Numerical Modeling of Welding Arc with Complex System between Arc Plasma and Molten Electrode, Materials Science Forum, Vol. 580 (2008) 311-314.
• 4) J. Haidar and A. J. D. Farmer: Surface temperature measurements for tungsten-based cathodes of high-current free-burning, Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 28 (1995) 2089-2094.
• 5) M. Tanaka, K. Yamamoto, S. Tashiro and J. J. Lowke: Predictions of current attachment at thermionic cathode for TIG arcs, Materials Science Forum, Vol. 580 (2008) 319-322.

タイトルに関連する用語 (4件)： ティグ溶接 ,  添加物 ,  動的挙動 ,  シミュレーション