レーザー技術の発展により、MIG / MAG、MMA、またはTIGなどの従来の溶接方法は、金属加工において重要な役割を果たさなくなりました。レーザー溶接機はより精密で、効率的、そして柔軟です。現在、YAG、CO2、そしてファイバーレーザーという3つの基本的なタイプのレーザーを区別することができます。産業界では、後者が他の2つのタイプよりも高い動作速度と信頼性を提供し、ますます優位性を獲得しています。また、幅広い用途スペクトルを持っています。航空、自動車、衛生設備製造、食品加工など、多くの分野で使用されています。
レーザー溶接機はどのように機能しますか？
レーザー溶接機のメカニズムは、不活性ガスシールド内でレーザービームを使用して接触領域を溶かすことに基づいています。ビームを調整する能力により、処理される材料に簡単に適応できます。ビームの高エネルギー密度により、最大25mmの要素を接合することができます。接合部は非常に狭く、変形が小さいため、溶接後に追加の機械加工は必要ありません。
溶接中、レーザービームは特殊なシャッター、ミラー、光学要素のシステムを通じて溶接対象物に送られます。光線は溶接領域に集中し、反射されます。溶接の効果はそれに依存するため、レーザービームのエネルギーを吸収する能力は非常に重要です。
溶接プロセスは、溶接プールを作成するか、または複数の層または一回のパスで継手を完全に貫通させることで行うことができ、また追加の材料なしでも行うことができます。溶接プロセス自体は材料に大きく依存します。低炭素鋼の薄いシートを溶接する場合、溶接プールの保護を使用する必要はありません。これは、プロセス全体の短時間と速度に関連しています。
溶接機のタイプ
レーザー溶接は現在、従来の溶接方法を置き換えています。そのようなデバイスでは、ダイオード、YAG、ファイバーオプティックなど、さまざまなタイプのレーザーが使用されています。後者は、溶接寸法の範囲に関して最大の柔軟性を持っています。また、パワーに対する貫通深さの高い比率の結果として、プロセス全体の高速化も可能にします。ただし、ファイバーオプティックレーザーを搭載したレーザー溶接機の個々のモデルは多くの点で異なり、主に特定の材料での作業時の目的と有効性を決定します。
デバイスのサイズ
溶接プロセスには大きな精度が必要です。レーザー溶接機は、金属シート、パイプ、または他の異常な形状の構造要素を含む、さまざまなサイズの要素を接合することができます。デバイス自体のサイズは、作業の快適さと溶接効率の両方にとって重要です。作業テーブルも備えた大型の機械があります。これらは主に大きな要素での作業時に応用されています。それらの代替として、密閉型ハウジングを持つコンパクトなハンドヘルドレーザー溶接機があります。それらははるかに少ないスペースを占め、先進技術のおかげで高い作業パラメータを持っています。したがって、大きな産業ホールと小さな産業ホールの両方でうまく機能します。
溶接機の出力
これは、レーザー溶接機の分類で考慮される主要なパラメータの1つです。レーザーの出力はマシンの目的を決定します。より厚くて大きな材料には、3000Wの出力レベルを持つ溶接機が最適です。より薄い材料を接合するには、例えば1000Wなど、より少ない出力の溶接機が専用です。
自動ワイヤーフィーダー
これはレーザー溶接機の装備の重要な部分であり、ハンドルを通してワイヤーを移動させる役割を担っており、これが溶接部位にワイヤーを供給する可能性につながります。一部のデバイスでは、FANUCI 4.0 PRO GenXレーザー溶接機の場合のように、フィーダーはさらにデバイスのソフトウェアと統合されています。この場合、デバイスは「プッシュ」または「プル」モードで0.8-2.0mmの厚さの充填材で動作します。
制御システム
レーザー溶接機は制御システムでも異なります。メーカーは最も頻繁にデバイスと統合された専用ソフトウェアを提供しています。オペレーティングシステムはユーザーパネルを通じて操作されます。技術的に高度なマシンでは、これらはタッチパネルであり、直感的で使いやすいです。個々のパラメータを設定する可能性に注意を払うことが重要です。以前の設定、さらには既製のプログラムを記憶する機能も便利です。
技術的パラメータ
技術的パラメータは、特定の条件下でのレーザー溶接機の作業効果を決定します。基本的なものには、現在1000Wから3000Wのレベルにあるレーザーの出力電力が含まれます。デバイスはまた電気電圧でも異なります。レーザー溶接機FANUCI 4.0 PRO GenXの場合、それは230Vまたは380Vです。電力消費量はレーザーの出力電力に比例して増加し、それぞれ5KW（1000W用）、7KW（1500W用）、9KW（2000W用）、11KW（3000W用）です。
レーザー溶接機はまた、溶接速度も異なり、最低出力は0-160mm/s、最高では0-215mm/sです。
溶接機のコンポーネント
最新の技術的に高度なFANUCIレーザー溶接機は、作業の多様性を特徴としています。それらは、最も繊細なものを含む、さまざまなタイプの材料に使用できます。それらの助けを借りて、異なる厚さと形状の要素を接合することができます。得られた溶接部は非常に耐久性があり、さらなる処理を必要としません。これは主に、その製造に使用される信頼性の高いコンポーネントのおかげです。
レーザーソース
