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レーザシステム

金属間化合物の生成を抑制した異種金属レーザ接合プロセス

異なる金属同士を溶融させた際に発生する固くて脆い金属間化合物をナノ秒パルスレーザを用い、その生成を抑制するレーザプロセスを紹介します。

電気自動車に用いられるバッテリー付近の異種金属接合ニーズに

現在開発が進められている電気自動車の主要パーツであるバッテリー関連の接合では、銅とアルミ、銅とステンレスなどの組合せの接合ニーズが高まってきています。しかし、高反射材に対しての従来のプロセスである、高出力のレーザを短時間照射する方法では、溶融部が攪拌され、金属間化合物が発生してしまいます。また、裏抜けや熱ひずみなどの制御が困難という課題を抱えていました。

ステーキング加工の特長

ステーキング加工とは、ナノ秒パルスレーザの持つ10kW以上の高いピーク出力のレーザを短時間・高繰り返しで照射することで、くい打ちのような状態を作り出し、アンカー効果によって、異なる金属同士を接合させるレーザプロセスです。
金属間化合物の生成原因である、投入熱量と溶融時間のどちらも抑えることができ、金属間化合物の生成を抑えます。

バッテリータブへの接合

電気的接続が求められる個所への採用が進んでおり、特に、裏抜けが許されない、バッテリータブの溶接でステーキング加工は使用されています。
薄い対象同士の接合であっても、パルス周波数や照射時間の微調整によって、安定した強度を得ることが出来る条件を見つけることが出来ます。

プロセス応用について

ステーキング加工は限られたスペースを効率的に使用するため、レーザを渦巻状に走査し、強度を得ますが、対象の材質や厚み加工要求によって、さまざまなプロセス応用が可能となっています。

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