1. 溶接速度を決めるもの
レーザー溶接の速度は単一の数字ではありません。それは、相互作用する 5 つの要素によって決まります。
レーザーの出力とモード。一般に、高電力および連続波モードでは、低電力またはパルス微細溶接よりも高速な移動が可能になります。-。
素材も厚みも。アルミニウムや銅などの高密度または反射性の高い合金は、通常、同じ厚さの炭素鋼よりも遅い速度を必要とします。セクションが厚いほど、単位長さあたりにより多くのエネルギーが必要になります。
ジョイントの設計と取り付け。-自己レーザー溶接は狭い隙間を好みます。関節が真っ直ぐでフィット感が高いほど、欠陥なく速く走ることができます。-
ビーム品質と焦点位置。関節面の小さく安定した焦点がエネルギーを集中させ、高速化をサポートします。
シールドガスとアシストガス。適切なガスの選択と流量により、溶融物の排出と表面品質が向上し、酸化することなく高速化が可能になります。
2. ファイバーレーザー溶接の一般的な速度範囲
以下の数値は、良好な適合性と適切なシールドを備えた連続波ファイバー レーザーの代表的な範囲です。{0}}実際の結果は、出力、光学系、ジョイントの形状、および品質目標によって異なります。
薄板0.2～1.0mm
– ステンレス鋼または炭素鋼: 1 ～ 3 kW で毎分約 5 ～ 15 m。
– アルミニウム合金: 反射率が高いため、2 ～ 4 kW で毎分約 3 ～ 10 m。
– 電子部品または医療部品のパルス微細-溶接: 速度ではなく精度が優先されるため、通常は毎分 1 m 未満です。
中厚さ 1～3mm
– ステンレスおよび炭素鋼: 2 ～ 6 kW で毎分約 1 ～ 5 m。
– アルミニウム: 3 ～ 6 kW で毎分約 0.8 ～ 3 m。
厚板4～6mm以上
– 4 ～ 6 mm の鋼材: キーホール モードで 4 ～ 8 kW で毎分約 0.5 ～ 2 m。
– 6 mm を超えるセクション: 接合部のアクセスと品質要件に応じて、6 ～ 12 kW で毎分約 0.2 ～ 1.0 m。
モードノート
– 伝導モード (完全なキーホールを使用しない浅い溶融) では優れた化粧品が得られますが、所定の浸透に対する最大速度は低くなります。
– キーホールモードは、安定性が維持されれば、高速で深い貫通を実現します。
3. 従来の溶接と比較した効率
速度とサイクルタイム
– TIG との比較: レーザー溶接は、エネルギーを集中させ、フィラーの堆積を必要としないため、同等の接合部と厚さの場合、通常 2 ～ 10 倍高速です。
– MIG と比較: レーザーは、連続した継ぎ目の場合、薄いシートや中程度のシートでは 1.5 ～ 5 倍の速度で実行されることがよくあります。ギャップが大きい非常に厚いすみ肉溶接では、高溶着 MIG が競争力を発揮します。-
入熱と歪み
– レーザーは、単位長さあたりの全体的な入熱量が少ないため、熱影響を受けるゾーンが小さくなり、歪みが少なくなり、矯正や再加工の手順が少なくなります。{0}
後処理-
– 狭い継ぎ目ときれいな表面により、研削と研磨が削減または不要になり、下流のサイクルタイムが短縮されます。
労働と自動化
– レーザーは CNC またはロボットと容易に統合できるため、高い再現性とオペレータの介入を減らした連続操作が可能になります。
消耗品とエネルギー
– 自己レーザー溶接では、多くの場合、フィラーワイヤ、フラックス、または大量のシールドガスが必要ないため、消耗品の使用量が減ります。
– 最新のファイバーレーザーは電気効率が高いため、パラメータが最適化されると、良品あたりのエネルギーが低下することがよくあります。
品質と収量
– 高いビーム安定性と閉ループ電力制御により、初回パスの歩留まりが向上し、実効スループットがさらに向上します。{0}{1}
4. 従来のプロセスが依然として望ましい場合
– 大きなギャップ、不十分な嵌合、または非常に厚い隅肉溶接の場合は、高い堆積速度を備えた MIG またはマルチパス TIG が適している可能性があります。-
– 自己レーザーで提供できる以上のギャップ橋渡しや濡れ挙動を必要とする材料やコーティングには、フィラー ワイヤやハイブリッド レーザー アーク溶接が必要になる場合があります。{0}}
– 資本予算が低く、生産量が非常に少ないため、速度は遅くなりますが、従来の方法がより実用的になります。
5. レーザー溶接の速度と効率を最大化するための実践的な手順
– レーザー出力と焦点位置を関節の深さに合わせます。キーホール溶接を安定させるために、焦点面を上面よりわずかに下に保ちます。
– ビームの品質を維持するために、レンズと保護窓を清潔に保ちます。
– ジョイントギャップを制御します。薄いシートでは、高速で安定した貫通を実現するために、ギャップを通常 0.1 mm 未満に保ちます。
– シールドガスとフローを慎重に選択してください。ステンレス鋼には窒素またはアルゴン、困難な熱伝導や外観上のニーズにはヘリウム混合物。
– パス計画、リードインとリードアウトを最適化し、必要に応じてビームのぐらつきや振動を使用して、速度を犠牲にすることなく小さなギャップを許容します。
– 本番環境にスケールする前に、短い実験計画を作成してパラメータを検証します。{0}{1}
結論
レーザー溶接は、連続波ファイバー レーザーを使用して、精密パルス マイクロ溶接で毎分 1 m 未満から、薄板上で毎分 10 m 以上まで実行できます。- TIG や MIG と比較して、通常ははるかに高い移動速度、より低い入熱、より少ない後処理、優れた自動化の可能性を実現します。-適切なモード、光学系、ガス、治具を選択することで、メーカーは高い溶接品質を維持しながら、名目上の速度を実際の生産性に変換することができます。
-- レイザーレーザー ライラ・チャン
https://www.raytherlasercutter.com/laser-溶接-machine/laser-溶接機-溶接-machine.html