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溶接のおける残留応力(residual stress)と変形(deformation) 忘れたらアカン ものづくり

マーシーです。

ここでは、溶接のおける残留応力と変形について述べます。

溶接によって、材料は局部的に吸熱、急冷されますので、吸熱時の高温での塑性変形、冷却時の収縮、場合によっては相変態が生じます。これらにより残留応力や変形が生じます。

◆残留応力の低減
溶接部の残留応力は、悪い影響を及ぼす場合が多いので、なるべく少ないのが望ましいです。溶接加工にあたっては、収縮力が大きい継手を先に溶接して、十分に収縮させてから次の溶接を行います。

また、溶接前に十分な予熱を行っておけば、溶接部の冷却速度が遅くなるので、残留応力を防ぐのに有効です。残留応力が残る場合、これを緩和する方法としては以下のものが考えられます。
(1)応力除去焼きなまし(SR)を行います。
(2)低温応力緩和法(溶接線の両側を、約200℃に加熱した後急冷します)を適用します。
(3)ショットピーニング等を施工し、溶接部表面を機械的に変形させます。

いずれの場合も残留応力が作用する部分に、塑性変形を起こさせることにより応力緩和を図るものです。

◆溶接変形の低減
溶接による変形を少なくする方法としては、
(1)外的な拘束を与えて溶接。
(2)あらかじめ変形量を予測して、その変形と逆の変形をあらかじめ与えておいて溶接(逆ひずみ法)
(3)開先を考慮するなどして、溶接部に与える熱量をなるべく少なくかつ均等になるようにする。
などの方法があります。




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鋼構造物に適用する塗料について  忘れたらアカン、ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、鋼構造物に適用する塗料について、少し記します。


■ 塗料の組成について
   塗料の組成は、塗膜を形成する顔料・樹脂・添加剤と、塗膜の
形成助要素である溶剤から成り立っています。これらの内、顔料を
除く塗膜を形成する要素(溶剤も含む)を総称して展色材(ビヒクル)
といいます。
   塗膜の性質を決める主な要因は、原料の種類・その配合割合・
硬化条件の3要素です。

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溶接による接合法  忘れたらアカン、ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、溶接による接合法について、少し記します。


■溶接による接合法について、材料の性質から考えましょう。


材料の接合は、次の二種類が考えられます。
(1) 化学的結合
   化学的結合による原子間引力、つまり共有結合、イオン結合、金属結合
  などの強い結合力が、基本的なメカニズムとなっている溶接・接合です。
  一般的には、溶融接合、液相-固相接合、固相-固相接合、気相-固相接合
  等があります。
  
(2)分子間力
   ファン・デル・ワールス力による結合や水素結合のような弱い結合力
  が基本となっている接着をいいます。
   同種、あるいは異種材料どうしが接合するかしないかは、物質を構成
  する元素の組合せによって決まっていますので、量子論的化学結合や
  熱力学的に説明できます。すなわち,材料の組合せにより、接合するも
  のとしないものは、材料固有の性質として決まっています。
  
 もちろん、大気中での溶接・接合には、材料本来が持つ性質を十分には
生かせません。金属の表面には、酸化膜や空気中のガス、水分、有機物など
の吸着層が存在しています。接合する界面での原子大きさのオーダの凹凸も
接合効率を低下させます。これらの阻害要因を、色々なのプロセスで除去し、
材料間に強い化学結合を効率よく達成させる方法が溶接・接合法になります。
 






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ダイカスト製品の問題点と解決策 忘れたらアカン、ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、過去に取り扱った、ダイカスト製品の問題点と解決策について、
述べたいとおもいます。


■ダイカストの弱点
  近年アルミニウム合金、マグネシウム合金によるダイカストの生産量
が増大してきています。ただ、ダイカスト品は普通の鋳造品に比較すると、
強度やじん性に劣る短所があります。

鋳造材の中に残る巣や微細な気泡の存在が原因です。鋳物の巣は、溶けた
金属(溶湯)は周囲(型に接する部分)が最初に凝固して、内部が遅れて
凝固するために生じる凝固収縮により発生するもので、鋳造品に共通する
問題です。

  更に、ダイカストの場合は、微細な気泡が内部に残る現象が発生しま
す。これは、ダイカスト鋳造は金型との接触面での冷却が早いためと、
一気に溶湯を金型内に押し出し成型するため、元々金型内に存在する空気
を巻き込んだまま溶湯を送り込むことになります。
この空気が、溶湯の凝固の際に微細な気泡として内部に残ります。この気
泡は、ダイカスト品の強度やじん性を劣化させて、更には溶接性も阻害し
ます。

