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【2021年版】レーザー溶接機5選 / メーカー12社一覧

レーザー溶接機のメーカー12社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


レーザー溶接機とは

レーザー溶接機は、レーザー加工機のひとつで、金属溶接や切断などに使用されます。レーザー光が非常に短い時間で加工物にエネルギーを入れて溶かし、それがすぐ固まるので溶接後の歪みが少なく済みます。従来の溶接法と比べて、高速に処理できることも特徴です。また、レーザーの波長やエネルギー密度、ビームスポット径を調節することで、微細加工にも対応できます。

レーザー溶接機の発振器にはYAGレーザーやCO2レーザー、ファイバーレーザーが使用されますが、近年はディスクレーザーや半導体レーザーが使用されることも多くなっています。このテクノロジーを利用し、非常に繊細で、熱による影響を与えたくない部品や、熱により酸化しやすいチタンなどの溶接を行うことができます。

レーザー溶接機の使用用途

レーザー溶接は、自動車のボディやフレームといった大きなものから、金型といった比較的小型のもの、電子部品の微細加工など、大小様々なサイズの素材に対応しています。また、ステンレスやアルミ、など金属の溶接や、電子部品のスポット溶接といった細かな加工、高い気密性のシーム溶接など、加工技術も多様です。

レーザー溶接機の原理

レーザー溶接機は主に、レーザー発振器、光路、集光光学系、駆動系、シールドガス系で構成されています。

発振器から照射されたレーザー光が、ミラーや光ファイバーなどの光路で集光光学系まで伝送されます。そして集光光学系で適切なスポット径に絞られた光が、ヘッド部から照射されます。
レーザー照射した部分の酸化やプラズマを防ぐために、アルゴン、ヘリウム、窒素などがアシストガスとして吹き付けます。これがシールドガス系です。
さらに加工する素材を固定する治具や位置決めステージなどを駆動系と呼びます。

また加工方法で熱伝導型と深溶込み型に分けることができます。

  • 熱伝導型は、加工物に照射した光が熱となり、それが表面を融解させた後に冷やして固める方法です。
  • 深溶込み型はエネルギー密度を高く照射する方法で、熱伝導型に比べて深度がある加工ができます。

さらに、レーザー溶接に使用されるレーザーにもそれぞれ特徴があり、素材や加工法に合わせた波長、出力を選びます。

  • CO2 レーザー
    大きな出力の連続発振(英語: CW, Continuous Waves)が可能です。
    波長は10.6μmと、一般的に使用されるレーザーの中で最も長い波長帯になります。
  • YAGレーザー
    CO2レーザーほどの出力は得られませんが、YAGレーザーは光ファイバーによる伝送が可能です。波長は1.06μm(1063nm)とCO2レーザーよりも短くなるため、素材への吸収率が高いのも特徴です。
  • ファイバーレーザー
    出力レンジも幅広く、光ファイバーでの伝送もできるので、加工機がコンパクトに設計できます。

レーザー溶接機のメリット

非常に高い熱エネルギーを溶接部に最小限の範囲でかけられる為、エネルギーのロスがごく僅かです。また、熱による溶接部の歪みを最小限に押さえることができ、溶け込みが深く強度な溶接が可能です。

他にも以下のような利点があります。

  • コンピュータによる制御が容易のため、ロボットアームを使用した溶接加工の自動化が可能です。

ロボットアームの自由度が高く、どのような場所でも溶接が可能です。

  • 点ではなく線での溶接が出来強度の向上や補強用部材が不要になることから、軽量化も実現します。
  • 電子ビーム溶接のように真空を要さず、大気中で溶接が可能です。

テーラードブランクにおけるレーザー溶接

テーラードブランクとは、プレス成型前の材料を先に溶接した後にプレス加工を行う工法です。自動車のボディやフレームのような強度や耐久性に加えて軽量性など多くの要件を満たす必要のある部品に使用します。テーラードブランクの最大のメリットは異種材料の組み合わせが可能な点です。必要な場所にのみハイテン材と呼ばれる硬い材料を使い、強度の必要のない箇所には軟らかい材料を使うことでコストメリットと軽量化を実現します。また、異種材料の組み合わせだけでなく、異なる板厚の組み合わせも可能です。

ところが、テーラードブランクには接合部が極端に脆くなるという欠点があり、その欠点を補うためにレーザー溶接が使用されます。レーザー溶接は溶接部の材質劣化が少なく、溶接部は熱によって焼き入れ効果が発生します。レーザー溶接によって接合部の強度を上げることでテーラードブランクは成立しています。

