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溶接工が知っておくべき6つの先進溶接加工技術

1. レーザー溶接
レーザー溶接:レーザー照射により加工面を加熱し、表面の熱が熱伝導により内部に拡散します。レーザーのパルス幅、エネルギー、ピークパワー、繰り返し周波数などのレーザーパラメーターを制御することにより、ワークピースが溶融して特定の溶融池が形成されます。

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▲溶接部のスポット溶接

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▲連続レーザー溶接

レーザー溶接は、連続レーザービームまたはパルスレーザービームを使用して実現できます。レーザー溶接の原理は、熱伝導溶接とレーザー深溶け込み溶接に分けられます。パワー密度が10~10W/cm未満の場合は熱伝導溶接となり溶け込み深さが浅くなり溶接速度が遅くなります。電力密度が10~10 W/cmを超えると、熱により金属表面が「穴」に凹んで深い溶け込み溶接が形成され、溶接速度が速く、幅に対する深さが大きいという特徴があります。比率。

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レーザー溶接技術は、自動車、船舶、航空機、高速鉄道などの精密製造分野で広く活用されています。それは人々の生活の質に大幅な改善をもたらし、家電業界を精密製造の時代に導きました。

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特にフォルクスワーゲンが車体の完全性と安定性を大幅に向上させる42メートルのシームレス溶接技術を開発した後、家電大手ハイアールグループはレーザーシームレス溶接技術で製造された初の洗濯機を堂々と発売した。高度なレーザー技術は人々の生活に大きな変化をもたらす可能性があります。 2

2. レーザーハイブリッド溶接

レーザーハイブリッド溶接は、レーザービーム溶接とMIG溶接技術を組み合わせて、最高の溶接効果、高速性、溶接ブリッジ能力を実現し、現在最も先進的な溶接方法です。

レーザーハイブリッド溶接の利点は、高速、小さな熱変形、小さな熱影響領域、そして溶接の金属構造と機械的特性の確保です。

自動車の薄板構造部品の溶接に加えて、レーザーハイブリッド溶接は他の多くの用途にも適しています。例えば、この技術はコンクリートポンプや移動式クレーンブームの生産にも応用されています。これらのプロセスには高張力鋼の加工が必要です。従来の技術では、他の補助プロセス (予熱など) が必要なため、コストが増加することがよくあります。

さらに、この技術は鉄道車両や従来の鋼構造物(橋梁、燃料タンクなど)の製造にも応用可能です。

3. 摩擦撹拌接合

摩擦撹拌接合は、接合熱源として摩擦熱と塑性変形熱を利用します。摩擦撹拌接合は、円柱やその他の形状(ネジ付き円柱など)の撹拌針をワークの接合部に挿入し、接合ヘッドを高速回転させて接合ワークに擦り付ける方法です。材料を加熱することにより、接続部分の材料の温度が上昇し、材料が軟化します。

摩擦撹拌溶接プロセスでは、ワークピースをバッキングパッドにしっかりと固定する必要があり、溶接ヘッドはワークピースの接合部に沿ってワークピースに対して移動しながら高速で回転します。

溶着ヘッドの突出部は材料の中に伸びて摩擦や撹拌を行い、溶着ヘッドの肩部はワーク表面との摩擦により発熱し、塑性状態の材料の流出を防止したり、表面の酸化皮膜を除去する役割を果たします。

摩擦撹拌溶接の終了時には、端子にキーホールが残ります。通常、この鍵穴は切断するか、他の溶接方法で塞ぐことができます。

摩擦攪拌接合は、金属、セラミックス、プラスチックなどの異種材料間の接合を実現します。摩擦攪拌接合は、溶接品質が高く、欠陥が発生しにくく、機械化、自動化、品質の安定、低コスト化が容易です。高効率。

4. 電子ビーム溶接

電子ビーム溶接は、加速され集束された電子ビームが真空または非真空中に置かれた溶接部に衝突することによって生成される熱エネルギーを使用する溶接方法です。

電子ビーム溶接は、溶接棒が不要、酸化しにくい、プロセスの再現性が良い、などの利点があるため、航空宇宙、原子力、国防および軍需産業、自動車、電気・電気機器などの多くの産業で広く使用されています。熱変形が小さい。

