アルミニウム・レーザー溶接機の効果は？

9月 2, 2024

アルミニウムは、溶接が難しい材料である。酸化の問題の結果として、汚染や多孔性の問題が生じることがあります。しかし、適切に洗浄し、取り扱えば、アルミニウムはレーザーでよく溶接されます。

溶接の難しさ アルミニウムには、他の金属よりも溶接を難しくする性質がある。熱伝導率が比較的高く（約209 W/m K）、融点が低い（1,221°F/660.3°C）ため、融解溶接プロセスでなければ溶接できません。

レーザー溶接機 3 in 1

意図した溶接領域の材料を溶かすため、MIG、 TIG、レーザー、電子ビーム溶融溶接法では、小面積 に膨大な熱を供給する。アルミニウムは熱伝導性に優れているため、熱は被加工物全体に広がり、材料を溶かしすぎたり、被加工物全体を変形させたりする可能性があるため、この小さな熱影響部は非常に重要である。

加える熱の量と加える場所は、正確に制御する必要がある。MIGやTIGのような手溶接技法は、作業者の技量と、これらの変数を調整するヒートシンクに依存している。アルミニウムは融点に近づいても変色しないため、材料準備の目視評価に依存する溶接手順は不正確な場合があります。レーザーや電子ビームを含む自動技術では、送給速度、出力、溶接位置をコンピューターで調整するため、より正確で信頼性の高い溶接品質が得られる。

アルミニウムの酸化

アルミニウム溶接のもう1つの難点は、加工面に 酸化皮膜が形成されることである。酸化アルミニウムの融点は純アルミ ニウムの約3倍であるため、酸化アルミニウムの粒 子が溶接部を汚染し、気孔率の問題を引き起こす可 能性がある。溶接の前に、酸化皮膜を機械的または化学的に除去する必要がある。酸化アルミニウムは、部品表面の反射率を変化させ、母材に到達するレーザー・エネルギーの量を減少させるため、レーザー溶接を妨害する可能性がある。

炭化水素汚染

保管中および準備中のアルミニウムの炭化水素 汚染は、溶接の問題を引き起こす可能性があ る。溶接前に、アルミニウム部品は成形、せん断、 鋸引き、機械加工されることが多い。これらの溶接前作業で潤滑剤が使用された場 合、溶接不良を避けるため、溶接前に潤滑剤を完 全に除去する必要があります。アルミニウムの鋸引きや機械加工は、可能であれば乾燥した状態で行い、そうでない場合は徹底的に洗浄する必要があります。

アルミニウムレーザー溶接 レーザービーム溶接は、最も人気のあるアルミニウム溶接サービスの一つです。このプロセスは、迅速できれいな溶接を行うのに適しています。熱影響部は小さく、アルミニウムの溶接溶け込みは最大0.25′です。レーザー ビーム溶接は、4032 または 4047 アルミニウムのような適切なフィラー材料と組み合わせれば、6000 シリーズのアルミニウム合金のような割れやすい材料にも適用できます。アルミニウムと相性の良いレーザーにはいくつかの種類があり、カバーガスの使用が推奨されることが多い。

溶接前の準備

必要な溶接前準備の量は、溶接されるアルミニウム 部品の状態によって大きく左右される。この状態は、 一般的に保管条件と、これまでの部品製造に使用 された機械工程の清浄度によって決まる。

レーザー溶接されるアルミニウムは、酸化皮膜や炭化 水素による汚染を避けるため、徹底的に洗浄しなければな らない。酸化物を除去するには、ステンレス・スチール・ワイヤー・ブラシ、研磨、ヤスリがけ、削り取りなどの機械的な方法がよく用いられる。一方、苛性溶液と水に浸漬する化学的洗浄方法は、酸化アルミニウムの除去に効果的である。

一般に、アルミニウム部品に残留する炭化水素の除去には、アセトンまたはアルコール系溶剤を使用することができます。塩素系溶剤は加熱すると有毒ガスが発生するため、 溶接エリアでの使用は避けてください。表面を研磨して酸化アルミニウムを除去する前に、 炭化水素による汚染を除去する必要があります。

レーザー溶接の動作モード

被加工物にレーザービームのエネルギーを加えるには、連続ビームとして、一連のパルスとして、またはレーザー攪拌溶接として、いくつかの方法があります。アプリケーション、材料の品質、およびその他の要因が、選択したプロセスに影響します。

パルスレーザー溶接

パルス・レーザーはまさにそれである。ビームは非常に高速（10～1000 hz）でオン・オフされ、その結果、一連の別々のバースト・エネルギーが被加工物に印加される。各パルスは被加工物の小領域を溶かし、被加工物をわずかに動かして別のパルスを照射することで、連続したビードを形成する一連の重なり合った溶接部ができる。

各パルスで作成された溶接パッチは急速に冷却されるため、周囲の材料の熱が減少し、部品の最高温度が制限され、溶融や歪みが最小限に抑えられます。最小限の入熱が必要な場合、アルミニウムは熱伝導率が高いため、パルスレーザーはアルミニウムのレーザー溶接に最適です。

連続波レーザー溶接

連続波レーザー溶接は、キーホール溶接としても知られ、深い溶け込みの溶接に使用される。被加工物は、そこに向けられた安定したレーザー光ビームの下で動かされる。レーザー光線の前縁の材料は溶け、後縁は冷える。連続波レーザーは通常、部品を焦がさないように毎分 25 ～ 100 インチの速度で送ります。パルス・レーザーで常に加熱および冷却される部品ではなく、熱が連続的に加えられるため、連続波溶接は、よりデリケートなアルミニウム合金の一部には望ましい選択肢となる場合があります。

スーパースター レーザー溶接機サプライヤーを含む様々な業界に最先端のソリューションを提供している。 レーザー溶接機.私たちの アルミニウムレーザー溶接機 は、正確で信頼性の高い結果を提供するよう設計されており、アルミニウムやその他の素材を高効率かつ最小限の歪みで溶接するのに理想的な選択肢となっている。