レーザー溶接技術として知られる精度に参加するプロセスの進歩は、ステップ変更であり、すべてのセクターで製造を変革しました。従来のプロセスと比較して、産業用レーザー溶接システムは、他のアプローチでは満たすことができない精度、速度、および品質管理を提供します。ファイバーレーザー、自動制御システムの継続的な開発、およびIndustry 4.0の導入により、大規模な市場はまだ増加しています…
このペーパーは、レーザー溶接の基本原則、レーザー溶接装置の選択、レーザー溶接操作の方法、レーザー溶接の維持要件、および産業におけるレーザー溶接の要件に焦点を当て、レーザー溶接システムの専門家がレーザー溶接プロセスを最も効率的で最適な品質に強化できるようにします。
レーザー溶接とは何ですか？
レーザー溶接の基礎を理解する
レーザー溶接は、レーザービームの技術を最適に使用して、強力で正確な金属縫い目を形成する結合プロセスです。金属ビーム溶接システムは、レーザーを利用して、10,000°Cを超える温度まで小さな領域を燃焼させて表面を溶かし、それらを結合します。古典的な手順とは対照的に、この高度な溶接レーザー技術は、加熱されたベースメタルの領域が少ない深い狭い溶接縫い目を形成します。
レーザー溶接機の種類
CO2レーザー溶接機
二酸化炭素レーザーを使用した溶接用の機械は、厚い材料の結合に適した波長10.6 µmの赤外線範囲で動作します。深い浸透アプリケーションは一般的な場所であるため、これらのシステムは高業界に適しています。 CO2レーザー溶接装置は、金属の良好なエネルギー吸収を維持しながら、高出力の能力を持っています。
固体レーザー溶接機
固体レーザー溶接システムは、繊維レーザー溶接機に加えて、たとえば約1.06ミクロンなど、線形メトリック領域とワークショップスペースの上の数センチ上で動作します。これらのデバイスには、レーシングビームの優れた特性があり、レーザー溶接機の精度がより良く実行される技術的な目的に使用されます。それらのサイズが小さく、特定の方法でパルスプログラムを形作る能力により、レーザー溶接操作に少量の熱入力を設定することができます。
レーザー溶接機のコンポーネント
共振システム
レーザー媒体、ガス、または結晶が保存される場所です。また、レーザーショットが始まるポイントです。これは、レーザー出力の基本特性を定義する主要なユニットです。
光学コンポーネント
最近、溶接機には、レーザービームの配置と焦点を合わせたレンズ、ミラー、ビームデリバリーシステムなどの強力な光学システムが組み込まれています。それらは、レーザービームを制御および配置することを可能にします。
制御およびサポートシステム
このような高度なレーザー溶接機には、クーラント、電動運動、安全カバーが装備されています。給餌システムは、光ファイバーまたは関節のあるミラーアームのいずれかで構成され、フォーカス光学はワークピースの表面にのみエネルギーを向けます。
レーザー溶接プロセスはどのように機能しますか？
レーザービーム生成プロセス
現在のレーザー溶接装置は、共振器内の強力なレーザービームの生成で動作を開始します。レーザー溶接機がレーザービームを形成する作業に関しては、CO2レーザー溶接機のガス分子または固体状態溶接レーザーの結晶格子構造であるレーシング培地は、電気エネルギーまたは光エネルギーのいずれかによって励起されます。より高度なレーザー溶接の方法は、レーザーフォーカスまたは一連のレーザーを備えたコヒーレントな光を作成し、1 MW/cm⊃2の極端な極端な密度を生成できます。産業用レーザー溶接機。溶接機レーザーマシンは、供給された電気エネルギーを効率的かつ正確に光エネルギーに変換します。
ビームフォーカスと制御
強化されたレーザービームデリバリー
