本研究は一連のシミュレーションと実験観察を通じて、1 μm高出力連続レーザーが304ステンレス鋼に与える破損過程を詳細に分析し、異なる出力密度、材料の厚さ、および熱・力学的相互作用が材料の貫通時間およびその変化特性に与える影響を重点的に検討した。研究結果は、ステンレス鋼の厚さの増加に伴い、熱応力と温度勾配が材料の変形および亀裂形成に与える影響が増大し、貫通に必要なレーザー出力密度と時間がそれに応じて増加することを示している。熱応力の寄与は材料の破壊過程をさらに加速させ、特に高出力密度条件下では、熱変形および応力集中が材料の機械的特性に顕著な影響を与え、0.5～2 mmの厚さを有する304ステンレス鋼における高出力連続レーザー照射下での貫通破壊閾値に顕著な差異が存在する。最終的に、数値解析およびデータフィッティングによりレーザー照射時間と材料の厚さ、貫通閾値との関数関係を導出し、1 μm高出力連続レーザーが304ステンレス鋼の貫通および破損特性を定量的に評価できるようにした。

連続レーザー;ステンレス鋼;貫通閾値;破損効果