石英/6061アルミニウム合金のフェムト秒レーザー溶接におけるプロセスパラメータ最適化とクラック形成メカニズム

• LPBF加工されたHaynes 230合金のレーザー深溶接における割れメカニズムを解明し、W含有量を14.96→13.56 wt.%、Si含有量を0.47→0.25 wt.%に低減することで割れ深さ比を0.70±0.08からゼロに低減した

• MM-LPBF(レーザー粉末床溶融積層造形)でNiTi形状記憶合金とTi6Al4Vチタン合金の異種材料接合に根に着想を得た3次元生体インターロッキング界面構造を提案し、中間層なしで接合強度を向上
• 分岐角度60°の最適化構造で平均せん断強度を128.37 MPaに達成。これは45°低角度分岐標本(17.47 MPa)の6倍以上

• 10CrNi2Mo3Cu2V高強度鋼の溶接前処理として、1064 nm・100 nsのパルスファイバーレーザー洗浄を空気中およびアルゴン中で検証し、最適プロセスウィンドウを決定した研究が行われた
• アルゴン中・フルエンス7.64 J/cm2の条件で酸化物関連表面生成物を除去し、酸素含有量を2.11 wt.%、粗さを5.2 μmに低減、硬度は研磨サンプルと同等を達成した
• 最適化したレーザー洗浄継手は無孔質で引張強度881.4 MPaを達成し、未処理および研磨制御サンプルを上回った

Fe-Cr-B合金は、高硬度のホウ化物相によって強化された耐摩耗・耐食材料として注目されている。従来の鋳造では、近平衡の遅い凝固(10−1~102 K/s)で粗大な連続網目状ホウ化物が生成し、元素偏析も激しく、脆性が高く信頼性が限定的であった。レーザー加工(レーザー肉盛溶接:103~106 K/s、LPBF/DED:106~108 K/s、レーザー再融解)は、極端な非平衡急速凝固を特徴とするが、熱勾配G、凝固速度R、相進化挙動が大きく異なる。本レビューでは、LPBF、DED、レーザー肉盛溶接、鋳造の直接的な証拠と間接的な推論を厳密に分類している。定量比較により、レーザー肉盛溶接はホウ化物を1…

• 市販ジルコニウム合金Zr60702を同一パラメータで空気中および水中レーザー表面再溶融し、水中環境の影響を比較調査した。
• 最大再溶融深さは空気中の507.08μmから水中では191.35μmに減少し、熱抽出増大と有効レーザーエネルギー入力の低下が示された。
• 水中再溶融ではより微細な針状α′-Zrと洗練されたウィドマンシュテッテン構造が生成された。