洗練されたレーザー溶接装置には、溶接レーザービームの指示に役立つ簡単に調整可能なミラーと光ファイバーケーブルが含まれています。ハイエンドレーザー溶接機は、光学部品の水冷システムを統合して、長期にわたってビームプロファイルの安定性を維持します。
レーザー焦点精度を強化するシステム
レーザー溶接機の焦点ヘッドの内部には、特定の場所にレーザーエネルギーを混ぜて焦点を合わせて焦点を合わせるように設計されたいくつかの光学系があります。このスポットは通常、直径約0.2〜0.6ミリメートルです。高度なレーザー溶接機制御システムは、レーザーの焦点距離と溶接ビームの角度を変化させ、溶接の効果的な浸透します。
プロセスパラメーターの制御
溶接レーザービーム溶接レーザー溶接パラメーターには、電力密度、スポットサイズ、ビームモードなどが含まれます。現代のレーザー溶接機は、溶接品質の一貫性のためにリアルタイムでそのようなパラメーターを監視できる組み込みシステムを備えています。
溶接プールの形成
熱生成技術
レーザー溶接器の集中ビームがワークピースの表面に衝突すると、材料は融点まですぐに加熱されます。産業用レーザー溶接機の使用によって生成される強いエネルギー濃度は、溶接される材料の気化点を超える温度を生成します。
金属融合メカニズム
キーホール溶接効果により、深い貫通溶接が可能です。これにより、蒸気圧が材料に穴が開いています。そのため、レーザー溶接装置は溶接トラックに沿って進行しますが、keyhole領域を循環し、強い結合で狭い溶接を凍結する溶融プール金属。
固化制御プロセス
レーザービーム溶接では、冷却速度と固化パターンは、レーザー溶接機のパルス型とビーム操作機能の両方によって制御され、溶接ゾーンで最適な微細構造の発達を確保します。
レーザー溶接の利点と短所とは何ですか？
製造における利点
高精度のパフォーマンス
レーザー溶接機は、動作するビームスポットが0.2mmという小さい場合があるため、非常に正確な溶接を行うことができます。高品質のレーザー溶接システムはエネルギーを集中させ、熱効果ゾーンがほとんどなく、親金属が歪んでいない溶接が可能になります。産業用レーザー溶接機により、通常の溶接方法では不可能な深く狭い浸透溶接が可能になります。
生産効率
最新のレーザー溶接機により、溶接速度は10m/minを超え、古いプロセスに比べて非常に優れています。レーザー溶接機の制御システムは、機械に注意を払わないプロセスを継続的に行うことができます。現在のレーザー溶接技術は、洗練された溶接操作を可能にする可動マルチ軸を考慮しています。
品質の向上
レーザービーム溶接プロセスは、ほとんどスパッタできれいに優れた溶接を作成します。レーザー溶接機は、コンピューターをマシンの舵取りに置いて、繰り返し高品質のレーザー溶接動作を可能にします。溶接レーザーの技術は、ワークピースに伝達される熱の量を管理するのに役立ちます。
プロセスの制限
初期投資の考慮事項
ハイエンドレーザー溶接システムは、機器の調達に関する限り、資本集約的です。精密レーザー溶接装置には、定期的なサービスや部品の交換も必要です。また、レーザー溶接機のオペレーターを訓練するのに長い時間がかかるという点で高価です。
技術的な制約
産業用レーザー溶接機には、銅やアルミニウムなどの高度な反射材料に関しては制限があります。レーザー溶接装置、特にビームデリバリーシステムを汚染しないように注意する必要があります。レーザービームを使用して溶接のために組み合わせることはできません。なぜなら、レーザービームは関節設計に困難をもたらすためです。
運用要件
プロのグレードのレーザー溶接装置は、ワークピースやワークピースをレーザーしています。ジョイントの精度が非常に必要です。レーザー溶接機の操作には、高出力レーザーの使用により、厳格な安全要件が含まれます。高出力の高度なレーザー溶接システムも敏感であり、効果的に動作するために適切に管理された環境が必要です。
パフォーマンス分析へのコスト
