レーザー溶接機およびレーザー溶接システム：産業用効率的な接合技術とレーザー溶接ソリューション（TIG溶接）

レーザー技術は過去数十年で驚くべき進歩を遂げ、さまざまな業界で幅広い用途が可能になりました。 特にレーザー溶接は、接合技術において最も効率的かつ正確な方法の 1 つとしての地位を確立しています。 レーザー溶接機とレーザー溶接システムは、自動車、航空宇宙、エレクトロニクス、医療技術などの業界の製品の製造において重要な役割を果たしています。

機能性とテクノロジー

レーザー溶接機は、高エネルギーのレーザー光線を使用して、金属、プラスチック、その他の材料を接合します。 このプロセスは、溶接される部品に焦点を合わせたレーザー光の正確な集中に基づいています。 これにより、非常に高いエネルギー密度が生じ、材料が溶けて結合します。

最新のレーザー溶接システムでは、ファイバー レーザー、CO₂ レーザー、ダイオード レーザーなど、さまざまな種類のレーザーが提供されています。 各タイプには特定の長所と短所があり、ユースケースに応じて考慮する必要があります。 たとえば、ファイバーレーザーはビーム品質とエネルギー効率が高いことで知られていますが、CO₂ レーザーはより深い浸透深度を提供します。

レーザー溶接のメリット

1. 精度と品質

レーザー溶接機は、ワークピースの歪みや変形を最小限に抑えながら、非常に正確な溶接を可能にします。 これにより、高品質の溶接接続が実現します。

2. スピードと効率

多くの場合、溶接プロセスは従来の方法と比べて高速になります。 自動レーザー システムにより、生産プロセスがスピードアップされ、効率が向上します。

3. 多用途性

レーザー溶接では、さまざまな金属、プラスチック、さらには混合化合物など、さまざまな材料を接合できます。

4. 最小限の材料消費量

レーザービームが非常に集中しているため、限られた量の材料のみが溶解され、材料の消費量が削減されます。

5. 無添加

一部の従来の溶接プロセスとは異なり、レーザー溶接では通常、追加のフィラーが必要ないため、コストと後処理が最小限に抑えられます。

産業での応用

1. 自動車産業

自動車製造では、レーザー溶接機はボディ部品、シート フレーム、排気システムなどの製造に使用されます。 高精度の溶接接合により車両の安全性と長寿命化に貢献します。

2. 航空宇宙

航空宇宙産業では、コンポーネントの重量が非常に重要です。 レーザー溶接機は、航空機や宇宙船の構造要素に軽量かつ強力な接続を提供します。

3. エレクトロニクス産業

電子部品の小型化には、正確で信頼性の高い接続技術が必要です。 レーザー溶接システムを使用すると、電子部品に小さな接続を作成できます。

4. 医療技術

医療技術では、レーザー溶接機は、衛生性と精度が最も重要なインプラント、医療器具、デバイスの製造に使用されます。

ニュースと現在の展開

1. 積層造形（3D プリンティング）とレーザー溶接

レーザー溶接技術を 3D プリンティングプロセスに統合することで、新たな可能性が開かれました。 これにより、高強度の溶接接続を備えた複雑なコンポーネントの製造が可能になります。

2. 協働ロボティクス

オートメーションとロボット工学: ロボット工学の進歩により、ロボットと人間の作業者が安全に一緒に作業できる共同レーザー溶接システムが実現しました。 この柔軟性により、中小企業ではより効率的な生産と使用が可能になります。

3. 高出力ファイバーレーザー

高出力ファイバーレーザーの開発により、溶接速度がさらに向上し、より厚い材料の加工が可能になりました。

4. インライン品質管理

最新のレーザー溶接システムには、リアルタイムで溶接を監視し、潜在的な欠陥を検出できるインライン品質管理が装備されていることが多く、生産品質を向上させます。

5. 革新的な素材

材料科学と技術の進歩により、特定の接合プロセスに特に最適化された新しい材料の開発が可能になりました。 これらの材料は、強度、柔軟性、環境の影響に対する耐性が向上しています。

