今回のテクニカルニュースの概要

今回ご紹介する事例は、従来は困難だったアルミ板金部品の溶接を、フィラー先端の位置を安定して自動制御できる新型ファイバーレーザー溶接ロボットを用いることで、アルミの高精度隅肉溶接が可能となり、リードタイム短縮＆安定した溶接に成功した技術提案事例です。

お客様の課題：アルミの連続溶接が困難で、金属用接着剤で接着していたものの、接着剤が入手できなくなってしまった…

お客様の元々の図面では、アルミ合金製カバーの本体と側板を、金属用接着剤を使用して接着していました。この理由は、アルミの連続溶接が難しい加工のため、従来のサプライヤーの決定により、金属用接着剤を使用していたとのことでした。

アルミは融点が低いため、溶接部に加える熱量が大きいと、母材のアルミが溶け落ちてしまいます。一方、加える熱量が小さいと、熱伝導率の高さから熱が溶接部から逃げてしまい、母材を溶かすことができません。

このように熱量の制御が困難なアルミ溶接のため、作業者が人力で制御しながら溶接すると、溶接の作業性が悪くなってしまいます。そのためアルミの連続溶接は難しい加工とされて、多くの板金加工業者が避ける加工となっていました。

しかし今回、この図面指定の金属用接着材（パテ）が入手できなくなってしまいました。そのため、金属用接着剤以外での接着方法を検討しなければなりませんでした。そこで、岡部工業になんとかできないかということで、ご相談をいただきました。

筐体設計・製造.COMの提案：新型ファイバーレーザー溶接ロボットによるアルミの高精度隅肉溶接！

アルミ板金の接着方法として、岡部工業が保有するファイバーレーザー溶接機で溶接ができるかを、検討することになりました。

そして今回は、新規導入したファイバーレーザー溶接ロボット5号機を用いてアルミの連続溶接するご提案をいたしました。

ロボットを使用したとしても、アルミ溶接での熱量調整は非常に繊細な作業となり、割れが発生しやすい作業となります。そのため、ファイバーレーザー溶接ロボットによるアルミの溶接時にはフィラーを用いる必要があります。

従来から当社が保有するファイバーレーザー溶接機においても、フィラー供給機は搭載されています。しかし、フィラーの先端を正しい位置（レーザー焦点位置）に供給するのが困難でした。溶接開始時に手動で調整することで、１回の溶接は可能ですが、溶接完了時にフィラーを一度引き抜いて戻す工程にて、フィラー先端の位置が変わってしまいます。そのため、連続して別の場所を溶接することができません。連続した溶接部１回毎にフィラー先端位置の調整が必要なので、従来のファイバーレーザー溶接ロボットではアルミ溶接を自動化できないことがデメリットでした。

しかし今回新規導入した５号機では、フィラー先端の位置を安定して自動制御できるため、安定した断続溶接が可能となります。

溶接完了時にフィラーワイヤーをプル軸モーターを用いて溶融池から引き抜いて（切断）、ワイヤー先端位置を最適な位置に調整（戻す）することで、次加工点へのスムーズな移行が可能となります。

ファイバーレーザー溶接ロボットの動画を撮影しているので、ぜひ動画で比較いただけるとわかりやすいかと思います。

↓　従来のファイバーレーザー溶接ロボット　↓

フィラーノズルの角度を45度に保ちつつ、ノズルからフィラーを正しく45度のままレーザー焦点位置まで戻すことができるのが、新型ファイバーレーザー溶接ロボットの特徴です。

お客様には、上記のように新型ファイバーレーザー溶接ロボットによるアルミの連続隅肉溶接への工法転換をご提案して、加工方法を金属用接着材での接合からファイバーレーザー溶接に変更していただきました。

この工法転換により、溶接職人でなくてもアルミの連続溶接に対応可能となります。また金属用接着剤でも人的な接着作業が必要でしたが、今回のロボット化により、作業効率が格段に向上しました。その結果、従来よりもリードタイム短縮＆安定した溶接を実現することができました。