ニュースリリース
闯贵贰スチール株式会社
大出力真空レーザ溶接技术を鉄钢生产プロセスに世界初适用
このたび当社では、定格出力30办奥の大出力レーザによる真空中でのレーザ溶接技术を开発し、クラッド钢板の生产性向上を目的として、西日本製鉄所（福山地区）厚板工场のクラッド钢板製造工程に导入しました。30办奥级の大出力レーザを用いた真空レーザ溶接の鉄钢生产ラインへの适用は世界初です。
クラッド钢板は、炭素钢または低合金钢（母材）の表面にステンレス钢など（合せ材）を接合した复合钢板で、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闭されたクラッドスラブを组立て、热间圧延を行ってクラッド钢板を製造しています。このクラッドスラブ组立てに用いる溶接に、このたび开発した大出力真空レーザ溶接技术を适用しました。
合せ材と母材との间が良好に接合されたクラッド钢板を得るには、クラッドスラブ组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。溶接には复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、优れた溶接方法です。しかしながら、大出力レーザを真空中で长时间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质が変化し、良好な溶接部が得られなくなるという问题がありました。
そこで当社では、真空中での大出力レーザ照射用に集光レンズなどの光学系部品の设计の最适化を図り、それらの光学系部品の形状精度や使用中の温度を适切に监视、制御することによりビーム品质の変化を小さくする技术を确立しました。また、レーザビームの形状およびレーザ出力、溶接速度などの溶接条件を适切に调整することにより、溶込み形状を制御する技术を构筑し、最适な形状が安定して得られる大出力真空レーザ溶接条件を确立しました。
本技术をクラッドスラブ组立て溶接に适用することにより、重ね合わせ面全周にわたり、大出力真空レーザの特徴を活かした高品质で安定した溶接を実现しました。昨年度に実际の生产プロセスに导入し、既に18,000トン以上のクラッド钢板の製造に适用しており、安定した操业を継続しています。组立ての能率および品质が向上したことに加え、今后、これまで组立て、製造が困难とされていた様々な合せ材を组み合せたクラッド新商品の开発に贡献することが期待されます。さらに、クラッド钢板のみならず、他の生产プロセスへの本技术の展开も検讨していきます。
当社は今后も革新的な溶接技术の开発やその生产プロセスへの适用を通じ、お客様のご要望にお応えする鉄钢製品の开発?生产に努めてまいります。
【図】クラッドスラブ组み立て溶接の模式図
【写真】真空レーザ溶接による良好な溶接部断面の例
（レーザ出力：25kW 溶接速度：0.5m/min）
