従来の溶接とレーザー溶接

処理速度がはるかに速く、品質が高いため、レーザー溶接がすぐにこの分野を席巻すると思うかもしれません。 しかし、従来の溶接は存続しています。 そして、誰に尋ねるか、どのようなアプリケーションを検討するかによっては、それがなくなることはないかもしれません。 それでは、依然として混合市場をもたらす各手法の長所と短所は何でしょうか?

伝統的な溶接方法は依然として人気があります。 大まかに言って、業界で使用されている従来の溶接には、MIG (金属不活性ガス)、TIG (タングステン不活性ガス)、および抵抗スポットの 3 種類があります。 抵抗スポット溶接では、2 つの電極が部品間に接合される部品を押し付け、そのスポットに大電流が流れ、部品材料の電気抵抗によって熱が発生して部品が溶接されます。 これは迅速な方法であり、ウィスコンシン州アップルトンにある Miller Electric Mfg LLC のレーザー グループのビジネス開発マネージャー、Erik Miller 氏によると、これは自動車、特にボディで使用される主流の方法となっています。 しかし、レーザー溶接の最大の市場は抵抗スポット溶接に取って代わるものである、と同氏は付け加えた。 逆に、ミラー氏は、TIG や MIG に代わるレーザーで「いかなる種類の雪崩」も見たことがありません。 また、同社の自動化グループ内でも、プロジェクトの約 90% が MIG にあります。

MIG の根強い人気の理由は何ですか? 「消耗品は、連続的に送られるワイヤーです」とミラー氏は言う。 「つまり、材料を追加して溶接を強化し、[部分が垂直になる]すみ肉溶接に最適なものになります。」 自己レーザーにより 2 つの母材が融合されます。 ミラー氏によると、レーザーでもすみ肉溶接は可能だが、部品やその他すべての精度と精度は一桁厳しくなければならないという。

「フィレット上の MIG 溶接の場合、公差は少なくともワイヤ直径のプラスまたはマイナス半分、一般的にはそれ以上になります」と彼は言います。 同様に、他のタイプの溶接に対する MIG のプロセス ウィンドウはレーザーよりもはるかに大きくなります。 言い換えれば、自家レーザーの場合のように、部品がそれほど正確である必要はなく、治具がほぼ完璧にフィットすることを保証する必要もありません。

MIG 溶接は自動化も容易です。 ミラー氏が言うように、制御する必要がある要素は移動速度、電圧、アンペア数、トーチ角度、作業角度だけであり、「10 項目のうち 5 つを正しく実行すれば、良好な溶接が得られます。」 レーザー溶接を自動化するには、優れたパス精度と再現性を備えたロボットが必要ですが、溶接プロセスには制御すべき要素がさらに多くなります。 この点ではTIGも同様です。

だからといって、MIG 溶接の自動化が誰でも簡単にできるというわけではありません。 プログラミングと問題の診断には依然として専門家が必要です。 テキサス州デントンの ESAB Welding & Cutting Products のグローバル製品管理、フレキシブル オートメーション担当ディレクター、エド ハンセン氏は、これも MIG にとってプラスになると述べました。

「長年にわたる経験的および科学的な証拠の後、伝統的な溶接はよく理解されています。 私たちは、構造に必要な接合部を提供する予測可能な結果を​​生み出すために何が必要かを知っています。 そして、業界にとって本当の問題である熟練労働者の不足について話しているにもかかわらず、これらの従来のプロセスの管理に精通した経験豊富な溶接工、技術者、エンジニアが依然として多数存在します。」 ほとんどの製品では、これはシンプルで安価なソリューションであり、許容できる結果が得られます。

MIG または TIG システムの初期費用がレーザー システムよりも低い場合があります。 しかし、レーザーの価格は下がってきており、今後も下がり続けるでしょう。 「レーザーのコストはレーザー溶接システムの 3 分の 1 から半分の間です。溶接能力に応じてコストは年間 10 ～ 15% 下がっています。」とハンセン氏は述べています。

ミラー氏はまた、「レーザープロセスヘッドは従来のヘッドよりも高価であり、送達ファイバーも高価であり、レーザーセルの保護も同様に高価である」と述べた。 たとえば、レーザー セルは「耐光性」があり、10 分間の直撃に耐えて焼き切れないように壁の厚さが 4 インチ (101.6 mm) でなければなりません。(レーザーは 4 インチ (101.6 mm) を超えると焦点が合いません。 TIG および MIG システムは、隙間を許容する安価な金属板でシールドできます。