産業メカトロニクス

ファイバーレーザー溶接技術

火花がほとんどでないファイバーレーザー溶接。
溶接品質と生産性の向上に貢献します。

概要

ファイバーレーザー溶接の不良や溶接速度低下の原因となる溶融金属(スパッタ)が火花状態で飛び散る量を95%以上削減※1する「ファイバーレーザー溶接技術」を開発しました。

鉄鋼、自動車や電気機器など高出力のファイバーレーザー溶接を行う製造現場での溶接品質と生産性の向上に貢献します。

技術ポイント

強いレーザー光の周囲に弱いレーザー光を同時に発生し、スパッタの飛散を抑制

ファイバーレーザー溶接技術 強いレーザー光の周囲に弱いレーザー光を同時に発生し、スパッタの飛散を抑制

従来技術では光ファイバーの出射光を一般的な光学系で集光し、周辺光のない強いレーザー光で溶接を行っていました。そのため、レーザー光による開孔は円筒となり、その後方の境界部から強いスパッタが発生していました。

今回、レーザー光を伝送する光ファイバーの出口に、強いレーザー光と弱いレーザー光を同時に発生させる独自開発の集光光学系を設置し、周辺の弱いレーザー光で開孔部をラッパ状に押し広げています。

これにより、開孔部が安定化され、溶接速度に関わらずスパッタの飛散を効果的に抑制することに成功しました。10kWの高出力においても、スパッタの飛散量は95%以上削減しています。


溶接の標準速度※2を2倍に高速化し、生産性の向上に貢献

ファイバーレーザー溶接技術 溶接の標準速度※2を2倍に高速化し、生産性の向上に貢献

従来のファイバーレーザー溶接では、一定の溶接速度を越えるとスパッタの飛散量が急激に増加する特性がありました。

溶接品質を確保するためには、スパッタの飛散量が少ない状態を維持する必要があり、溶接速度を遅くせざるを得ませんでした。

今回の開発技術では、溶接速度を上げてもスパッタの飛散量がほとんど増加しないため、ファイバーレーザー出力の限界近くまで高速化が可能となります。例えば、厚さ4.5mmのSPHC(熱間圧延材)を使用した溶接試験では、従来比2倍の高速化を実現しました。

  • 本開発は多田電機株式会社(三菱電機(株)の100%子会社)との共同開発です。
  • ※1溶接材料にSPHC(熱間圧延材)を使用した溶接時の当社従来技術との比較。
  • ※2対象とする材料・板厚に対して、溶接性能の安定性を考慮し、メーカーとして推奨する溶接速度。

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