レーザー溶接では、高エネルギー密度のレーザーを熱源として使用し、材料の接合部に照射します。そのため、分離された材料はレーザーエネルギーを吸収した後、急速に溶解し、さらには蒸発し、一緒に溶融池を形成し、その後の溶接で一緒に凝固します。冷却プロセスと接続されています。 レーザー溶接には、CO2 レーザーと固体/ファイバー レーザーの 2 つの一般的な高出力レーザーがあります。 前者の波長は10.6μm、または1.06/1.07μmで、いずれも赤外線帯域にあり、肉眼では見えません。
1. レーザー溶接車体
一般的な溶接原理は、金属を液化し、その後冷却して一緒に溶解することです。 自動車の車体は4枚の鋼板を上下に溶接して構成されており、通常の溶接はスポット溶接であり、溶接スポットを介して鋼板同士が接続されています。
レーザー溶接は、レーザーの高温を利用して 2 枚の鋼板の分子構造を破壊し、分子を再配置して 2 枚の鋼板の分子が 1 つになるように溶解する物理原理です。 実際の操作は、偏光子を使用してレーザーによって生成されたビームを反射し、集束装置でビームを集中させて膨大なエネルギーのビームを生成することです。 焦点におけるレーザー光の直径は0・2-0.6 mmで、106-108ワット/cm2以上の光強度が得られます。 焦点はワークピースに近く、ワークピースの表面は溶融結合の物理的変化に達します。
そのため、レーザー溶接は2枚の鋼板を1枚の鋼板にするため、通常の溶接よりも強度が高くなります。
2. レーザー溶接ボディの特徴
レーザー溶接技術の利点は何ですか?
レーザー溶接は主に、集中加熱範囲と正確な制御、小さな溶接変形、速い溶接速度という特徴を備えています。 一般的なアーク溶接と比較して、レーザースポット径を精密に制御することができ、材料表面のスポット径は通常0.2-0.6mmの範囲にあります。 また、スポットの中心に近づくほどエネルギーが高くなります（中心から端に向かうエネルギーは指数関数的に減衰する、つまりガウス分布）ため、レーザー溶接の溶接幅は2mm以下に制御できます。 アーク溶接のアーク幅は正確に制御できず、レーザースポットの直径よりもはるかに大きくなります。 アーク溶接の溶接幅もレーザー溶接よりもはるかに大きく、通常は 6 mm 以上です。 レーザー溶接のエネルギーは非常に集中しているため、溶解する材料が少なく、必要な総熱量が少ないため、溶接変形が小さく、溶接速度が速くなります。
レーザー溶接は抵抗スポット溶接と比較してどれくらいの強度がありますか? レーザー溶接接合部は長く連続した直線ですが、抵抗スポット溶接接合部はわずかに凹んだ個別の点の列です。 レーザー溶接接合部が衣服の 2 つのボタンを接続するジッパーのようなものだとすると、抵抗スポット溶接接合部は衣服のボタンに似ています。 レーザー溶接の溶接金属は急冷凝固により得られるため、結晶粒（金属の基本構成単位であり、金属のセルと言い換えることもできます）が小さくなります。 これは溶接金属の強度の向上に寄与するため、レーザー溶接の溶接金属の強度は抵抗スポット溶接の溶接金属の強度よりも高くなります。 同時に、抵抗スポット溶接接合部は一連の個別の点であることを忘れないでください。溶接の一部を取り出すだけで、レーザー溶接はすでに優れており、その場所に溶接されていない部分も「引きずり」ます。平均的なダウン抵抗スポット溶接はレーザー溶接よりも優れています。 したがって、同じ長さの溶接継手であれば、抵抗スポット溶接よりもレーザー溶接の方が強度が高くなります。
3. レーザー溶接ボディはより安全ですか?
抵抗スポット溶接接合部の強度はレーザー溶接より優れているわけではありませんが、それでも金属母材よりは高く、溶接車体全体の最も弱い部分は母材上の溶接熱影響部です。 つまり、金属母材が最も弱い部分であるため、ボディに強い外力が加わった場合、溶接接合部ではなく金属母材が損傷することがほとんどです。 金属母材の短板の存在により、レーザー溶接体と抵抗スポット溶接体の強度はほとんど変わりません。 したがって、レーザー溶接体は、外力の影響を受けた場合、抵抗スポット溶接体よりも安全ではありません。
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