アルミニウムおよびアルミニウム合金は、軽量、高強度、耐食性などの特性を備えており、建設、輸送、自動車、エレクトロニクス、包装、航空宇宙などの分野で広く使用されています。 技術の発展に伴い、アルミニウム合金の溶接プロセスは改善されました。 レーザー溶接は市場で広く使用されている溶接技術であり、高出力熱源集中、小さな熱影響部、少ない変形、省エネ、消費量削減などの利点があります。
日常の溶接プロセスでは、アルミニウムの特殊な特性により、アルミニウムおよびアルミニウム合金のレーザー溶接は、レーザーの焦点と溶接池を制御することが困難になります。 溶接工がプロセスパラメータを不適切に設定したり、豊富な経験に欠けたりすると、気孔率、亀裂変形、黒溶接、エッジの未融着などの問題が発生する可能性があり、溶接の品質と性能に重大な影響を及ぼします。 次にアルミ溶接の難しさとその解決策をご紹介します。
毛穴
アルミニウムのレーザー溶接を使用するときに遭遇する主な問題は、気孔率です。 溶接工程中、レーザー光により溶融池内の金属が変動し、金属内に閉じ込められていたガスが膨張して溢れることで気孔が発生します。 また、アルミナ膜は金属間の結合を阻害し、水を吸収して不純物を生成しやすく、細孔の形成を促進します。
気孔の形成により、溶接強度が弱くなり、耐食性が低下し、溶接が美しくなくなります。 一般に、次のような対策が推奨されます。
適切なレーザー出力を調整して、均一な熱入力を確保します。
薄いシートを溶接する場合、金属内のガスの膨張時間を短縮するために速度を上げることをお勧めします。
厚板を溶接する場合、材料を予熱する場合、溶接のパフォーマンスを確保するために溶接速度を下げることができます。
溶接の品質に対する不純物の影響を軽減するために、溶接表面は化学的または機械的に洗浄されます。
保護ガスまたはフラックスの使用を制御して、酸化を軽減し、ガスの生成量を減らします。
熱い亀裂
溶接プロセス中に発生する高温により、アルミニウムは急速に膨張および収縮し、応力点が生じます。 溶接凝固間隔が短すぎると、応力点が解放されず、アルミニウムの亀裂、さらには高温亀裂が発生します。 また、溶接部の保護効果が悪いと酸化しやすくなり、高温割れが発生します。
このような状況を避けるためには、溶接プロセス中の熱を制御し、溶接前に溶接部分を十分に予熱し、保護ガスを調整する必要があります。
溶接部の黒化
レーザー溶接によるアルミニウムの黒化は、主にレーザーの出力不足、デフォーカス量が適切な値に調整されていない、レーザーレンズの損傷などが原因で発生します。 この場合、レーザーのエネルギーがアルミニウム表面の酸化物層の溶融閾値に達せず、アルミニウムが空気や不純物と混合し、溶接箇所が黒ずんでしまいます。
溶接の品質と美しさをより良く得るために、アルミニウム溶接のプロセスでは、まず適切なパワーを選択し、正しいデフォーカス量を設定することをお勧めします。 次に、保護レンズが破損していないかどうかを確認することもできます。
咬み合わせの端が癒合していない
アルミニウムをレーザー溶接する場合、溶接経路は不連続で、粗くて不均一であり、不均一な波形が典型的な現象です。 主な理由は、大きすぎる溶接アセンブリのギャップ、レーザー スポットのオフセット、レーザーの出力不足、および大きすぎるデフォーカスです。
まず、溶接ワークのルートギャップを小さくすることができます。 次に、レーザー ビームの焦点を調整して、正しいスポット位置を決定します。 また、レーザーパワーの増加やデフォーカス量の焦点位置の調整により、溶解後のアルミニウムの溶接品質も確保できます。
アルミニウムの特殊性により、レーザー溶接のプロセスでは他の問題も発生します。 アルミニウムおよびアルミニウム合金を溶接する前に、溶接品質の安定性を考慮するだけでなく、溶接の外観も考慮する必要があります。 レーザー技術とアルミニウム製造技術の向上により、アルミニウムのレーザー溶接プロセスも大幅に改善され、自動車、航空宇宙、その他の分野で軽量金属構造部品を作成するための強固な基盤が提供されました。
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