レーザー溶接機使用時の安全対策

レーザー光は人口的につくられた特殊な光で、目に見えるレーザー光と見えないレーザー光があります。自然光と比べてパワーが高く、高密度であるため目や皮膚に損傷を与える可能性があります。具体的な安全対策としては、レーザー光を外部に出さないようカバーを覆うといった環境の作成、保護メガネや防護服の着用が挙げられます。

参考文献
http://www.monozukuri.org/mono/db-dmrc/laser-weld/kiso/index.html
https://mitsu-ri.net/articles/laser-welding-mechanism
https://www.keyence.co.jp/ss/products/measure/welding/laser/mechanism.jsp
https://www.keyence.co.jp/ss/products/measure/welding/laser/

レーザー溶接機のメーカー情報

レーザー溶接機のメーカー12社一覧


レーザー溶接機のメーカーランキング

社員数の規模

  1. 1 日本アビオニクス株式会社
  2. 2 株式会社アマダウエルドテック
  3. 3 株式会社エイム

設立年の新しい会社

  1. 1 テラスレーザー株式会社
  2. 2 UWJAPAN株式会社
  3. 3 株式会社エフー・ティー・アイ

歴史のある会社

  1. 1 株式会社ヤスオカ
  2. 2 日本アビオニクス株式会社
  3. 3 株式会社エイム

レーザー溶接機5選

円筒外周面用レーザー重ね溶接機YLW-FP

株式会社ヤスオカ

特徴

円筒外周面用レーザー重ね溶接機YLW-FPは円筒状ワークの外周面重ね溶接に特化したファイバーレーザー溶接機です。

発振器としてファイバーレーザーを使用しているため開先加工を行わずに幅が狭く、溶け込みの深い溶接を行うことができます。

ワークの重量は15kgまで、全周溶接は2,000mm/minで安定的に行うことができ、設定速度としては最大3,000mm/minまで設定してしようすることができます。

条件もワーク外径、出力、周速、オーバーラップ量に基準面距離を設定するだけで良いので、作業ミスを減らすことができます。

株式会社ヤスオカの会社概要

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AFL-1500

株式会社エイム

特徴

AFL-1500はステンレス鋼は最大板厚6mm、アルミニウムは最大3mmまでの溶接が可能な1kWのハンディタイプファイバーレーザー溶接機です。

ファイバーレーザーは狭い範囲に高エネルギーを集中させることができるため開先加工無しで裏波溶接ができ、更に溶接に伴う変形を最小限に抑えることができます。

またTIG溶接のような溶加棒が不要かつ板厚1.0mmのステンレス鋼の溶接において2,000mm/minと高速度で溶接が行えるため、生産性の非常に高い高品質な溶接を行うことができます。

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V-HF1000(300W)

株式会社WEL-KEN

特徴

V-HF1000(300W)は独自技術であるVortexテクノロジーを適用したファイバーレーザー溶接機です。

レーザーを旋回させながら溶接を行うVortexテクノロジーにより、従来レーザー溶接における弱点であった溶接面の材料・開先に余裕をもって作業を行うことができます。

また女性でも負担無く使用可能な超小型トーチを採用し、TIG溶接と比較して倍以上の溶接速度とステンレス鋼、アルミニウム、めっき鋼板等様々な金属の溶接に使用することが可能です。

株式会社WEL-KENの会社概要

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T-LASER PULSE YAG LASER

テラスレーザー株式会社

特徴

T-LASER PULSE YAG LASERはプラスチックや鋳造等の成型に用いる金型やロールシャフト等の金属部品、その他溶接不良箇所への肉盛溶接や精密接合に使用することができる、低出力帯のレーザー溶接機です。

パルス波長を使用することによりワークへの入熱量が低く抑えられ、熱影響部に対する機械的性質の劣化や歪みを低く抑えることができます。

また従来溶加棒の添加が必要で高度な技量が必要とされるTIGの代替えとして使用することも可能で、未熟練者でも高品質な溶接を低価格で行うことが可能になります。

テラスレーザー株式会社の会社概要

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MF-C1000A-S

Amada Weld Tech Taiwan Co., Ltd.

特徴

MF-C1000A-Sは1,000Wと高出力のファイバーレーザー搭載、シングルモードモデルのレーザー溶接機です。

集光性に優れているシングルモードを使用することでエネルギーを溶接箇所に集中させることができ、マルチモードよりも深い溶け込みの、スパッターを抑えた溶接を行うことができます。

タッチパネル式の大型液晶カラーディスプレイ採用で、コントローラも本体から外して使用することができるため本体に戻らず溶接を行いながら条件の微調整を行うことが可能です。

Amada Weld Tech Taiwan Co., Ltd.の会社概要

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