6. 軽量構造とハイブリッド構造

軽量構造は、製品の重量を軽減し、エネルギー効率を向上させるために、多くの業界で重要です。 さまざまな接合技術を組み合わせたハイブリッドプロセスは、革新的な軽量構造コンセプトに幅広い可能性をもたらします。

見通し

レーザー溶接機とレーザー溶接システムは接合技術に革命をもたらし、精度、速度、多用途性、品質の面で幅広い利点をもたらします。 継続的な研究と革新により、これらのテクノロジーはさらに多くの産業を征服し、工業生産を改善するために進化すると予想されます。

接合技術は現代の製造業において重要な役割を果たしており、溶接と切断はこの分野で最も重要なプロセスの 2 つです。 これらの技術の精度と品質は、自動車、航空、造船、機械工学などのさまざまな業界で高品質の製品を生産するために非常に重要です。 このテキストでは、溶接および切断技術を詳しく見て、その重要性と現在の発展について検討します。

溶接: 持続的な接続を作成する

溶接の大切さ

溶接は、2 つ以上のワークピースを溶接によって永久的に結合するプロセスです。 これは最も古い接合技術の 1 つであり、時間の経過とともに大幅に進化しました。 溶接は、高負荷に耐える必要がある複雑な構造やコンポーネントを製造するためにさまざまな業界で使用されています。

溶接工程とその特徴

• アーク溶接: アーク溶接は、最も一般的に使用される溶接プロセスの 1 つです。 ここでは、電極とワークピースの間にアークが発生し、材料が溶けて接合が形成されます。 金属活性ガス溶接 (MAG) やタングステン不活性ガス溶接 (TIG) などのさまざまなサブカテゴリがあります。
• レーザー溶接: レーザー溶接は、その卓越した精度と品質で知られています。 高エネルギーのレーザー光線を使用して材料を結合します。 熱影響が少ないゾーンにより変形が最小限に抑えられ、傷つきやすいワークピースへの使用が可能になります。
• 電子ビーム溶接: 電子ビーム溶接では、集束した電子ビームをワークピースに照射し、材料を溶かして溶接します。 このプロセスは、真空中で高密度の材料に使用されます。

切断: 効率的な生産のための正確な形状

カットの重要性

切断は、原材料を希望の形状とサイズに成形するための製造において不可欠なステップです。 精密なカットは、厳しい公差で部品やコンポーネントを製造するために非常に重要です。

切削技術とその特性

• レーザー ビーム切断: レーザー ビーム切断は、その高精度と速度で知られています。 高エネルギーのレーザー光線が材料に照射され、材料が溶融または蒸発します。 これにより、薄い材料から厚い材料まで高精度に切断できます。
• プラズマ切断: プラズマ切断は主に金属の切断に使用されます。 イオン化ガスによって生成されるプラズマ ジェットにより材料が溶解し、より厚いシートの切断が可能になります。
• ウォーター切断: ウォーター切断では、研磨粒子を混ぜた微細な水流を使用して材料を切断します。 この方法は、柔らかい素材や高温で損傷する可能性のある素材に最適です。

ニュースと現在の展開

インダストリー 4.0 とオートメーション

接合テクノロジーは、自動化とインダストリー 4.0 の進歩の恩恵を受けています。 生産性を向上させ、製造プロセスをより効率的にするために、ロボットベースの溶接および切断システムの使用が増えています。

人工知能と機械学習

人工知能を溶接および切断システムに統合することで、より優れたプロセス制御とエラー検出が可能になります。 このテクノロジーはパラメータを自動的に調整して最適な結果を達成し、無駄を最小限に抑えることができます。

材料の革新

材料科学と技術の進歩により、溶接と切断に特に最適化された新しい材料が生み出されました。 これらの材料は、強度、耐食性、および特定の用途にとって重要なその他の特性を向上させます。

