レーザースクリューウェルディング

新型レクサスISの記事を読んでいると、新技術としてレーザースクリューウェルディングという言葉を良く目にします。

新型レクサスLSから導入された新技術のようですが、どの様な技術なのか興味が湧いたので、ネットで調べてみました。

詳細な説明は見つけられなかったので、私の推測がかなり入りますが、わかったことを御紹介します。

レーザースクリューウェルディングは直訳するとレーザーねじ溶接となるでしょうか？

溶接とは金属の接合技術で、金属を一旦溶融し、凝固させることによって接合する技術です。

自動車のように金属素材をふんだんに使用している製品には必須の技術と言えます。

レーザースクリューウェルディングを説明するためには、まずスポット溶接を理解する必要があると思います。

スポット溶接とは金属を点状に溶接する技術で自動車には必ず使用されている溶接方法です。

簡単に説明すると、二枚の金属を重ね合わせ、両端を円柱状の電極で挟み込みます。

この電極に大電流を短時間流すと、ジュール熱で金属が溶融し再凝固します。

こうしてほぼ円柱の面積の点状態で溶接されることになります。

一般的にスポット溶接は溶接する感覚が短い程接合強度は高くなります。

自動車の剛性を上げるためにスポット溶接の間隔を狭くしていくと、これ以上狭くできない間隔が出てきます。

これは、スポット間隔が短すぎると、電極から溶接する金属中が電気が流れて、反対側の電極に長電流の他に、電極から溶接する金属の表面から隣のスポット溶接を経由して反対側の金属表面そして反対側の電極という流れ道ができ、金属が溶融するほどの大電流が流れなくなってしまうためです。

このため溶接間隔を短くする新技術としてレーザースクリューウェルディングが出てきます。

レーザースクリューウェルディングでは、金属を溶融する熱源として電気ではなくレーザーを使用します。

レーザーなので、スポット間隔が狭くなっても溶接が可能です。

しかし、スクリューウェルディングと呼ばれる理由が良くわかりませんでした。

ここからはかなり私の推測が入るのですが、レーザーを渦巻き状に走査することで円形に近い面積を溶融させて溶接しているのではないかということです。

こうすることで、スポット溶接の代わりに間隔の狭い点溶接が可能となり車体の剛性アップに貢献しているのでは中と考えています。

実際には点溶接は応力集中させないことが重要で、スポットの位置を良く考えて決めないといけません。

トヨタ社の様な大企業であれば、コンピュータシミュレーションで綿密に計算されていることと思います。

新たな技術を導入するには多くの検証事項があり大変だったと思います。

今後も、安全性、コストの両面から新技術を導入していって欲しいと思います。