営業費用
レーザー溶接装置は、従来の方法を使用するよりもエネルギー効果が高くなりますが、全体的な支出に影響を与える特殊なメンテナンスを受ける必要があります。レーザー溶接デバイスには、その消耗品と電力会社が操作で消費されるため、動作コストがあります。レーザー溶接機は、最適な機能のために定期的に調整する必要がありますが、これによりメンテナンスコストも増加します。
生産メリット
レーザー溶接のメカニズムの迅速な特徴により、処理時間を大幅に節約できます。それは、各部品の処理に伴う時間です。産業用レーザー溶接機を使用すると、レーザーが正確な熱制御を提供するため、溶接後の追加処理量を減らします。また、自動化されたレーザー溶接機と生産性の向上を伴う労働力の大幅な減少もあります。
長期的な価値
レーザービーム溶接の比較初期投資は高くなっていますが、生産性と品質のエスカレーションにより、費用対効果が高くなります。プロのレーザー溶接機を使用することで、材料の使用も最小限に抑え、製造された部品のより良い一貫性を実現します。レーザー溶接技術は、さまざまな製造プロセスを補完するため、リターンを改善します。
どの産業がレーザー溶接機に最も適していますか？
自動車のアプリケーション
車両の製造
自動車レーザー溶接システムの出現により、ボディパネルの高速連続溶接を可能にすることにより、大量生産環境でカーディを組み立てる従来の方法が変わりました。最先端のレーザー溶接機機械により、アルミニウムの対応物を使用して亜鉛メッキ鋼で作られた鋼製の要素を正確に結合できるようにします。レーザービーム溶接プロセスは、目に見える体の縫い目と構造要素の歪みを排除します。
パワートレインコンポーネント
産業用レーザー溶接機は、高精度の伝送ギアとエンジン部品の製造を大いに促進します。アプロムを使用すると、レーザー溶接装置は熱を局在させているため、ドライブトレインの敏感で熱制御する部分がゆがめられません。産業クラスのレーザー溶接システムは、パワートレインが実行可能な高デューティサイクル浸透溶接を実施します。
安全システム
たとえば、安全性エアバッグシステム用の空気圧エネルギー制御バット溶接は、レーザー溶接デバイスが耐久性のあるジョイントをもたらすアプリケーションの1つです。レーザー溶接技術の場合、ブレーキシステムのアセンブリで卓越性にほぼほかならない。高度なレーザー溶接システムは、シートベルトシステムの自動製造を可能にします。
エレクトロニクスのソリューション
回路基板アセンブリ
技術的な進歩により、電子回路アセンブリ内のAFIX顕微鏡ジョイントに精密レーザー溶接機が使用されます。レーザービーム溶接の侵食プロセスにより、脆弱な電子部品の非接触結合が可能になります。過剰なアプリケーションに最適なレーザー波溶接機は、敏感な材料に熱応力が適用されないことを保証します。
バッテリー製造
産業用レーザー溶接機は、バッテリーセルのケーシングでherシールを作ります。高度なレーザー溶接装置の鋭いフォーカスは、バッテリーを作る繊細な材料を損なうことから守ります。デュアルレーザー溶接システムにより、バッテリーパックアセンブリをすばやく製造できます。
家電
レーザー溶接装置により、電話やタブレットエンクロージャーで美しい溶接を提供することができます。レーザービーム溶接機械により、住宅内の非常に小さな部品の組み立てが可能になります。現在の世代のレーザー溶接機は、電子機器の製造における大量生産と一致する品質を再現することができます。
航空宇宙との統合
航空機コンポーネント
レーザー溶接機を含む航空宇宙システムは、高強度の軽量合金に結合するために利用されています。レーザー溶接機の精度には、航空機の組み立ての性質により、安全性の重要な基準が組み込まれています。産業用レーザー溶接機は、タービン部品内に複雑なジオメトリを備えた溶接を実行できます。
宇宙技術