ハイブリッドシステム

さまざまな接合および切断技術を組み合わせることで、複数のプロセスを利用して特定の要件を満たすことが可能になります。 ハイブリッド溶接および切断システムは産業界でますます使用されています。

接合技術の2本柱

溶接と切断は接合技術の 2 つの重要な柱であり、現代の製造業において重要な役割を果たしています。 高品質な製品を生み出すためには、これらのプロセスの精度と品質が不可欠です。 継続的な研究と革新を通じて、溶接および切断技術は、業界の増大する需要に応え、製造における新たな機会を開くために向上し続けることが期待されています。

接合技術は製造における重要な分野であり、完成品を製造するためにワークピースを接続することに関係します。 それぞれの用途の要件に応じて、ワークピースを永久的または一時的に接続するためにさまざまな方法が使用されます。 接合技術の品質と信頼性は、最終製品の性能と機能にとって非常に重要です。 このテキストでは、接合テクノロジーの基本を検討し、さまざまな接合プロセスの例をいくつか示します。

接合技術の種類

材料、用途、特定の要件に応じて選択できるさまざまな接合プロセスがあります。 最も一般的なタイプの結合手法のいくつかを次に示します。

• 溶接: 溶接は、最も古くから最も一般的に使用されている接合プロセスの 1 つです。 アーク溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接などのさまざまな技術が含まれます。 溶接では、溶接によってワークピースを永久的に接合し、接合部の材料を溶かします。
• はんだ付け： はんだ付けは、接合するワークピースにはんだを塗布するプロセスです。 はんだを加熱すると溶けてワークと接合します。 はんだ付けは溶接とは異なり母材を溶かしません。
• 接着: 接着する場合、ワークピースは接着剤の層を使用して互いに接続されます。 接着は、溶接が難しい材料や高温に弱い材料に特に適しています。
• リベット留め：リベット留めでは、接続するワークピースにリベットまたはピンを挿入し、端を変形または溶接します。 これにより、永続的な接続が作成されます。
• 機械的接続: 機械的接続には、ボルト締め、クランプ、圧入などの技術が含まれます。 これらの方法では、材料を永久に変更する必要がなく、非破壊での解体が可能です。

接合技術の応用例

• 自動車産業: 自動車産業では、接合技術が車両の製造において中心的な役割を果たしています。 溶接は車体の組み立てに使用され、接着は車両のガラスや複合材料に使用されます。
• 航空宇宙: 航空宇宙では、高強度で信頼性の高い接続が必要です。 ここでは、溶接と接着が構造部品、エンジン、航空機部品に使用されています。
• エレクトロニクス産業: エレクトロニクス産業では、回路基板や電子部品を製造するためにはんだ付けプロセスが使用されます。 ディスプレイ、タッチスクリーン、ハウジングの組み立てには接着が使用されます。
• 医療技術: 医療技術では、接着剤と溶接プロセスを使用して医療機器、インプラント、プロテーゼを製造します。 ここでは、正確で信頼性の高い接続が最も重要です。
• 造船: 造船では溶接技術を使用して船体とコンポーネントを作成しますが、プレートとシートの接合には伝統的にリベット留めが使用されてきました。

レーザー溶接ソリューションの大手プロバイダーであるアルファレーザーは、エッセンで開催される溶接および切断見本市（2023年9月11日から9月15日まで）で、大型で繊細なコンポーネントの溶接用に特別に開発された最新の1200 Wレーザー従来の溶接では限界が来ています。 強力なシステムにより、以前は TIG / TIG および MIG 領域でのみ可能であった溶接作業が可能になりますが、レーザー溶接の利点も備えています。

ALPHA LASER 1200W レーザー溶接システムのメリット

• 材料への入熱が少ないため、予熱が不要になり、時間とコストが節約されます。
• 変形や亀裂が最小限に抑えられ、重要な金属やデリケートな金属でも亀裂を発生させることなく溶接できます。
• 柔軟な溶接: このシステムでは、用途に応じてパルス溶接と連続溶接の両方が可能です。

