走査型多点複合レーザ溶接ヘッド

●アルミニウム結合の融点は約660℃で、レーザー光に対する反射率は90%高い？上で、もし温度が660℃の臨界点に達するならばレーザーに対して100に吸収することができますか？
●多種の元素の合成は極めて酸化しやすく、焼灼しやすく、一部の元素は気化しやすく、燃焼しやすく、融点が異なり、溶接不能性がある。
●溶接継手の軟化が深刻で、強度係数が低く、これもアルミニウム合金の応用を阻害する最大の障害である。
・表面に難溶融性酸化膜（Al 2 O 3の融点は2060℃）が発生しやすく、高出力密度の溶接が必要となる。
●アルミニウム合金溶接は気孔、熱亀裂を発生しやすい。
●線膨張係数が大きく、溶接変形が生じやすい。
●アルミニウム合金は熱伝導率が大きく（鋼の約4倍）、同じ溶接速度では、熱入力は溶接鋼材より4倍以上大きい。
結論：アルミニウム合金の溶接にはエネルギー密度が大きく、熱入力が小さく、溶接速度が速く、各キー溶接点のリアルタイム電力制御可能な高効率溶接方法が必要である。

アルミニウムレーザー溶接のプロセスパラメータは主に：電力密度、ピーク電力、溶接速度、焦点位置、各溶接点のリアルタイム電力制御、保護ガスの種類と流量などがあり、それらは直接溶接ビードの成形を決定している。
1、電力密度
レーザ光のパワー密度は溶接ビードの溶融深さを決定する最も主要な要素である。他のプロセスパラメータが一定のままである場合、電力密度の増加に伴い、溶接ビード深さアスペクト比が増加する。しかし、電力密度が大きすぎると、金属が強く気化し、合金がひどく焼損し、溶接成形組織の結晶粒が大きすぎ、溶接の強度が低下する。単一モードファイバレーザは、効果的な組み合わせ形式とプロセスの下でこのタスクに適しています。
2、溶接速度
他のプロセスパラメータが変わらない場合、溶接速度の増加に伴って溶融深さが減少し、溶接効率は溶接速度の増加に伴って向上する。しかし、速度が速すぎて、溶接部に到達する線のエネルギー密度が低く、溶接要求に達しないようにすることができます。速度が遅すぎると、線エネルギー密度が高すぎ、母材が過度に溶融し、焼損し、継手の性能を低下させ、さらに熱亀裂を引き起こす。そのため、特定の厚さのアルミニウム合金ワークに対して、レーザパワー密度を決定することを選択した後、適切な溶接ビード深さアスペクト比を維持しながらワークを過熱させない最適な溶接速度が存在する。奥信はその奥深さを学んだ。
3、焦点位置
アルミニウム合金のレーザ溶接の焦点位置と溶融深さの関係。焦点位置の変化に伴う溶融深さのジャンプ性変化過程があることがわかる：焦点がワーク表面から大きく離れる（≧2 mm）時、ワーク表面のスポットサイズが大きいため、ビームエネルギー密度が低く、熱伝導を主とする溶融溶接に属し、溶融深さが浅い、一方、焦点がワーク表面のある位置に近づくと、ワーク表面入射光束のエネルギー密度値が臨界値に増大し、小孔効果が発生するため、溶融深さがジャンプ性に増加する。実験により、焦点位置がワーク表面の1 mm上にある場合、溶接ビードの溶融深さが最大になる。