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銅の溶接にはコレっ!

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銅の溶接にはコレっ!

こんなお悩みを『ハイブリッドヘッド OPTICEL HVシリーズ』で解決!!

〇 銅をろう付けしているが、接合強度が不安、また歩留まりが悪くて困っている・・・
〇 銅をリベット接合しているが、部品の管理が大変・・・
〇 銅の溶接をファイバーレーザで試したが、溶接品質が悪くて・・・

今回は、これらのお悩みを解決できるレーザックス社製ハイブリッドヘッド「OPTICEL HVシリーズ」をご紹介します!

ハイブリッドヘッドって何?レーザックス社製ハイブリッドヘッドの特徴は?

 ハイブリッドヘッドは、下図のようにブルーレーザ(またはグリーンレーザ)とファイバーレーザ(IR)を接続し、それぞれのレーザ光を重畳できる光学系ユニットです。

 ハイブリッドヘッドの特徴として、

  ■ 軽量、コンパクト
  ■ カスタマイズ対応可能
  ■ 各社発振器メーカと接続実績あり
  ■ レーザックス社製ファイバーレーザ用加工ヘッドをお持ち
   のお客様は既存ファイバーレーザを使って、
   ハイブリッド仕様にシステムアップ可能 ※1
  ■ 安心の国内サポート!故障や困ったときのサポートは
   早くて便利な国産メーカー!


※1: 当社製ファイバーレーザ用加工ヘッドにブルーレーザ用の光学系の取付が可能です。ただし、既存ファイバーレーザのコア径や加工ヘッドのレンズ仕様によっては、仕様変更が必要となりますので、ご了承ください。また、別途ブルーレーザ発振器も必要です。


ハイブリッドヘッドを使って、どうして銅の溶接ができるの?

 レーザ光を材料に照射すると、材料の表面でレーザ光が吸収され、熱へと変換され材料を溶かすことができます。そのため、レーザ光が材料に吸収されない限り、材料を溶かすことができません。
 下記の表から分かるようにファイバーレーザは銅に対する吸収率が約4%と低いため、高エネルギー密度のレーザを照射しなければ、銅を溶かすことができません。しかしながら、高エネルギー密度のレーザを照射してしまうと、スパッタやブローホールが多く発生してしまいます。そのため、現状ファイバーレーザで銅を溶接することは非常に難しいと言われています。
 一方、ブルーレーザの吸収率は45%ほどであるため、ファイバーレーザと比較し吸収率は10倍ほどになります。吸収率が非常に高いため、ブルーレーザは効率的に銅に熱を加えることができます。


 現状、ブルーレーザは銅を深く溶接するための十分なエネルギー密度を得ることができません。そこで、ブルーレーザを予熱・後熱用として、ファイバーレーザと同時利用することで、ファイバーレーザの銅への吸収を高めることができ、また溶融池を安定させることができます。その結果、銅溶接の懸念点であるスパッタやブ ローホールの改善の効果が期待できます。



ハイブリッドヘッドによる銅溶接のメリット

 ■ リベット接合と比較して部品点数を少なくでき、軽量化!
  ⇒継手形状も自由度が増し、設計がしやすくなります。
 ■ スパッタやブローホール等の溶接品質が改善され、接合強度UP!
 ■ 入熱コントロールがしやすいため、微細な溶接も得意!
 ■ 溶接ビードがきれいに仕上がるため、後工程が楽に!


ハイブリッドヘッドを使って、実際に銅の溶接を行ってみました!

■ リチウムイオン電池のバスバー溶接を想定した重ね非貫通溶接

 材質:銅 C1020 / 厚さ上: t=0.5㎜ 下: t=1.5㎜



■ 電気自動車のモータに使用される銅製のヘアピン端子の溶接

 材質:純銅 / 厚さ: t=1.5㎜×2個



現在、レーザックスではブルーレーザ発振器を導入し、今後、加工試験対応が出来る様に準備をしています。銅の溶接でお困りな方はぜひ当社までお問い合わせください。



◆◆◆レーザックスは産業用レーザ向け光学ツールの設計・販売も行なっております。◆◆◆



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