レーザー溶接: 技術、種類、利点、用途
溶接技術と用途には、MIG、TIG、電極溶接、フラックス入りワイヤ溶接など、いくつかの種類があります。これらの溶接プロセスについて説明したリソースや記事が多数あります。今日は、レーザー溶接プロセス、その動作原理、種類、利点、用途を紹介します。
レーザー溶接とは
レーザー (放射線の誘導放出によって増幅された光) 溶接は、集束レーザー ビームを使用して金属または熱可塑性プラスチックを接合する融着プロセスです。これは、航空宇宙や医療機器から高級宝飾品の製造などに至るまで、さまざまな業界で使用されている最先端の溶接方法です。
レーザー溶接技術の原理は何ですか?
レーザー溶接プロセスでは、高濃度の光線が接合される材料間の空洞に焦点を合わせます。強力なレーザービームが材料の継ぎ目を溶かし、溶接部に融合させます。このような高濃度の熱源を使用すると、薄い材料のレーザー溶接を高速で完了できます。厚い材料の場合、レーザー溶接では深く狭い溶接を行うことができます。
レーザー溶接には次の 2 種類があります。
熱溶着
熱溶接では、レーザー ビームが材料の融点以上に材料の表面を加熱します。このプロセスは、高い溶接強度を必要としない溶接を行うために使用されます。このタイプの溶接は、500W 未満の低出力レーザーを使用して実行できます。熱伝導溶着により滑らかで美しい溶着が得られます。
キーホール溶接
キーホール溶接では、レーザービームが材料の表面を蒸発点まで加熱し、材料の奥深くまで浸透します。これにより、プラズマを含む鍵穴が作成されます。温度は 10,000K 以上に上昇します。このタイプの溶接は、105W/mm2 を超える高出力レーザーを使用して行うことができます。
レーザー溶接のメリット
レーザー溶接は多用途であり、アーク溶接と組み合わせてハイブリッド レーザー アーク溶接を形成することができます。得られる溶接は、レーザー溶接とアーク溶接の利点を組み合わせたものです。また、溶接部には深い溶け込み溶接が採用されており、溶接アセンブリの公差が増加します。内部の毛穴やひび割れなどの望ましくない影響も軽減されます。
従来の溶接プロセスと比較して、レーザービーム溶接には次の利点があります。
カロリーが少ない
高度に集中されたレーザー ビームはより小さな領域に集中するため、熱影響部 (HAZ) が小さくなります。従来の溶接と比較して、レーザー溶接作業には低温の入力が必要です。
溶接時間の短縮
初期投資は高くなりますが、このプロセスは従来の溶接よりも費用対効果が高いことが証明されています。これは、レーザー溶接により処理速度が向上し、スループットと納期が向上するためです。
熱変形のリスクを軽減
このプロセスでは入熱が少ないため、熱応力が少なくなります。集束ビームは金属の狭い領域のみを溶解し、ワークピース内の熱による応力と変形を最小限に抑えます。
高精度
レーザービームを制御して小さな領域に焦点を合わせることができます。これにより、部品の溶接精度が向上します。はんだ接合部のサイズをカスタマイズできるため、繊細な金属や薄い金属に最適です。
レーザー溶接の用途
レーザー溶接には、高精度、短い処理時間、広い材料公差、安定した溶接品質という利点があり、幅広い用途に適しています。
レーザー溶接を適用できる分野には次のようなものがあります。
自動車産業
レーザー溶接は、溶接ヘッドを交換する必要がなく工具不要で操作できるため、自動車産業に最適です。
鋼構造
レーザー技術は生産性を向上させ、生産サイクルを短縮するため、鉄骨構造業界で使用されています。レーザー溶接により、厚い金属シートを高い公差内で高速で加工することが可能になります。
造船業
造船業界では、レーザー溶接を使用して、高精度で必要な公差を備えた制御ねじや駆動ねじ、舵を製造できます。これにより、船の燃料消費量が削減され、船の速度が向上します。
工具作り
レーザー溶接システムは精度が高いため、工具の製造に適しています。この技術は、高精度の成形、スタンピング、鋳造ツールを製造するためのソリューションを提供します。
レーザー溶接技術は、レーザービームを高濃度の熱源として使用して材料を接合します。照射されたレーザー ビームが材料の端を加熱して溶かし、溶接部を形成します。レーザー溶接には、高精度、速い溶接速度、短い処理時間、広い材料公差、一貫した溶接品質という利点があります。幅広い用途に適しており、高精度の溶接によく使用されます。
