ファイバーレーザーを使用して溶接できる材料はどれですか?

本稿では主に、一般的な金属材料の溶接性能の違い、異種金属の溶接の実現可能性、および実際の溶接で遭遇する一般的な問題への解決策について概説する。.
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ファイバーレーザーを使用して溶接できる材料は?
ファイバーレーザーを使用して溶接できる材料はどれですか?
ファイバーレーザー溶接は、過去10年間で急速に普及しました。世界のレーザー溶接市場は2025年に$29億ドルに達し、2034年には$42億ドルに成長すると予測されており、ファイバーレーザー発生器が市場シェアの48.6%を占めています。その理由は単純です。ファイバーレーザーは、従来のCO2レーザーよりも効率が高く、メンテナンスコストが低く、より幅広い材料を溶接できるからです。.
ファイバーレーザー溶接を試す前に多くの人が最初に抱く疑問は、「この機械はどんな材料を溶接できるのか?」ということです。この記事では、一般的な金属材料を一つずつ解説していきます。溶接性能の良い材料、溶接が難しいが解決策のある材料、異種金属の溶接が可能かどうか、そして発生した問題への対処法などについて説明していきます。.
目次
ファイバーレーザー溶接の基本原理

ファイバーレーザー溶接の基本原理

ファイバーレーザー発生器の動作原理は、レーザーエネルギーを光ファイバーを通して伝送し、加工対象物の表面に集束させることで高エネルギー密度を作り出すことです。このエネルギーによって金属は非常に短時間で溶融し、冷却後に溶接部が形成されます。.
TIG溶接やMIG溶接といった従来の方法と比較して、ファイバーレーザー溶接は、熱影響部(HAZ)が小さく、溶接後の変形が少なく、精度が高く、溶接速度が速いという利点があります。現在のファイバーレーザー溶接装置は、800Wの携帯型デバイスから20kWの産業用自動化システムまで、幅広い出力範囲を誇り、精密部品から重厚板の溶接まで、様々な用途に対応しています。.
ファイバーレーザーの波長は一般的に約1064nmです。この波長は、CO2レーザー(10.6μm)よりもほとんどの金属に対して優れた浸透性と吸収率を示し、これがファイバーレーザーが主流の産業用溶接技術となった主な理由です。.
一般的な金属の溶接特性

一般的な金属の溶接特性

ステンレス鋼

ステンレス鋼は、ファイバーレーザー溶接において最も広く使用されている材料の一つであり、また最も扱いやすい材料の一つでもある。.
ステンレス鋼は、波長1064nmのレーザー光に対して約30~40%の吸収率を示し、安定した溶接性能を発揮します。オーステナイト系ステンレス鋼(304、316)の溶接強度は、母材の90~100%に達し、耐食性への影響もほとんどありません。溶接速度に関しては、ファイバーレーザーは毎分3~8メートルに達し、従来のTIG溶接をはるかに凌駕します。.
極薄ステンレス鋼(厚さ0.2mm未満)の場合、ファイバーレーザーの利点はさらに顕著になります。出力、速度、周波数のパラメータを最適化することで、欠陥のない溶接が可能になり、残留応力を低レベルに抑えることができます。二相ステンレス鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼の溶接はやや難しく、より精密なパラメータ制御が必要ですが、石油・ガスや海洋工学などの高強度用途においては、依然として不可欠な技術です。.
主な適用事例:厨房機器(シンク、カウンタートップ、調理器具)、医療機器(手術器具、インプラント)、自動車排気システム、化学機器配管、食品加工機器。.

