溶滴移行現象のモデル解析--ワイヤ先端における電流密度が溶滴移行形態に及ぼす影響

摘要

GMA溶接では溶滴移行や陰極点のふらつきにともないアークが不安定となる場合がある．片岡らの報告によると，CO_2ガス溶接において一般的に用いられる棒プラス極性（DCEP）ではなく，電極ワイヤを陰極とする棒マイナス極性（DCEN）として，REM（Rare Earth Metal）添加のワイヤを用いると溶滴移行形態がスプレー化することが報告されている．これはREMは仕事関数が低く，陰極に用いると電子放出が容易になるためアークが安定化したことが理由と考えられている．また，実験中の外観写真から溶滴表面における電流密度を算出すると，通常のDCEP-軟鋼ワイヤの溶接と比較してDCEN-REM添加ワイヤの方が電流密度は大きくなっている．このことから溶滴表面の電流密度が溶滴の移行現象に影響している可能性が考えられる．そこで，本研究では溶滴先端の電流密度に着目し，その効果を数値モデルを用いて解析した．