溶接施工途上のひずみ測定--レーザースペックルによるひずみ測定法の溶接への適用（第5報）

摘要

著者等はこれまでレーザースペックルひずみ測定法を用ゎて溶接（局部加熱）途上の動的ひずみをその場測定する拳法の研究を行いゥ1000℃以上の高温から室温に至る広範囲の温度域での動的ひずみ測忌また材料の相変態の検出とその途上におけるひずみ挙動の測定などの結果を報告した.しかし，これまではアーク光の影響を避けるため薄板の表面にGTAで局部加熱を行い，裏面の一点にレーザービームを照射して，その位置のひずみを測定していた。 また,ほとんどの場合ピード直下中央の位置でのみ測定しており，さらに裏波が生じた場合も対象にしていなかった。 しかし，アーク光の有無や溶接条件にかかわらず溶接部の任意の位置·任意の期間にひずみ測定ができて初めて実溶接施工に本手法を適用することが可能となる。 一方，物質·材料研究機構において開発中の超鉄鋼の溶接継手の信頼性向上のために，溶接施工あるいは冷却途上の力学的情報の取得が求められている。この点で数値計勤ま継手の残留応力の推定など力学的シミュレーションに大きな威力を発揮する。 しかし，現在の数値計算で問題となるのは材料定数の温度依存性，特に高温におけるそれであると考えられる。 したがって数値計算の結果を何らかの方法で検証することが必要であるが，本手法による溶接部の動的ひずみ測定により高温から室温に至る広範囲に亘って物理量のひとつであるひずみが実測され，これが計算の実証手段として利用できる。 また高塩割れなどひずみに起因する欠陥との関連についても強制的なひずみ付与で割れを生じさせるのではなく，実施工途上の高温ひずみを測定できることで割れ発生条件と併せてより実証的なデータを得ることが可能となる。 そこで本報では，アーク光の元でのひずみ測定の考え方と測定結果，溶接金属の凝固直後からの測定などについて述べ，レーザースペックルひずみ測定法の実溶接施工への適用ならびに数値計算の精度向上への寄与に一歩前進した結果を報告する。