溶接に使用できる金属は？ レーザー溶接？
レーザー溶接は、多くの鋼材、ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅、チタン、ニッケル合金の接合に利用できます。より重要な問題は、特定のグレード、接合部、および受入基準を満たす材料を、割れ、気孔、過剰な金属間化合物、または表面損傷なく繰り返し溶接できるかどうかです。
ほとんどの工業用金属はレーザー溶接が可能である。
一般的な候補としては、低炭素鋼やステンレス鋼、多くのアルミニウム合金、銅、チタン、ニッケル合金などが挙げられる。
既知のグレード＋同種金属接合
既知の合金でできた、清潔でぴったりと嵌合した部品は、未知の材料、コーティングされた材料、または異種材料でできた部品よりも、品質評価が容易である。
冶金学、溶解ではない
レーザーは多くの金属を溶かすことができるが、亀裂、多孔性、硬度、または脆性相が存在する場合、接合部が許容できないものとなる可能性がある。
実際の関節をテストする
パワーチャートは、実際のグレード、厚さ、コーティング、ギャップ、およびクランプ条件に基づいて作成された試験片の代わりにはなりません。
検索の背後にある本質的な問題を見つけ出す。
このガイドでは、材料の種類と生産準備状況を分けて説明しています。まずマトリックスを使用して素早く回答を得た後、レーザーやパラメータ範囲を選択する前に、該当する材料のセクションをお読みください。
「溶接可能」という言葉は、金属の種類によって意味が異なります。
以下の分類は、あくまでも実用的な出発点であり、材料の承認を意味するものではありません。熱処理、焼き戻し、鋳造方法、コーティング、および使用条件によって、特定のグレードが異なる分類に分類される場合があります。
| 材料ファミリー | 開始位置 | レーザー溶接が使用される理由 | 主なリスク | 最初に要求する証拠 |
|---|---|---|---|---|
| 低炭素鋼 | 良い候補者 | 高速移動、狭い熱影響部、そして再現性の高い継ぎ目。 | 厳しい貫通部における接合部の隙間、コーティング、汚染、および溶接形状の亀裂。 | 断面形状、引張強度、曲げ強度、および使用状況に応じて必要とされる硬度。 |
| オーステナイト系ステンレス鋼 | 良い候補者 | 清潔感のある外観、歪みの少なさ、そして精密な密閉性または衛生的な縫い目。 | 凝固割れ、歪み、熱変色、腐食性能の変化。 | 用途に合わせて、マクロ断面検査、外観検査、腐食検査、または漏れ検査を実施します。 |
| 高強度、マルテンサイト系、PH鋼または二相鋼 | 資格 | 局所的な加熱と制御可能な溶融ゾーン。 | 熱影響部の硬度、低温割れ、相バランス、焼戻し損失、または溶接後熱処理の必要性。 | 所定の熱サイクル後の硬度測定、微細構造解析、および機械的試験。 |
| アルミニウム合金 | 資格 | 低歪み、高速板材接合、バッテリーまたは輸送用途向け。 | 反射率、熱伝導率、水素多孔性、および凝固割れ。 | グレードに応じた充填材の選定、断面形状、多孔性評価、および強度試験。 |
| 純銅および銅合金 | 資格 | 電気接続部、バスバー、タブ、接点、および熱伝達部品。 | 近赤外線吸収率が低い、熱流が速い、キーホール不安定性、およびスパッタリング。 | 電気抵抗、引張／せん断、断面形状、および熱衝撃による証拠。 |
| チタン合金 | 資格 | 精密な航空宇宙、医療、および耐腐食性アセンブリ。 | 酸素、窒素、水素の混入は、高温の金属を脆化させる可能性がある。 | 遮蔽検証、色/汚染許容範囲、マクロセクション試験、および機械的試験。 |
| ニッケル合金 | 資格 | 高温部品、精密修理、耐腐食性接合部。 | 高温割れ、液化割れ、汚染、および熱処理感受性。 | 正確なグレード審査、亀裂検査、金属組織検査、および必要な溶接後処理。 |
