ガス切断におけるドロス形成過程の三次元粒子法シミュレーション

摘要

ガス切断はガス火炎によって母材を溶融し，ガス流によって溶融金属を吹き飛ばすことで切断する熱切断加工プロセスの一つである．このガス切断の最大の特徴は切断部の溶融に必要な熱エネルギーとして切断材料自身の酸化反応熱を利用することである1）．このため，酸素が届く広い範囲が切断可能となり，厚板の切断に有効な切断法である．しかしながら，その切断の際，一部の溶融金属は母材裏面で凝固しドロスが形成される．ドロスは剥離に時間がかかるため，生産性が下がることが問題となっている．ドロスの形成は溶融金属の流動によって決定付けられると考えられるが，未だ明らかになっていない．これは，切断溝における溶融金属内の速度や温度を実験計測することが困難だからである．また，大変形を伴う三次元的な流動であるため，計算格子を用いるシミュレーションも容易ではない．