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「パイプマナブ」シリーズ
パイプ曲げや製造、ものづくりにおいての基礎知識を初歩から学んでいこうという記事になります。

今回はvol.73【旋盤加工について②】です。
パイプマナブvol.55 でさらっと記述しましたが今回はレーザー溶接について学びましょう

◇関連記事

溶接の基礎知識【パイプマナブ vol.55】
https://ja.nc-net.or.jp/company/98857/product/detail/224599


▶▶▶レーザー溶接の基礎▶▶▶

【レーザー溶接】
光をレンズで集め照射し接合する方法。
ちなみにレーザー/LASER はLight Amplification by Stimulated Emission of Radiation の略。

レーザーを照射し母材を融解し接合をする溶接。と書けば単純ですが
レンズによりエネルギーを絞り込み、照射し部分的に融解し溶接する方法です。
ひずみを抑えやすく、ステンレスにも加工が可能。

〇メリット
　・ひずみが少なく薄肉にも加工可
　・異なる金属素材でも接合できる
　・微細な溶接が可能
　・メンテナンスが少なく済む

×デメリット
　・すき間があると溶接できない
　・鏡面仕上げには施工ができない
　・肉盛り溶接には向いていない
　・十分な安全対策が必要


【レーザー溶接の種類】
1960 年代にはレーザー溶接は確立されました、CO² レーザーとYAG レーザー
がその代表的な手法です。
代表的なCO²、YAG のほかにも色々と種類があります、いくつかピックアップしてみました

『CO²』
　→気体(CO²) を媒質としてレーザーを取り出す
気体レーザー溶接の代表格「炭酸ガスレーザー溶接」とも呼ばれる。
作業効率が良く、狭い範囲で深い溶け込みの溶接が行える。
固体レーザーよりも発光効率が高く、10.6μm という長波長を出力できます。

　〇メリット： 金属～樹脂系などの溶接に対応可能
　×デメリット： 波長が長く、ファイバー伝送できない

『YAG』
　→個体( YAG イットリウム（Yttrium）アルミニウム（Aluminum）ガーネット（Garnet）) を媒質とする
固体レーザー溶接の代表。短い波長のレーザー発振が可能、よって金属によるエネルギー吸収率が高い。
励起（れいき）にはフラッシュランプが必要でそれにより発熱がある。

　〇メリット： 発振形態が多様、ファイバー伝送可能
　×デメリット： 冷却が必要でメンテナンス性に難あり

『ファイバー』
　→個体( 光ファイバー※高純度の石英ガラス) を媒質とする
波長は金属が吸収しやすい1,070nm で、また高出力のレーザーも作れるCO2/YAG よりも高速で加工を行えます。
使いやすさ、メンテナンスの手間の少なさ、ランニングコストの良さが両立しています。

　〇メリット： 異種金属や難易度の高い溶接が可能
　×デメリット： スパッタが出やすく、品質が劣る( ことがある)

『ディスク』
　→個体(YAG)を媒質、薄い円盤状になっている( YAG は通常円柱型)
YAG レーザーを特殊な構造にしたもの。レーザー結晶を薄いディスク状に加工、ヒートシンクを取り付け
熱の影響を抑え「熱レンズ効果」を発生しにくくしたもの。

　〇メリット： 従来の固体レーザーより精度が高い
　×デメリット： 現状特にはないが普及率は低い

『半導体』
　→個体( 半導体) を媒質にしたもの
レーザーダイオード（LD）溶接とも言う。
半導体に電流を流し発生した光を使い、レーザー光を生み出し励起光（れいきこう）を使わずにレーザーを作れる。
アーク溶接などと組み合わせて使うことが多いです

　〇メリット： 安価かつ省スペースで使用ができる
　×デメリット： ギャップ管理が困難なため他の手法と組み合わせる必要がある


CHECK☞
今も尚日進月歩のジャンルです。
半導体レーザーなどの普及が進めばさらなる品質などの向上を見込めます。

まとめ：
平成工業も外注先にレーザー溶接をお願いすることがあります。
こちら最低限の知識ではありますが覚えておきましょう。



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