次に、溶接プロセスをハイブリッド化することで溶着速度の向上を図った例を紹介する。図18は、プラズマ・ＭＩＧハイブリッド溶接の構成を示したものである。リング上のプラズマ電極の中心にMIGワイヤ電極を配置し、MIGアークの周囲にプラズマアークが発生する構造となっている。プラズマ・ＭＩＧハイブリッド溶接は、プラズマアークの効果により不活性ガス雰囲気中でMIGアークが安定化する点、入熱と溶着量を個別に制御できることやプラズマアークの予熱効果を活用できるなどの利点がある。そこで、図19に示すように、従来Cuの溶接のMIG化が困難であったCu-炭素鋼の異材溶接に、本プロセスを適用した6)。従来は、TIG溶接で行われていたが、本プロセスの適用で、溶着量の増加、溶接速度の増加が可能となり、生産性が大幅に向上した。
図18 プラズマーＭＩＧハイブリッド溶接の適用
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図19 プラズマーＭＩＧハイブリッド溶接のＣｕ−炭素鋼の異材溶接への適用
図20は、レーザMIGハイブリッド溶接のオーステナイト系ステンレス鋼製He真空容器への適用例を示したものである7)。溶接金属部の特性として低温じん性が要求されていることからTIG溶接で行われていたものであり、高能率化に対しては、溶接金属中の酸素量の低減が可能な溶接プロセスを適用する必要があった。レーザMIGハイブリッドは、不活性ガス雰囲気中でレーザとMIGアークにより一つの溶融池を形成する方法であり、レーザ単体に比べ、ギャップ裕度の向上、溶込み深さの増加を図れる特徴がある。本事例では、レーザ出力が6kwで、板厚15mmの溶接を可能としている。従来のTIG溶接に比べ、高速溶接が可能となることで生産性の大幅向上が実現できるとともに、溶接変形が抑制され品質の向上も図れている。
図20 レーザＭＩＧハイブリッド溶接の適用例
