アルミニウム溶接が難しいのはなぜか、そしてどのようにすれば レーザー溶接でお困りですか？

アルミニウムは熱伝導率が高く、レーザーエネルギーの大部分を初期段階で反射し、融点の高い酸化皮膜を持ち、溶融時に水素を吸収し、気孔や高温割れを起こしながら凝固する可能性がある。鋼にも溶接上のリスクはあるが、アルミニウムの場合はこれらの要因が複合的に作用するため、溶接条件に対する許容範囲がより狭く、条件に敏感になる。

集束レーザーはエネルギーを狭い領域に集中させ、高速移動が可能であるため、広範囲への熱入力と歪みを低減できます。プログラム可能なランプ、ビーム振動、溶加材、自動化により、制御性を向上させることができます。ただし、レーザー溶接では、洗浄、遮蔽、接合、合金の選択、割れ、キーホール気孔などのリスクを完全に排除することはできません。

いいえ。基材アルミニウムは660℃付近で溶融するのに対し、酸化アルミニウムは2,000℃以上で溶融します。同時に、低温の表面は反射性があり、バルク材料は急速に熱を放出します。結合が強くなると、局所的な過剰なエネルギーによって突然スパッタリングや焼き付きが発生する可能性があります。

はい。油分、水分、引抜き剤、不適切なコーティングを除去し、適切な方法で酸化を制御します。専用の工具と乾燥した保管場所を使用し、洗浄と溶接の間隔を最大で定めます。洗浄によって不安定なキーホールを修正することはできませんが、大きな気孔や溶融不良の原因を取り除くことができます。

微細な球状の気孔は、一般的に水分、水酸化物、油分、汚染された充填材、または遮蔽不良による水素と関連しています。より大きな不規則な空洞は、キーホールの不安定性や崩壊によって発生する可能性があります。正確な診断には、目視検査だけでなく、断面検査、X線撮影、またはCTスキャンが必要となる場合があります。

AA6061は熱処理可能なAl-Mg-Si合金であり、凝固割れを起こしやすい。合金の偏析、接合部の拘束、ルート形状、溶接形状、入熱量、溶加材の化学組成は、弱い半凝固段階で相互に影響し合う。グレード固有の試験片プログラムでは、使用可能な溶加材と熱処理方法を比較検討する必要がある。

特殊な手順、溶加材、ハイブリッドプロセス、またはビーム戦略を用いることで溶接可能なグレードもありますが、多くは亀裂が発生しやすく、厳しい使用特性要件を満たす必要があります。グレード全体を自動的に溶接可能または溶接不可能とみなすのではなく、正確なグレードと用途を検証してください。

はい、特殊な高出力システムやハイブリッドシステムは、一般的に言われる2mmという限界をはるかに超える深さの溶接を実現しています。実際の性能は、合金、接合部、出力密度、プロセスモード、アクセス性、溶加材、品質目標、および装置によって異なります。厚さだけで機械を選ぶことはできません。

必ずしもそうとは限りません。化学組成、接合性、および受入条件が許せば、制御された自己溶接継手が適している場合があります。溶加材は、制御された隙間を埋めたり、ビードの形状を整えたり、亀裂に敏感な溶接金属の化学組成を変化させたりするのに役立ちます。溶加材は、外観だけでなく、母材合金の組み合わせと使用要件に基づいて選択してください。

アルゴンやヘリウムを用いた方法は一般的ですが、適切なガスの種類、純度、流量、ノズル形状、照射形状は、レーザー加工プロセス、膜厚、および目標とする品質によって異なります。ガスは乾燥しており、乱流による空気の混入がなく、安定した照射範囲を確保する必要があります。認定された手順と機器のガイダンスに従ってください。

いいえ。滑らかな上面は、溶融不良、根元の亀裂、または内部の多孔性を隠してしまう可能性があります。図面、適用される規格、および故障の結果に応じて、マクロ断面と非破壊検査、漏洩試験、または機械的試験を実施してください。

いいえ。レーザー溶接は、速度、低歪み、精度、自動化の点で魅力的です。TIG溶接は、少量生産の精密作業や修理に適している場合があります。MIG溶接は、強固な溶加材の堆積とギャップ許容度を提供できます。ハイブリッド溶接は、これらの利点を組み合わせることができます。接合部へのアクセス、生産量、品質、接合性、スキル、設備投資、ライフサイクルコストなどを考慮して選択してください。