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溶接接合業界ニュース

ダイヘン、異材接合で新ハイブリッド法を開発、6000系アルミとGA材の異材接合技術で

 自動車産業界を中心にマルチマテリアル化が高い注目を集める中、ダイヘンは11月25日、レーザ・アークハイブリッド溶接によるアルミ合金と合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA材)の異材接合技術を開発したと発表。同社が2020年1月に実用化したアルミ合金と溶融亜鉛めっき鋼板(GI材)の接合技術に続くものである。
 電気自動車(EV)の普及など、自動車業界では車体軽量化がさらに求められ、その軽量素材の筆頭となるアルミ合金と亜鉛めっき鋼板を、高品質かつ低コストで接合できる溶接技術が必要とされている。
 これに対しダイヘンはすでに、アーク溶接に独自のアルミ合金溶接用の電流波形制御技術と、精密な入熱制御が可能なレーザ技術を組み合わせた溶接・接合システムを開発。6000系アルミとGI材の接合において5000系溶接ワイヤとの組み合わせにより、6000系アルミ部で母材破断する接合強度を実現した。
 一方、近年の自動車車体における防錆を目的とした表面処理鋼板への要求品質はさらに高度化し、亜鉛めっき鋼板の材質面での改善が図られたGA材が普及している。GA材はGI材に比べ、めっき層の付着強度が強く、プレス性、溶接性、塗装耐食性に優れているなどの特徴があり、自動車車体のほか家電や建築業界にも適用が進んでいる。しかし、GA材のめっき層には鉄(Fe)成分が含まれるためアルミとの溶融接合においてGI材よりも脆弱な金属間化合物(IMC)が生成されやすいという問題があった。
 そこで今回、新接合法「パルスレーザ・アークハイブリッド接合法」を開発、6000系アルミとGA材の接合において、4000系溶接ワイヤとの組み合わせにより実用的な接合強度を実現した。
 新接合法の特徴は、?アルミとGI材の接合に用いている、ダイヘン独自の「シンクロフィード溶接法」と古河電気工業独自のビームモード制御によるレーザ・アークハイブリッド接合法において、レーザ光(ファイバーレーザ)をこれまでの連続照射方式(CW発振)からパルス照射方式(PW発振)に変更することで、高いピーク出力によりGA材のめっき層を除去し接合性を向上、レーザ未照射期間に入熱を制御しIMCの成長を抑制。6000系アルミとGA材の接合において、4000系溶接ワイヤとの組み合わせにより引張強度110MPa(JIS規格スポット溶接部の引張せん断強度換算値でA級判定基準の2倍以上)を実現?アーク溶接をベースとした異材接合技術であるため、現状の溶接ラインに使用されている設備が流用可能。構造部材の形や生産工程を大きく変更することなく、構造部材の素材をアルミに変更することが可能?リベット接着剤などといった他の接合方法と比べ工程時間が半減し、特殊な材料も不要となるためランニングコストを低減――など。


提供元:産報出版株式会社

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