1紹介
レーザー溶接技術では,低熱量,密集した,美学的な溶接縫い,高精度制御,簡単に自動化統合が特徴です金属加工産業に迅速に導入できるようにしかし,すべての材料がレーザー溶接に適しているわけではありません.熱伝導性,光学吸収特性,溶融点差,合金元素,溶接品質に影響を与えるしたがって,適用される材料の範囲とレーザー溶接の限界を理解することは,機器の選択,プロセス計画,および生産品質管理にとって極めて重要です.
2適用される材料範囲
レーザー溶接は,金属材料の複数のカテゴリーに適しており,その中でも鉄材料は最も成熟した応用分野を代表しています.レーザービームの吸収が良好です安定した溶接形成,制御可能な浸透深さ,十分な機械的強度を提供する.ニッケルベースの合金も低裂け傾向のある溶接中に安定したマイクロ構造を示す.航空宇宙部品や電池タブで広く使用されていますこの材料は最もレーザーに優しいものと考えられています
アルミニウムとアルミニウム合金も溶接可能であるが,鉄材料と比較してプロセスの難易度は高い.アルミニウムは高い反射性,高い熱伝導性,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱率,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高熱度,高温低溶融点溶融池が不安定で孔隙性があるため,溶接アルミニウムは通常より高いレーザーパワー,より正確な焦点位置制御を必要とします.プロセス安定性と溶接密度を確保するために最適化されたシールドガス選択課題にもかかわらず,アルミニウム合金 は,電池 箱,消費者用電子機器 箱,航空宇宙 構造 に よく 使われています.
銅と銅合金には,さらに高く溶接困難の材料があります.銅は非常に高い反射性と熱伝導性を持っています.初期レーザーカップリング効率が低く,融合がないような欠陥が頻繁に発生する高功率のファイバーレーザーやグリーンレーザーやパルスレーザー源の 開発により銅の溶接性能が向上し,バッテリーバスバーでますます利用されています電気コネクタ,端末,精密電子部品
レーザー 溶接 は,金,銀,プラチナ の よう な 貴金属 に も 適さ ます.これら の 材料 は,宝石 製造 や 電気 接触 製造 に 広く 用い られ て い ます.熱伝導性が高いもののパルスレーザーは精密マイクロ溶接に使用され,例外的な溶接一貫性と表面品質を提供します.
3制限のある材料
レーザー溶接はすべての材料に適していません.高炭素鋼と鋳鉄は,鉄系に属していますが,より高い炭素含有量を含んでいます.急速な加熱と冷却中に,溶接器は,溶接器が溶接するときに,溶接器が溶接し,溶接器が溶接するときに,溶接器が溶接するときに,溶接器が溶接し,溶接器が溶接するときに,溶接器が溶接し,溶接器が溶接するときに,溶接器が溶接し,溶接器が溶接するときに,溶接器が溶接し,溶接器が溶接し,溶接器が溶接するときに,溶接器は溶接器が溶接し,溶接器が溶接し,溶接器が溶接するときに,溶接器が溶接し,溶接器が溶接し,溶接器が溶接し,溶接器が溶接します.硬くて壊れやすい微小構造を形成する傾向がありますこの材料は,溶接の欠陥を最小限にするために,予熱,制御冷却,またはエネルギー密度低下を必要とする.
亜鉛,マグネシウム,および特定のマグネシウム・アルミニウム合金もプロセス制限を示しています.これらの材料は低溶融点と高蒸気圧を有し,孔隙性,噴出物,また不安定な溶けた池も,処理の最適化により性能が向上できるが,産業用用途は比較的限られている.
表面に銀,ニッケル,金などのコーティングが付いている材料は,追加の課題を提示します.コーティング層はレーザーエネルギーの吸収を変化させ,結合が不十分または溶融が不一致するさらに,多層塗装は,表面粘着が悪いため,熱によって薄層化することがあります.吸収を改善するために,表面砂塗りやパルスまたはグリーンレーザーを使用することがしばしば必要です.
非金属材料では,従来の金属レーザー溶接システムはプラスチック,ゴム,複合材料には適していません.プラスチック溶接には,特異的な伝送溶接プロセスと材料の組み合わせが必要です.通常は従来の金属レーザー源ではなく専用のレーザープラスチック溶接システムを適用します.
4異なる金属の溶接
レーザー溶接は,異なる金属を結合するためにも用いられる.しかし,金属学の互換性,熱膨張不一致,および溶融点の違いは,重大な制約を課している.ステンレス スチール と 炭素 スチール は 溶接 する こと が 簡単 ですアルミニウム・ステンレス・鋼,銅・ステンレス・鋼,アルミニウム・銅のペアは,骨折しやすい金属間化合物を形成し,結合強さを低下させる傾向があります.工業 慣行 は レーザー 溶接 を よく 採用 し て い ます結合性能を向上させるため,振動スキャン,フィラーワイヤの追加,または最適化されたビーム経路.実行可能性は,基礎材料そのものよりもプロセス戦略に依存する.
5プロセス制限と影響要因
レーザー溶接のための材料の適性は,レーザー波長,表面吸収特性,合金元素,熱伝導性,反射性表面汚染,酸化物層,移動速度,焦点位置,遮蔽ガス材料の特性に基づいて,注意深く機器の選択とパラメータの調整を必要とする.
6結論
総括すると,レーザー溶接機は金属加工に広く適用可能である.鉄やニッケルベースの材料が最も適している.アルミと銅合金では溶接可能ですが,高度なプロセス制御が必要です高炭素物質,コーティングされた金属,軽量合金には使用制限があります.プラスチックや非金属材料は,従来の金属の溶接源ではなく,特殊なレーザーシステムが必要です.高功率のファイバーレーザー,緑/青のレーザー源,超高速レーザーの進歩により,適用可能な材料の範囲は拡大し続けています.より多くの産業部門で克服される見込みです..