炭素鋼

炭素鋼 は最も一般的なエンジニアリング材料であり、炭素鋼と繊維の溶接プロセスは レーザー溶接機 非常に成熟しており、処理範囲が広く、問題が発生する可能性が低い。.
低炭素鋼(炭素含有量0.25%未満)は溶接性に優れ、予熱がほとんど不要で、高強度で微細な溶接組織が得られます。1mm厚の炭素鋼板は、1.5~2kWの電力で毎分4~6メートルの速度で溶接でき、従来のアーク溶接に比べてエネルギー消費量を30~40%削減できます。中炭素鋼は溶接中に硬化しやすいため、理想的な溶接性能を得るには冷却速度を制御する必要があります。.
亜鉛メッキ鋼板の溶接は、炭素鋼溶接における代表的な工程の一つです。ファイバーレーザー溶接を用いることで、亜鉛の蒸発や気孔といった欠陥を低減できますが、これは従来の溶接方法では実現が難しい点です。.
主な用途:自動車製造(車体フレーム、シャーシ、シートフレーム)、建築用鉄骨構造物、パイプ製造、家電製品の筐体、スチール家具、金属製ドアおよび窓。.

アルミニウムおよびアルミニウム合金

アルミニウム合金は、ファイバーレーザー溶接において最も難易度の高い主流材料であると同時に、需要面で最も急速に成長している分野でもあります。その難しさは、アルミニウムの高い反射率(90~95%)と高い熱伝導率に起因しますが、最新の装置とプロセスによってこれらの課題は十分に克服可能です。.
6系アルミニウム合金(6061、6082)は、最も一般的に溶接されるグレードです。振動溶接技術を使用すると、溶接強度は290 MPaに達し、伸びは12.75%となり、母材の特性である94%に近づきます。5系アルミニウム合金(5052、5083)も溶接性に優れており、造船や海洋工学に特に適しています。ファイバーレーザー溶接の熱影響部はわずか1~3 mmであるため、アルミニウム合金溶接でよく見られる軟化の問題を大幅に軽減できます。.
アルミニウム合金の高い反射率に対処するための成熟した解決策はいくつか存在します。レーザー出力を上げる(10~20kWの高出力装置を使用すれば十分な有効エネルギーを確保できます)、緑色(515~532nm)または青色(450nm)レーザーを使用する(アルミニウムの緑色光の吸収率は40~60%に達するため)、表面前処理(研削、サンドブラスト、または化学変換処理)によっても吸収率を効果的に向上させることができます。.
主な用途例:電気自動車用バッテリーパックケース、航空宇宙(胴体、翼外板、燃料タンク)、鉄道車両車体、船舶上部構造、ラジエーター製造。.

チタンおよびチタン合金

チタン合金は安価ではないが、航空宇宙、医療、化学産業といったハイエンド分野では事実上代替品がない。チタン合金のファイバーレーザー溶接は中程度の難易度であり、適切な保護雰囲気の確保が鍵となる。.
チタン合金はレーザー吸収率が約40~50%と高く、溶接性に優れています。Ti-6Al-4V(TC4)は最も一般的に使用されているグレードで、母材の85~95%の溶接強度を実現します。ファイバーレーザーの高いエネルギー密度により、高速溶接が可能となり、熱影響部が小さくなるため、高温でのチタンの酸化リスクを低減できます。純チタン(グレード1~4)の溶接は容易で、十分なシールドガスを使用すれば、溶接品質はX線検査基準を満たすことができます。.
チタン合金溶接における重要な考慮事項:十分なアルゴンまたはヘリウムによる保護が不可欠です。溶融池の表面を保護するだけでなく、裏面にもドラッグシールドを適用する必要があります。そうしないと、溶接部が酸化して変色し、性能と外観に悪影響を及ぼします。.
主な用途例:航空機エンジン部品(タービンブレード、燃焼室)、医療用インプラント(人工関節、歯科インプラント)、化学機器(熱交換器、反応容器)、スポーツ用品(ゴルフボール、自転車フレーム)。.

