− 51 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングAF-2017229一般研究開発助成AF-2017230一般研究開発助成積層造形法，耐熱材料酸化物分散強化型合金，レーザー積層造形nobuaki.sekido.b7@tohoku.ac.jpレーザ溶接，造船，プラント建造高出力半導体レーザ，ホットワイヤ，厚鋼板，1パス立向き溶接motoyama@hiroshima-u.ac.jp東北大学 大学院工学研究科知能デバイス材料学専攻 准教授広島大学 大学院・先進理工学系科学研究科・機械工学プログラム・接合プロセス工学研究室 教授関戸 信彰山本 元道レーザー積層造形法による超微細酸化物分散強化型合金の創製法確立高出力半導体レーザとホットワイヤ法とを組み合わせた極厚鋼板1パス縦向き溶接技術の開発酸化物分散強化型合金をレーザー積層造形法で創製する新規手法の開発を目指した。Fe-Al合金粉末にFe2O3、NiO、SiO2を添加した混合粉末から圧粉体を作製し、800℃で熱処理した。Fe2O3添加合金ならびにNiO添加合金においては、微細なAl酸化物がFe母相中に析出したが、SiO2を添加合金ではAl酸化物の析出は確認されなかった。すなわち、Fe2O3とNiOは、粒内に微細なAl酸化物が形成するのに必要な酸素を供給する「固体酸素源」として機能することが確認された。また、Fe-Al合金粉末に固体酸素源としてFe2O3を添加した混合粉末を用いてレーザー積層造形し、積層造形体を熱処理した結果、Fe母相内にナノサイズの酸化物が均一に析出するとともに、著しい硬度の増加が見られた。本研究により、固体酸素源を用いた酸化物分散強化型合金の作製法は、レーザー積層造形法に適用できることを実証することができた。本研究では，2台の6kW高出力半導体レーザ発振器およびホットワイヤシステムを用いて，板厚50mmまでの厚鋼板1パス立向き溶接技術の検討を行った．安定した溶融池の形成・維持と開先壁面（母材）への効果的な入熱を両立させるために，板厚および開先幅に応じた，ビーム形状・寸法の適正化ならびにビーム揺動照射条件の適正化を行う必要があることが明らかになった．すなわち，開先幅に対する適正なビーム幅，必要十分なエネルギー密度，開先壁面近傍での十分な照射継続時間をバランスよく実現する必要があることがわかった．得られた適正条件を用いて，板厚50mmの厚鋼板1パス立向き溶接を実現することができ，融合不良のない低入熱・低変形の良好な継ぎ手を得ることができた．
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