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溶接部は、急加熱と急冷による
大きな温度勾配・収縮ひずみ・再結晶 の影響を受けるため、
製造工程の中でも 最も残留応力が複雑に分布する領域 です。
当センターでは cosα法 を用い、
溶接線直近・溶け込み境界・HAZ(熱影響部)に生じる
引張残留応力、主応力方向、熱影響による半価幅変化を評価します。
AI作成版であり誤りを含んでいます。実行の際、コンサルトの場合は、誤りを訂正して実行します。
溶接時の急加熱 → 急冷による収縮で、
溶接線上または直近に強い引張応力 が生じます。
これは溶接割れ・変形の主要因となり、
稼働後の疲労寿命にも影響します。
母材に比べて
再結晶
軟化
組織粗大化
などが発生し、半価幅(FWHM)に変化が現れます。
半価幅は、熱影響を読み取る指標として有効です。
溶接方向(縦方向)と直交方向(横方向)で、
材料拘束や熱流れが異なるため、
主応力方向が特定方向へ偏る傾向があります。
cosα法では方向別ひずみ分布から
主応力方向を直接求めることができます。
溶接一次熱源の影響範囲が急激に変わるため、
1~数 mm 程度の短距離で応力が大きく変化します。
cosα法では、溶接部から得られるデバイ環を
2次元X線検出器上で記録し、方向別のひずみ分布を解析して
残留応力を求めます。
溶接部の特徴に対して、以下の利点があります。
溶接線に沿う方向と、直交する方向で応力状態が大きく異なるため、
主応力と主応力方向の解析が重要です。
cosα法では、方向別ひずみの違いを直接処理し、
主方向の変化を明確に捉えることができます。
位置を変えて測定することで、
溶接線中心、溶け込み境界、HAZ、母材へ向けて
応力・半価幅がどのように変化するかを
連続的に追うことができます。
半価幅は、熱履歴の大きい領域で
拡大(加工硬化・残存ひずみ)
低下(再結晶によるひずみ緩和)
と変化します。
溶接品質の検証において重要な指標となります。
溶接線直近:強い引張残留応力
HAZ:半価幅増加(熱影響)
主応力方向:溶接線に直交
→ 溶接条件(入熱)評価に使用
中心部:引張応力が最大
境界~母材側:応力が緩和
半価幅により熱影響の広がりを確認
→ 溶接後熱処理の効果検証に有効
仕上げなし:引張応力が残存
仕上げあり:応力低下
半価幅差で再結晶の進み具合が評価可能
→ 製造条件の最適化に使用
溶接部では、拘束条件により
主応力方向が溶接線に対して一定方向に偏る場合が多いです。
cosα法の解析により、
主方向がどちらを向いているか を明確に判断できます。
半価幅の変化は
加工硬化
熱影響の大きさ
再結晶の進み具合
の把握に使えます。
応力値と半価幅の比較により、
溶接速度・入熱・拘束条件の違いが明確になります。
材質
板厚
溶接方法(TIG / MIG / MAG / スポットなど)
入熱条件
測定位置
測定方向(溶接方向/直交方向)
測定点の決定(溶接線・境界部・HAZ・母材)
測定方向(溶接方向/直交方向)の設定
cosα法による応力測定
主応力・主方向の算出
半価幅解析
レポート作成
A. はい。余盛による遮蔽を考慮し、適切な位置を選定して測定します。
A. 応力値と半価幅の変化から、熱影響の範囲を把握できます。
A. はい。測定方向を設定し、cosα法解析で主応力方向を特定できます。
A. 応力分布と半価幅を比較することで、入熱・溶接速度の妥当性を判断できます。
0270 板材
0272 絞り加工品R部
0274 加工表面
0275 歯車