1200 W レーザー溶接システムの応用分野

強力な 1200W レーザー溶接システムは、次のようなさまざまな用途に最適です。

• シャフト修理
• ワイヤーとパウダーによる硬質クラッド
• 水力発電所の鋳物修理
• TIG溶接が問題となる大型で繊細な部品の溶接
• これらのシステムを使用すると、直径 1.6 mm のワイヤを溶解できます。

拡張オプションと自動化

ALPHA LASER 1200 W システムは、回転軸、耐久性の高い回転軸、レーザー ビームの迅速な位置決めのためのチルトスイベル レンズなど、多数の拡張オプションを提供します。 スキャナ キットを備えた Mabotic ソフトウェアを使用すると、複雑なコンポーネントの形状をスキャン、プログラム、溶接できるため、溶接作業の自動化が可能になります。

革新的なシステム

強力な ALPHA LASER 1200 W レーザー溶接システムの導入は、繊細なコンポーネントの溶接技術における重要な一歩を示します。 これらの革新的なシステムを使用すると、従来の溶接プロセスの欠点を回避しながら、要求の厳しい溶接作業を正確かつ効率的に実行できます。

ALPHA LASER レーザー溶接システムとその応用例の詳細については、当社の展示スタンド 5C10 またはwww.alphalaser.eu

出典： 23年7月31日付プレスリリース

TIG 溶接 (タングステン不活性ガス溶接) は、非溶融タングステン電極を使用して溶接を行うアーク溶接プロセスです。 これは、溶融金属が空気中の酸素や窒素と反応するのを防ぐために溶接プロセス中に不活性ガス（通常はアルゴンまたはヘリウム）が使用されるため、不活性ガス溶接プロセスの 1 つです。

TIG溶接工程

• 準備: 溶接するワークピースはまず洗浄され、正確に位置決めされます。 溶接シームと電極の位置は慎重に決定されます。
• 溶接機の構造: 溶接機は要件に従って調整されます。 溶接電流やガス流量などを調整します。
• タングステン電極とガス: 非溶融タングステン電極を溶接ガンに挿入します。 不活性ガスは、溶接部を酸化や汚染から保護するために供給されます。
• 溶接プロセス: 溶接機はタングステン電極をワークピースに近づけてアークを開始し、その後再びタングステン電極を外します。 アークが発生し、材料が溶けます。
• 追加の材料: 追加の溶接材料が必要な場合は、手動で溶接ゾーンに導入されます。 溶加材の追加は正確に制御でき、溶接作業によっては追加が必要ない場合もあります。
• 溶接: タングステン電極と溶接池によって溶接が作成されます。 継ぎ目の品質は、溶接速度、溶接電流、溶接機の精度によって決まります。

TIG溶接の特徴

• TIG 溶接により、非常に正確できれいな溶接継ぎ目が可能になります。
• タングステン電極は溶けないため、溶接部に組み込まれず、溶接材料に寄与しません。
• 保護として不活性ガスを使用すると、汚染のリスクを最小限に抑えた純粋な溶接ゾーンが作成されます。
• このプロセスは、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケルなどのさまざまな金属に使用できます。
• TIG溶接は精度や制御性が高いため、溶接職人にもある程度の経験と技術が求められます。

TIG溶接の応用例

TIG 溶接は多くの業界で、特に溶接品質に高い要求が課される場合に使用されています。 アプリケーションの例は次のとおりです。

• 高強度と信頼性の高い溶接が必要とされる航空機部品や宇宙船の製造。
• 食品および製薬業界では、清潔で汚染されていない溶接が衛生と安全のために不可欠です。
• 正確で堅固な溶接が必要なステンレス鋼のコンテナとパイプラインの製造。
• 美的および装飾的な目的で正確な溶接が必要とされる鉄工および金属加工。

精度と多用途性

TIG 溶接は、その精度と汎用性により、要求の厳しい多くの用途で広く使用されている溶接プロセスです。 高品質で耐久性のある溶接が可能となり、さまざまな業界の経験豊富な溶接工から高く評価されています。