銅および銅合金

銅は、ファイバーレーザーを用いた溶接において最も難しい材料として広く認識されている。その反射率は95%を超え、熱伝導率は鋼鉄の8~9倍である。これらの特性が相まって、レーザーエネルギーの大部分が反射され、残りのエネルギーは急速に伝導されてしまうため、溶融池を形成することが困難となる。.
しかし、近年この状況は大きく変化しました。銅溶接には2つのアプローチがあります。1つは、新しいタイプのグリーンレーザー(波長515~532nm)を使用する方法です。銅のグリーン光の吸収率は40~60%に達し、これは従来の1064nm赤外線の4~6倍であり、溶接結果を大幅に向上させます。もう1つは、高出力(10~20kW)の従来の1064nmファイバーレーザーを使用し、高出力によって反射障壁を「ハードブレイク」する方法です。2024年に発売された20kWの高出力レーザー発生器は、鋳造アルミニウムと銅の溶接に特化して最適化されています。.
銅合金(真鍮、青銅)の溶接は比較的容易である。これらの合金は純銅よりも反射率と熱伝導率が低く、ファイバーレーザー溶接の速度は毎分2~4メートルに達する。.
主な用途例:電気自動車のバッテリー接続(銅製バスバーとバッテリー端子の溶接)、電子機器業界におけるヒートシンクおよびコネクタ、電力業界におけるバスバーおよびスイッチ接点、空調・冷凍機器用銅管。.

真鍮

真鍮(銅と亜鉛の合金)は純銅よりも溶接性が著しく優れているため、ファイバーレーザー溶接に理想的な材料であり、特筆に値する。.
真鍮のレーザー吸収率は約20~30%で、純銅の2倍です。また、熱伝導率が低いため、溶接時の熱損失を防ぎます。一般的なH62およびH68真鍮は、ファイバーレーザーを使用して溶接すると、母材の80~90%の溶接強度を達成できます。.
真鍮の溶接における主な懸念事項は、亜鉛の蒸発です。亜鉛はレーザー加熱中に優先的に蒸発し、気孔の発生につながりやすい性質があります。対策としては、熱入力の制御(出力の低下または速度の向上)や、溶融池を保護するためのアルゴンガスの使用などが挙げられ、これらによって気孔の発生を効果的に低減できます。.
主な用途:配管継手(蛇口、バルブ)、楽器製造(サックス、トランペット)、装飾金具(ドアハンドル、錠前)、電気部品(端子、ソケット)、カートリッジ製造。.
高性能合金の溶接

高性能合金の溶接

インコネル

インコネルはニッケルクロムを主成分とする超合金です。インコネル718は最も広く使用されているグレードで、650℃での連続運転が可能です。ファイバーレーザー溶接により、インコネルは優れた高温強度と耐クリープ性を備えた微細な溶接組織を形成します。.
振動溶接は、インコネルに特に効果的です。研究によると、振動周波数150Hzでは、結晶粒径を24.30μmから5.87μmまで微細化し、微小硬度を10%以上向上させることが可能です。これは従来の溶接方法では達成が困難な値です。溶接速度は従来のTIG溶接の3~5倍速く、熱影響部が狭いため、析出物の鋭敏化や粗大化といった問題を回避できます。.
主な用途:航空機エンジン(燃焼室、タービンディスク、ガイドベーン)、ロケットエンジン、ガスタービンの高温部品、原子炉炉心部品。.

ハステロイ

ハステロイはニッケル・モリブデン合金で、極めて高い耐食性で知られています。ハステロイC-276は、強酸、強アルカリ、塩化物に対して優れた耐性を示します。ハステロイ合金のファイバーレーザー溶接では予熱が不要で、急速冷却はむしろ性能向上に寄与します。溶接部は、孔食、隙間腐食、応力腐食割れに対して高い耐性を維持します。均一な微細構造と劣化しない耐食性は、腐食性の高い環境で使用される材料にとって重要な溶接パラメータです。.
主な用途:化学装置(反応器、蒸留塔、熱交換器)、排煙脱硫吸収塔、医薬品反応器、海洋工学における深海パイプライン、および原子力廃棄物処理施設。.

モネル

モネル400は、ニッケル63%と銅28%を含有し、ニッケルの耐食性と銅の熱伝導性を兼ね備えています。ファイバーレーザー溶接により、モネルは母材の90~95%の溶接強度を実現でき、優れた靭性と耐海水腐食性を有します。.
純ニッケルや純銅よりも溶接性能に優れています。アルゴン雰囲気下で高品質な溶接が可能で、溶接後の熱処理も不要なため、コスト削減につながります。.
主な用途:船舶のプロペラシャフトおよび海水パイプライン、海洋石油プラットフォームのパイプラインおよびバルブ、化学機器(フッ化水素酸および塩酸処理装置)、海水淡水化プラント。.

