3.アーク溶接の電極および溶融池現象(アークプラズマによる接合プロセス)
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概要
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電極および溶融池の現象ならびにこれらとアークプラズマとの相互作用について述べる.GTA溶接では,アークプラズマとの熱的バランスにより,電極の表面温度や実効仕事関数等が決まる.これらは陰極点の熱電子放出特性に影響し,プラズマ中の電流密度の変化を通じて,プラズマの温度ならびに陰極先端近傍での電磁ピンチ力を駆動力としたプラズマ気流の速度に影響する.材料の溶け込み形状は,プラズマからの入熱に加え,溶融池対流による熱輸送現象に依存する.この溶融池対流の主な駆動力は,電磁力やマランゴニ力,プラズマ気流によるせん断力や浮力等であり,中でも電磁力やせん断力(摩擦力)はプラズマの電流密度やプラズマ気流速により決まるため,要求される溶け込み形状を得るためにはプラズマ特性のコントロールが不可欠となる.近年では,以上のようなアークプラズマと電極および溶融池との相互作用についての数値シミュレーションによる研究が盛んに行われているため,これらも交えて紹介する.
- 2012-07-25
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