| 真鍮、亜鉛メッキ、鋳鉄、または異種金属の組み合わせ | エンジニアリング開発 | 従来の熱入力が望ましくない箇所での局所的な接合の可能性。 | 揮発性亜鉛、気孔、脆性相、炭素に敏感な熱影響部、または不適合な溶融挙動。 | 安全性評価、冶金学的スクリーニング、対照試験、および破壊検証。 |
金属が生産候補となるかどうかを判断する5つの質問がある。
レーザー吸収は最初の課題に過ぎません。接合部が成功するためには、許容できない欠陥なく固化し、必要な特性を維持し、実際の生産環境に耐えられる必要があります。
波長、表面状態、角度、温度は吸収に影響を与える。銅とアルミニウムは、多くの鋼材よりも注意深く観察する必要がある。
導電率、粘度、蒸気圧、ビーム形状、焦点、移動速度は、スパッタ、浸透度、多孔性を制御する。
合金の化学組成、溶加材、希釈率、拘束条件、溶接形状は、一般的な材料ファミリーのラベルよりも重要である。
表面のビードが良好に見えても、硬度、焼き戻し状態、相バランス、耐食性、疲労性能は変化する可能性があります。
取り付け、清浄度、固定、遮蔽、測定は、通常の生産ばらつきの範囲内で機能する必要があり、完璧な試験片が1枚だけでは不十分です。
鉄鋼は多くの場合、最も手軽な出発点となるが、「鉄鋼」は単一の冶金技術を指すものではない。
低炭素鋼板や多くのオーステナイト系ステンレス鋼は、レーザー溶接に適した材料として確立されている。一方、高炭素鋼、焼入れ鋼、二相ステンレス鋼、析出硬化型ステンレス鋼は、熱サイクルと特性をより厳密に制御する必要がある。
低炭素鋼および軟鋼
低炭素鋼は、高炭素鋼に比べて熱影響部が硬く割れやすい性質がないため、一般的に幅広い初期加工条件に対応できます。レーザー溶接は、熱源が集中しているため歪みを抑えることができ、薄板、筐体、チューブ、自動車部品などに適しています。ただし、コーティング、油、スケール、隙間のばらつきなどが原因で、気孔、スパッタ、溶融不良が発生する場合があります。
中炭素鋼、高炭素鋼、合金鋼
焼入れ性が向上するにつれて、レーザーによる急速な加熱と冷却によって、硬くて脆い熱影響部（HAZ）が形成される可能性があります。炭素当量、材料の状態、断面厚さ、拘束条件、水素制御、および使用時の負荷を考慮して、予熱、溶加材、または溶接後熱処理の必要性を判断する必要があります。100～150℃という普遍的な予熱ルールは存在しません。熱サイクルは、対象となる鋼種に適した手順で定義する必要があります。
オーステナイト系ステンレス鋼
一般的なオーステナイト系ステンレス鋼は、食品機器、医療機器、バッテリーアセンブリ、精密筐体などの用途でレーザー溶接によく用いられます。熱伝導率が比較的低いため、局所的な加熱が可能ですが、化学組成、溶け込み深さ、拘束条件などが好ましくない場合、狭く深い溶接部でも亀裂が生じる可能性があります。耐食性や外観が評価基準となる場合は、熱による変色や遮蔽も重要になります。
フェライト系、マルテンサイト系、二相系、およびPHステンレス鋼
これらの鋼種はレーザー溶接が可能ですが、その際の評価基準が変わります。マルテンサイト系鋼種は高硬度となり、低温割れのリスクが高まる可能性があります。二相系鋼種はフェライトとオーステナイトのバランスが適切である必要があります。析出硬化型鋼種は特定の熱処理工程が必要となる場合があります。フェライト系鋼種は結晶粒成長や靭性低下を起こす可能性があります。パラメータ開発を行う前に、正確な鋼種と初期条件を記録してください。
構造用または疲労荷重を受ける鋼製接合部については、マクロ断面図と、材料に適した硬度、強度、または曲げ試験の結果を含めてください。TWIは、鋼とアルミニウムの両方において、凝固割れと気孔をレーザー溶接の主な欠陥として特定しており、鋼の化学組成と溶接形状が割れやすさに影響を与えます。
アルミニウムはレーザー溶接が可能であるが、その手順は合金番号と熱処理状態に基づいて決定される必要がある。
「レーザー溶接可能なアルミニウム」という表現は広すぎる。5xxx、6xxx、2xxx、7xxx合金は、割れ挙動、溶加材の選択、溶接後の特性プロファイルがそれぞれ異なる。