マグネシウム合金

マグネシウム合金の密度はアルミニウムのわずか3分の2であり、最も軽量な構造用金属である。電気自動車、電子機器、航空宇宙分野における軽量化への需要の高まりに伴い、マグネシウム合金のレーザー溶接市場は急速に拡大している。.
マグネシウム合金はレーザー吸収率が高く(約30~40%)、AZ31やAZ91などの一般的なグレードでは欠陥のない溶接が可能です。ファイバーレーザーの急速な加熱・冷却により、マグネシウムの酸化や燃焼のリスクが低減され、溶接部の機械的特性は母材の75~85%に相当します。.
主な用途:自動車の軽量化(ステアリングホイールフレーム、シートフレーム)、電子機器の筐体(ノートパソコン、携帯電話、カメラ)、航空宇宙の二次荷重支持構造、ドローンの胴体。.

コバルト合金

コバルト合金は、優れた耐摩耗性と高温性能で知られています。ステライト系合金は最も一般的に使用されているコバルト基合金であり、ファイバーレーザー溶接後、溶接部の硬度はHRC 40~55に達し、優れた耐摩耗性を発揮します。.
コバルト合金は溶接時に著しく軟化せず、優れた耐酸化性と耐熱疲労性を備えているため、摩耗の激しい部品の修理や強化に特に効果的である。.
主な用途:医療用インプラント(人工関節、歯科インプラント)、航空機エンジン用耐摩耗部品(ベアリング、シールリング)、切削工具の補強材、石油掘削工具用耐摩耗部品。.
異種金属溶接

異種金属溶接

異種金属溶接は、ファイバーレーザー溶接において最も有望な技術の一つであり、主に電気自動車や航空宇宙分野における軽量化と機能統合への要求によって推進されている。.

鉄鋼とアルミニウム

鋼とアルミニウムの異種金属接合は、自動車製造における典型的な応用例である。鋼は高強度であり、アルミニウムは軽量であるため、両者を組み合わせることで構造強度を確保しつつ軽量化を実現できる。.
鋼とアルミニウムの溶接におけるコア技術は「レーザーオフセット溶接」です。レーザースポットを鋼側にずらして照射することで、まず鋼を溶融させ、溶融池を形成します。次に、溶融池によってアルミニウムが加熱されて溶融し、鋼の表面を濡らします。これにより、脆い金属間化合物(Fe-Al)の厚さを5マイクロメートル以内に制御することができ、接合部の靭性を確保します。接合部の強度はアルミニウム母材の80%以上に達し、車両ボディ構造部品の要求を満たします。.
現在、テスラやメルセデス・ベンツといった自動車メーカーは、量産車のバッテリーパックに鋼とアルミニウムのレーザー溶接技術を既に採用している。自動車以外にも、家電製品における鋼とアルミニウムの接合や、鉄道車両の軽量化なども急速に普及しつつある。.

チタンとステンレス鋼

チタンは優れた耐食性を誇るが高価であり、一方ステンレス鋼はコストパフォーマンスに優れているものの、チタンよりも耐食性が劣る。両者を溶接することで相補的な効果が得られる。重要な部品にはチタンを、その他の部品にはステンレス鋼を使用することで、全体のコストを大幅に削減できる。.
チタンと鋼の溶接における課題は、脆性相(Ti-Fe)が形成されやすい点にある。この脆性相の形成を抑制するために、中間合金元素としてニオブを添加することが解決策となる。適切なパラメータ制御を行うことで、接合強度は200~250MPaに達し、ほとんどの化学および医療用途の要件を満たすことができる。.
代表的な用途としては、化学装置におけるチタン製ライニングとステンレス鋼製シェルとの接続、熱交換器におけるチタン製チューブとステンレス鋼製チューブシートとの接続、医療用インプラントにおける複合ジョイント(チタン合金製ヘッド+ステンレス鋼製シャフト)などが挙げられます。.
ファイバーレーザー溶接における一般的な課題と解決策

ファイバーレーザー溶接における一般的な課題と解決策

材料の溶接特性を理解した上で、実際の作業においてどのような問題が発生する可能性があるか、そしてそれらにどのように対処すべきかを知ることも必要です。.

