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アマダの微細接合技術の概要

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アマダの微細接合技術の概要をご紹介します

・接合の分類と特徴
・アマダ 微細溶接製品の原理･種類･基本構成
・SHGレーザの優位性

このカタログについて

ドキュメント名 アマダの微細接合技術の概要
ドキュメント種別 ホワイトペーパー
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このカタログの内容

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～アマダの微細接合技術の概要～
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ご案内 ・ご興味ご関心をお持ちになられた、商品・アプリケーションに関しましては詳細内容のご説明を 致しますのでお気軽にご相談ください オンライン個別相談会 オンライン個別相談会はマンツーマンでの開催となるため、お客様で開発中の製品について 深く掘り下げて聞いて頂くことが可能です。 お申込み https://www.awt.amada.co.jp/ja/whoweare/onlineevent/consultation/ 1
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アマダ 微細溶接の事業内容 抵抗 溶接 TIG 溶接 レーザ 溶接 レーザ 各種製品を取り込みお客さまの要望に応じた 加工 システム 世界のモノづくりを支えます 2/26
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アマダ 微細溶接の製品が使われているところ アマダウエルドテックの製品は、身近な製品の溶接や加工に使われています。 電池関連 自動車電装品 自動車 家庭用ゲーム機 民生用／自動車用 モーター 鉄道 携帯音楽端末 太陽電池 自動車部品 航空機 液晶 医療関連機器 ディスプレイ 宝飾品 スマートフォン パソコン 貴金属 携帯電話 ハードディスク 腕時計 ウエアラブル端末 電子部品 3/26
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接合の分類と特徴 4/26
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接合の分類と特徴 ・接触溶接（電極） 抵抗 ・被溶接物に通電し、抵抗発熱を利用した溶接工法 ・溶融溶接／拡散接合 アマダ 微細溶接の取扱製品 ・接触接合（電極、ヒーターチップ） リフロー ・電極、ヒーターチップを加熱し、加圧を加えながらはんだ付けする接合工法 接 ・はんだ付け 触 接 ・接触溶接（電極） ・電極（ホーン）をワーク押し当て、加圧しながら超音波振動 合 超音波 （横振動）を発生させて接合する工法 ※縦振動は樹脂接合時 ・拡散接合 ・摩擦圧接 摩擦 ・摩擦攪拌接合 材料(同士)をこすり合わせた際に発生する摩擦熱を利用した接合 接合 ・非接触溶接 アーク ・電極と被溶接物の間にアークを発生させて溶融させる工法 ・溶融溶接 非 アマダ 微細溶接の取扱製品 接 ・非接触溶接 触 レーザ ・レーザ光のエネルギーを利用して溶接する工法 ・溶融溶接 接 合 ・非接触溶接 電子ビーム ・真空チャンバー内で電子を飛ばし、そのエネルギーを利用して溶接する工法 ・溶融溶接 5/26
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アマダ 微細溶接 製品 の 原理･種類･基本構成 6/26
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抵抗溶接(原理) 抵抗発熱を利用した溶接 合 金属には抵抗があるため電気を流すと発熱します。 金属自体が持っている抵抗を固有抵抗といい､電極と ワーク(母材)が接して発生する抵抗を接触抵抗といい ます。この他にも抵抗溶接には抵抗が存在しますが､ これらの抵抗が溶接に対して重要な要素となります。 溶接部の抵抗区分 電極 R1 R2 ワーク(金属) 抵抗R 抵抗溶接の発熱量 抵抗の種類 R3 R R2,R4→固有抵抗 R4 2 ワーク(金属) Q R1,R3,R5→接触抵抗 R5 え=えI2RえT 接触抵抗 発熱 電流 抵抗 通電 ・加圧力を上げると低くなる 電極 量 時間 ・通電と同時に減少する 7/26
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抵抗溶接機(基本構成) 溶接ヘッド構成品 プログラム コントローラー 溶接ヘッド ヘッドコントローラー 加圧センサー 変位センサー 溶接電源 ウエルド トロイダル 二次導体 溶接トランス チェッカー コイル 8/26
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抵抗溶接(溶接の種類) 抵抗溶接における溶接の種類と電極レイアウト =溶融部 ダイレクト シリーズ パラレルギャップ インダイレクト シーム プロジェクション 溶接 溶接 溶接 溶接 溶接 溶接 重ね合わせたワーク 1回の溶接で同時に2 電極のピッチ間を狭 2本の電極が､別々の ローラー型(円盤型) ワークに設けた突起 を電極で挟み込み､ カ所を溶接します。 くして溶接する方式 ワークに接触し､溶 電極でワークを上下 に大電流を集中して 溶接電流を一方の電 2本の電極を同一の です。シリーズ溶接 接電流を一方の電極 に挟み､加圧および 通電させるため､ 極の溶接個所から､ ワークに接触させて と同じ原理ですが､ から溶接個所を通り､ 通電を行いながら回 ワークの板厚が異な もう一方の電極へ 溶接を行う方式です この場合2カ所の溶 もう一方の溶接個所 転させて､連続的に る場合にプロジェク ダイレクトに流す抵 接ではなく､電極間1 から離れた電極へ流 溶接する方式です。 ションを立てること 抗溶接の基本とも言 カ所の溶接となり､ す方式です。 長いワークの連続溶 により、温度分布の える方式です。 溶接個所が狭い場合 接に最適です。 バランスを取ること に有効です。 ができます。 9/26
