Q1 ＹＡＧレーザの波長はどれくらいですか？直接目で見ても安全ですか？線体絶ザれー触まにがカイ照Ｙので対加たザれた照レメン射Ａ１集に工レにた、射ーラ）位Ｇ０光直にー該り目さザ付が置レ６さ接用ザ当しにれ装き表にー４れＹい製しな見る置の示なザ nm 網Ａら品、いえかに場さりの波長は、です。 YAG 膜まで到達Ｇレーザ光れるレーザのクラス分ビームも散で下さい。ないレーザを確認する搭載されて合は、通常れていますます。人レしを装け乱注がたいモ。間ー失目置で光１、めまニこのザ明での、も）加、すタの目光す見多最危にがるなくも険は目恐いは危で見にれで、険すえな入るがあ下さ JIS なクからいとるいでラ、近、た。規ス見赤水めレ定４た外晶、ーさレり工一。上十物般出に字（に射十線ワはユ字のー赤ニ線交）ガトクしのイがロたどド C ス点こ光 CD ラがク色ッ（差 Q２加ァーするニ数の分分分岐に工イラ。のッ本分岐岐岐は全 YAG レーザ装置の構成を教えてください。用バ、光でトの岐はの数、て YAG 、出発振ファ製造のみ光フ方法、各光フは、２かの光レ射器イラとァに分ァ１らフーユはバイなイは岐イか４ァザニ、でンりバ、へバら分イ装ッ一レへまへ時のへ最岐バ置ト体ーのすレ間スレ大がへはか型ザ組。ー分ター６一レ、ら構光みまザ岐ーザ分般ー電構造を込た光とト光岐にザ源成と自み、を同信を程多光、さな由は１分時号伝度くをクれっに、台岐分の送ま用伝ーてて伝光のす岐受しでい送ラいい送フレるが付加可らし図１レーザ装置の構成図２レーザ装置の分岐方法、まるすァーこあけ工能れ加発すのるイザとりにをでて工振。がこバ装がま応行すおを器電一とと置ですじい。り行、源般が出かき。てま同、い光、的で射ら、時そす時同まフクできユ多そ間の。分時す。 Q３ YAG レーザ装置に純水を使用しなければいけないのはなぜですか？ラロ金振ドせま通起にしにい金イいンッメをに励す常ラ電なはま属ザまプドッ行与起。のン流く、すイ（す励及キうえラそ水プがな抵。オイ。起びを時まンこで管流り抗まンオ式励施にすプで循内れま値たがンの起しはが、循環のるすの、溶交 YAG ランた楕、励、こ YAG 環水を行抵抗リー。よ高い純水け出換樹レプ円起のロをう値クっ純をし脂ーが鏡ラ励ッ用とよ現て水循て）ザ収筒ン起ドい励り象ラを環抵に装めでプ光等て起水がン用さ抗て置ら囲がはチこラの発プいせ値常はれわ発同ャれン抵生励ててがに、てれす時ンらプ抗し起リい低イチおてるにバをを値、式ーる下オャりい励大ー冷発の励のクとすンンバ、そます起光量の内部却さ光さ方が起ラ YAG 現象、循るた成分ーの。を熱をせせ低ンレを環めを内に周りレー YAG も発加熱ますた瞬いたプがーザ防止経路ディ除去 YAG は、ザ発ロッ生ささせが、間励め水発光装置して中のオナして Q４レーザ装置を設置する場所に水配管が無いのですが、どのようにすれば良いですか？迄て冷そいル用却電のい却れましし器子レる水以す、たを部ーたを上。そ冷通品ザめ、のチの凍し溶装水熱出ラ水機て接置配交力ーをと冷等で管換のクポ水媒にあは器レーンをと多れ必をーラプ循水く用いられるレーザ出力が７０ W ば、空冷タイプをラインナップし要ありません。これは装置内部の通してファン冷却するものです。ザ装置の場合はチラークーラを用とは、水を一定温度にコントローで循環させる装置です。冷媒を使環させる水回路から構成され、冷が熱交換されます。 Q５レーザ装置を使用する際の消耗品には、どんな物がありますか？次のようなものがあります。 ① 出射ユニットの保護ガラス ② 励起用ランプ ③ ディオナイザ ④ 水フィルタ ⑤ 純水写真１消耗品手前より ① 保護ガラス ② 励起ランプ ③ ディオナイザ ④ 水フィルタ Q６フラッシュランプの取り扱いは、どのようにしたら良いですか？