特 集 【sustinaシリーズ S13 /S23 /HYBRID

レーザブレージングを 用 いた 異 材 接 合 の 検 討
(ろう 材 )でコーティングした2 層 構 造 になっている. 特
徴 は, 内 部 のフラックスに 特 殊 な 素 材 を 充 填 しており,
皮 材 も 特 殊 なAlで 構 成 されている 点 である.フラックス
( 種 類 / 量 ), 成 分 条 件 および 接 合 条 件 を 最 適 化 すること
によって 接 合 時 の 温 度 を 極 力 抑 え, 金 属 間 化 合 物 の 生 成
を 抑 えている (1) . 特 に 剥 離 強 度 においてAl/GA 鋼 板 の 異
材 接 合 の 場 合 , 従 来 の 技 術 では 接 合 界 面 の 破 断 となって
いたものが 溶 着 金 属 等 での 破 断 となるデータが 示 されて
いる (1) .
従 来 のろう 付 けでは 活 性 化 させたフラックスとろう 材
を 被 接 合 材 料 表 面 上 に 供 給 する 難 しさがある.さらに 自
動 機 でろう 付 けを 行 うためには,フラックスの 塗 布 , 活
性 化 の 制 御 ,およびろう 材 供 給 の 難 しさがある.
一 例 を 挙 げるとフラックスが 十 分 に 活 性 化 しない 状 態
でろう 材 を 供 給 するとフラックスの 持 っているぬれ 性 を
促 進 する 作 用 が 得 られず,ろう 材 とワークが 馴 染 まずろ
う 材 が 飛 散 することがある( 図 2).
一 方 ,ナイス㈱のろう 材 はフラックスコアードワイヤ
であるため,フラックスをあらかじめワークに 塗 布 する
必 要 がない.そのため,フラックスと 皮 材 を 同 時 に 供 給
することが 可 能 である.これによりフラックスが 活 性 化
したと 同 時 に 皮 材 が 溶 着 金 属 となり,フラックスのぬれ
性 を 促 進 する 効 果 が 十 分 に 発 揮 できると 考 えられる.
以 上 により,フラックスコアードワイヤを 用 いること
で 従 来 法 に 比 べフラックスの 活 性 化 とワイヤ 供 給 のタイ
ミングの 制 御 が 容 易 にでき, 安 定 したビードを 形 成 でき
ると 言 える.
軟 鋼 ( 以 下 Fe)と/アルミニウム 合 金 ( 以 下 Al)の 異 材
接 合 を 例 に 図 3で 説 明 する.レーザブレージングはFeを
溶 かさず,Alにレーザを 当 てAlの 溶 融 池 にフラックスコ
アードワイヤ( 以 下 ワイヤ)を 投 入 して 接 合 する 方 法 で
ある.この 例 ではAlを 溶 融 させるために3kW 以 上 ( 推 奨
4kW 以 上 )のCWレーザの 使 用 が 好 適 であると 報 告 され
ている (5) .
Ar
Al
Fe
ワイヤをレーザ 照 射 部 に 供 給
本 検 討 ではテストピースによる 異 材 接 合 の 基 礎 試 験 を
実 施 した.また,レーザブレージングの 特 徴 の 一 つであ
る 面 接 合 はレーザ 溶 接 などの 線 接 合 に 比 べ 接 合 部 の 密 閉
性 が 高 いため 塩 水 の 侵 入 を 防 ぎ, 応 力 腐 食 割 れや 粒 界 腐
食 の 発 生 を 抑 制 できると 考 えられる.したがってその 優
位 性 を 確 認 するため, 耐 食 性 試 験 を 合 わせて 実 施 した.・
当 社 のレーザブレージングシステムを 使 用 した 試 験 方
法 について 述 べる.レーザ 発 振 器 は 波 長 940nmで 出 力
6.0kWの 半 導 体 レーザ(DDL)を 使 用 しており, 図 4と
図 5に 示 すように 進 行 方 向 後 方 からガスノズルによりア
シストガスを 吹 き 付 け, 進 行 方 向 前 方 からワイヤ 供 給 装
置 によりワイヤを 供 給 する 装 置 構 成 としている. 本 試 験
ではステンレス 鋼 ( 以 下 SUS)とAlの 異 材 接 合 について
検 討 した. 継 手 の 形 態 は 図 5に 示 す 重 ね 隅 肉 継 手 である.
なお,SUSはSUS304・t1.5で・AlはA6061-T6・t2.0を 用 い
た.
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2016 年 12 月