ナノ秒レーザーによる10CrNi2Mo3Cu2V鋼の表面洗浄、酸化制御、溶接性能

レーザー溶接された304ステンレス鋼継手は、溶接中に導入される微細構造の不均一性により、溶接金属(WM)でのひずみ集中と早期破壊を起こしやすい。本研究では、溶接継手の機械的性能を向上させるために、レーザー溶接された304ステンレス鋼板に表面機械圧延処理(SMRT)を適用した。レーザー溶接は、局所的なNi組成の変動、ナノスケールの酸化物粒子、不均一な結晶粒構造を含む複数の不均一な特徴をWMに導入した。中でも、Ni濃度の局所的な変動は、γオーステナイトの安定性を局所的に変化させ、SMRT中のひずみ誘起マルテンサイト変態を促進することで、支配的な役割を果たすと考えられている。その結果、WMは同一の…

• 石英と6061アルミニウム合金の異種材料接合において、フェムト秒レーザー溶接のプロセスパラメータを体系的に最適化し、巨視的クラックのない高強度接合を実現した。
• 走査速度6 mm/s、低固定荷重、走査間隔140 μmの条件で、均一な元素遷移と巨視的クラックのない接合が得られたことを示した。
• 走査速度と走査間隔が熱入力密度に相乗効果をもたらし、固定荷重が界面残留応力とクラック感受性を決める主要因であることを特定した。

• 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

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。