レーザ溶接の基礎とトラブル防止・対応技術

レーザは高パワー密度・高エネルギー密度の熱源で、各種材料の溶接・接合が高速・高精度・高品質に可能である。レーザ溶接を展開する上で重要な「レーザ溶接の基礎」について動画を用いて丁寧に説明する。 　つぎに、実用化に際して重要な「溶接欠陥やトラブル」について紹介し、その発生機構や防止策について詳細に説明する。今後、さらに重要となるレーザ異材接合についても、従来の結果や最近の動向について紹介する。具体的には、溶接用各種レーザの特徴と動向、レーザ高速リモート溶接時やレーザ深溶込み溶接時のレーザ溶接現象、特に、プルーム挙動、キーホール挙動、溶融池内湯流れ、スパッタ発生状況とそれらに関連する溶込み特性、溶接欠陥の発生機構と防止策、レーザ溶接時のインプロセスモニタリングや適応制御法など、動画を使って詳説する。 　また、ポロシティや高温割れの発生機構と防止法、最近注目されているスパッタやポロシティの低減に及ぼすレーザビームモードの効果の考え方、キーホール深さ計測法の原理と実際の測定結果と状況についても解説する。 　さらに、各種レーザによる銅の溶接結果、レーザによる異種材料接合技術に関しては、鉄鋼材料とアルミニウム合金やマグネシウム合金、銅とアルミニウムなどのレーザ溶接・接合法、レーザによる金属と樹脂またはCFRPとの直接接合法など、最新情報を紹介する。

1. レーザの種類・特徴とその溶接性
   1. 溶接用レーザの種類と特徴
   2. 各種レーザによる溶接の特徴
   3. レーザビーム品質とその影響
2. レーザ溶接現象
   1. レーザスポット溶接現象
      1. 溶込みおよびポロシティの生成に及ぼす溶接条件の影響
      2. スポット溶接性に及ぼすパルス波形の影響
      3. 割れ発生機構と防止策
   2. レーザビード溶接現象
      1. レーザ誘起プルーム挙動と特徴
      2. レーザビームとレーザ誘起プルームとの相互作用
      3. 金属材料のレーザ吸収特性
      4. レーザビード溶接現象 (溶込み特性と湯流れ)
      5. 溶接性 (ポロシティ/スパッタ低減) に及ぼすレーザビームモードの影響
3. 各種金属材料のレーザ溶接性
   1. 鉄鋼材料のレーザ溶接性
   2. アルミニウム合金のレーザ溶接性
   3. マグネシウム合金のレーザ溶接性
   4. 純銅のレーザ溶接性
4. レーザ溶接欠陥の発生機構と防止技術
   1. 各種溶接欠陥の特徴
   2. ポロシティの発生機構と防止策
   3. 凝固割れの発生機構と防止策
   4. スパッタの発生機構と防止策
   5. 低真空中レーザ溶接におけるポロシティおよびスパッタの低減
5. レーザ溶接時のセンシング、
   モニタリングおよび適応制御
   1. レーザ溶接のためのセンシング
   2. レーザ溶接時のインプロセスモニタリング
   3. レーザ溶接時のモニタリングと適応制御
   4. レーザ溶接時のキーホール深さ計測
6. 異種材料に応じた溶接・接合技術動向
   1. 異種金属材料におけるレーザ溶接・接合法
      1. 異種鉄鋼材料のレーザ溶接
      2. 鉄鋼材料と軽金属とのレーザ異材接合
      3. Al-Cu、Fe-Mgなどのレーザ溶接・接合
   2. 金属とプラスチックのレーザ直接接合
      1. 各種金属と各種プラスチックのレーザ直接接合法
      2. 各種金属とCFRP (炭素繊維強化プラスチック) のレーザ直接接合
   3. 異種材料でのレーザ接合部の接合機構
   4. 実用化に向けての溶接・接合部の評価結果