レーザーアークハイブリッド溶接gは、レーザービームとアークを組み合わせたレーザー溶接法です。レーザービームとアークの組み合わせにより、溶接速度、溶け込み深さ、およびプロセスの安定性が大幅に向上します。1980年代後半以降、高出力レーザーの継続的な開発により、レーザーアークハイブリッド溶接技術の発展が促進されました。材料の厚さ、材料の反射率、ギャップブリッジング能力などの問題は、もはや溶接技術の障害ではなくなりました。中厚材料部品の溶接に成功裏に使用されています。
レーザーアークハイブリッド溶接技術
レーザーアークハイブリッド溶接プロセスでは、図1に示すように、レーザービームとアークが共通の溶融池内で相互作用し、狭くて深い溶接部を形成することで生産性を向上させます。
図1 レーザーアークハイブリッド溶接プロセスの概略図
レーザーアークハイブリッド溶接の基本原理
レーザー溶接は、熱影響部が非常に狭いことで知られており、レーザービームを小さな領域に集束させて狭く深い溶接を行うことができるため、溶接速度が速くなり、入熱量を減らし、溶接部品の熱変形の可能性を低減できます。しかし、レーザー溶接はギャップブリッジング能力が低いため、ワークピースの組み立てとエッジの準備に高い精度が求められます。レーザー溶接は、アルミニウム、銅、金などの高反射性材料の溶接には非常に困難です。一方、アーク溶接プロセスは、ギャップブリッジング能力、電気効率に優れ、高反射性材料を効果的に溶接できます。しかし、アーク溶接中のエネルギー密度が低いため、溶接プロセスが遅くなり、溶接領域への入熱量が多くなり、溶接部品の熱変形を引き起こします。したがって、図2に示すように、深溶け込み溶接用の高出力レーザービームと高エネルギー効率のアークの相乗効果により、プロセスの欠点を補い、利点を補完するハイブリッド効果が得られます。
レーザー溶接の欠点は、ギャップブリッジング能力が低く、ワークピースの組み立てに高い要求があることです。アーク溶接の欠点は、厚板を溶接する際のエネルギー密度が低く、溶融深さが浅いため、溶接領域に大量の熱入力が発生し、溶接部品の熱変形を引き起こすことです。この2つの組み合わせは、互いに影響し合い、互いの溶接プロセスの欠点を補い、レーザー深溶融とアーク溶接カバーの利点を十分に発揮し、図3に示すように、熱入力が少なく、溶接変形が少なく、溶接速度が速く、溶接強度が高いという利点を実現します。表1には、中厚板に対するレーザー溶接、アーク溶接、およびレーザーアークハイブリッド溶接の効果の比較が示されています。
表1 中厚板と厚板の溶接効果の比較
図3 レーザーアークハイブリッド溶接プロセス図
Mavenlaserアークハイブリッド溶接ケース
Mavenlaserアークハイブリッド溶接装置は主にロボットアームレーザー、チラー、溶接ヘッド図4に示すように、アーク溶接電源など。
レーザーアークハイブリッド溶接の応用分野と発展動向
応用分野
高出力レーザー技術の成熟に伴い、レーザーアークハイブリッド溶接は様々な分野で広く利用されるようになりました。高い溶接効率、広いギャップ許容範囲、深い溶け込みといった利点を持ち、中厚板の溶接に最適な方法となっています。また、大型設備製造分野における従来の溶接方法に取って代わる溶接方法でもあります。建設機械、橋梁、コンテナ、パイプライン、船舶、鉄骨構造物、重工業など、幅広い産業分野で活用されています。
投稿日時：2024年6月7日
