＊溶接＊　高炭素鋼のレーザ溶接

Question

SUS303とSUJ2の溶接をしなくてはなりません。。。
良い方法、できるレーザ溶接機のメーカを探しています。
大きさは、φ４ｍｍ程度軸（SUS303）に厚さ４mm程度のリング（SUJ2）を
溶接します。

以前、簡単なテストをしたときは、溶接部にひび割れが発生してしまいました。ひび割れなくできる方法アドバイスお願いします。

Answer

げっ。SUP2とSUSは溶接できるのですか。

1％C-1.5%Cr系の材料とSUS303を溶接、つまり互いに溶解させるなんて、木に石をつなげるような事と考えていました。

SUP側からみると、球状化焼鈍で分散させたCarbiteをまた樹脂状にする事であるし、SUS側から見るとHAZ部に多量のCr炭化物を発生させる事になりますよね。どう考えても溶接部付近で両者の機械的性質を著しく低下させる事になりませんか。

このような場合、間にNi箔などの第三金属を持ってきて、拡散接合を試みる方法もあると思います。一度ご検討なさっては如何でしょうか。

Answer

SUS材は、表面に酸化膜を常時形成し、防錆効果を高める性質があります。
その酸化膜が、溶接時に悪影響を起すので、空気中の酸素管理（不活性
ガスでのシールド等）が必要です。
また、SUJの様な高炭素含有鋼材は、溶接割れを考慮する必要があります。
目安は、炭素当量＜0.44％です。炭素当量とは、Ｃ＋Ni/40＋Cr/5＋Mo/4
の様に炭素（Ｃ）以外の元素も、炭素量に換算する確認法です。

さて、前述の内容を頭に入れて、以下の資料を確認下さい。
SUS303の内容はステンレス鋼を、SUJ2の内容は高張力鋼や鋳鉄・鋳鋼を
確認下さい。Folderやシートをクリックすると詳細情報が出てきます。
http://www-it.jwes.or.jp/qa/sitemap.jsp
以上で、溶接割れは、部材の温度管理が重要だと判ります。

Answer

自身では作業経験は無いのですが、『真空電子ビーム溶接』と言うのを
使った事があります。
真空炉の中で部品同士の隙間に電子のビームを当てて当該部を溶接するものです。例えば歯底と内径が近くてキー溝が加工できない歯車を、軸と一体に溶接して固定する事が出来ます。その都度炉体を真空にする為に費用が発生するので、単品にはあまり向かないかもしれません。
メリットはガス雰囲気中ではないので、部品が環境(水素等）の影響を受けない、、、です。

言葉が足りませんで申し訳ありませんでした。
単品には向かない→量産なら真空に掛かるコストが1個当たり安くなる、のつもりでしたが、、、、。
小物部品であれば炉内に数十個ｾｯﾄして溶接が可能です。

高炭素鋼のレーザ溶接方法とは？