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レーザー溶接は、最新の産業で広く使用されている最先端の技術であり、金属部品を極端に正確に結合するために使用されています。産業が自動化と高精度の製造に移行するにつれて、レーザー溶接機は不可欠なツールになり、高速、低熱歪み、優れた品質を提供します。
そのコアでは、レーザー溶接は、濃度の光のビームを使用して材料を溶かして融合する技術です。多くの場合、接触力や高い機械的力を含む従来の溶接方法とは異なり、レーザー溶接は非接触で高度に制御されたプロセスです。これにより、よりクリーンでより正確で、より高速な溶接が行われるため、自動車、航空宇宙、電子機器、医療機器などの用途に最適です。
レーザー溶接機は、濃縮された高エネルギーレーザービームを使用して、そのジョイントで材料を溶かして融合する原理に基づいて動作します。このプロセスは高速で正確であり、最小限のヒートフィートゾーンを生成するため、清潔で正確な溶接を必要とするアプリケーションに最適です。このテクノロジーの仕組みを理解するために、レーザー生成から溶接の最終形成に至るまで、プロセスに関与するコア段階を分解しましょう。
すべてのレーザー溶接機の中心には、そのレーザー源があります。レーザーソースの役割は、非常に集中し、ターゲットワークに向けられたコヒーレント光のビームを生成することです。アプリケーション、材料の種類、および必要な出力電力に応じて、いくつかのタイプのレーザーソースが使用されます。
ファイバーレーザーは、最新のレーザー溶接機、特に高精度および高速産業用途で最も広く使用されています。これらのレーザーは、Ytterbiumなどの希土類元素をドープした光繊維を介してビームを生成します。レーザービームは、エネルギー損失を最小限に抑えて繊維を介して送信され、次のようになります。
高いビーム品質
優れた焦点
エネルギー効率
メンテナンスが少ない
信頼性とスケーラビリティのため、ファイバーレーザーはロボットおよび自動溶接システムに最適です。
CO₂レーザーは、ガスの混合物（通常は二酸化炭素、窒素、ヘリウム）を使用して赤外線レーザー光を生成します。これらのレーザーは、プラスチック、木材、セラミックなどの非金属材料の切断と溶接に効果的です。ただし、レーザー溶接のコンテキストでは、ミラーを介したビーム送達が実現可能な場合、厚い金属材料にも使用されます。
CO₂レーザーは高出力レベルを提供しますが、以下のために精密なアプリケーションに制限があります。
より大きなビームスポットサイズ
ミラーを使用した複雑なビーム配信
ファイバーレーザーと比較してより高いメンテナンス
ND：YAG（ネオジムドープYttriumアルミニウムガーネット）レーザーは伝統的に人気がありました レーザー溶接機。 連続モードとパルスモードの両方で動作する能力により、また、光ファイバーによるビームデリバリーの柔軟性を提供しました。ただし、繊維レーザーの上昇により、電気効率が向上し、運用コストが削減されているため、ND：YAGレーザーは、より高度な技術を支持して主に段階的に廃止されています。
世代後、レーザービームは溶接部位に輸送する必要があります。これは通常、以下を通じて行われます。
ファイバーレーザーの光ファイバーケーブル
CO₂レーザーシステムのミラーとレンズ
ビームは、ワークピースの小さな領域に精密レンズを使用して焦点を合わせます。この濃縮エネルギーは、周囲のゾーンに影響を与えることなく基本材料を溶かすのに十分な強度な局所的な加熱を生み出します。
レーザー溶接機によって生成される集中ビームは、ピンポイントの位置に膨大なエネルギーを供給し、材料を急速に加熱し、溶融プールを形成します。この溶融プールは、レーザーが移動するか、溶接経路に沿って導かれると、ジョイントに沿って移動します。
いくつかの要因が、溶接がどれほど深く効果的に浸透するかを決定します。
レーザーパワー：より高い電力は、より深い浸透とより速い溶接速度をもたらします。
フォーカルスポットサイズ：スポットサイズが小さくなるとエネルギー密度が増加し、融解が向上します。
溶接速度：速度が速く、熱入力を減らし、浸透とビーズの形状に影響します。
材料の種類と反射率：アルミニウムや銅などの金属はレーザー光を反映しており、より高いエネルギーまたは特殊な波長が必要になる場合があります。
レーザービームが進むにつれて、溶融プールがすぐに冷却して固まり、高強度の溶接継ぎ目が形成されます。高速加熱と冷却速度は、歪みを最小限に抑え、材料の構造的完全性を維持します。
aの機能 レーザー溶接機は、 段階的なプロセスとして検討すると、よりよく評価できます。材料の準備から固化までの各段階は、一貫した高品質の溶接を達成するために重要です。
