| 研究概要 |
波長1064nm,パルス幅10psのピコ秒レーザを用いて溶融石英に対してレーザ光照射実験を行い,照射条件と溶融領域を検討したところ,溶融部はレーザ光走査速度が大きくなると,徐々に小さくなった.また,溶融部内部には気泡が発生しており,その大きさや位置はレーザ光走査速度によって異なり,パルス繰り返し数が大きい方がその気泡サイズは小さかった.パルス繰り返し数が小さいとき,マイクロバブルが溶融部下部に生じるが,パルス繰り返し数が大きくなると,マイクロバブルは減少し,パルス繰り返し数1MHzになると確認できなくなった.しかし,パルス繰り返し数2MHz以上になると溶融部下部にクラックが発生するようになり,さらにパルス繰り返し数が大きくなると,そのクラックはレーザ光軸方向に長くなった.
次に機械強度の評価法に関して,曲げ試験と剪断試験に関して検討を行った,曲げ試験は溶融部の強度を直接評価するものであり,溶接ビードが形成された試料を幅1.5mm,長さ11mmに切断し,溶融部の中央が露出するまで研磨する.その後,溶融部の露出部分に引張応力が付与するように3点曲げ試験を行うことで曲げ強度を評価できる手法を確立できた.一方,剪断試験は重ね合わせ溶接を実施した試料の溶接継ぎ手強度を評価するものであり,そのためのジグを設計,製作した.これにより,試料にねじれを生じることなく剪断力を負荷することができ,ガラス等の脆性材料であっても精度良く勇断力を評価できることを確認した.しかし,溶接ビードを有しない,貼り合わせただけの試料であっても高い勇断力を有していた.これはガラスの表面同士が接することで生ずる応力であり,この影響を含んでいては剪断力を正確に評価できないことが明かとなった,そこで,エッチングにより貼り合わせ面を小さくすることで,その影響を抑制できることを確認したことから,次年度ではその試料を用いて剪断力評価を実施する予定である.
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