１．研究の目的と背景２．実験方法レーザーシステム制御システムピーニングユニットレーザー高温ピーニングとアーク補修アーク補修システム冷却システムガスキーワード：レーザー高温ピーニング，レーザーピーニング，アーク補修輸送機器や石油化学などに関連する各種構造部品の損傷は、応力腐食や疲労および摩擦摩耗によって引き起こされることが多い。構造部品の補修は、再製造に比べて、期間短縮だけではなく、コストが大幅に削減される。図１に示すように、レーザーピーニングシステム、回転システム、冷却システム、■■■アーク補修システムなど、レーザー高温ピーニングとアーク補修の複合プロセス用の装置を利用する。レーザー高温ピーニングおよびアーク補修の適正条件パラメータを実験および数値解析で決定する。実験により補修した構造部品の性能改善効果を実験により検証する。本複合プロセスにおける科学的な課題として、レーザー高温ピーニングによる組織の微細化、材料特性の改善および圧縮残留応力の生成などがある。本研究により、短パルスレーザーの熱源および圧力と補修金属の微細組織、機械的特性の定量関係を実験で明らかにすると共に、複合補修プロセスにおける非定常熱サイクルと補修層の残留応力分布を数値解析で予測する。レーザーピーニングとアーク補修の複合プロセスを図補修された構造部品レーザーピーニングシステム大阪大学接合科学研究所（ ■ ■年度奨励研究助成（若手研究者枠）■■■ ■ ■ ■■■■ ）図１レーザー高温ピーニングとアーク補修の複合プロセスの装置助教呉東升３．実験成果２に示す。従来技術として、■■■（■■■■■■■■■■■■■）溶接補修技術（図２ff■■）とレーザーピーニング技術（図２ff■■）は、それぞれ独立に利用されている。本研究では、図２ff■■に示す省エネの■■■（■■■■■■■■■■■■■■■■■■■）アーク溶接を用い、■■■ワイヤ（■■■■■■■■）による補修層と母材（■■■■■■■■■■）の希釈率を下げると共に、後方の高温金属に短パルスレーザーピーニング処理を加える複合技術を提案する。レーザー吸収層とプラズマ閉じ込め層を必要とせず、補修層の高温凝固金属の表面に直接作用して、金属の蒸発とイオン化を誘発し、衝撃波を生成する。ピーク衝撃波圧力は■■■のオーダーとなる。表面欠陥を除去すると共に、晶粒を微細化し、圧縮残留応力を生成する。本技術はアーク溶接とレーザー処理の単独補修技術と比較して、後処理プロセスを必要とせずに、アーク溶接補修とレーザー高温ピーニングを一体化し、組織の微細化と圧縮残留応力の生成を同時に実現し、構造部品の性能を改善する■■■。図３に示すように、■■■■■秒、■■■断面において、溶融金属は液滴の前後では主に上面を後方に流れ、溶融池端では前方に流れた。溶融金属は液滴の下方の溶融池内を下向きに流れ、時計回りの渦が形成された。溶融池の後流部では反時計回りの複合プロセス回転システム− 416 −レーザー高温ピーニングとアーク補修の複合技術開発
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