反射率の高い材料

アルミニウムと銅は1064nmレーザー光に対して極めて高い反射率を示すため、エネルギーの浪費が大きく、溶接効率が低下し、反射されたレーザー光によって光学部品が損傷する可能性がある。.

ソリューション

  • 緑色(515~532nm)または青色(450nm)のレーザー発生器を使用すると、銅やアルミニウム材料の吸収率を4~6倍に高めることができる。.
  • レーザー出力を上げて、10kW以上の高出力レーザーを用いて反射損失を補償する。.
  • 吸収率を向上させるための表面前処理(研削、サンドブラスト、化学変換処理)。.
  • 振動溶接技術は、レーザーと材料との相互作用時間を長くすることで、間接的にエネルギー利用効率を向上させる。.

熱伝導率の高い材料

熱伝導率の高い材料、例えば  そして アルミニウム, 熱伝導率が大きく異なるため、熱が急速に放散し、安定した溶融池を形成することが困難になります。異種金属を溶接する場合、熱伝導率の差が大きい2つの材料を同時に加熱すると、温度バランスの制御がさらに難しくなります。.

ソリューション

  • 溶接速度を上げて熱拡散時間を短縮する(最新のファイバーレーザーと高速走査ガルバノメーターを組み合わせることで、毎分10メートルを超える溶接速度を実現できる)。.
  • 溶接中の熱損失を減らすため、ワークピースを適切に予熱してください。.
  • 異種金属溶接にはレーザー偏向技術を用い、レーザースポットを熱伝導率の低い側に向ける。.

多孔性と亀裂

レーザー溶接において最も一般的な欠陥は気孔です。アルミニウム合金の水素気孔、銅の酸素気孔、マグネシウム合金のマグネシウム蒸気気孔は、いずれも慎重な管理が必要な問題です。また、高合金鋼、アルミニウム合金、ニッケル基合金では、高温割れが発生しやすい傾向があります。.

ソリューション

  • 材料表面を徹底的に清掃してください(油分、水分、錆を取り除いてください)。.
  • 十分なシールドガス流量(アルゴンまたはヘリウム、10~20 L/分)、高純度(99.99%以上)。.
  • 溶接パラメータを最適化する:ガス漏れを防ぐため、出力を適切に下げ、速度を上げ、溶融池の時間を短縮する。.
  • パルス溶接の間隔中に、気泡が抜けるようにしてください。.
  • 高温割れを防ぐには、化学組成を制御する(炭素、硫黄、リンの含有量を減らす)とともに、高炭素鋼を溶接前に200~300℃に予熱し、溶接後にゆっくり冷却する。.

位置合わせ精度が不十分

レーザー溶接のスポット径は通常0.2~0.8mm程度であり、0.5mmのずれでも溶接位置のずれや不完全な溶接につながる可能性があります。組み立て誤差、熱変形、治具のずれなどはすべて精度に影響を与え、特に長い溶接では累積誤差の問題がより顕著になります。.

ソリューション

  • 視覚追跡システム(CCDカメラが溶接位置をリアルタイムで監視し、自動調整、精度±0.1mm)
  • レーザー距離計センサーがワークピースの高さを検出し、自動的に焦点を調整します。
  • 精密治具を使用して、組み立て時の隙間を0.1~0.2mm以内に制御する。
  • ロボットまたはCNCプラットフォームの繰り返し精度を±0.05mm以内に維持する。
  • 振動溶接は許容範囲を拡大する(スポットカバー範囲が広くなり、小さなずれが溶接品質に影響しない)。

熱影響区域 (HAZ) の問題

熱影響部(HAZ)は従来の溶接よりも小さいものの、一部の材料には依然として大きな影響を与えます。アルミニウム合金はHAZが軟化し、強度が低下します。高強度鋼はHAZで硬化して脆くなる可能性があり、ステンレス鋼は粒界腐食の鋭敏化を起こす可能性があります。.

