燃費向上への鍵：大型トラック向けアルミニウム溶接

長距離トラック（OTR車両）メーカー、そしてある程度は乗用車メーカーも、アルミニウム採用で車両軽量化と燃費改善を図っています。フレーム、トレーラー、その他アルミニウム製コンポーネントの組立には溶接が不可欠ですが、ロボットによる鋼材溶接とアルミニウム溶接には重要な違いがあります。

ロボットによるアルミニウム溶接の課題は、鋼材より「難しい」のではなく、「異なる」のです。例えば、鋼材溶接ワイヤーは硬く剛性がありますが、アルミニウムワイヤーは柔らかく、ロボット制御の溶接アークへ押し込み給送するのが困難です。溶接ロボットが使用するワイヤー供給システム、各種ワイヤーフィーダー、トーチ（プッシュプルトーチと呼ばれる）を入念に検討することが極めて重要です。溶接装置メーカーと密接に連携する企業として、ロボット用プッシュプルアルミニウム溶接向けに製品ラインを拡充するメーカーが増えているのを目の当たりにしてきました。

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鋼材溶接用に構成されたロボットのツールエンドを改造してアルミニウム溶接に転用することは可能ですが、いくつかの要素に対処する必要があります。第一に、アルミニウム溶接用のトーチと給送システムには、鋼材より融点の低いアルミニウムワイヤーでの溶接を向上させるさまざまなパルススケジュールなど、プロセス機能が多く搭載されることが多く、これがスパッタを低減します。第二に、電源メーカーはデュアルパルスでビードにリップルを生成できるようになり、アルミニウム溶接の外観品質を高めています。これらのパルスパラメータ制御を弊社ロボットに搭載しました。



もう一つの考慮点は、アルミニウムには複数の合金系があり、それらが溶接強度・特性・溶接性に影響することです。世界トップクラスの溶接ロボットサプライヤーとして、多様な合金での溶接の実現可能性と効果についてフィードバックを提供できます。

例えば、鋼製トレーラーフレーム溶接には一定の溶接長が必要です。アルミニウムに切り替える場合、フレームには追加の溶接長と異なる溶接分布が必要になるでしょう。必要な溶接箇所の密度を考慮し、7軸ロボットや長リーチロボットを推奨することで、鋼材溶接プロセスと同程度のフットプリントで生産性を最大化できます。これにより、適切な溶接強度を得るために溶接箇所が増えても、メーカーの生産ラインが伸びることを防止します。

鍵は、鋼材溶接からアルミニウム溶接への移行が生産ラインに与える影響を事前に理解することです。スループット維持のために複数ロボットが必要なケースもあれば、単にロボットをより近接配置するだけで済むケースもあります。安川電機は単一コントローラー/ティーチペンダントで複数ロボットを制御でき、セーフガードを簡素化し、ロボット同士の衝突防止ソフトウェアも備えています。

豊富な鋼材溶接経験を持つ技術者でも、自社の溶接ラインを見てアルミニウムへの移行を比較的容易と判断しがちですが、アルミニウム溶接はルールが変わった「別のゲーム」です。支配するルールが変わるのは：

• 装置選定、特に電源、トーチ、給送システム
• 溶接プロセス、アークスタートとアークエンドで時間がかかる場合がある
• 溶接移動速度、アルミニウムの方が鋼材より速い場合がある

軽量化は効率と利益のためです。鋼材溶接からアルミニウム溶接への移行には、綿密なアプローチを取り、生産とプロセスの変更を、最終目標である「より多くの貨物を運べる軽量トラック・トレーラー製造」と同じくらい効率的かつ収益性の高いものにしましょう。