太いワイヤでスチールコンポーネントを効率的に溶接

October, 28, 2024, Hannover--厚い鋼部品の溶接をより迅速かつ効率的に行うために、LZHは太いワイヤを使用したハイブリッドレーザアーク溶接の新しいタイプのプロセスを開発している。

厚いシートを溶接する場合、大きなシームギャップを埋める必要がある。「ÖkoHybrid」プロジェクトの研究者は、直径3mmの比較的太いワイヤを送り込むことにより、より少ない層でギャップを埋めることができるようにしたいと考えている。これにより、結合プロセスが大幅に高速化され、リソース効率が向上する。チームは追加のレーザビームを使用して、プロセスを加速し、安定させる。

高性能溶接電源による安定したハイブリッド溶接プロセス
「ÖkoHybrid」プロジェクトの一環として、LZHの科学者たちは、シートの厚さが最大20mmの細粒構造用鋼の溶接プロセスを調査している。そのために、新しいタイプのハイブリッドプロセッシングヘッドを開発・構築する。出力3kWの市販のレーザビーム源と、出力40kWまでの溶接電源を組み合わせたいと考えている。溶接動力源は、プロジェクトパートナーのELMA-Tech GmbHが開発している。プロジェクトパートナーであるFÖRSTER welding systems GmbHは、ハイブリッド溶接プロセスのための完全なシステムを実現する。Westsächsische Hochschule Zwickauは、MSG溶接プロセスに関する基本的な調査を実施し、溶接継手の試験と特性評価を行う。

ハイブリッドレーザアーク溶接は、太いワイヤのガスメタルアーク溶接(GMAW)の利点と、一般的なプロセスゾーンでのレーザビーム溶接の利点を組み合わせたものである。組み合わせたプロセスにより、高い成膜速度と高い溶接速度が実現される。3mm幅のワイヤを使用することで、大量の材料を挿入できるため、溶接する層の数が大幅に削減され、効率が向上する。レーザビームを追加することで、プロセスの安定性が向上する。

厚板セクターの鋼部品:高速プロセスに対する大きな需要
細粒構造用鋼は、例えば、船舶、車両、パイプラインの建設に使用されている。従来の構造用鋼よりも強度が高いため、より低い材料の厚さを使用することができる。これにより、使用する材料が少なくなり、その結果、コンポーネントの重量を減らすことができる。しかし、この材料は溶接プロセスに対して高い要求がある、例えば、溶接プロセス中に冷却が遅すぎると、強度と靭性が不十分になる。一方、冷えるのが早すぎると、硬度の高い亀裂や継ぎ目が形成される可能性がある。したがって、科学者たちは、必要な冷却時間を維持しながら、溶接速度と堆積速度を向上させたいと考えている。