ソリューション

  • 送電線エネルギー(電力/速度比)を削減することが最も効果的な方法です。.
  • パルス溶接は、連続溶接よりも線エネルギーの制御が容易である。.
  • シングルモードファイバーレーザーはビーム品質が高く、低出力で十分な透過性を実現し、発熱量を低減します。.
  • 溶接後熱処理:溶解処理と時効処理はアルミニウム合金の特性を回復させることができ、焼き戻しは鋼の熱影響部(HAZ)の微細構造を改善することができる。.
  • 振動溶接は、熱影響部を狭め、より均一な微細構造を作り出すことができる。.

表面汚染

油、酸化層、塵埃、水分はすべて溶接品質に影響を与えます。アルミニウム表面のアルミナの融点は2000℃を超え、アルミニウム自体の融点660℃をはるかに上回るため、溶接前に除去する必要があります。.

ソリューション

  • 標準的な洗浄手順を確立する:溶剤拭き取りまたは酸洗によるグリース除去 → ワイヤーブラシまたはサンドペーパーによる酸化層の除去 → 無水エタノールによる最終拭き取り
  • アルミニウムは、酸化層を除去するために化学処理(リン酸塩処理)を施すことができます。再酸化を防ぐため、処理後はできるだけ早く溶接してください。.
  • レーザー洗浄は、新たなソリューションとして注目されています。レーザーを用いて表面をスキャンすることで、汚染物質を瞬時に蒸発させ、徹底的な洗浄と環境への優しさを実現し、大量生産にも適しています。.
  • 作業環境は、粉塵や油ミストの発生を抑制する必要がある。加工物は、防湿・防錆対策を施した場所に保管しなければならない。作業者は清潔な手袋を着用しなければならない。.
各種材料の溶接パラメータ参考資料

各種材料の溶接パラメータ参考資料

以下は、一般的な材料における溶接パラメータのおおよその範囲です。実際の用途では、使用する機器、接合部の種類、および品質要件に基づいて調整を行う必要があります。.

304ステンレス鋼(厚さ1mm)

  • 電力:1~1.5kW
  • 速度:3~6m/分
  • シールドガス:アルゴン、10~15L/分

アルミニウム合金6061(厚さ2mm)

  • 電力:2~3kW
  • 速度:3~5m/分
  • シールドガス:アルゴン、15~20L/分
  • 推奨:振動溶接、周波数100~150Hz

炭素鋼Q235(厚さ2mm)

  • 電力:1.5~2kW
  • 速度:4~6m/分
  • シールドガス:アルゴンまたは混合ガス、10~15L/分

チタン合金 Ti-6Al-4V(厚さ1.5mm)

  • 電力:1~1.5kW
  • 速度:2~4m/分
  • シールドガス:アルゴン、両側二重保護、合計20~30L/分

純銅(厚さ1mm)

  • 出力:5~10kW(1064nm使用時)または2~3kW(緑色光使用時)
  • 速度:1~3m/分
  • シールドガス:アルゴン、20L/分
これらのパラメータはあくまでも参考値であり、標準的な回答ではないことに注意が必要です。実際の出力、ビーム品質、焦点位置は装置ごとに異なります。さらに、接合部の種類、材料のロット、表面状態の違いにより、実際の溶接では、最終製品に適用する前に、小さな試験片でプロセス試験を行う必要があります。.
ファイバーレーザー溶接装置を選ぶ際の材料適合性に関する考慮事項