TWIの報告によると、適切な充填材とレーザーパラメータを用いることで、難加工性の航空宇宙用アルミニウム合金における亀裂の発生を抑制し、気孔率を低減できるとのことです。これはプロセス開発の証拠であり、6xxx、2xxx、7xxxといったあらゆる用途に同じレシピを再利用できるという許可ではありません。
銅は溶接可能ですが、波長や接合部の機能によって結果は変わる可能性があります。
銅は熱伝導率が高く、一般的な近赤外線ファイバーレーザー波長における吸収率が比較的低いため、安定した溶接開始が難しくなります。結合が急激に増加すると、キーホール溶接への移行時にスパッタや溶け込み深さのばらつきが生じる可能性があります。
実践的なプロセス手順
- 近赤外線ファイバーレーザー： 電力密度、ビーム形状、傾斜、および動作が制御されている場合、多くの銅接合部で確立されます。
- 青色または緑色の波長： 銅の吸収率が高いほど、特に薄い導体、箔、および高感度な電気アセンブリにおいて、結合と安定性が向上する。
- ビームの振動または形状変化： 熱を再分配し、キーホールの安定性、幅、ギャップ許容範囲に影響を与える可能性があるが、電気的および機械的な要件に対してテストする必要がある。
- 電気的適合性： 外観や引張強度に加え、接合部の抵抗や熱挙動も測定する。
局所的な予熱が有効なプロセスもあれば、波長、ビーム形状、または出力変調を利用するプロセスもある。普遍的な100～300℃のルールではなく、実験結果に基づいて定義すべきである。
チタン合金とニッケル合金はレーザー溶接が可能であるが、清浄度と冶金学的特性が決定的な要素となる。
これらの材料は、耐食性、強度、または耐熱性といった特性に基づいて選ばれることが多い。見た目はきれいでも、延性を失ったり、熱処理中に亀裂が生じたり、大気汚染物質を吸収したりする溶接部は、その目的を満たしていない。
溶融した金属だけでなく、高温の金属自体も保護しなければならない。
チタンは高温下で酸素、窒素、水素と強い親和性を持つ。溶融池、凝固ビード、隣接する高温部、およびルート部には不活性ガスによる保護が必要となる場合がある。TWIは、酸素または窒素の混入により硬度が増加し延性が低下する可能性があると指摘しており、実際の接合部においては、遮蔽の形状、純度、および持続時間が検証されなければならない。
色はプロセスを示す手がかりであって、完全な受け入れテストではない。
表面の色は遮蔽品質を示す指標となるが、重要な部品には汚染限度、引張試験または曲げ試験、硬度、金属組織検査、漏洩試験なども必要となる場合がある。治具および後続の遮蔽板は、認定サイクル全体を通して高温部を覆わなければならない。
優れた溶接性を持つ超合金だからといって、すべての超合金が容易に溶接できるわけではない。
多くの鍛造ニッケル合金は溶融溶接が可能であるが、正確な組成、過去の使用状況、熱処理、および不純物によって、高温割れや液化割れの感受性が左右される。析出硬化型鋳造超合金の場合、広範な手順開発が必要となる場合がある。
汚染物質の除去と溶接後の工程管理を行う。
油、グリース、硫黄を含む汚染物質、および表面処理不良は、亀裂を悪化させる可能性があります。接合部の製造準備が整う前に、充填材、熱処理、補修限界、および検査を確認してください。
金属の種類によっては、機械選定の前に危険性および冶金学的評価が必要となる場合がある。
これらの材料は必ずしも不可能というわけではありません。単に、一般的なレシピやオンラインの出力表、あるいは魅力的なサンプルビーズでは解決できない不具合モードを抱えているだけです。
真鍮
亜鉛は銅よりも沸点が低く、溶融中に激しく蒸発する。これにより、キーホールが不安定になり、金属が噴出し、多孔質構造が生じ、亜鉛を含むヒュームが発生する可能性がある。
優先順位：蒸気制御＋発生源捕捉亜鉛めっき鋼
亜鉛蒸気の閉じ込めは、特に密着した重ね継手で問題となる。通気経路、隙間、ビーム配置、または工程順序の変更が必要になる場合があり、溶接部周辺のコーティングを変更する必要が生じることもある。