また劣化するとどうなりますか？と破てルプラ合高壁結白プラ電管まフたフ同損取コのンとい材晶いのン極壁たラりラ様のりー場プがピの状被早プ材に電ッしッに原扱ル合があー一態膜期を質黒極シまシ、因いでは劣りク部にが破高の色がュすュ直とま清、化まパがなエ損いスの劣し。ラ接なす掃安すすワ気りネがピパス化なン手り。し全る。ー化白ル起ーッパすいプでま汚まのとは触すれす為、、れ。が。に点自るこ付高保灯動との着圧護し車指たしガめなののめたスがくハ脂、場がねなロが綺合封をるゲ付麗は入着場ン着な、さ用合バし手ガれしとルて袋ラてま、ブ発をスいす割の熱着管る。れ交し用をラ換、しアンでと粉ギこクタッる時レ凝のをり出がタとにー縮様吸ま力重が点常ザをに収すか要付灯時装繰なし。高な着し流置りり、を返ま壁運しす部転ま。のすすこ負る。れ担とすをを、る繰増ラとりしン管返てプ壁すラい老しにれ平均出力で使用した場合、化メカニズムとなります。、光出力を低下させます。くくなったり、ランプがているシマー電流が切れる場のがとン Q７レーザの発振形態にはどのようなものがありますか？また、レーザ出力の大きさ（単位）はどのように表しますか？以下のようになります。表１発振形態による分類図３発振波形レーザ出力の大きさ（単位）は次のようになります。１ .連続発振（ＣＷ）の場合平均出力：Ｗ（ワット）２ .パルス発振の場合１パルスのエネルギー：Ｊ／Ｐ（ジュールパーパルス）平均出力：Ｗ（ワット）ここで、１秒間あたりの繰り返し数をＰＰＳ（パルスパーセコンド）とすると、平均出力（Ｗ）＝１パルスのエネルギー（Ｊ／Ｐ） × 繰り返し数（ＰＰＳ）の関係になります。ピーク出力（Ｗ）とパルス幅（ｓｅｃ）の関係はピーク出力（Ｗ）＝１パルスのエネルギー（Ｊ／Ｐ） ÷ パルス幅（ｓｅｃ）となります。 Q８レーザパワーフィードバック制御とはどのようなしくみで、利点は何ですか？器ニ基う出ー式化る溶もザッまレ全タ準に力ザのに必接制発タしー反ー波ラを出レ伴要時御振ーたザ射で形ン保力ーいはに出さを。パミサ信プつはザ、無発来せ開ワラン号電よ短装ラく生るて放ーープと流う期置ンなす様レしフかリ比をに的をプりるにー、ィらン較リし・用電ま熱なザ溶ーレグしアた長い圧すレり発接ドーしまル制期れ設。ンま振をバザ、すタ御的ば定まズしが行ッ光事。イでに従をた効た安うクの前そムす安来変シ果。定捨制一にしに。定のえーにこにて御部設て制こ化よてムよのな打と取定そ御のしうレ溶る為っちはりさのし制まにー接レ溶て動図出れ差て御す励ザやー接か作４してが一方。起出高ザ開らものてい０定法こラ力速出始機不様パるとのにのンを繰力前械要にワレなレよ制プ補りのに的と共ーーるーり御の正返変レシな振モザよザレ方劣すし動ーャり YAG　ﾛｯﾄﾞﾛｯﾄﾞ全反射ミラーミラー全反射ﾚｰｻﾞﾚｰｻﾞモニタ波形モニタ波形パワーモニタ出力ミラー出力ミラーランプパワーサプライリアルタイムコントロール差設定波形信号分岐ミラー分岐ミラー励起ランプ励起ランプ基準信号増減加工物図４レーザパワーフィードバック制御の原理写真２レーザパワーフィードバック制御 ML-2650B の外観 Q９パルス発振のレーザ装置では、レーザ出力はどのように設定しますか？クこ照合をいレパで射に設まーワ、すは定すザー任る先し。を（意場のま照 kW の合条す射する時間であるパルス幅（ ms ）でパルスエネルギ（ J）を設定波形を作ることもできます。こと、連続で照射する場合があり件に加えて繰り返し数（ P P S ）と。ショット数とは、レーザ照射図５操作パネル例（ ML-2650A））しれ、シのとまを連ョ回、す単続ッ数ピ。発のトをーこで場数い Q１０金に鉄ール一の光しへる込込熱題応でこをバ能属よ系ザミ旦も照、のスんめ歪をじすの正ッとのっのパ等金あ射照入パだらみ防て。