高品質のレーザー溶接機も、衛星の組み立て式でも使用されています。レーザー溶接製造プロセスは、宇宙船のインターフェース部分における密閉コネクタの形成を保証します。最新のテクノロジーの傾向に従って、レーザー溶接機は、航空宇宙の領域の過酷な条件下でも高品質のパフォーマンスを提供するために使用されます。
メンテナンス操作
航空宇宙部品は、これらのレーザー溶接機を使用して耐性レーザー修復できます。レーザー溶接機のテクノロジーは、メンテナンスの実践の自動化にも役立ちます。認定された品質修理で装飾されたレーザー溶接機にガスタングステンアーク島を見つけることがよくあります。
レーザー溶接システムのメンテナンスに不可欠なヒント
光システムの毎日の検査
間違いなく、ビームの品質は、レーザー溶接装置の光学要素の定期的な検査によって大幅に決定されます。保護窓、レンズ、鏡、その他の要素は、コーティングの汚染、傷、または損傷を検査する必要があります。このようなコンポーネントは、特殊な材料と洗浄方法に注意して洗浄する必要があります。傷のない光学パスは、レーザービームの可能な限り最高の送達を提供し、溶接の劣化を防ぎます。レーザー溶接の品質は、レーザー溶接機の光学システムの清潔さにも大きく依存します。
冷却システムの監視
動作中の一貫性を維持する場合、レーザー溶接機に組み込まれた冷却システムが常に正常に機能していることが重要です。クーラントレベル、流量、温度は、毎日チェックされます。漏れの検査、圧力のチェック、クーラントの品質の評価などの他のチェックは、毎月行われます。システムの汚染は、システムフィルターの定期的なクリーニングまたは変更を通じて避ける必要があります。レーザー溶接装置の冷却能力は、光の最高の安定性とコンポーネントの寿命に直接影響を及ぼします。
電源の定期的なキャリブレーション
レーザー溶接機の電源使用量は、エネルギーの均一な分布に必要に応じて、制御し、調整する必要があります。また、3か月ごとに電圧の安定性、電流の調節とパルスモードを確認します。各電力評価は、以前の測定値に対して記録して分析する必要があります。産業用レーザー溶接装置には、溶接ごとに同じ品質を確保するために、正確な電力補正が必要です。機器のタイムリーなキャリブレーションは、溶接パラメーターの変化を回避します。
ビームデリバリーシステムのメンテナンス
レーザービーム溶接送達システムのさまざまなコンポーネントを確認します。たとえば、光ファイバーと明確なアームが損傷しているか誤って配置されているかどうかを確認します。毎月、ビームの特性とそのフォーカス位置を確認してください。メーカーの推奨事項に従って、エグゼクティブビーム配信コンポーネントサービス。レーザー溶接装置の場合、ビームは適切に機能するためにまっすぐにしておく必要があります。
ガスシステムの検証を支援します
適切な溶接保護を可能にするために、レーザー溶接機のアシストガスシステムの適切な機能を確保します。ガスの圧力と流量とノズルの状態を毎日監視します。フィルターを変更し、配信ラインが定期的に清掃されていることを確認します。ガス浄化とその消費率のガイドラインを維持します。溶接レーザーのアシストガスシステムは、溶接の品質に影響を及ぼしますが、同時に溶接領域を酸化から保護します。
##最適なレーザー溶接システムを選択する方法
電力とビームの品質要件の評価
レーザー溶接機の電力要件を作業材料の関数とその厚さとして定義することが不可欠です。効果的な産業溶接機は2kWから20kWの範囲にあり、高出力システムにより、レーザービームの深さの浸透が可能になります。レーザー溶接装置の溶接品質M⊃2; 因子はまた、ビームに焦点を合わせる能力を決定します。
適切な波長技術を選択してください