  加圧鋳造するダイカストの場合、残留する空気の体積は圧力により
減少しますが、気泡の無い鍛造品に比較すると、強度的にはかなり劣り
ます。

基本的な知識はこれで、ダイカスト技術入門


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塗装の管理  忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は塗装の管理について、安全や作業環境の立場からも含めて考え
たいとおもいます。

■はじめに
 塗料は、それ自体は製品というよりは半製品であり、塗装条件を把握
したうえで、適切な設計を行い、施工時、施工後の十分な管理が必要です。
 
塗装時の環境
 塗装は原則として、温度50~60℃、相対湿度85%以下の条件で行う
必要があります。但し塗料により特に使用時の温度下限に差異が有ります。
 
■安全性の確認
 (1)関連法規の確認と遵守
    作業者の安全衛生や工場全体に適用される法律は遵守する必要
    があります。主な法律は以下のようなものがあります。
    
    安全衛生管理関係法令:
    労働安全衛生法〈施行令・施行規則)
    有機溶剤中毒予防規則
    鉛中毒予防規則
    特定化学物質等障害予防規則
    毒物及び劇物取締法(施行例,施行規則〉
    毒物及び劇物指定令
    酸素欠之症防止規則
    消防法
    危険物の規制に関する政令,規則
    足場組立解体工事の作業指針
    大気汚染防止法(施行令,描行規則)
    水質汚濁防止法(施行令,施行規則〉 
    PRTR法 

 (2)塗料のラベル表示内容の把握と実施
    塗装の前に塗料の性質や使用時の注意事項を確認するために塗料
    缶のラベルを確認して下さい。また、MSDSを必ず準備しておき
    しょう。
    
 (3)作業者の装備(服装,安全帽,安全ベルトなど〉のチェック
    保護具(メガネ,マスクなど)のチェック
    作業足場,設備機器(照明,換気など〉の装備,点検
    火気厳禁の徹底
    

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tag : 塗装

塗料の色は正確に 塗装の基礎知識 忘れたらあかん ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

  今日も、塗装の基礎について述べます。今日は塗料の色は正確を
期しているとのお話です。


■日本での塗料の色の表し方
  塗料の世界の色の表現には、独自のものがあります。それはアル
ファベットと数字とを組合わせて色の名前を限定する方法です。

なぜそのようなことをするかというと、私たちが「赤色」、「青色」、
「紫色」といっても、正確に表現されてはいないからです。つまり、
色のことを言っている人が見ている色と、それを聞いた人が思っている
色とは往々にして異なることがあります。

  この表現方法は、塗料「日本塗料工業会」が2年ごとに塗装によく
使われる色を選んで、塗料、塗装、および関連業界の標準色見本帳と
して発行しています。約350色が記載されています。

  記号としては、「BN-75」、「B12-60X」、「B49-40T」などと表さ
れます。


■世界での塗料の色の表し方
  世界的には、マンセル記号というものがよく使われています。
マンセル記号とは、色相・明度/彩度(HV/C)をこの順番に表示する
ものです。1905年にアメリカの画家で美術教育者のアルバート・マンセル
により考え出されたもので、現在でも「Munsell Book of Colour」は現在も
版を重ねています。

  これは、色を5つ(R,Y,G,B,P)にわけ、さらにその中間に
YR,GY,BG,PB,RPの5つを設け、それらの色相を10で分割した
計100色で表したものです。

  色には色の種類の相違である「色相」、色の明るさを意味する「明度」
、色の鮮やかさを意味する「彩度」が色の三属性であり、これらを合わせて
表記する方法は、例えば、色相が7PB、明度が4、彩度が10であれば、
「7PB 4/10」と表記します。

  このほか、ヨーロッパでよく使用されている、RALコードがあります。



これもご参考にしてください。




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色の三要素 塗装の基礎知識 忘れたらあかん ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

  今日も、塗装の基礎について述べます。今日は色をあらわす三要素
のお話です。


■色のものさし
  塗装や、商業美術において、色を正確に伝達することは非常に重要
です。色を正確に記録したり相手に伝えたりするために、決まりに基づ
いて記号や数値で表したものを「表色系」といいます。

  物体色は、「色相」、「明度」、「彩度」の3要素を用いて表される
ことが多く、表色系もこの3要素を数値化しているものが多いです。

  「色相」は、赤,青,黄色といった色合いを示す指標、「明度」は
明るさの度合いを示す指標、「彩度」は、鮮やかさの度合いを示す指標
になります。

■色を正確に表すには
  物体色は、同じ色でも、照明の仕方や背景、見る方向などによって
違って見えます。従ってこの3要素のものさしだけでは色を正確に伝える
ことは出来ません。

  たとえば、スーパーマーケットでおいしそうに見えた弁当が、家に
持って帰るとまずそうに見える場合があります。これは太陽や蛍光灯、
白熱灯など、その種類によって色の見え方は変わります。

