レーザー溶接厚みチャートと出力設定

レーザー溶接プロセスのパラメータ設定

レーザー溶接装置で重要なのは、加工パラメーターの設定と調整である。材料の厚さや種類に応じて、異なる走査速度、幅、出力などを選択する（デューティ・サイクルとパルス周波数は通常、調整する必要はない）。一般的な加工パラメータを下表に示す。

レーザー溶接リニアプロセスパラメーター

溶接されるワークの幅に正確に一致するよう、ガルバノ メーターの振動振幅を最適化する。これにより、溶接シーム全体に均一なエネルギー分布が確保される。

レーザー出力要件は、材料の厚さに直接相関します。厚い板は、完全な貫通を達成するためにより高いレーザー出力を必要とし、薄い材料は、バーンスルーや歪みを防ぐためにより低い出力を必要とします。

1.0mm以下の薄い板では、レーザーパラメーターの微調整が重要です。入熱および溶け込み深さを制御するために、材料の厚さに基づいてデューティサイクルを調整します。これらのパラメーターは、主に溶接溶け込み特性に影響し、熱影響部（HAZ）を最小限に抑えます。

リニア溶接技術は汎用性があり、斜め溶接や突合せ 溶接を含む様々な接合形状に適している。適切に最適化すれば、さまざまな形状で安定した 溶接品質が得られる。

溶接ヘッド発振の最適周波数範囲は4～20Hzです。この範囲内で、材料特性、板厚、希望する溶接特性 に応じて出力密度を調整してください。一般的に周波数が高いほど、溶接速度は速くなるが、 出力が増加する可能性がある。

内角溶接では、ガルバノ振動幅を狭くする。振動振幅を小さくするとエネルギーが集中し、溶け 込みが深くなり、接合界面での融着が強くなる。しかし、アンダーカットや過度な溶け込みの リスクとのバランスを取る必要がある。

特記事項

前述のパラメーターは一般的なガイドラインであり、レーザー出力、材料の組成と特性、特定の溶接技術、接合幅など、いくつかの重要な要因に基づいて微調整する必要がある。経験則として、薄い板はより低いレーザー出力を必要とし、厚い板はより高い出力設定を必要とする。ただし、この関係は厳密には線形ではなく、材料の熱伝導率および反射率によって異なる場合があります。

レーザーヘッド制御パラメーターも、最適な溶接品質を達成する上で重要な役割を果たします。ラインタイプ・パラメーターは、溶接経路に沿った正確なエネルギー分布を可能にするため、斜め溶接および雄隅肉継手に特に効果的です。対照的に、O タイプ・パラメーターは汎用性があり、突合せ継手、重ね継手、複雑な形状など、幅広い溶接用途に適しています。

これらのパラメーターは、実用的な試験を通じて検証される必要があり、溶け込み深さ、ビード幅、最小熱影響部など、望ましい溶接特性を達成するために反復調整が必要になる場合があることに注意することが重要である。さらに、シールド・ガスの組成、流量、およびノズルの設計のような要因は、溶接プロセスに大きな影響を与える可能性があり、レーザー・パラメーターと併せて考慮する必要がある。

最適な結果を得るためには、すべての関連変数を 考慮し、溶接される特定の素材および継手構成に合 わせた、包括的な溶接手順仕様書（WPS）を作成す ることを推奨する。

レーザー溶接O型プロセスパラメータ

検流計の振動振幅を調整し、溶接されるワークの幅に 正確に合わせます。これにより、溶接シーム全体に最適なエネルギー分布が確保されます。

必要なレーザー出力は板厚に直接相関します。板厚が厚い場合、完全な貫通を得るために高いレーザー出力が要求され、板厚が薄い場合、過熱やバーンスルーを防ぐために低い出力が要求されます。

1.0mm以下の薄い板では、パラメーターの微調整が重要です。溶け込み深さを制御し、熱影響部 (HAZ)を最小化するために、焦点位置、パル ス持続時間、エネルギー密度を調整する。これらのパラメーターは、主に薄板継手の 溶接溶け込みおよび機械的特性に影響する。

直線溶接パターンは汎用性があり、斜め溶接や突合せ 溶接を含む様々な接合形状に適している。ただし、特定の継手形状におけるエネルギー配 分を最適化するために、ビーム成形技術を考慮 すること。

溶接ガンの周波数範囲4～20Hzは、プロセスの最適 化を可能にする。一般的に、低い周波数は厚い材料に適し、高い周波 数は薄い板に有効である。周波数と連動して出力密度を調整することで、 望みの溶接特性を得ることができる。

ダブル・モーター振動を利用したO型溶接モードは、多様な溶接用途に適応します。この技術は、材料の完全な溶融を保証し、溶接プールの均一な混合を促進するため、リニア溶接に比べて溶接の安定性に優れています。エネルギー入力の強化により、より高いレーザー出力が必要となるが、ギャップ・ブリッジ能力の向上や溶接シームのポロシティ減少などの利点が得られる。

特記事項

パラメータは一般的なガイドラインであり、レーザー出力、材料特性、溶接技術、接合幅などの特定の要因に基づいて微調整する必要がある。経験則として、板厚が薄いほど低いレーザー出力が必要となり、板厚が厚いほど高い出力設定が必要となる。レーザー・ヘッド制御に関しては、ライン・タイプ・パラメーターが斜め溶接およびオス隅肉溶接に特に効果的であるのに対し、Oタイプ・パラメーターは汎用性が高く、幅広い溶接用途に適している。

最適化する際には、以下を考慮することが重要である。 レーザー溶接 パラメータがある：

1. 材料の特性：ワークピースの熱伝導率、反射率、融点は、パラメータ選択に大きく影響します。
2. 接合部の形状：最適な結果を得るためには、異なる接合構成（突き合わせ、重ね合わせ、フィレット）の場合、個別のパラメータ調整が必要になることがあります。
3. 溶接速度: このパラメーターは、入熱と溶接溶け込みに直接影響するため、レーザー出力とのバランスに注意が必要です。
4. 焦点位置：ワークピース表面に対する焦点位置を調整することで、エネルギー分布と溶接プロファイルを最適化できます。
5. シールド・ガス：シールド・ガスの種類と流量は溶接品質に影響 するため、特定の用途に合わせる必要がある。
6. パルス整形：パルス・レーザー溶接では、パルス持続時間と周波数を操作することで、溶接特性を向上させ、欠陥を最小限に抑えることができる。

本番の溶接を開始する前に、必ず代表的なサンプルで試 験溶接を行い、パラメータ設定を検証し、改良する。この手法により、一貫した溶接品質が確保され、 欠陥が最小限に抑えられ、産業用途における工程 効率が最適化される。