白い車体用ロボットレーザー溶接機は、厚さの異なる高張力鋼材にも対応できますか?プロセスを調整するにはどうすればよいですか?

ホワイトの自動車ボディには、さまざまな厚さの高強度鋼（厚さ 1.0 ～ 3.0 mm の熱間成形鋼や二相鋼など）が広範囲に使用されています。溶接の際には接合強度と車両の軽量化を両立させる必要があります。多くの自動車メーカーは、ロボット搭載レーザー溶接機がこれらの異なる厚さの鋼材に適合できるかどうか、またプロセスをどのように調整する必要があるかについて懸念しています。実際、適切な装置を選択し、パラメータを正確に調整すれば、安定した溶接を実現できます。

ロボット搭載レーザー溶接機とさまざまな厚さの高張力鋼との互換性は、レーザー源の出力範囲とロボットの協調性能によって決まります。主流のファイバーレーザー溶接機の出力範囲は 500W ～ 6000W です。 6軸、7軸ロボットと組み合わせることで、板厚1.0mm以下の薄板の精密溶接から3.0mmを超える厚板の深溶け込み溶接まで対応できます。一般的に使用される白ボディの厚さ 1.2 mm および 2.5 mm の高強度鋼の突合せ溶接では、頻繁に機器を交換することなく、レーザー エネルギーと溶接経路を調整することで 1 台のデバイスで作業を完了できます。

プロセス調整は、「エネルギー マッチング、パス適応、補助サポート」という 3 つのコアを中心に展開する必要があります。まず、レーザー エネルギー パラメーターの調整です。厚さが増加すると、レーザー出力を高め、溶接時間を延長する必要があります。たとえば、厚さ 1.5 mm の高強度鋼を溶接するには、電力 2000 W、速度 1.2 m/min が使用されますが、厚さ 2.8 mm の鋼を溶接するには、電力 3500 W、速度 0.8 m/min に調整する必要があります。同時に、焦点ぼけも最適化する必要があります。薄いプレートは一般に、焼き付きを減らすためにポジティブ デフォーカス (レーザー焦点がワークピースの上にある) を使用しますが、厚いプレートは浸透を深くするためにネガティブ デフォーカス (焦点がワークピースの内側にあります) を使用します。

2つ目は溶接経路と姿勢の調整です。ロボットは鋼板の厚さの違いに応じて溶接トーチの角度を調整する必要があります。突合せ溶接される鋼板の厚さの差が 0.8 mm を超える場合は、エネルギーが溶融部に集中するように、溶接トーチを厚い板側に 5° ～ 10°傾ける必要があります。湾曲部や角部にある厚さの異なる鋼材の場合、不均一な溶接継ぎ目を引き起こす可能性のある速度変化を避けるために、ロボットの動作軌道を滑らかな移行点で設定する必要があります。

最後に、補助プロセスのサポートがあります。厚板高張力鋼を溶接する場合は、溶接シームの酸化を防ぐために流量を 15 ～ 25L/min に制御して不活性ガス (アルゴンなど) 保護を使用できます。鋼板の表面にスケールがある場合、レーザー前処理機能を作動させて溶接前に不純物を除去し、溶接品質を向上させることができます。さらに、ロボットに搭載されたビジョンシステムにより鋼板の厚さの変化をリアルタイムで監視し、プリセットパラメータライブラリを自動的に呼び出して、異なる厚さの鋼板の素早い切り替え溶接を実現します。

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