溶接機の作業効率と溶接の品質はそれに依存します。ファイバー技術レーザーソースは、CO2レーザーの100倍の強度を持っています。レーザービームの小さな焦点は、高い吸収率と組み合わさって、高いパワー密度をもたらし、材料の接合効率にプラスの影響を与えます。ファイバーレーザーの寿命は約100,000時間と推定されており、最大45年間働くことができます。さらに、これは環境に優しい技術であり、安全な作業条件に貢献します。ファイバーレーザーは高反射材料の溶接を可能にし、それによりさらに多用途で柔軟になります。
レーザーヘッド
これはノズル、保護ガラス引き出し、スイッチ、電動モーター、光ファイバーケーブル、そして冷却および遮蔽ガスラインで構成されています。FANUCIレーザー溶接機は、材料の不完全さを修正できる電気ビーム移動システムを備えたヘッドを使用しています。それは非常に正確に移動し、ハンドヘルドレーザー溶接機で使用される従来のヘッドよりも2〜10倍速い速度で溶接することができます。
自動ワイヤーフィーダー
これはオペレーターの作業において非常に重要な役割を果たします。設定されたパラメータを考慮して、自動的にワイヤーを供給することができます。それはソフトウェアと統合されており、それはさらに大きな作業の精度につながります。自動ワイヤーフィーダーは、「プッシュ」または「プル」モード、つまりオペレーターの手を同時に誘導しながらワイヤーを供給するモードで、0.8-2.0mmの厚さの充填材での作業を可能にします。
制御システム
これはデバイスの操作とその作業パラメータの管理を担当しています。オペレーターはレーザーの出力電力、スキャンの速度と幅を制御し、連続または変調された溶接モードを設定することができます。溶接機の動作モードを記憶する機能は大きな利点であり、次回は同じパラメータをリセットする必要がありません。
ろ過システム
ファイバーオプティックレーザー溶接機は、作業場の空気汚染レベルを制限する責任を持つフィルター付きの特殊な溶接抽出器を装備しています。さらに、浄化された空気は再び作業スペースに戻ることができます。このソリューションは、フィルターなしの抽出器の場合に発生する建物外への暖かい空気の除去に関連する損失を減らすことを目的としています。PRO CleanAIRフィルターシステムは自動的に埃と蒸気を除去し、それはより人間に優しい作業環境だけでなく、デバイスの寿命の延長にもつながります。
レーザー溶接機の利点
レーザー溶接機、特にファイバーのものは、材料の接合において平均以上の精度を達成することができる作業パラメータによって区別されます。また、安全性と多用途性、そして効果の面でも他の溶接方法よりも優れており、溶接プロセス完了後の追加の機械加工の排除が可能です。
ファイバーオプティックレーザー溶接機が同じ目的を持つ他のデバイスよりも優れているのはどのような側面でしょうか？
- 熱の発生が少なく、変形やその他の欠陥のリスクが低減されます。これは低い熱応力によって条件付けられています。
- ビームのサイズを調整する能力のおかげで、より薄くて繊細な材料を接合する際にうまく機能します。
- 溶接部は追加の機械加工を必要としないため、作業時間が短縮されます。
- ろ過システムにより、デバイスが環境や人間に有害な煙を発生させないことが保証されます。これは安全な作業環境の創出を促進します。
- レーザー溶接機は、薄い材料と厚い材料の両方で高速で動作します。これは材料処理の効率につながります。
- ファイバーレーザーの長い寿命により、より大きな節約を生み出すことができます。そのようなデバイスは100,000時間活発に作業することができます。
溶接機の用途
レーザー溶接機は多くの産業で使用されています。大きな要素を接合するために使用することができます。なぜなら、処理された材料を作業ステーションに輸送する必要がないからです。レーザー溶接機は、とりわけ航空および自動車産業で使用されています。それらは太陽光発電システムの要素を接合するために使用されます。その精度から、インスリンポンプやペースメーカーを含む医療機器の製造にも応用されています。また、電子産業や衛生設備の製造でも評価されています。溶接プロセスは家具、建設、仕上げ産業でも行われています。
溶接機を選ぶ際に考慮すべきことは何ですか？
レーザー溶接機を選ぶ際には、主にその最終的な目的を考慮する必要があります - それが小さな要素または大きな要素、薄いまたは厚い、小規模または大規模で使用されるかどうか。これらの要素は、効果的かつ効率的な作業を可能にする適切なパラメータを持つデバイスの選択を決定します。どの要素が鍵となりますか？
- 溶接機の出力 - それが大きいほど、より厚く大きな要素をより良く扱うことができます
- ソフトウェア - 溶接機を操作するシステムは直感的であり、同時に会社のシステムとの統合のために準備されている必要があります
- 処理される材料 - 溶接機がどの材料で作業できるか、その中に高反射材料があるかどうか
- 冷却システム - 最新のFANUCIレーザー溶接機では、冷却剤は空気ではなく水であり、これはより安定でスムーズな操作につながります
- ろ過システム - きれいな空気と自然環境への悪影響を制限した作業を担当
- アフターセールスサポート - 最新のファイバーレーザーは非常に高い信頼性を持っています。しかし、特に集中的な使用で、修理を必要としないマシンはありません。したがって、レーザー溶接機を購入する際にはサービスとアフターセールスサポートに注意を払う価値があります
レーザー技術は金属加工産業に革命をもたらしました。材料の接合はより正確に、より速く、より効率的になりました。自動化の可能性により、人間はプロセス全体の主な実行者というよりも監督者になりました。レーザー溶接機は確かに作業全体を効率化し、これは小規模な工場だけでなく、主に金属加工に活動を集中している大企業にも適用されます。