2021 Fiscal Year Annual Research Report
High-reliable and high-quality welding of Cu and Al by superposition of angled near-infrared laser and elliptic blue laser
| Project/Area Number |
21H01227
|
|---|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Research Institution | Okayama University |
|---|
Principal Investigator |
岡本 康寛 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (40304331)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 晃 岡山大学, 自然科学学域, 教授 (60263612)
篠永 東吾 岡山大学, 自然科学学域, 助教 (60748507)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
|
| Keywords | 溶接 / 銅 / アルミニウム / 近赤外レーザ / 青色レーザ / 斜め照射 / 重畳 / 金属間化合物 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
高輝度赤外線レーザの斜め照射，低輝度青色レーザと高輝度近赤外レーザの重畳照射光学系，そして銅とアルミニウムの溶接で形成される溶接部の評価の３項目に関して主に検討を行った．高輝度赤外線レーザの斜め照射では照射角度を一般的な傾斜角度より大きくすることで，垂直照射と異なった結果が得られた．特に進行方向に対してどちらにその照射角を設けるかによって溶接ビードの表面状態のみにかかわらず，溶け込み深さの安定性にも影響を及ぼすことが明かとなった．そして，その溶け込みが安定する条件において銅とアルミニウムの溶融金属の激しい流動をよくせいできたことから，ぜい性を示す金属間化合物ＣｕＡｌ２の発生量を低減できる可能性が示された，
低輝度青色レーザと高輝度赤外線レーザの重畳照射光学系を構築でき，レーザ出力と走査速度を変化させた際の基礎データを得ることができた．低輝度青色レーザのみではほとんど銅を溶融させることはできないが，高輝度赤外線レーザ単独での溶接ビード幅に比べて，低輝度青色レーザと高輝度赤外線レーザの重畳により形成された溶接ビードの幅は大きなものとなった．また，重畳により形成された溶接ビード表面は，近赤外レーザ単独と比較して表面荒れが少なく，これまでで表面品位が最も優れた結果となった．
銅とアルミニウムの溶接部では高輝度近赤外レーザ光がアルミニウムまで直接照射されるような条件ではぜい性を示す金属間化合物ＣｕＡｌ２が多く発生していた．したがって，銅とアルミニウムを接合するためにはアルミニウムまで溶融させるエネルギー投入は必要であるが，ＣｕＡｌ２の発生を抑制するためには必要以上に大きなエネルギーをアルミニウムに投入することは避ける必要があることが明かとなった．
以上のように，高輝度赤外線レーザと低輝度青色レーザによる銅とアルミニウムのレーザ溶接に関して有益な研究内容の推進とともに結果が得られた．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和３年度の当初研究計画であげていた高輝度赤外線レーザの斜め照射でその特性に関して有用な結果を得られたこと，銅とアルミニウムの溶接で形成される溶接部の評価でもＣuＡｌ２等の金属間化合物を確認するとともに，その発生を低減できる斜め照射法の効果も確認できた．さらに，低輝度青色レーザと高輝度近赤外レーザの重畳照射光学系を準備するとともに，光学系を用いたレーザ光照射実験にもすすめたことから，おおむね順調に進展していると判断した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度の当初計画に沿った内容を推進するとともに有益な結果も得られたことから，今後も基本的に当初の研究計画に沿って進めていく予定である．
|
Research Products
(1 results)
