溶接｜接合・製膜ソリューション｜株式会社エス・エフ・シー

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エス・エフ・シーでは、電子ビーム溶接(EBW)による受託溶接作業を行っています。長年の経験から培った高い技術力により、溶接作業のみならず、継手設計（溶接部分）の設計の段階からお客様のご要望に合ったご提案が可能です。また、タイプの異なる２台の装置を駆使し、１個の試作から量産までどのフェーズにおいても、小回りの利いた対応が可能です。

電子ビーム溶接（EBW）の特長

酸化・窒化がほとんど無い
Al・Cu・Tiの溶接が容易
高融点金属の溶接が可能
異種金属の溶接が可能
幅が狭く、溶け込みが深い溶接が可能
熱歪みが非常に少ない
焦点深度が深い

同条件(溶接深度5mm)下での溶接形状比較

電子ビーム溶接（EBW）によるSUS304材: 溶接形状：溶接幅が狭く、深い溶け込みで、基材のソリ、合わせ目の隙間が非常に少ない。

TIG溶接によるSUS304材: 溶接形状：溶接幅が広く、浅い溶け込みの為、合わせ目に隙間が残りやすく、基材のソリも大きい。

電子ビーム溶接は、アーク溶接の約5000倍(100kW/cm2)以上のパワー密度を持つ電子ビームを用いた溶接方法のため、タングステン(W)・タンタル(Ta)・モリブデン(Mo)・ニオブ(Nb)など、高融点の金属の溶接も可能です。
高エネルギー加速器研究機構（茨城県つくば市）に設置されている超伝導空洞加速器用ビームパイプは、ニオブ(Nb)で作られていますが、極低温（絶対温度2度、約-271℃）のとても過酷な環境下で使用されるため、各パーツの取付部分は非常に高品質な溶接が求められます。エス・エフ・シーではこの重要パーツの溶接を手掛けており、日本の最先端研究に貢献しています。

高エネルギー加速器研究機構で用いられている超伝導空洞加速器用ビームパイプ: 材質は、高融点金属であるニオブ（Nb）であり、パーツの取り付けは全て電子ビーム溶接で行われています。

上記の様な非常にパワーが強い電子ビーム溶接は、異なる材質の金属同士、例えば、銅（C1020）とステンレス（SUS304・316）や、チタン（Ti）と銅（C1020）、超硬合金（WC-Co系・WC-TiC-TaC-NbC-Co・WC-TiC-TaC-Ni-Co・CrC-Ni-Co）とステンレス（SUS304・316）などの溶接が可能です。しかし、この異種金属の溶接を行うには、それぞれの金属の特性を熟知する事が必須であり、それにあった溶接条件設定が大変重要です。エス・エフ・シーでは、長年の経験から得た金属および真空に関する豊富な知識により、銅（C1020）とステンレス（SUS304・316）を用いた超高真空用チャンバーを製作できるほどの高い技術力を持っており、それぞれの金属にあった継手部分（溶接部分）の設計も手掛けております。

銅(C1020)とステンレス(SUS304)を電子ビーム溶接で接合した超高真空用チャンバー: 銅（C1020）とステンレス（SUS304）の異種金属溶接だけでなく、超高真空でも使用できるように様々な継手設計・溶接技術が盛り込まれています。

銅（C1020）とステンレス（SUS304）の溶接部断面写真: 細く深い溶け込みが確認できます。

チタン（Ti）や銅（Cu）は非常に酸化しやすいため、大気中での溶接の場合、酸化の問題を避けては通れません。電子ビーム溶接は、真空中で行うため、酸化や窒化がほとんどおこらず、容易にチタン（Ti）や銅（Cu）の溶接ができます。また、非常にパワーが強い電子ビームを使用するため、熱伝導率が良くて熱の伝わりが速く溶けにくい、アルミニウム（Al）や、銅（Cu）などの金属も一気に昇温して、溶接することができます。エス・エフ・シーでは、これらの金属の溶接実績を豊富に持っていますので、お客様のご希望に合った溶接をご提供できます。

アルミニウム（A6061）を用いたシャワーヘッド: 半導体製造装置（AP-CVD）に用いられる、ガスを均一に流すための部品。少しの歪みが、ガスの流れに影響を与えてしまうため、非常に精度が要求されます。以前はTIG溶接で製造されていましたが、溶接時の熱で歪んでしまうため、溶接後に平らに削る加工が必要な上、後加工を行っても残留歪みがあるため、使用中に徐々に変形してしまって製品寿命が短いという欠点がありました。電子ビーム溶接では、後加工が必要ないほど熱歪みが少なく、残留歪みもないため、製品寿命が格段に延びた実績があります。