レーザークラッド溶接：造船・修理のための「表面強化ブラックテクノロジー」

海洋環境では、船舶部品は年間を通じて腐食や摩耗などの継続的な課題に直面しています。従来の修復方法では、過度の変形が生じるか、修復可能な厚さが限られており、重要部品の運用要件を満たすことができません。レーザークラッド技術の登場は、造船および修理分野に革命的なブレークスルーをもたらし、効率的な修復と表面性能向上のための強力な手段として確立されました。

レーザー溶敷<br> この技術は高エネルギーのレーザー光線を用いて合金粉末を溶融させ、部品表面に強化された被膜を形成し、母材との冶金的結合を実現します。このプロセスは高い接合強度を持つだけでなく、熱による変形も極めて小さく抑えられます。システムはレーザー光源、粉末供給装置、冷却システムといった主要構成要素からなり、現在ではロボット支援による加工モードへと進化しており、精度は最大0.005mmに達し、船舶部品の複雑な修復ニーズに正確に対応することが可能になっています。

修理材料の選択は非常に柔軟です。一般的に使用されるニッケル（Ni）ベースおよびコバルト（Co）ベースの合金粉末は、耐摩耗性および耐腐食性に優れており、一方で鉄（Fe）ベースの粉末は大きなコストメリットを提供します。粉末供給同期法または予備置き粉末法を用いることで、船舶部品の材質や使用条件に応じたカスタマイズされたコーティングが可能です。例えば、クランクシャフト表面に鉄（Fe）ベースの形状記憶合金をクラッド処理することで、摩耗を大幅に低減し、耐用寿命を8倍以上延長できます。

造船および修理において、この技術はディーゼルエンジンのシリンダライナーやクランクシャフト、ステルンシャフトなどの重要部品に広く適用されています。鋳鉄製シリンダライナー上のカーボンリングによる傷の修復であれ、合金鋼製バルブのシール面の腐食対策であれ、レーザークラッド溶接は新品部品と同等の性能を修復後に実現する高精度な修復を可能にします。数値シミュレーション技術を活用することで、事前に工程パラメータを最適化でき、修理時間とコストを大幅に削減できます。

しかし、この技術は依然として課題を抱えており、大型部品における修復効率の低さ、設備の携帯性不足、特定の重要部品における修復精度の制御困難などが挙げられます。将来的には、高出力 レーザー およびポータブル機器への適用が進むことに加え、業界標準の向上により、レーザークラッド溶接は船舶の現場修理においてより広範に活用されるようになるでしょう。これは造船業界における品質向上と効率化に対して強力な支援を提供し、グリーン修理や長寿命運転を促進します。