度角形変ºδ■■ レーザ微細溶接における熱変形図■■にビードオンプレート溶接における各溶接モードの断面写真を示す．図に示すように溶接ビード形状は試料を貫通しないff■■熱伝導型ff■■■■■■■■■■■，ff■■半溶け込み型ff■■■■■■■■■■■■■■■■■■，および，試料を貫通したff■■貫通型溶接ff■■■■■■■■■■■■■■■■■の■種類に大別される．図■■レーザ出力によるビード形状の比較図■■はレーザ光照射前後の試料高さの差より，厚さ ■µ■における試料の変形量を算出した結果を示している．ここでは，レーザ光走査速度■■■■■■■■，スポット直径■■■■µ■を一定とし，レーザ光出力のみを変化させた．エネルギー密度が低い場合，レーザ光照射後の試料は図ff■■に示すように下向き（凹形状）に変形し，溶接モードは熱伝導型または半溶け込み型溶接となった．一方，エネルギー密度の高い場合では図ff■■に示すように上向き（凸形状）に変形し，貫通型溶接となった．これは試料厚さが ■µ■と非常に薄いことから，貫通型の溶接ビードによって試料が板厚方向に収縮したためと考えられる．以上のように，エネルギー密度の増加にともない，試料は凹から凸形状に変形形状が推移したことから，適切なレーザ光照射条件を選択することで，変形を微小に抑えることが可能と考えられる■■．図■■変形量の測定結果■■■ビード形状が熱変形に及ぼす影響次に，スポット直径■■■■µ■でレーザ光照射実験を行い，試料厚さ ■µ■における変形角とビード形状の関係を検討した．ここでは，レーザ光走査速度■■■■■■■■を一定として，スポット直径■■■■µ■ではレーザ光出力を■■■■■■，スポット直径■■■■µ■では■■■■■の切断に至らない範囲でレーザ光照射実験を行った．図■ は各スポット直径での変アスペクト比形角とアスペクト比の関係を示す．なおアスペクト比および変形角は，同一条件で■回レーザ光照射実験を行い，その平均値より算出した．図中，溶け落ちが生じた条件の結果は■■■を用いてプロットしており，上部の赤いハッチング領域は，ビード断面の観察によって溶接モードが貫通型溶接であった条件を示している．図中下部の白い領域，つまり溶接モードが熱伝導型または半溶け込み型溶接の場合，アスペクト比が大きくなると変形角も増大した．一方，貫通型溶接の場合，アスペクト比が増加すると変形角が減少した．また，スポット直径が異なっても同様の傾向を示し，溶接モードとアスペクト比で変形角を整理できる．図■ 異なるスポット直径における試料の変形角度と溶接ビードアスペクト比の関係■■■変形角度を微小に抑えた照射条件前述のとおり，適切なレーザ光照射条件を選択することで，スポット直径にかかわらず試料の変形角度を微小に抑えることができた．しかし，試料厚さが異なると，図■■に示すように，試料の変形角度を微小にできる条件において得られたビード形状は各々異なっていた．図■■各試料厚さで低変角度となる溶接ビード形状■■■試料厚さの影響試料厚さが ■µ■と■■µ■のものを用い，各照射条件で得られた変形角とアスペクト比の関係を図■■に示す．変形角を微小にできる溶接ビードは試料厚さによって異なったものの，変形が微小となるのは変曲点付近であることv = 1000mm/s, d = 35.0µmv = 1000mm/s, d = 35.0µmv = 1000mm/s, d = 35.0µm- 71 -
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