高い

ファイバーレーザー溶接は、溶接の品質、信頼性、性能が向上し、好ましいプロセスとして成長を続けています。 ファイバーレーザー溶接アプリケーションの多くは自生的であり、母材金属の一部を溶かすことによって完全に溶接が形成され、追加のフィラーワイヤや粉末は使用されません。

レーザービーム溶接アプリケーションは、ほとんどの場合、さまざまな材料に対して自発的に行われます。 ただし、特定の困難な材料や困難な用途では、溶接プロセスで溶加材の使用が必要になります。 そうすることで、溶接プロセスの大幅な改善が可能になります。

アプリケーションの改善には次のものが含まれます。

フィラー材料を使用したレーザー溶接は、粉末またはワイヤを使用して行うことができます (図 1 を参照)。 ただし、産業用レーザー溶接アプリケーションの大部分ではワイヤーが使用されます。 この記事では、ワイヤーを使用したファイバーレーザー溶接に焦点を当てます。 ワイヤーが好まれる理由の 1 つは、その低コストであることに注意してください。 通常、ほとんどの材料では、粉末原料はワイヤ原料よりも高価です。 たとえば、直径 0.9 mm のインコネル 625 ワイヤの一般的なコストは 1 ポンドあたり 26 ドルですが、同じ材料の粉末の場合は 1 ポンドあたり 48 ドルです。 そのため、粉末は溶接用途ではなく、主に積層造形用途で使用されます。

マルチパラメータプロセスであるフィラーワイヤを使用したレーザー溶接は、品質、プロセス速度、コストを決定するいくつかの条件の影響を受けます。

溶接/フィラーワイヤ速度 : 所定のエア ギャップと板厚に対するワイヤの送り速度は重要なパラメータであり、溶接速度、接合面間のギャップの断面積、およびフィラー ワイヤの断面積に依存します。 関係は次のように表されます。

ワイヤ送給速度（m/min）＝溶接速度（m/min）×ギャップ断面積（mm2）／ワイヤ断面積（mm2）

フィラー ワイヤを使用すると、ワイヤを溶かすために使用する必要があるレーザ エネルギーを補うために、特定のレーザ出力に対して溶接速度が 10 ～ 20 パーセント低下します。 低速のトレードオフは、フィラー ワイヤを利用することで得られる利点によって相殺されることに注意してください。 ただし、正しいフィラーワイヤー速度を使用することが重要です。 フィラーワイヤの速度が低すぎると、レーザービームから発生する熱量がワイヤ端のより大きな部分を溶かす可能性があるため、ワイヤと溶接される材料に影響を与えます。 これにより、プロセス中に形成された液体金属ブリッジが破壊され、ワイヤの端に液滴が形成され、プロセスの安定性が一時的に損なわれる可能性があります。

フィラーワイヤの割合が高すぎると、溶接領域に供給されるエネルギーが安定して永久的なワイヤ溶解に不十分になる可能性があります。 ワイヤの端部および液体金属ブリッジ内の液体金属の体積が増加し、エアギャップがあふれます。 さらに、溶けていないワイヤがプールの後方領域に入り、液体金属を押し出し、凝固することにより、溶接表面の特徴的なこぶと溶接の根元に気孔が形成されます。 正しい溶接速度により、正しい溶け込み深さ、溶接幅、トップビード高さが確保されます。

レーザービームとフィラーワイヤーの相互作用:露出したワイヤの長さが短すぎると、ビードの初期領域でワイヤが溶融することができなくなり、レーザー ビームが溶融する材料に直接影響を及ぼします。 また、露出したワイヤの長さが長すぎると、延長されたワイヤの端がプレートの表面に押し付けられます。 初期段階では、レーザービームがワイヤーを溶かし、ワイヤーを 2 つの部分に分割します。 その結果、プロセスが開始された場所は、表面に溶接されたワイヤーの端で覆われており、除去するのが困難でした。 極端な場合には、溶接されたワイヤの端がガス シールド ノズルとの衝突を引き起こし、ガス シールドが妨害されたり、除去されたりする可能性があります。 BeamDirector を備えた LASERDYNE 795 の制御機能により、レーザー ビームとフィラー ワイヤの正しい相互作用が保証されます。

BeamDirector を搭載した LASERDYNE 795 は、ファイバー レーザー溶接ウィル ファイラー ワイヤーに最適に設計されています。 System S94P コントローラーは、最適なガスシールドとレーザーパラメーターの制御を提供しながら、衝突保護を保証します。