研究プロジェクト例

　ノベル・ジョイニング研究拠点では、「次世代溶接・接合科学の体系化」を目指して、次に示すようなプロジェクトに取り組んでいます。

「エネルギー加工学」への取り組み

　アークやレーザなどを含めたプラズマプロセス、フォトンプロセス、粒子ビームプロセスをエネルギーと物質の相互作用の視点から理解し、新しい加工プロセスの開発とその合目的制御につなげる「エネルギー加工学」に取り組んでいます。

「プロセス熱流体学」への取り組み

　先進プラズマ計測や加工局部の加熱・溶融・蒸発現象のモデリング等により、溶接プロセスを高温のプラズマや溶融金属の物理・化学現象の視点から理解する「プロセス熱流体学」に取り組んでいます。

≫溶接現象シミュレーションモデル: アーク溶接現象における溶滴移行のシミュレーション例

「ジョイニング・メタラジー」への取り組み

　放射光などの先進計測技術を用いた溶接部の凝固・変態現象のその場観察とシミュレーション等により、溶融凝固現象を原子オーダーからマクロまでマルチスケールの視点で理解する「ジョイニング・メタラジー」に取り組んでいます。

≫放射光を用いたその場観察: 金属材料の相変態過程のその場観察例

≫分子動力学シミュレーションによる銀ナノ粒子/金基板界面の接合過程の解析例

「破壊評価学・変形制御工学」への取り組み

　材料科学・プロセス物理と力学の融合による溶接部破壊性能と変形特性のシミュレーション等により、溶接変形を数値化しCAD/CAMとのリンクを容易にする継手設計、さらには極限設計へのアプローチとしての継手性能評価を行う「破壊評価学・変形制御工学」に取り組んでいます。

　これらプロジェクトを推進していく手法としては、最新のコンピュータ技術とイメージング・可視化技術を駆使しながら、暗黙知の多い溶接・接合技術を形式知とすることにあり、科学に裏付けされた溶接・接合技術を確立することで、生産システムの高度化に応用することができると考えています。

さらに、近年は、地球規模の環境問題、資源、エネルギーの視点から、原子力発電プラントをはじめとする製品・構造物の先進的補修・保全溶接技術の確立、自動車車体・鉄道車両など軽量化に向けた異材溶接・接合技術の開発、低環境負荷を指向した表面改質・機能化プロセスの展開などが求められており、「持続循環型社会構築のための溶接・接合技術の進化」も新たな課題となっています。

また、「次世代溶接・接合科学の体系化」の基礎研究活動を通して、自然現象の解明や他の学問領域との融合に基づいた新しいプロセスの開発・展開を図り、「溶接・接合技術のイノベーション −世界をリードし続けるものづくり−」に貢献することがさらなる課題と言えます。

（以上、
平田好則, ”溶接学会から発信する溶接・接合技術のイノベーティブアクションプラン”, 溶接学会誌, Vol. 79, No. 1 (2010) pp. 5-10.
平田好則, ”溶接・接合科学を融合した新たなる生産現場の知の体系化に向けて”, 溶接学会誌, Vol. 76, No. 1 (2007) pp. 13-16.
を参照。）