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金属材料基礎講座-32

レーザー溶接、FSW

 レーザー溶接は熱源にアーク放電ではなく、CO2レーザーやYAGレーザーなどを使用しています。レーザーは単一波長で位相差のない光のため、集光レンズなどでエネルギーを集中して集められるため、MAG溶接などのアーク溶接に比較して溶け込み深さが深いこと、熱影響部が狭いこと、溶接変形が少ないことなどが特徴です。レーザー溶接の模式図を図1に示します。溶融部の酸化防止にアルゴンなどのシールドガスを使用しています。溶接材料として鉄鋼、ステンレス、アルミニウムなどに適用されます。

 FSW(Friction Stir Welding)は摩擦撹拌接合とも呼ばれます。1991年にイギリスの英国溶接研究所で開発された新しい手法です。その模式図を図2に示します。FSWはツールと呼ばれる溶接材よりも硬質、高融点の材料を使用します。このツールの先端には突起(プローブ)がついていて、ツールを回転させながら溶接面(突合せ面)にプローブ部のみを押込みます。そして、板またはツールを移動させることによって、溶接材に融点以下の摩擦熱を発生させ、材料を軟化させ、ツールの回転による塑性流動によって練り混ぜて接合をします。FSWは材料を溶かさずに固相のまま接合するので溶融溶接で問題となるブローホールはほとんど問題になりません。またシールドガスも不要です。自動車、鉄道、航空機などに適用されています。