電子ビーム溶接の動作原理

電子銃のエミッター(カソード)から電子が逃げます。加速電圧の作用により、電子は光速の 0.3 ~ 0.7 倍に加速され、一定の運動エネルギーを持ちます。そして、電子銃内の静電レンズと電磁レンズの作用により、成功率密度の高い電子ビームに収束されます。

この電子ビームがワークの表面に当たると、電子の運動エネルギーが熱エネルギーに変換され、金属が急速に溶解、蒸発します。高圧の金属蒸気の作用により、ワークピースの表面に「キーホール」とも呼ばれる小さな穴がすぐに「開けられ」ます。電子ビームとワークピースが相対的に移動すると、液体金属が小さな穴の周りを溶融池の奥まで流れ、冷却して凝固して溶接部を形成します。

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▲電子ビーム溶接機

電子ビーム溶接の主な特長

電子ビームは強力な透過能力、非常に高い出力密度、最大50:1の大きな溶接深さと幅の比を備え、厚い材料を一度に成形でき、最大溶接厚さは300mmに達します。

良好な溶接アクセス性、速い溶接速度(通常1m/min以上)、小さな熱影響部、小さな溶接変形、および高い溶接構造精度。

電子ビームのエネルギーを調整することができ、溶接金属の厚さは0.05mmの薄さから300mmの厚さまで、面取りなしで、他の溶接法では達成できない1回の溶接成形が可能です。

電子ビームで溶接できる材料の範囲は比較的広く、特に活性金属、高融点金属、高品質が要求されるワークピースの溶接に適しています。

5.超音波金属溶接

超音波金属溶接は、超音波周波数の機械的振動エネルギーを使用して、同じまたは異なる金属を接続する特別な方法です。

金属を超音波溶接する場合、ワークピースに電流や高温の熱源を加えません。フレームの振動エネルギーを摩擦仕事、変形エネルギーに変換し、静圧下でのワークピースの温度上昇を制限するだけです。接合部間の冶金的接合は、母材を溶かすことなく固相溶接で実現されます。

抵抗溶接中に発生するスパッタや酸化現象を効果的に克服します。超音波金属溶接機は、銅、銀、アルミニウム、ニッケルなどの非鉄金属の細いワイヤや薄板に一点溶接、多点溶接、ショートストリップ溶接を行うことができます。サイリスタリード線、ヒューズシート、電気リード線、リチウム電池ポールピースおよびポールイヤーの溶接に広く使用できます。

超音波金属溶接では、高周波振動波を使用して溶接する金属表面に伝達します。圧力がかかると、2 つの金属表面が互いにこすり合い、分子層間に融合が形成されます。

超音波金属溶接の利点は、高速、省エネ、高い溶融強度、良好な導電性、火花の発生がなく、冷間加工に近いことです。欠点は、溶接された金属部品が厚すぎてはいけないこと (通常は 5mm 以下)、溶接点が大きすぎてはいけないこと、そして圧力が必要なことです。

6. フラッシュバット溶接

フラッシュバット溶接の原理は、突合せ溶接機を使用して両端の金属を接触させ、低電圧の強電流を流し、金属を一定の温度に加熱して軟化させた後、軸方向の圧力鍛造を行って成形します。突合せ溶接ジョイント。

2 つの溶接部が接触する前に、2 つのクランプ電極によってクランプされ、電源に接続されます。可動クランプが移動し、2 つの溶接部の端面が軽く接触し、加熱のために電源がオンになります。加熱により接点が液体金属となり爆発し、その火花が飛散してフラッシュが発生します。可動クランプが連続的に移動し、フラッシュが連続的に発生します。溶接部の両端が加熱されます。一定の温度に達した後、2つのワークの端面を押し付け、溶接電源を遮断し、ワークを強固に溶接します。

溶接継手を抵抗加熱することで接触点をフラッシュさせ、溶接端面金属を溶かし、上からの力を素早く加えて溶接を完了します。

鉄筋フラッシュバット溶接は、2本の鉄筋を突き合わせて接合し、2本の鉄筋の接点に流れる溶接電流によって発生する抵抗熱を利用して接点の金属を溶かし、強力なスパッタを発生させる加圧溶接法です。 、バリを形成し、刺激臭を伴い、微量分子を放出し、すぐに上部の鍛造力を加えてプロセスを完了します。


投稿日時: 2024 年 8 月 21 日