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抵抗溶接(制御方式) i t 10/26
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TIG溶接(原理) トーチ先端内部とTIG溶接イメージ シールドガス タングステン電極 アーク放電 被溶接物(ワーク) アース TIG溶接とは? TIGとは､ タングステン(T)イナート(I)ガス(G) の略称でタングステン電極を用いて トーチにシールドガスを流し､シールドガス雰 アルゴン等不活性ガスにて大気を 囲気中でタングステン電極と被溶接物との間に アーク放電させ、その際に発生するプラズマを 遮断(シールド)して溶接する工法です。 熱源とし金属を溶融させ接合します。 11/26
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TIG溶接機(基本構成) 一次電源 (ブレーカー) No. 名称 ① TIG溶接電源 ② トーチスタンド(ヘッド) ③ ヘッドコントロールユニット ④ アルゴンガスボンベ+減圧弁 ⑤ ガスチューブ ⑥ トーチ(電極) ⑦ アースケーブル ⑧ 溶接治具 12/26
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TIG溶接機(溶接の種類) 2つのスタート方式 当社のTIG溶接には大きく分けて2つの方式があります 方式 高電圧スタート方式 タッチスタート方式 電極 イメージ 被溶接物 横飛び (ワーク) 電極と被溶接物(ワーク)の間に10kV前後の直流電 電極を被溶接物(ワーク)に接触させ電圧を印加し 説明 圧を印加し絶縁破壊を起こしアークを発生させま 電極を引き上げることで、電極と母材間に磁界を す。電極位置は溶接前後で同位置に固定されます 発生させ絶縁破壊を起こしアークを発生させます 非接触にて加工できるためワーク&周辺の自由度 電極が被溶接物(ワーク)に一度接触するので､ が高いです。またトーチが上下しないので加工タ トリガー電圧を低くすることができます。 特徴 クト向上にも貢献します。 (高電圧約10kVに対し､約30V)さらに､近傍の被溶 接物(ワーク)への横飛びも抑制可能です。 13/26
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レーザ溶接(原理) レーザとは? レーザは1960年､メイマン氏によって発明されたもので､誘導放出 による光の増幅が語源です。誘導放出現象は､光が原子によって 吸収されるということの逆の現象､つまり光によって電子のエネ ルギー遷移が起こり同時にエネルギーの差が光として放出される 現象です。この誘導放出現象はアインシュタインによって発見さ れました。 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (誘導放出による光の増幅) レーザ溶接の特徴 熱伝導型溶接 キーホール型溶接 レーザ溶接では､レーザビームを通常1mm以下のスポット径 に集光し溶接します。こうしたレーザビームが鋼板に照射 スプラッシュ 溶接終了 された時､波長1μm前後のレーザ光では､鋼板表面より深さ 数nm(m-9)で吸収され､鋼板表面の温度が上昇し溶融します｡ パワー密度が高いと蒸発が起こりキーホールが発生し､キー ホール内でレーザ光は多重反射し圧倒的に吸収され深溶け 込み溶接となります。パワー密度が低すぎると投入された 熱は熱伝導により低温部に散逸し､レーザビームが照射され ても溶融温度に達せず、焼き入れされるだけとなります｡ 熱は放射状に散逸 レーザビームが閉じ込められ深い溶け込み 14/26
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レーザ溶接機(基本構成) 光ファイバー (伝送ファイバー) CCDカメラ付き 出射ユニット チラーユニット 冷却水 ファイバーレーザ 溶接機本体 モニター (発振器) ディスプレイ プログラムBOX 15/26
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レーザ溶接(溶接の種類) 重ね 突き合わせ 拝み ボール溶接 すみ肉 スポット シーム レーザ溶接における溶接の種類と照射レイアウト =溶融部 16/26
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レーザ溶接(4大固体レーザの構造) YAG(Nd:YAG) ディスク(弊社非対応) HRミラー プ 全反射ミラー 励起ラン LD 出力ミラー ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓ ↓↓ ↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ 折り返しミラー ヒ レーザ結晶 デ ー ィ ト ス シ ランプを ランプの点灯を ランプ点灯の ク ン ク 点灯すると 続け原子を励起させ､ 強さに合った PRミラー YAG結晶中の 放出光が共振器内を レーザ光が 原子が励起 往復することで 出射される 折り返しミラー レーザパワーを強める ファイバー(Yb:ファイバー) DDL 光ファイバー FC-LD LDユニット 出射光学系 ダイオードレーザ(LD)の光を結晶体を通さずに、 直接、熱加工に応用することができます。 17/26
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レーザ加工(原理) スキャニング式 レーザ加工機 のしくみ スキャニングのイメージ→ 当社は､完全空冷式のLD励起レーザ マーカーを他社に先駆けて製品化(1998年) し、レーザ加工による文字や図形を描くマー キング(印字、刻印)はもとより、剥離･バリ 取り･切断･トリミングなど加工機として幅広い ↑ 加工用途に対応しています。 3次元レーザ加工のイメージ 18/26
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レーザ加工機(基本構成) 制御ケーブル 光ファイバ ヘッド レーザ 操作･編集用 パソコン コントローラー 対象物(ワーク) 19/26