レーザー溶接機を正しく選択するには

レーザー溶接は、主にレーザービームを使用して金属部品を組み立てることができる、非接触プロセスです。

このタイプの溶接は、スピ－ドを必要とする場合や、低熱歪みする薄い材料の溶接に適しています。

作業の速さや操作中の溶接品質、また高度な自動化を制御する能力により、レーザー溶接は、医療産業、エレクトロニクス、工具製造、自動車部門などで使用されています。

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レーザー溶接機を選ぶ理由？
レーザー溶接機にはいくつかの利点があります:
- 速度:
  
  レーザーは、金属を変形させずに高速で加熱できます。
  
  この技術は、大量の板金の溶接に特に効果的であるため、自動車産業で広く使用されています。
- 高い精密度 :
  
  局所的で非常に細かく、溶接部分が見えません。
  
  特に小さな部品の溶接に適しています。
  
  このタイプの溶接は歯科医学、宝飾品業界で非常に人気があります。
  
  レーザービームを複数のビームに分割して、さらに正確な溶接を行うこともできます。
- 様々な部品の形状や素材に適応できる :
  
  レーザー溶接機は、主に耐火金属を含む金属の溶接に使用されます。
  
  磁器やガラスなどの非金属部品を溶接することもできます。
  
  また非常に異なる形状の部品を溶接できます。
- 摩耗しない:
  
  レーザー溶接機は非接触で動作するため、磨耗や裂傷のリスクはありません。
  
  工具や電極を変える必要もありません。これは廃棄物の削減という点で利点です。
- デジタル操作が可能:
  
  溶接プロセス中に、コンピューターで溶接の質を制御できるようになりました。
  
  高度な自動化により、品質の問題を検出して解決することもできます。
ただし、レーザー溶接機にも欠点があることに注意してください。
- 一般的にレーザー機器の設置コストは非常に高いです。
- また、部品へのビーム偏向を防ぐために、加工中に高い組み付け精度が必要です。
- そして高反射金属の溶接には適していません。
レーザー溶接機の長所 :
- 速度
- 精密度
- 柔軟性
- 耐久性
- 自動化
パルスレーザーか連続レーザー？
レーザー溶接機には、パルスレーザーまた連続レーザーのいずれかを装備できます。どちらを選択するかは、溶接する材料の厚さによって異なります。
- パルスレーザー :
  - 軽くて薄い金属に適しています。
  - 材料が変形したり、溶けたりすることを防ぎます。
  - このタイプのパルスレーザーは、主に板金、カミソリの刃、金のチェーンリンクス、チタン製ペースメーカーの溶接に使用されます。
- 連続レーザー :
  - 厚い材料の溶接に適しています。
  - 特に耐火金属に効果的です。
  - 金属製の部品や薄すぎる部品に使用すると、部品を損傷、変形、また溶かす可能性があります。
  - パルスレーザーよりも高価ですが、運転コストを低減します。
レーザー光源はどう選ぶか？
光源にはファイバーレーザー、CO2レーザー、Nd：YAGレーザーの3種類があります。光源の選択は、選択したレーザーのタイプ（パルスか連続）によって異なります。
- Le ファイバーレーザー :
  - この技術は、鋭く細いビームに基づいており、連続的で貫通的な作業を実行できます。
  - CO2レーザーと同様にファイバーレーザーは、厚い板を高い速度と効率で透過できます。
  - 使用とメンテナンスの点で、他のレーザーよりも機械に統合するのが簡単です。
  - このレーザーの平均効率は25％です。
- CO2レ－ザ－:
  - 二酸化炭素、ヘリウム、窒素の混合ガスを使用し、電気的に励起され、連続運転に最適化されます。
  - ファイバーレーザーと同様に、CO2レーザーは厚い板を高い速度と効率で透過できます。
  - ファイバーレーザーよりも、より効果的に厚いスチール材料を貫通するため、幅広く使用されています。
  - ファイバーレーザーよりも柔軟で、厚くて軽い材料も貫通できます。
  - このレーザーは、8000Wで平均効率が7％です。
- Nd:YAGレ－ザ－ :
  - レーザーパルスの形状、持続時間、電源を効果的に制御できます。
  - パルスモード用に最適化されています。
  - しかし、非常に異なる波長のパルスを放出するため、全部分に到達せず、熱の形で消散します。
  - CO2レーザー（7〜10％）やファイバーレーザー（25〜30％）よりもエネルギー効率が低い（3〜4％の効率）です。
どのパラメーターを確認する必要があるか？
レーザー溶接機を使用する前に、いくつかのパラメーターを確認する必要があります。以下は、溶接作業に関する一般的な注意事項です:
- エネルギー調整
  - 出力をプロセスに適合させるために、エネルギーを適切に調整することが重要です。
  - これによりエネルギーの無駄を防ぎます。
- ビーム径が正しいことを確認する
  - ビーム径は、溶接性能に影響します。
  - 直径0.2〜2mmのレーザービームを選択することをお勧めします。
- パルス周波数を確認
  - パルス周波数が高すぎると、パルスエネルギーが低すぎて、溶接の効率が低下します。
- レーザーパルスの波形を監視する
  - 溶接する金属に応じて、波形を変えることをおすすめします。
  - 不適切な波形を使用すると、レーザーエネルギーの60％〜98％が失われ、溶接作業は失敗します。
どの設定を選択すれば良いか？
溶接機の設定には、次の3つのタイプがあります :
- 手動設定
- 半自動設定
- 自動設定
設定選択は以下の点に依存します:
- 生産性（少量生産か大量生産か）
- どういう作業場にしたいか
Rofin Laser Microの手動レーザー溶接機

手動レーザー溶接機
- 半自動や自動タイプよりもコンパクトです。
- 手動/自動ドアが装備されています。
- 作業員は、溶接する部品のシーケンスを担当しています。
- これらの機械は小規模生産に適しています。
GEM Laserの半自動レーザー溶接機

半自動レーザー溶接機
- 手動溶接機よりも大きいです。
- 回転台が装備されています。
- これらのマシンは、中規模および大規模生産に最適です。
Beyond Laser Technologyの自動レ－ザ－溶接機

自動レ－ザ－溶接機
- 最も大きいタイプの溶接機です。
- これらはロボット化されており、レーザー光源下で部品の位置を自動的に管理します。
- 作業員の介入が減ります。
- 大規模生産に最適です。
- 生産性が上がります。
- 自動積み下ろしステーションにより、ダウンタイムが短縮されます。
- 一方で、とても高価です。