ファイバーレーザー溶接装置を選ぶ際の材料適合性に関する考慮事項

特定の材料向けにファイバーレーザー溶接装置を購入する場合、いくつかの点に注意を払う必要があります。.
  • レーザー出力:アルミニウム合金や銅などの高反射性材料には、より高い出力が必要です。一般的に、アルミニウム合金の溶接には最低2kW、銅には6kW以上、厚手の高反射性材料には10kW以上が推奨されます。ステンレス鋼や炭素鋼は比較的電力効率が良く、1~3kWでほとんどの薄板溶接に対応できます。.
  • レーザー波長:1064nmはほとんどの金属に適していますが、主に銅やアルミニウムを溶接する場合は、緑色(515~532nm)または青色(450nm)レーザーの方が効率的です。装置は高価ですが、大量生産においては長期的に見て価値のある投資となります。.
  • 振動機能:アルミニウム合金、ニッケル基合金、異種金属の溶接において、振動溶接機能は溶接品質と微細構造を大幅に向上させることができ、標準要件として推奨されます。.
  • シールドガスシステム:チタン合金溶接では、シールドガスに対して非常に高い要求が課せられます。装置が前面+背面の二重シールドに対応していることを確認し、ガス流量と純度が保証されている必要があります。.
  • 冷却システム:高出力装置(5kW以上)には、工業用水冷装置を装備する必要があります。冷却能力はレーザー出力に見合ったものでなければなりません。水冷装置の品質は、装置の安定性とレーザー発生器の寿命に直接影響します。.
市場動向と用途

市場動向と用途

近年の市場データによると、いくつかの分野で特に強い需要の伸びが見られる。
  • 電気自動車(EV):これは現在、ファイバーレーザー溶接にとって最大の成長市場です。国際エネルギー機関のデータによると、2024年には世界のEV販売台数が1400万台を超えました。バッテリーパックの組み立て(アルミニウムシェル溶接、タブ溶接)、モーターステーター溶接、銅とアルミニウムの接続など、各EVには数百ものレーザー溶接箇所があり、市場規模は非常に大きくなっています。.
  • 航空宇宙分野:軽量化への需要の高まりにより、チタン合金、アルミニウム合金、ニッケル基合金の溶接が継続的に増加している。また、異種金属溶接も航空宇宙構造においてますます多く用いられるようになっている。.
  • 新エネルギー機器:エネルギー貯蔵システム、太陽光発電用ブラケット、風力発電機器はすべて、アルミニウム合金およびステンレス鋼の溶接に対する大きな需要を伴う。.
  • 医療機器:ステンレス鋼、チタン合金、コバルトクロム合金の精密溶接は、外科用器具やインプラントの製造においてますます重要性を増しています。溶接品質に関する規制要件も厳しくなっており、レーザー溶接の精密な利点がさらに際立っています。.
東南アジアとインドは、製造業が急速に成長している地域として、ファイバーレーザー溶接装置の需要も急増している。これは過去2~3年における市場の大きな変化である。.
まとめ

まとめ

従来の金属の中で、ステンレス鋼と炭素鋼は溶接性能が最も優れ、加工プロセスが最も成熟しており、用途も最も広範です。アルミニウム合金は反射率が高いものの、高出力装置と振動溶接を用いることで高品質な溶接が可能となり、溶接材料として急速に成長しています。銅はかつて溶接が最も難しい材料でしたが、グリーンレーザーやブルーレーザーの普及により状況は変わりつつあります。チタン合金は溶接性能に優れていますが、適切な防爆雰囲気の確保が鍵となります。.
高性能合金に関しては、インコネル、ハステロイ、モネルなどのニッケル基合金は、ファイバーレーザー溶接後に優れた性能を発揮し、振動溶接によって結晶粒をさらに微細化し、機械的特性を向上させることができる。マグネシウム合金とコバルト合金は、それぞれのニッチ市場においてかけがえのない価値を持つ。.
異種金属溶接はこの技術の最先端を走っています。鋼とアルミニウムの溶接は電気自動車で実用化されており、チタンと鋼の溶接は化学機器や医療機器の分野で進歩を続けています。これらの用途に対する市場需要は今後も拡大していくでしょう。.
高い反射率、高い熱伝導率、多孔性、亀裂、位置合わせ精度、表面汚染など、遭遇する課題にはすべて対応する解決策があります。「溶接不可能」な材料は存在しません。材料によっては、より適切なプロセスパラメータ、より優れた装置構成、より厳格な操作手順が必要となるだけです。.
特定の材料の加工にファイバーレーザー溶接の使用を検討されている場合、または機器購入時の材料適合性についてご質問がある場合は、お問い合わせください。 AccTek レーザー. 実際の材料や用途に基づいた個別のアドバイスを提供いたします。これは、一般的なパラメータ表よりもはるかに価値のある情報となる場合が多いです。.
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