制確クな波形制御とは、どういう制御ですか？材て材ワの属り時射熱ッ気れ注止変注御に制り質レ質ー材がま間直及タ体る３す化４方出御ま注ーはで質溶すは後び、（ポ）るさ）法力タし図６２）や表面状態、溶融状態、メッキの成分ザ光の吸収率は異なります。ステンレス等、比較的レーザ光の吸収がよく、小さなレ金属を溶融させることができます。銅、アではレーザ光の吸収は、照射直後は悪く、融し始めると急激に良くなる傾向を示すも。また、パルス発振型レーザ装置のレーザ 0.3∼ 30ms ですがこの時間内で金属は溶融より急激に凝固が始まります。そこで金属冷却方法を適切に行わないと入熱過多によ金属内部より発生した気体や溶接時に巻き空気、シールドガス）が溶融金属内に封じロシティ、溶融金属の急冷による凝固割れ、等の様々な現象が発生します。これらの問ために照射するレーザ光のパワーを時間にせ、適切な入熱を与えるのが波形制御方法でさイた重要となるのは、適切な波形成形とそれせることですが、レーザパワーフィードプのレーザ装置を用いることでこれが可。金属の反射率特性注２）図７写真３波写真写真注４波形制御されたレーザ波形形制御を用いた溶接事例左：５ ms 波形制御なし（矩形波）右：２０ ms 波形制御あり） Q１１光１に程い光なに心レす SI クをののに光失光特異光ファイバの構造を教えてください。ファイバの構成はコア部とクラッド部から成り直 mm 程度のガラス（主に石英）で出来ています。工使用されているものは、安全性を考慮し直径約１度のフレキシブルなステンレス保護管内に収めらます。ファイバの種類は、コア部とクラッド部で屈折率る S I（ステップインデックス）型ファイバと、コゲルマニウム等をドーピングし屈折率が光ファイ軸から半径方向に連続的に変化（低下）している G ーテッドインデックス）型ファイバの２種類があ。型ファイバにおけるレーザ光の伝搬モードは、コラッド間の屈折率の違いによる臨界反射角内で全繰り返しながら伝搬されます。G I 型ファイバでは中で放射状に蛇行しながら伝搬されます。光ファ構造と屈折率、伝搬特性を模式的に表したものを示します。ファイバの曲げ半径が小さくなるとレーザ光の伝（クラッド伝搬、ステンレス管への透過）が生じファイバ出口側でレーザ光広がり角の拡大による性の悪化が起こります。設置時には一般の電気配なり曲げ半径に注意することが必要となります。図８光ファイバの構造と伝搬径業０れ約用 mm てがアバ I（り異部中グまア反コイ下と射アバ図搬た集線損り光と光ァ密ま GI 近な型ファイバ種別によるイバでは、光ファイ度）分布が台形状とす。型ファイバでは、レい形状となるため溶ります。現在では汎ファイバの方が広く写真４溶接時の溶け込み特性は、S I 型フバ出口でレーザ光の強度（パワーなるためお椀の様な溶け方となりーけ用用ザ込性い光の強度分布がガウス分布にみの深い円錐の様な溶け方と、メンテナンス性を考慮し SI られています。ＳＩ型とＧＩ型光ファイバの溶け込み形状 Q１２り一０ッ意番す光、般０トがパるフこ的 mm か必ワとファイバの取り扱い上の注意点を教えて下さい。ァイバはれより小にコア径です。まら取り外要です。ー密度が損傷の原コさ０たし光高因ア径く曲 .１ m 、光た際ファくなとな図９により許容曲げ半径が決まっげると損傷する恐れがありま m で１００ m m 、コア径０ . ８ m m ファイバをレーザ装置や出射は、端面の汚れやゴミの付着イバ端面は、レーザ装置の中る部分であり、ここにゴミがります。光ファイバ曲げ半径てすでユにで付お。２ニ注一着 Q１３良に標る加ラ応で能出くよ準こ工付じレな射集りタと点出てーガ出射ユニットにはどんな種類がありますか？