優先事項：ジョイントベント＋腐食対策鋳鉄
高炭素含有量、黒鉛形態、鋳造時の化学組成、および欠陥は、硬く割れやすい領域や気孔を引き起こす可能性があります。補修溶接および生産溶接には、グレードに応じた手順の開発が必要です。
優先順位：グレード識別＋亀裂制御マグネシウム合金
反射率、酸化、揮発性合金成分、可燃性といった危険性から、制御された試験、遮蔽、防火計画が不可欠である。合金の種類と形状は、実現可能性に大きく影響する。
優先事項：安全性レビュー＋合金固有の試験貴金属
金、銀、プラチナの合金は、宝飾品や精密製造において、比較的小規模な用途でレーザー溶接が用いられることが多い。反射率、合金の添加量、熱に弱い宝石、そして外観などが、このプロセスを左右する。
優先事項：マイクロジョイント＋仕上げ検証正体不明のスクラップまたはメッキ金属
材質、めっき層、または過去の使用履歴が不明な場合、蒸気、亀裂、強度、およびヒュームを正確に予測することはできません。パラメータを選択する前に、材料の識別を行う必要があります。
優先順位：まず構成を特定する高強度熱処理部品
溶融部は健全であっても、熱影響部（HAZ）は硬度、靭性、または疲労性能が低下する可能性がある。製造時の熱サイクル、およびあらゆる再時効または焼き戻し工程は、品質基準を満たしている必要がある。
優先順位: 物件マッピングコーティングまたは汚染された部品
塗料、油、水分、酸化物、めっきなどは、ガスを放出したり、吸収特性を変化させたり、光学部品を汚染したり、細孔を形成したりする可能性があります。洗浄時には、寸法精度と必要な下流面の状態を維持する必要があります。
優先事項：表面状態制御レーザー溶接可能な金属同士を溶接することは可能か？ 自動的には不可能だ。
このプロセスでは、2種類の吸収挙動、融点範囲、導電率、膨張率、および冶金特性を同時に管理する必要がある。界面には、どちらの母材金属よりもはるかに脆い相が形成される可能性がある。
希釈制御を行えば、多くの場合実現可能である。
組成、腐食予測、溶加材、および使用温度が手順を決定する際の指針となります。ステンレス鋼側だけで溶接部の化学組成が決まると思い込まないようにしてください。
妥当な電気材料の組み合わせ。
アルミニウム・銅合金よりも冶金学的に適合性が高い場合が多いが、エネルギー分布、希釈率、電気抵抗、ニッケル厚さについては依然として試験が必要である。
高価値かつ高リスク。
TWIは、AlとCuの混和性の低さ、銅の反射率、キーホール不安定性、脆性金属間化合物の形成を浮き彫りにする。ビーム位置のオフセット、制御された浸透、または中間層によって反応を抑制できる可能性があるが、狭い範囲に限定する必要がある。
通常は設計されたインターフェース。
鉄-アルミニウム金属間化合物層が強度を左右することがある。接合部の種類に応じて、ろう付けに類似した接合方法、コーティング、中間層、または厳密に制御された熱入力などが用いられる。
バッテリーやバスバーの接続部では、従来の引張強度よりも電気抵抗や熱サイクルの方が重要になる場合があります。密閉型ハウジングでは、漏洩性能や腐食が支配的になる可能性があります。ビードを最適化する前に、使用時の故障モードを明確に定義してください。
パラメータを選択する前に、金属の組み合わせをスクリーニングしてください。
この計画支援ツールは、想定される開発レベルと最初の試験の優先順位を特定するものです。接合部の承認、安全分類の設定、または認定された溶接手順の代替となるものではありません。
関節について説明してください。
最も近い条件を選択してください。結果は即座に更新されます。
まず、管理された鋼製試験片を用意する。
低炭素鋼は、仕上がりがきれいで再現性も高いため、レーザー溶接の出発点として実用的です。溶け込み深さ、硬度、歪みが実際の図面と一致していることを確認してください。
- 正確な等級、厚さ、および初期状態を記録してください。
- 試験には、通常のギャップとクランプの変動を含めること。
