さまざまな金属溶接におけるレーザー溶接機の利点

レーザー溶接技術は、新たな産業技術革命です。独自の溶接方法で、この産業時代を牽引しています。レーザー溶接機は、チタンなどの耐火材料の溶接が可能で、異種材料の溶接にも優れた効果を発揮します。また、溶接速度が速く、溶接深さが深く、熱変形が少ないという特長があります。様々な金属材料の溶接におけるレーザー溶接技術の利点について見ていきましょう。

レーザー溶接技術が様々な金属材料の溶接において持つ利点を理解する前に、まず様々な金属材料の溶接において遭遇する困難について説明しましょう。

異なる種類の金属材料の融点の差が大きいほど、溶接は難しくなる。
これは、融点の低い材料が溶融状態に達したとき、融点の高い材料はまだ固体状態にあるためです。このとき、溶融した材料は過熱領域の粒界に浸透しやすく、その結果、融点の低い材料の損失、合金元素の燃焼または蒸発が起こり、溶接継手の溶接が困難になります。
異なる種類の金属材料の線膨張係数の差が大きいほど、溶接は難しくなる。
線膨張係数が大きい材料は、熱膨張率が大きく、冷却時の収縮も大きいため、溶融池が結晶化する際に大きな溶接応力が発生する。
異なる種類の金属材料の熱伝導率と比熱容量の差が大きいほど、溶接は難しくなる。

材料の熱伝導率と比熱容量は、溶接金属の結晶化条件を悪化させ、結晶粒を著しく粗大化させ、耐火金属の濡れ性に影響を与える。

レーザー溶接機は、様々な金属材料の溶接における課題を効果的に解決します。レーザー溶接の極めて高い冷却速度と小さな熱影響部は、多くの異なる金属の溶接・溶融後、異なる構造を持つ材料の適合性を高める上で好ましい条件を作り出します。レーザー溶接機による溶接方法で製造された金属複合部品は、各構成材料の優れた性能を最大限に活用できるだけでなく、製造コストを大幅に削減し、材料の性能を最大限に引き出すことができます。

様々な金属材料の溶接におけるレーザー溶接機の利点：

レーザー溶接におけるレーザービームの焦点は小さく、出力密度が高い。高融点・高強度の合金製品のレーザー溶接が可能である。
レーザー溶接は製造・加工工程において非接触方式であり、特殊工具の紛失や交換が不要である。レーザービームの運動エネルギーと移動速度を調整できるため、多様なレーザー溶接プロセスを実行できる。
自動化レベルが高く、コンピュータによる調整が可能で、レーザー溶接速度が速く、効率と機能が高く、複雑なレーザー溶接も容易に実現できる。
パルス幅が狭く、熱影響部が小さいため、板材溶接に適している。
真空環境容器内の製品ワークピースや、複雑な構造内部の製品ワークピースを、ガラスイオン化レーザーでレーザー溶接できる。
レーザービームは容易に誘導・集束でき、多方向への変換が可能である。
レーザー溶接や電子ビーム加工と比較して、厳密な真空技術システムソフトウェアを作成する必要がなく、実際の操作が容易である。周波数とパルス幅は広範囲に調整可能で、より多くの材料の溶接要件に対応できます。

上記は、異なる金属材料の溶接におけるレーザー溶接技術の利点です。材料の溶接は、同種材料の溶接と異種材料の溶接に分けられます。レーザー溶接機は、高エネルギーのレーザーパルスを使用して、加工対象材料の小さな領域を局所的に加熱します。強力な放射エネルギーは熱伝導によって材料内部に拡散し、材料を溶融します。そのため、同種材料は完全に溶接され、異種材料の溶接でも汚染のない完璧な効果が得られ、溶接後の処理は不要、または簡単な処理のみで済みます。溶接品質が高く、気孔がなく、位置決め精度を制御でき、溶接の自動化を容易に実現できます。レーザー溶接は、生産効率が高く、加工品質が安定して信頼性が高く、経済的および社会的利益も良好です。新しい機器、新しい材料、新しい技術、新しいプロセスが次々と登場し、絶えず更新されている時代において、生産者はレーザー溶接の特性、利点、要件を理解するだけでなく、この分野における多くの革新と将来の動向を認識する必要があります。このようにして初めて、技術動向を把握し、常に時代の最先端に立つことができるのです。