助成研究成果報告書Vol.34
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01105 .N度強断んせ 一方,LMSPで加工した場合,攪拌工具により削られた凹みや,不均一で大きな隆起も発生せず,攪拌のみやレーザ照射のみの場合と比較して,良好な接合面が得られている.加工部外縁に,わずかに隆起した部分が均一に生じている.FSWでも同様な現象が生じることが知られており8),攪拌による材料の塑性流動に起因している.以上の結果より,レーザ加熱によって生じた溶融池を攪拌することで,攪拌加工ができることが分かった. そこで,次に,レーザ照射条件が加工面性状に及ぼす影響を検討した. 図3(a)~(c)に,加工部の表面凹凸を測定した結果を示す.レーザのピークパワーは一定とし,パルス周波数を20~30 Hzで変化させてある.図から分かるように,良好な攪拌ができているのは,パルス周波数が30 Hzのときのみで,それ以外の条件では材料が工具によって削られ,凹んでいる.これは,パルス周波数が小さすぎると,十分な加熱ができず,攪拌工具が通過する前に材料が凝固して図3 パルス照射周波数fとピーク出力Pが加工表面に及ぼす影響 図4 パルス照射周波数fとピーク出力Pが加工表面に及ぼす影響 しまっているものと考えられる. 図3(d)~(f)には,パルス周波数は30 Hzとし,ピーク出力を700~900 Wの間で変化させたときの表面凹凸の状態を示す.ピーク出力が800,900 Wの場合,攪拌加工がされている様子が分かるが,900 Wの場合の方が加工部外縁の隆起量が多い.また,700 Wの場合は,他の場合と比べて不均一な隆起が生じていた.これらの結果から,レーザパワーは低すぎても,高すぎても,加工面の凹凸が不均一になったり,大きくなったりすることが予想できる. 次に,LMSPによって重ね合わせ接合を行った結果について述べる.図4(a)に示すようにSUS304薄板を重ね合わせ,LMSPによって接合した.接合した板材を引張り,接合部が破断したときの力を接合部のせん断強さとした.レーザ出力を変えた場合のせん断強度を,図4(b)に示す.比較のため,LMSPと同じ条件でレーザ溶接も行い,そのせん断強度の違いを比較した.測定は,1つの条件に対して,3回行っており,図には最大値,最小値,平均値を示して10(a) SUS304薄板の接合条件50 mm353025201510700(b) せん断強度とレーザ出⼒との関係LMSPレーザ溶接800900− 283 −レーザ出⼒W接合部引張⼒

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