- 速度最適化の前に、受け入れ基準を定義する。
レーザー出力の前に、6つの入力が重要となる。
「この厚さだと何キロワット必要ですか？」という質問は、エネルギーを再現性のある許容可能な接合部に供給できるかどうかを決定する変数を無視している。
合金番号、焼き戻しまたは熱処理、鋳造／鍛造方法、コーティング、過去の使用履歴、および材料証明書を記録します。
突き合わせ、重ね合わせ、フィレット、またはエッジの形状、アクセス可能な側面、根元支持、梁の角度、ギャップ分布、および開始/終了位置を定義します。
油、酸化物、水分、めっき、スケール、および異物を適切に管理してください。洗浄と溶接の間隔を必ず確認してください。
光源の波長、ビーム品質、スポットサイズ、焦点位置、出力波形、移動速度、および揺れは相互に影響し合う。
シールド、溶接煙の制御、溶加材の組成、予熱、層間熱処理、溶接後熱処理は、材料ごとに決定すべき事項である。
浸透性、多孔性、強度、疲労、硬度、導電率、腐食、漏洩に関する要件には、明確な方法と制限値が必要である。
材質、波長、スポットサイズ、接合部の種類、必要な貫通深さ、移動速度、ビームの振動、または接合方法によって、同じ厚さでも必要な出力が異なる場合があります。セレクターを使用して初期方向を決定し、その後、実際の接合部の状態を確認してください。
充填剤、遮蔽剤、洗浄剤は付属品ではありません。
それらは化学組成、熱流、ギャップ許容度、汚染、および受入性に影響を与えます。それらの選定は、一般的な買い物リストではなく、溶接手順の中で行うべきです。
自家移植か、フィラー注入か？
自溶レーザー溶接は溶加材を一切使用せず、化学組成と接合条件が許せば、非常に狭く迅速な接合が可能です。溶加ワイヤは、制御された隙間を埋めたり、凝固化学組成を変化させたり、揮発性元素を置換したり、補強要件を満たしたりすることができます。また、ワイヤの位置、供給、溶融、希釈といった変数も加えることができます。溶加材は、母材と正確な組み合わせと性能目標に基づいて選択してください。
シールドガスが実際に何をするのか
遮蔽材は、溶融金属や高温金属を大気反応から保護します。ガス源やプロセスによっては、ガスジェットがプルームの挙動に影響を与えたり、光学系を保護したりすることもあります。アルゴンやヘリウムは一般的な始動ガスですが、流量、純度、ノズル形状、乱流はガス名と同様に重要です。チタンなどの反応性物質は、ビームが移動した後、後端や根元を保護する必要がある場合があります。
表面処理は測定可能であるべきである
「金属を洗浄する」というのは手順ではありません。許容される酸化物、油分、水分、めっき残渣、および溶接までの時間を明確に定義する必要があります。アルミニウムとチタンは再汚染を防ぐために特別な取り扱いが必要な場合があり、ニッケル合金は硫黄を含む汚染に敏感です。めっき鋼は蒸気やめっきの剥離に対する対策が必要です。
フィッティングは材料の溶接性の一部である
金属は、ビードオンプレートの試作では良好な結果を示すことがありますが、接合部の隙間がばらつくため、量産時には不良となる可能性があります。試作時には、実際の部品を測定し、量産時の向きで固定し、許容誤差の極値も考慮に入れてください。ビーム振動や溶加材を使用することで許容誤差を広げることはできますが、接合部の制御の必要性をなくすことはできません。
理想的な平板ではなく、製造時の形状をテストしてください。
実際の部品には、ヒートシンク、曲面、仮付け溶接、コーナー反射、アクセス制限、歪みなどが含まれます。治具によって、ギャップ、冷却、シールド特性が変化する可能性があります。
- 生産現場を模したエッジとコーティングを使用してください。
- スタート、ストップ、コーナー、オーバーラップを含めてください。
- 通常のデューティサイクルと部品温度で運転してください。
- 平均品質と最悪の場合のばらつきの両方を検査してください。
見た目の良い溶接は、証拠の一つに過ぎない。
