大出力真空レーザ溶接技術を鉄鋼生産プロセスに世界初適用

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このたび当社では、定格出力30kWの大出力レーザによる真空中でのレーザ溶接技術を開発し、クラッド鋼板の生産性向上を目的として、西日本製鉄所(福山地区)厚板工場のクラッド鋼板製造工程に導入しました。30kW級の大出力レーザを用いた真空レーザ溶接の鉄鋼生産ラインへの適用は世界初です。

クラッド鋼板は、炭素鋼または低合金鋼(母材)の表面にステンレス鋼など(合せ材)を接合した複合鋼板で、ケミカルタンカー、圧力容器やラインパイプなどに広く用いられています。当社では、母材と合せ材の重ね合わせ面が清浄かつ真空密閉されたクラッドスラブを組立て、熱間圧延を行ってクラッド鋼板を製造しています。このクラッドスラブ組立てに用いる溶接に、このたび開発した大出力真空レーザ溶接技術を適用しました。

合せ材と母材との間が良好に接合されたクラッド鋼板を得るには、クラッドスラブ組立て溶接において重ね合わせ面全周に安定して深い溶込みを有する溶接部を形成することが重要です。溶接には複数の方式がありますが、真空レーザ溶接は集光レンズでレーザビームを集光することにより溶接に必要な高いエネルギー密度が得られるもので、高速で深い溶込みの溶接ができる点や発生する溶接欠陥やスパッタが少ないことなどから、優れた溶接方法です。しかしながら、大出力レーザを真空中で長時間照射し続けることから、集光レンズに局所的な温度変化が生じてビームの品質が変化し、良好な溶接部が得られなくなるという問題がありました。

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