レーザー溶接入門：精密・高速・低歪みの金属接合技術
比較的高速な処理速度、低熱入力、狭い熱影響部、最小限の歪みという特長により、レーザー溶接は多くの金属接合用途にとって理想的なソリューションとなっています。高精度溶接の種類は、パルス強度、ビーム持続時間、通電中にビームを移動させるかどうかに基づいて分類されます。
レーザースポット溶接
非接触プロセスにより、2つの金属を接合する単一のスポット溶接が作られます。集光されたレーザービームが基材に吸収され、金属が溶融します。この溶融金属が流動し、凝固してスポット溶接を形成します。溶接部付近の材料や電気部品への熱ダメージを回避する必要がある場合、微細なスポット溶接は極めて有効です。
レーザースポット溶接の大きなメリットは速度です。プロセス全体はわずか数ミリ秒で完了します。また、異なる板厚でも適切な接合を確保するために繰り返し実行できます。複数のスポットを同時に溶接すれば、スピードアップと部品の位置決め精度の両方を確保できます。レーザースポット溶接は、航空宇宙部品、医療機器、電子機器でよく使用されます。
伝導溶接
伝導溶接プロセスはスポット溶接と似ていますが、溶融プール形成後にレーザービームを移動させます。変調またはパルスレーザーを使用することで、構造的に気密性のあるシーム溶接が可能です。レーザーは滑らかで丸みを帯びたシームを生成し、追加の研削や仕上げが不要です。
伝導溶接は、溶け込み深さ2mm未満の用途でよく使用されます。接合される材料の熱伝導率が最大溶接深度を制限します。伝導溶接の幅は常に深さより大きくなります。自動車ボディ部品、バッテリーパック、圧力シールなどが一般的な用途です。
深溶け込み溶接（キーホール溶接）
極めて高いエネルギー密度を使用して、深い溶け込みを持つレーザー溶接を実現します。高エネルギーの集光レーザービームで基材を溶融・気化させます。蒸気圧が溶融金属を押しのけ、深く狭い「キーホール」を形成します。レーザービームを移動させると、溶融金属がキーホール周りを流れ、レーザーの軌跡に沿って深く狭いシームとして凝固します。
深溶け込み溶接は、幅広い厚板金属に対応可能です。レーザーの近赤外波長のおかげで、高反射率金属でも最大15mm厚まで溶接できます。高出力ファイバーレーザーの高輝度により、長焦点距離レンズが使用可能になり、感度が低下することで高品質溶接の実現が容易になります。用途には、トランスミッション部品、船舶・パイプライン用厚鋼板などがあります。
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産業用ロボット
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