製造業者は、梁や管をフレームや構造物などの複雑な製品に加工する際、日々さまざまな技術的・規制的要件に取り組むよう求められています。大口径のパイプや梁に可能な加工は、主に次の2つです。

建築分野では、接合部の加工が特に重要です。梁やパイプをつなぐ基本的な接合部は、鉄骨建築において常に開発され続けています。

この分野でのレーザー切断の主な利点は、次のとおりです。

レーザー切断の精度と汎用性により、最も多様なパイプとプロファイルのインターロックソリューションを作成でき、機械的強度を向上させるだけでなく、組み立ての複雑さを軽減し、時間を短縮できます。

その実例が、上の写真のジョイントです。ボルトやリベットなどの締結部材を使用せず、材料重量を63％、製造コストを62％削減できました。次の写真は、板とボルトで製作した同種のジョイント（A）と、レーザー切断装置LT24で製作したジョイントの各構成要素（B・C・D）を比較したものです。

3Dレーザー加工機を使うことで、プラズマや酸素を使用した切断技術よりも精度の高い加工が可能になります。また、熱影響部（HAZ）が極めて小さく、バリのない滑らかな切断面が得られます。これにより、製品の研削加工が不要になり、構造体の各部品を組み立て・溶接する準備が整うため、時間とエネルギーを節約できます。

熱影響部を減らすということは、温度変化により化学的・機械的特性が変化する可能性のある材料の部分を減らすということです。さらに、最先端のレーザー切断システムには切断パラメータを自動的に最適化する機能が備わっており、生産性やプロセスの堅牢性を高めるだけでなく、オペレーターの経験に関係なく最高の切断品質を実現します。

被覆アーク溶接は、現在、現場で使われている唯一の溶接方法で、溶加材の溶け込み具合によって次のような特徴があります。

• 完全溶け込み溶接
• 部分溶込み溶接
• コーナーシーム溶接

完全な継ぎ目の溶け込み溶接は、材料の連続性をどこにも妨げないため最高の性能を発揮します。ただし従来の生産システムで実施する場合、溶接する端部を手作業で正確に準備するために熟練したオペレーターが必要となり、最もコストがかかる方法でもあります。規制の枠組みに従った端部形状は、角度や面取りの深さ、ショルダーサイズ、溶接端部間の相互距離など、所定の幾何学的仕様を守る必要があります。

この点で、3Dレーザー切断システムの使用は特に有利です。部品は1回のレーザー切断工程で作られ、仕様どおりに切断され、溶接の準備が整うからです。大型パイプやプロファイルの3Dレーザー切断では、さまざまな傾斜の面取りや、切断端全体に沿った可変の傾斜が可能。これにより、パイプや形材が互いに直交していない場合でも、面取り角度を規制の枠組みで設定されたパラメーター内に収められます。さらに、多様な幾何学的形状により、接合部の強化に使える歯を含めることができ、接合する端部間の距離を維持して溶接工程を簡略化できます。

これらのシステムの中には高度なCAD/CAMソフトウェアツールがあり、ジョイント形状や、あらゆるプロジェクトの作成を加速させる一連の機能を備えたライブラリをユーザーに提供します。3Dレーザー切断システムを使うことで、2次的な組み立て段階がよりシンプルになり、経験の浅いオペレーターでも最適な結果を出す溶接ができます。

大型パイプやセクションの3Dレーザー切断システムは、その多くの利点から、構造用途だけでなく、農業・産業車両製造、造船、石油・ガス、石油掘削装置建設、発電所にも使えます。さまざまな用途において、品質・柔軟性・生産性の新たな基準を導入できます。

建築構造におけるレーザー切断は、材料とコストの削減、高精度・低HAZの品質、そして一工程での溶接準備という大きな利点をもたらします。鉄骨接合の可能性を、大きく広げる技術です。

溶接継手を、レーザーで変える。実機見学やテストカットで、ぜひその実力をご確認ください。