正確な材料の位置決めは、レーザー溶接において重要です。溶接プロセスが開始される前に、レーザービームがジョイントに正確に焦点を合わせていることを確認するために、ワークピースを正確に整列させる必要があります。セットアップによっては、これを使用して実行できます。
高精度の備品
CNC制御テーブル
ロボットアーム
ビジョンガイドシステム
自動化された環境では、マシンビジョンカメラはリアルタイムで偏差を検出および修正し、複雑または可変のジオメトリでも適切なアライメントを確保します。
材料が適切に配置されると、レーザー溶接機がレーザーを作動させます。マシンの制御システムは、ミラーまたは光ファイバーを使用して、ビームをジョイントに向けます。この段階には、以下などの重要なパラメーターに対するリアルタイムの制御が含まれます。
レーザー出力出力：供給されるエネルギーの量を決定します。
パルス周波数（パルスモード） ：エネルギーの数あたり。
移動速度：レーザーがジョイントを横切って移動する速度。
焦点距離の調整：ビームを溶接面に焦点を合わせます。
高度なレーザー溶接機は、材料や環境が変化しても、安定した溶接を確保するためにこれらの変数をフライで調整する閉ループフィードバックシステムを備えています。
レーザービームがジョイントに接触すると、金属を溶かすのに十分な熱を生成し、溶融溶接プールを形成します。溶接の深さと幅は、レーザーのパラメーターと材料特性によって制御されます。
レーザーが進むにつれて：
溶融プールの後縁が冷えて固まります。
2つの材料を恒久的に融合する固体溶接縫い目が形成されます。
このプロセスは、溶接技術とアプリケーションに応じて、連続モードまたはパルス間隔で発生する可能性があります。
レーザー溶接の冷却速度は通常非常に高速であり、次のものに貢献します。
細かい微細構造
最小限の暑いゾーン（HAZ）
機械的強度の向上
レーザー溶接機はいくつかのモードで動作し、それぞれ異なるアプリケーションに適しています。
このモードでは、レーザーは一定の光のビームを発し、長く、途切れない溶接に最適です。多くの場合、高速生産ライン、特に自動車製造ラインで使用されます。 CW溶接には通常、1000Wから6000Wまでの高出力が必要です。
この方法は、要するに高強度パルスでレーザーエネルギーを発します。薄い材料または熱に敏感な小さなコンポーネントを溶接するのに最適です。パルス溶接は、一般的に使用されます。
エレクトロニクス
ジュエリー
医療機器
ここでの電力レベルは、通常50Wから500Wの間ではるかに低くなっています。
キーホール溶接（深い浸透） ：レーザーの高出力は材料を蒸発させ、 'keyhole。'として知られる狭い深い穴を作成します。厚い材料や構造用途に最適です。
伝導溶接（表面融合） ：レーザーは表面のみを加熱し、浅い融解を引き起こします。これは、最小限の熱歪みが重要な薄い金属や精密なアプリケーションに適しています。
レーザー溶接を際立たせるのは、その速度や熱だけではなく、それが提供する精度と制御です。
レーザーパワー：ワークピースに供給されるエネルギーの量を決定します。より多くのパワーにより、より深い溶接やより速い動作が可能になりますが、多すぎると材料を燃やしたり歪めたりする可能性があります。
パルス周波数：パルス溶接では、これは1秒あたりのエネルギーのバーストの数を定義します。周波数が高いと、より滑らかで一貫した溶接が発生します。
フォーカス調整：焦点は溶接面に正確に整合する必要があります。焦点が誤っていると、融合が不十分または弱い関節につながる可能性があります。
最新のレーザー溶接機には、リアルタイム監視、自動フィードバックループ、およびマシンビジョンシステムが装備されています。これらのテクノロジーは次のことを保証します
正確なポジショニング
一貫した溶接品質
欠陥の検出と修正
ヒューマンエラーの減少
高度なセットアップでは、AIと機械学習は溶接パラメーターを自動的に最適化するためにも使用されており、品質と効率をさらに向上させています。
レーザー溶接は、高エネルギー、正確な制御、スマートオートメーションを絞り込む近代的なエンジニアリングの驚異です。レーザービームの生成から、きれいで耐久性のある溶接の形成まで、このプロセスは速度、精度、および強度のために構築されます。エレクトロニクス、自動車、またはハイエンドの製造で使用されているかどうかにかかわらず、その汎用性と精度は、それを不可欠なソリューションにします。
レーザー溶接技術を探索したり、信頼できるレーザー溶接機に投資したい場合は、高度な溶接ソリューションを専門とする信頼できるメーカーとして、Guangdong Pudian Automation Technology Co.、Ltd。と接続することをお勧めします。詳細については、彼らのウェブサイトにアクセスするか、今すぐチームに連絡してください。