検査は故障モードに合わせて行う必要があります。気密性の高い電子機器筐体、構造ブラケット、電気バスバーは、同じ試験パッケージを必要としません。
鋼鉄、ニッケル、チタン合金
この規格は、鋼、ニッケル、チタンおよびそれらの合金の電子ビーム溶接およびレーザービーム溶接継手における欠陥品質レベルに関する要件と推奨事項を規定するものです。この品質レベルは、製造品質に関するものであり、使用適合性を自動的に保証するものではありません。
公式ISO記録を見る →アルミニウム、マグネシウム、純銅
第2部では、アルミニウム、マグネシウム、それらの合金、および純銅における欠陥の品質レベルについて説明します。図面または手順書では、適切なレベルと追加の性能要件を選択する必要があります。
公式ISO記録を見る →目視検査および寸法検査
継ぎ目の連続性、アンダーカット、補強、変色、飛散、ずれ、歪みを評価します。表面の外観だけでは、内部の浸透や多孔性を判断することはできません。
マクロ断面および金属組織学
断面観察により、浸透、溶融境界、気孔、溶接形状が明らかになる。金属組織学的分析では、難溶性合金や異種金属界面に関連する相、亀裂、熱影響部（HAZ）の挙動を示すことができる。
機械的、漏洩、電気的テスト
製品要件から、引張試験、せん断試験、剥離試験、曲げ試験、疲労試験、硬度試験、圧力試験、ヘリウムリーク試験、抵抗試験、または熱サイクル試験を選択してください。無関係な汎用引張試験規格をデフォルトとして使用しないでください。
生産モニタリング
電力、動作、ガス、焦点、部品の存在、および光学信号は、トレーサビリティを支えることができます。これらの情報は、独立機関による溶接部の検査結果との照合を経て初めて、受入の証拠となります。
実現可能性の検討から、妥当なプロセスウィンドウの構築へと移行する。
- 正確な材料を特定してください。 両面の等級、状態、コーティング、厚さを記録してください。
- まず、受容とは何かを定義しましょう。 浸透性、外観、強度、漏洩性、電気的特性、または腐食に関する要件を設定します。
- 光学および冶金学的方向性をスクリーニングする。 波長、モード、充填剤、ガス、接合戦略を選択してください。
- パラメータウィンドウを作成します。 制御因子を一度に1つずつ変更し、通常のフィッティングのばらつきを含める。
- セクションとテスト。 始点、定常状態の継ぎ目、停止点、および最悪の場合のクーポンを検査します。
- 生産業務でも同様に繰り返す。 部品、光学系、治具が通常の動作状態に達した後、一貫性を確認してください。
美しいクーポン1枚は可能性を示す。制御された条件下で繰り返しクーポンを使用することで、生産に適した期間を特定できる。
正しい順序でプロセスを選択してください。
この手順により、よくある購入時のミスを防ぐことができます。それは、まず出力パワーを選択し、それからあらゆる合金や接合部をその機械に無理やり適合させようとすることです。
識別する
正確な等級、焼き戻し状態、コーティング、および以前の状態。
定義する
接合部、公差、使用荷重、および受入試験。
画面
波長、充填材、遮蔽材、および危険方向。
ホイール試乗
実際のクーポン、最悪の場合の取り付け、および代表者の義務。
指定
機械の動力、ヘッド、ワイヤー、工具、および証拠に基づく検査。
金属の材質と接合部も送ってください。厚さだけでなく、種類も教えてください。
Oceanplayerは、お客様の材料、接合図面、および合格基準に基づいて、実践的なテスト手順とレーザー溶接システムの方向性を提案できます。
- 材料グレードと焼き戻し／熱処理
- 厚みと接合部の図面
- コーティング、酸化物、または表面状態
- ギャップ範囲と生産方向
- 必要な強度、漏れ、または導電率
- シフトあたりの目標部品数
レーザー溶接可能な金属について、購入者が尋ねる質問。
これらの回答はあくまでも初期的な目安です。最終的な溶接性は、正確なグレード、接合部、プロセス条件、および合格基準によって異なります。
レーザー溶接に最適な金属は何ですか?
