表面処理・めっき・金型設計制作中日クラフト株式会社



レーザー溶接は、熱影響の範囲が狭く、溶け込みが深い溶接方法です。
レーザー光の高いエネルギーで急速に溶融した鋼の一部が気化し、金属蒸気が発生します。
金属蒸気が噴き出す時の反作用で、溶融している部分の先端部を押し下げます。
この結果、キーホールと呼ばれる細長い円柱状の中空部が溶融金属内に形成されます。
このキーホール内面にレーザーが照射されることで奥深くまで入熱でき、溶け込みが深くなります。


レーザー溶接の優位性

熱による歪み・ヒケの影響が殆どない
針の先端など微細な箇所の溶接が可能
狭くて深い箇所の溶接が可能
溶接前の予熱、溶接後の熱処理が不要
修正工程、後加工が大幅に短縮できる


- レーザー光の吸収と熱伝導性 -
金属 吸収率(%) 熱伝導性
Ti 40 熱伝導性(Ti)
Ag 3 熱伝導性(Ag)
Au 3 熱伝導性(Au)
Pt 27 熱伝導性(Pt)
Pb 26 熱伝導性(Pb)
Cu 2.5 熱伝導性(Cu)
Co 40 熱伝導性(Co)
Cr 40 熱伝導性(Cr)
Mo 35 熱伝導性(Mo)
Ni 32 熱伝導性(Ni)
Fe 30 熱伝導性(Fe)
- レーザー溶接の用途 -
用途 ・プラスチック成形、アルミダイカスト成形等各種金型
・成型各種工具の補修、設計変更
・電子部品技術への応用
・板金加工への応用、その他
溶接可能素材 ・スティール(HRC60まで)
・ステンレス
・鋳鋼
・アルミ
・チタン
・ニッケル
・銅
・銅合金(BeCu、CrCu等)

…その他金属に対応いたします。

レーザー溶接とTIG溶接の比較

理想的な溶接=熱影響範囲が狭く、溶け込みが深い溶接

レーザー光は高いエネルギー密度をもっているため、熱影響範囲が狭く、溶け込みが深い溶接が可能です。
一方、エネルギー密度の低いTIG溶接は熱伝導だけで溶融するために、深い溶け込みができません。

低いエネルギー密度(熱影響範囲が広い)
レーザー溶接

レーザー溶接はエネルギー密度が高く、母材を瞬時に溶融します。
熱が拡散しないので溶け込みが縦方向に深くなり、 その結果、熱影響が少なくなり強固な溶接が可能になります。

高いエネルギー密度(熱影響範囲が狭い=理想的な溶接)
TIG溶接

TIG溶接はエネルギー密度が低く、母材を瞬間に溶融することができません。 このため、溶け込みが横方向に広がります。
溶け込みを深くするためには長い時間、熱を加える必要があり、 余分な熱が横方向に伝わり母材の熱影響(歪み・硬度変化)が大きくなります。


レーザー溶接について

- DSIレーザー溶接機 -

クローズタイプ(100W~200W)

オープンタイプ(200W)+DSIオリジナル溶接フレーム

- テクニカル・データ(オープンタイプ) -

項目 200W 300W 500W
製造元 ALPHA LASER GmbH(ドイツ)
システム開発 DSI LASER SERVICE(ドイツ)
ユニットサイズ
(高×幅×奥)
910mm×450mm×820mm 1167mm×570mm×985mm
ユニット重量 98Kg 100Kg 240Kg
レーザー波長 Nd:YAG, 1064 nm
最大平均出力 200W 300W 500W
パルスエネルギー 150mJ-90J CPC 150mJ-100J CPC 150mJ-100J CPC
最大パルス電力 9KW 10KW 15KW
パルス幅 0.5-20ms
パルス周波数 0.5-20Hz 0.5-25Hz 100Hz
焦点直径 0.2-2.0mm
冷却システム 水冷ラジエター 水冷ラジエター
+外部チラー

- 溶接棒の種類 -

溶接棒は、各溶接材料メーカーから殆どの種類を調達できます。

材質 溶接棒 成分(%) 硬度(HRC)
S55C Mold 90 C0.1 Si0.6 Mn1.2 Mo0.5 Fe残
NAK80 Mold 90 C0.1 Si0.6 Mn1.2 Mo0.5 Fe残 45(窒化不可能)
Cu系 Mold 100 Fe0.1 Si2.8 Cu残
SUS303 White 11 C0.08 Si1.0 Mn2.0 Cr17.5 Fe残
SKD11 Mold 10 C0.4 Si3.1 Mn0.4 Cr9.0 Fe残 55 - 60(窒化可能)
SKD61 Mold 55 C0.2 Si0.5 Mn0.7 Cr5.0 Fe残 40 - 45(窒化可能)
FCD450 Ni C0.04 Si0.2 Mn6.0 Cr13.4 Ni残
HPM38 Mold 20 C0.2 Si0.5 Mn1.0 Mo1.0 Fe残 40 - 45(窒化不可)

レーザー溶接加工サンプル

<肉盛りの説明>
1. 0.2mmの肉盛り
2. 1mmの肉盛り
3. 3mmの肉盛り後、切削仕上げ
4. 側面部0.5mmの肉盛り
5. φ6穴部段有り形状、側面部の肉盛り
6. φ6穴部側面、巣穴の肉盛り
7. 角部の肉盛り
8. 形状復元(長さ15mm×高さ4mm)
9. 0.3mmの薄板を溶接
10. 溝部(幅1.5mm×深さ10mm)の底面、傷の修正肉盛り

角出し肉盛

突起部の再生肉盛

鋼への肉盛

T字突合せ溶接

溝の側面立壁への肉盛


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