材料の吸収特性に応じて、レーザー溶接時に異なるデバイスを利用します。ファイバーレーザー溶接機（1.06µm）は、特にアルミニウムや銅などの反射金属を使用するのがより困難な金属に効果的です。それに比べて、CO2レーザー溶接システム（10.6µm）は、非金属および人工有機物よりも好ましいです。
自動化と制御の側面を考慮してください
レーザー溶接用の現代システムにより、上記のすべての自動統合が可能になります。レーザー溶接機の制御インターフェイスは、必要なプログラミングを可能にする必要があります。プロセスの過程で、監視と品質管理の機能を備えた専門的なレーザー溶接装置を要求することを忘れないでください。
所有権の総コストを分析します
以下を含む完全なレーザー溶接デバイスの投資を評価します
初期機器のコストと設置
営業費用（エネルギー、ガス、消耗品）
メンテナンス要件とサービス契約
オペレーターのトレーニングと認定のニーズ
施設の変更と安全要件
レーザー溶接機能を高める準備はできましたか？
Team MFGは、精密CNC機械とプロのレーザー溶接システムを専門としています。当社の専門家チームは、15年以上の製造の卓越性に支えられたカスタマイズされたレーザー溶接ソリューションを提供しています。継続的な生産に高出力産業用レーザー溶接機が必要か、正確な用途向けに特殊なレーザー溶接機が必要かどうかにかかわらず、選択から実装までの包括的なサポートを提供します。
チームMFGの高度なレーザー溶接技術で生産効率を変換してください！
よくある質問（FAQ）
Q：ARCを使用して、レーザー溶接と溶接の違いにもっと光を当てることができますか？
レーザー溶接機は、レーザービームを集中して特定のポイントで熱を生成することで機能します。これにより、周囲の結合の歪みが少なくなる狭くて深い溶接が生成されます。一方、アーク溶接は常に大きな領域を提供し、フィラーワイヤの使用が関与します。
Q：溶接アプリケーションに適切なレーザー出力を決定する際に、どのような要因を考慮する必要がありますか？
レーザービームの溶接に関しては、接合される材料の厚さと種類の容量と、必要な溶接浸透の影響を受けます。薄いシートは通常2 mm未満で、通常は1 2kWの範囲間の入力電力が必要ですが、5 mmを超える厚い材料のレーザー溶接システムには4 20kWのシステムが必要です。
Q：レーザー溶接機で作業できる材料は何ですか？
産業用レーザー溶接システムは、鋼、アルミニウム、チタン、さらにはニッケルベースのシステムを含むほとんどの金属を溶接することができます。また、適切なパラメーターが設定されている場合、最新のレーザー溶接機は異なる金属を組み合わせます。
Q：レーザー溶接装置で生成される溶接の品質にバリエーションがあるのはなぜですか？
最も頻繁な原因は、ダーティオプティクス、ユーザーのミスフォーカス、コンセント剤のアシストガスの流れ、レーザー溶接機の消耗品の枯渇です。レーザー溶接機を十分に保持している場合は、毎回確実に実行する必要があります。
Q：レーザー溶接機を使用する際にどのような注意を払う必要がありますか？
あらゆる種類のレーザーウィールドを実行する場合、ワークステーション、適切な材料と継手、換気、レーザー溶接機の使用のための安全慣行を遵守する訓練を受けた人員を備えた特別なレーザー保護グラスを囲むことが必須です。
Q：異なる間隔で、レーザー溶接機器の光学部品図をきれいにするにはどうすればよいですか？
ほこりや汚れについては、毎日レーザー溶接機の光学系を確認してください。週に一度、ほこりっぽいカバー窓を拭き、毎月光学システム全体のメンテナンスを行います。レーザー溶接機内のコンポーネントの交換に関して、レーザー溶接機のメーカーの推奨事項に従ってください。
Q：レーザービーム溶接の機能的側面は、追跡する必要がありますか？
電力、焦点、移動速度、アシストガスの流れ、レーザー溶接デバイスの角度を見てください。新しいレーザー溶接システムのほとんどにより、これらのパラメーターをリアルタイムで監視できます。