低炭素鋼や多くのオーステナイト系ステンレス鋼は、比較的歪みが少なく、安定した高速レーザー溶接が可能であることから、一般的な初期候補材料として挙げられます。チタン、ニッケル、アルミニウム、銅も広くレーザー溶接されていますが、通常は遮蔽、亀裂、気孔、エネルギー結合などの制御をより厳密に行う必要があります。
アルミニウムはファイバーレーザーで溶接できますか？
はい。ファイバーレーザーは、アルミニウム板、バッテリー、輸送機器など、多くの用途で使用されています。合金の種類と熱処理状態によって、割れやすさや充填材の選択が決まり、表面の清浄度、接合精度、焦点、キーホールの安定性によって、気孔率や浸透度が左右されます。実際の合金の組み合わせを確認するには、製造サンプルを使用する必要があります。
純銅はレーザー溶接できますか？
はい。近赤外線ファイバーレーザーは、安定したエネルギー結合が得られる場合、銅の溶接が可能です。青色または緑色のレーザーは銅の吸収率が高く、薄型で反射性の高い電気部品の安定性を向上させる可能性があります。接合部の抵抗、機械的強度、および熱特性を試験する必要があります。
ステンレス鋼は炭素鋼よりもレーザー溶接しやすいですか？
オーステナイト系ステンレス鋼と低炭素鋼の多くは、いずれも溶接に適した材料です。ステンレス鋼は局所的な加熱に耐えることが多いものの、凝固割れ、熱変色、歪み、腐食特性の変化が生じる可能性があります。炭素鋼の溶接性は、炭素含有量と合金含有量が増加するにつれて、組成と焼入れ性にますます依存するようになります。
チタンは屋外でレーザー溶接できますか？
ビームは開放型装置で照射できますが、高温のチタンは、検証済みの不活性ガス装置を用いて大気中の酸素、窒素、水分から隔離する必要があります。溶融池、冷却ビード、熱影響部、および溶接部根元はすべて保護が必要となる場合があります。遮蔽が不十分だと、接合部が硬化して脆くなる可能性があります。
真鍮と亜鉛メッキ鋼はレーザー溶接できますか？
適切な用途であれば加工は可能ですが、亜鉛の蒸発は安定性、多孔性、およびヒューム発生という大きな課題をもたらします。密着した重ね継ぎ目は蒸気を閉じ込める可能性があります。製造前に、継ぎ目の通気、プロセス戦略、コーティングの挙動、および発生源からの捕集抽出について評価する必要があります。
異なる種類の金属をレーザー溶接することは可能でしょうか？
場合によっては。鋼とステンレス鋼、銅とニッケルは実現可能な接合経路の例ですが、アルミニウムと銅、アルミニウムと鋼は脆い金属間化合物層を形成する可能性があります。ビームオフセット、制御された浸透、充填材または中間層の使用は有効な場合がありますが、界面については冶金学的および機能的な試験が必要です。
特定の金属厚さに対して、どれくらいのレーザー出力が必要ですか？
厚さと出力の関係について、普遍的な答えはありません。必要な出力は、材料の吸収率、波長、スポットサイズ、必要な浸透深さ、接合部の形状、移動速度、ビームの振動、および接合部の精度によって異なります。厚さは、初期的な装置の方向性を決定するためにのみ使用し、その後、実際の接合部で適切なパラメータ範囲を構築してください。