金属樹脂レーザ溶着技術の研究 −ファイバ集積型半導体レーザ装置の開発−
■機械金属部 舟田義則 吉田勇太 廣崎憲一
精密な金属樹脂複合部品を製造する技術としてレーザ溶着技術が最近注目されているが，接合時間が長く，生産性が低いという課題がある。そこで，本研究では溶着時間の短縮を図るため，接合部の形状や大きさに応じて集光形状を調節することによってレーザ光の走査が不要なファイバ集積型半導体レーザ装置を開発した。これを用いてリン青銅板とナイロンシートを溶着した結果，2秒の溶着時間で5N/mm2以上の溶着強度を得ることができた。また，マルチビーム式レーザ装置によるステンレス鋼パイプとナイロンチューブの円周接合を試みたところ，溶着時間2.5秒で5N/mm2以上の溶着強度を得ることができた。集光形状を溶着面形状に応じて変更することで，時間短縮につながるレーザ光走査不要の溶着が可能となった。
キーワード: 半導体レーザ，金属樹脂レーザ溶着，マルチビーム
Study on Laser Welding of Metal and Plastic
- Development of the Fiber-integrated Direct Diode Laser System -
Yoshinori FUNADA, Yuta YOSHIDA and Kenichi HIROSAKI
Laser welding is gaining attention as an effective technique for making fine composite parts of metal and plastic materials. However, it is a technique that requires a long processing time. In this study, a fiber-integrated direct diode laser system was developed. This system does not require laser beam scanning, and its spot shape is adjusted according to the shape of the processing area on a work piece; accordingly, processing time is reduced. Using this system, welding of a phosphor bronze plate and a nylon sheet was conducted. A welding strength above 5N/mm2 was achieved in a short processing time of two seconds. Furthermore, circumferential welding of a stainless steel pipe and a nylon tube was conducted using the multi-beam laser system. The pipe and tube were welded at a welding strength above 5N/mm2 in a short processing time of 2.5 seconds.
Keywords : diode laser, laser welding of metal and plastic, multi-beam
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