  また、色は、面積が大きいほうが小さいものより明るく見える傾向が
あります。

  さらに、色は背景や見る方向、光の当たる方向によっても異なります。
また人間の目は個人差があり正常な色覚の人でもわずかに赤色に敏感だっ
たり、逆に青色に敏感だったりします。

  正確な色を表すには、これらの不安定要素は出来るだけ減らす必要が
あります。これらを標準化するために、色彩測定の際の光源の色や強さ、
方向などの標準を決める国際的なルール作りをするのが、国際照明委員会
(CIE:Commission Internationale de I'Eclairage)です。









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色の三原色 塗装の基礎知識 忘れたらあかん ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

  今日も、塗装の基礎について述べます。今日は色の三原色の
お話です。


■物体色と光源色
  モノの色は、物体が光を反射/吸収することによって見える色です。
これを「物体色」といいます。色には、もう一つモノ自身が光を発する
発光体の色があります。これを「光源色」といいます。


■色の三原色と光の三原色
  物体色も光源色も、それぞれどの色を混ぜてもつくることのできない
3つの色があります。これを三原色といいます。

  三原色は、物体色と光源色とでは異なります。色の三原色は、シアン、
マゼンダ、イエローになります。パソコンのプリンターの色を交換するとき
おなじみですよね。一方、光の三原色は、赤、緑、青になります。

  光源色の場合は、同じ色でも単色光のみで出来ている色と単色光を
混合して出来る色があります。例えば、光では赤と緑の単色光を混ぜ合わ
せると、黄色になるのですが、この黄色は、黄色の単色光とは異なるもの
です。詳しく見ると、黄色の単色光は、一つの波長の光が目の網膜を刺激
して黄色に見えるのですが、赤と緑の2つの波長の光が混じりあって網膜
を刺激した結果、黄色に見えるのです。

  光源色の場合は、たくさんの単色光を混色していくと、目に入る波長
の種類がたくさん増えて、光は明るく白っぽい白色光になります。日中の
太陽が白く見えるのは、たくさんの単色光が混じりあって見えるからです。

  一方、色々な色の絵の具を混ぜ合わせていくとだんだん黒ずんだ色に
変化します。なぜかというと、絵の具に吸収されえる光が増えて反射して
網膜を刺激する光の量と波長の種類が減ります。色の三原色を均等に混色
すると、絵の具がすべての光を吸収して黒になります。














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色の正体 塗装の基礎知識 忘れたらあかん ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

  今日は、塗装について述べます。塗装は御存知のように、モノの
表面を保護するためや、きれいに見せるために施工されます。
  ここでは、モノをきれいに見せるたり、識別を容易にするために
施されるについてお話しましょう。


■光って何?
  光って何だと思います? ご存知の方も多いと思いますが、
テレビの電波や、電子レンジのマイクロ波と同じ電磁波の仲間
何ですよね。

  音波だって波長が長すぎても短すぎても耳で聞こえないように、
見えている光も電磁波の中のごく一部です。

  また、光は波であるとともに粒子の性質を持っています。光の粒を
光子というのはご存知だと思います。アインシュタインが説明しました。


  目に見える波長域の光のことを可視光線と呼びます。可視光線は
波長が短く光子の振動数が高い紫から、藍、青、緑、黄、橙、と並んで、
最も波長が長く光子の振動数の低い赤まであります。・・・といっても、
光にがついているわけではありません。

  光線が物から反射して目の奥の網膜に到達すると、ロドブシン
(Rhodopsin)Rhodopsinという赤いタンパク質が可視光線の持つ振動数を
電気信号に変えて、脳に伝達されてとして感じるのです。




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ものづくり必殺ルール>12. ルーチン作業はバカにしたらアカン 忘れたらアカン、ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、「ものづくり必殺ルール>12. ルーチン作業はバカにしたらアカン
忘れたらアカン、ものづくり」 について述べます。



■開発にこそルーチン作業
  開発を行ううえで、決まった手順、手段といったものがあります。
開発に没頭するあまり、この当たり前の行動を抜かしてしまったり忘れたり
していないか、時々は確認すべきです。
  機械を設計する場合、ルーチン作業として強度計算を行わないと
どのようなことが、起こるかを考えて見ましょう。
  どう考えても、
  ① 強度が不定している。
  ② 強度は適当である。
  ③ 過剰に強度がある。
 のいずれかになります。運よく②となればラッキーというべきですが、
 どこにもその保証はありません。①あるいは③となったときに設計者は
 責任を取る覚悟はできているのでしょうか。
  このように、どのような仕事にもルーチン作業の部分があります。
 これを軽んじてはいけません。

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