5 Laser Welding Quality Problems & Solutions

レーザー溶接における5つの品質問題とその解決策

レーザー溶接機のさまざまな状況に対応

レーザー溶接は、高効率、高精度、優れた溶接効果、容易な自動統合などの利点を持ち、軍事、医療、航空宇宙、3C自動車部品、機械板金、新エネルギー、衛生設備機器など、さまざまな産業で広く使用されており、金属溶接の工業生産および製造において極めて重要な役割を果たしています。

しかし、どのような溶接方法でも、その原理と技術を習得していなければ、必ず何らかの欠陥や不良品が発生します。レーザー溶接も例外ではありません。これらの欠陥を正しく理解し、それらを回避する方法を学ぶことによってのみ、レーザー溶接の真価を発揮し、美しい外観と高品質な製品を実現できるのです。エンジニアが長年の経験を通して蓄積した知見に基づき、よくある溶接欠陥とその解決策をまとめました。業界関係者の皆様のご参考になれば幸いです。

1. ひび割れ

レーザー連続溶接で発生する亀裂は、結晶化割れや液化割れなどの高温割れが主です。主な原因は、完全凝固前に溶接部で大きな収縮力が生じることです。ワイヤフィーダーを使用してワイヤを供給したり、金属片を予熱したりすることで、レーザー溶接中に発生する亀裂を軽減または解消できます。

2.溶接部の気孔

レーザー溶接では、気孔が発生しやすいという欠陥があります。通常、レーザー溶接プールは深く狭く、金属は熱伝導率が非常に高く、熱伝導速度も非常に速いため、溶融プール内で発生したガスが溶接金属が冷却される前に十分に逃げる時間がありません。このような場合、気孔が発生しやすくなります。しかし、レーザー溶接の加熱領域が小さいため、金属は非常に速く冷却され、結果として生じる気孔は、従来の溶融溶接よりも一般的に小さくなります。溶接前にワークピースの表面を洗浄することで気孔の発生傾向を低減でき、また、吹き付け方向も気孔の発生に影響を与えます。

3.水しぶき

金属ワークピースを溶接する速度が速すぎると、溶接中心に向かう穴の後ろにある溶融金属が再分配される時間がなく、溶接部の両側で凝固してエッジバイトが発生します。2つのワークピース間の隙間が大きすぎると、コーキングに十分な溶融金属が供給されず、溶接エッジバイトが発生します。レーザー溶接の最終段階でエネルギーが急激に低下すると、穴が潰れやすく、同様の溶接欠陥が生じます。レーザー溶接の設定において、出力と移動速度のバランスを適切に調整することで、エッジバイトの発生を解決できます。