2μm2μm10 μm■■■■(1)３．試料変形に関する検討図６は，同条件における溶接ビード表面の■■■写真である．レーザ光走査速度■■■■■■■では良好な溶接ビードが形成されている．一方，レーザ光走査速度■■■■■■■■以上では，溶接ビード表面に周期構造が確認された．この要因として，レーザ出力の不安定さやファイバの振動によるビームモード変化の影響が懸念されるが，測定の結果それらの安定性が確認された．また，ガルバノスキャナ装置のディジタル動作の影響も懸念されるが，周期構造が形成される周期は本スキャナシステムの制御時間分解能以下であった．したがって，本周期構造の生成メカニズムはレーザ光の走査と溶融材料の挙動が関係しているものと考えられるが，この点に解明に関しては今後の更なる検討を要する．図■シングルモードファイバレーザ■■■における溶接ビード表面の■■■写真 ■ ■■重ね溶接シングルモードファイバレーザを用いて厚さ ■µ■のステンレス箔 枚の重ね溶接を行った．図７に示すように欠陥の無い微細な溶接ビードが形成されている．また，図７ff■■に示すように， 枚のステンレス箔の間に若干のギャップが存在しても重ね溶接が可能であった．薄板の溶接の場合，材料間のギャップ制御は難しいことから，このようにギャップが存在しても重ね溶接可能である点は薄板の接合には特に有効であると考えられる．図■重ね溶接のビード断面金属薄板の溶接では変形量が微小であっても■溶接特性に与える影響は大きい■したがって金属薄板のレーザ微細溶接において薄板の熱変形を理解することはプロセス精度向上のために重要である■そこで金属薄板のレーザ微細溶接における熱変形特性を評価，検討した．■■■実験方法図８に実験装置を模式的に示す．レーザ発振器には波長■■■■■■，定格出力■■■■の■■■社製■■■ファイバレーザを用いた．ファイバより出力されたレーザ光は連続波であり，直径約■■■のガウスモードビームをスポット直径にあわせて拡大した．高速レーザ光走査実験を行うために，ガルバノスキャナを用い，厚さ ■，■■µ■の■■■■■■薄板に焦点距離■■■■■のfθレンズを用い，焦点位置にて照射した．図■試料変形検討におけるレーザ光照射装置の模式図レーザ光照射による熱変形量を評価するため，図９に示すようにレーザ変位計を用いてレーザ光照射前後における試料高さを測定した．測定範囲は幅 ■■，長さ■■■であり，レーザ変位計のスポット直径である ■µ■間隔ごとにレーザ変位計と試料を相対運動させながら測定することで，測定領域全体の変形量を得た．また，光学顕微鏡を用いて変位測定時と同条件の溶接ビード断面を観察し，レーザ光出力増加にともなうビード形状の変化を評価した．さらに，ビード形状と熱変形との関係を定量的に評価するために式ff■■に示すような，溶接ビード断面から得られた溶け込み深さとビード幅との比であるアスペクト比を適用した．アスペクト比溶け込み深さビード幅図■試料の変形量測定方法(a) P = 15 W, v= 166 mm/s (b) P = 30 W, v = 833 mm/s10 μm10 μm10 μm(a) v = 666mm/s (b) v= 1000 mm/s (c) v = 2000 mm/s2μm10μm10 μm- 70 -
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