ユ光伝イでを射使ザルニッする送さプ、２点 CCD ユニい分光をバノトユれレ同カッけススはニたー時メトまキキ図１０、ッレザ加ラなすャャ光ファイバから出たトです。レーザ装置ーザ光を集光するス光を出射ユニット内工を行うマルチレンで確認しながら溶接ど、加工物（ワーク。また最近では、Ｘニングする事によりナタイプも出ていまレかトでズを）Ｙ、すーらレ２出行や２高。 CCD カメラ付出射ユニットザ光ーつ射う焦軸速光をファト形に分ユニ CCD 点距のミ溶接効イ状割ッカ離ラが率バのすト、メにー可図１１ガルバノスキャナタイプ出射ユニット Q１４の W. らの高しガｆ焦 D. 加役価まラ出射ユニットのｆや W.D.とは何ですか？また、保護ガラスの役割について教えてください。と点（工割なすスは距ワ物はレ。がレ離ー（、ン一使ンをクワ汚ズ般わズいデーれを的れのいィクや保にま図１２焦まス）被護はす点すタま加す、。距。ンで工る AR 離の事です。一般に集光レンズス）とは出射ユニットの外枠の距離をいいます。保護ガラ物から発生するスパッタ等かために用いられ、汚れたら交コートされた白板ガラスや B 標準タイプ出射ユニットかスら換 K7 Q１５加工点でのビーム形状は、どのようになっていますか？出の出平光下射焦射行さ式ユ点ユ光せにニでニにるよッ光ッ戻レりトフトすン表かァ内レズすらイのンのこ照バ光ズ焦と射出フの点がさ力ァ焦距出れ口イ点離来た径バ距をまレのか離ｆすー結らを２。ザ像照ｆと光と射１すはしさ、る、てれそと出集たのス射光レ平ポユさー行ッニれザ光トッま光を径トす。を集は、スポット径＝ファイバ径 ×ｆ２ /ｆ１図１３こ焦実射装まタが前な理度さ計トの点際パ置たンあ後加想とらを径式距にワの、スりに工的はに行をか離はー構ワのまおがな大出う小らｆレが造ー公すい出ガき射必さス２ー、上ク差。て来ウくユ要くポにザまｆのを出集るシ異ニがしッよ光た２固計射光範アなッあよトりのレが定算ユ分囲ンりトりう出射ユニットの光学模式図径可広ー制ジすニ布を強まのまとは変がザ限グるッは焦度す光すし、出り光さ等場ト対点分。学。た光来角をれの合を称深布フる特照る設、用で度のァこ性射こ計焦いはとレイとかすとに点たな定ーバがらるにお深集く義ザ径解光ワない度光、し光とりフーりてをの一ての集まァクまワ考場般ま場光すイやすー慮合的す合レンズの｡バへの入その製造。クディスする必要、焦点のには良好。これは、の焦点深特性として下記に注意して設例えばｆ２を利用してスポッ場合、焦点距離及び焦点深度がる距がしてな短ス離、て最さｆ２くパをス大近れなッ長ポきのてりタくッくレい、のしトすーま焦点距離レ発よ径るザすー生うは必装。ザがと大要置光あしきがでのりたくあは照ま場なり、 W.D. 焦点深度射す合りま光角。、レすフ度逆焦ー。ァがに点ザこイスポット径鈍ｆ深パれバ角２度ワらをとをもーの使な利長も特用照射角度る用くそ性すこしなれをるとてりに踏工に焦ま比ま夫レーザパワー長い長い長い長い大きい鋭角大きい短い短い短い短い小さい鈍角小さい表２よ点す例えが出射ユニットの光学的特性参考文献注１）レーザ安全ガイドブック財団法人振興協会新技術コミュニケ注２） After R.W.Ohsein “The Industrial Handbook 1990 Edition” Penn Well Belforte and M.Leitt Eds.,Tulsa, USA,(1990) 注３）円筒部品の円周溶接時における曲げ溶接学会論文集第２１巻第３号白守沢本節夫望月正人豊田政男注４）パルス波形制御によるレーザ加工のる研究平成 3.4.5 年度科学研究費研究 B）研究成果報告書大学研究所研究代表松縄朗光産業技術ーションズ Laser Annual Books,D Oklahoma 変形挙動解析井秀彰漆崎適正化に関す補助金（試験阪大学溶接工