ダイヘンら,レーザー・アーク溶接システムを発売

ダイヘンは,古河電気工業と共同で,従来溶融接合が困難であったアルミニウム合金(アルミ)と亜鉛めっき鋼板(鋼板)の異材接合において品質・信頼性が高い接合を実現するレーザー・アークハイブリッド溶接システムを開発,ダイヘンを窓口として2020年1月より販売を開始する(ニュースリリース)。

従来からアルミと鋼板の接合にはリベットや接着剤が用いられる他,接合部分を溶融させない固相接合を中心に,新接合技術の研究開発が進められてきた。しかしそれらの接合方法は,強度や信頼性に課題があるだけでなく,大掛かりな設備や治具,特殊な接合部材の使用や複雑な接合工程が求められるため,ランニングコスト面でも課題があった。

これらの課題を解決するため,アーク溶接にダイヘン独自のアルミ溶接用の電流波形制御技術と,精密な入熱制御が可能な古河電工のレーザー技術を組み合わせた独自の溶接・接合システムを製品化した。

主な特長は以下の通り。
1.高強度な接合を実現
・アーク溶接法として,極低スパッタを実現するダイヘン独自の「シンクロフィード溶接法」にさらに改良を加えた「アルミニウム合金用電流波形制御法」を採用し,接合部に必要な溶融金属を極低入熱で供給。レーザーヘッドは,古河電工独自のビームモード制御機能付き光学ヘッドを採用し,レーザー光を異材接合に最適な形状,入熱量で接合部に照射することで幅の広いビードを形成(=IMC(脆弱な金属間化合物)の生成を極限まで抑制し,接合強度を高めるビード形状を実現)

・自動車パネルなどに用いられる6000系アルミと鋼板の接合において,高強度な5000系溶接ワイヤとの組合せにより6000系アルミ部で母材破断する接合強度を実現

・適用範囲例
溶融亜鉛めっき鋼板(GI材)と5000系アルミ(Al-Mg系合金)
溶融亜鉛めっき鋼板(GI材)と6000系アルミ(Al-Mg-Si系合金)
アルミ(展伸材)とアルミ(鋳物材)
(合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA材)とアルミ合金の接合など,適用範囲拡大に向け開発中)

2.導入が容易
・アーク溶接をベースとした異材接合技術であるため,現状の溶接ラインに使用されている設備が流用可能
・構造部材の形や生産工程を大きく変更することなく,構造部材の素材をアルミに変更することが可能

3.工程時間を半減
溶接材料として一般的なアルミニウム溶接に使用される5000系ワイヤを用いるだけで,アルミと鋼板の異材接合が可能。他接合法に用いられるリベットや接着剤などといった接合方法と比べ工程時間が半減し,特殊な材料も不要となるためランニングコストを低減。

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