D30 ウォブルヘッド

ウォブル機能内蔵型D30溶接ヘッド

IPG Photonicsではウォブル機能が統合された溶接ヘッドを提供しています。このウォブル機能によって、高品質に作成される溶接シームの幅が広がります。必要なレーザー出力を縮小しながら高出力集束ビームを実現します。また、溶接対象の部品間にギャップがある場合でも、高品質の溶接を行うことができます。ウォブル機能によって溶接加工の安定性、再現性、溶接シームの美観が向上します。レーザーウォブリングの柔軟性により、さまざまな材料や溶接部品形状に使用する溶接パラメーターを容易に最適化できます。レーザーウォブル機能は、自動車や鉄道産業で期待に応える成果を挙げてきました。

3D

機能

すぐれたレーザー出力処理      シームトラッキング対応
プログラム可能なスキャンパラメーター 密閉構造により長期安定性
可変ウォブリングの半径と周波数 プラグアンドプレイアーキテクチャによりIPG製レーザーに簡単取り付け可能

 
 

仕様

ウォブル周波数 1 kHz
レーザー出力 6 kW

構成例

焦点距離 500 mm*
ウォブルの直径 5 mm

ウォブルによるシームトラッキング範囲(単一軸)

± 5 mm

フルスキャン範囲(単一軸)

± 7.5 mm

* 他の焦点距離も対応可能です。

 

従来の溶接方法では難しい溶接も、視覚的にきれいに仕上がります。
 

カーボンスチール
角継手

 

アルミニウム
突き合わせ継手

 

オーステナイト系ステンレス鋼
突き合わせ継手

 

ーステナイト系ステンレス鋼
チューブ・シェルの熱交換器

 

ーステナイト系ステンレス鋼
チューブ・シェルの熱交換器

Wobble Process Heads Brochure 2018

 

従来の溶接方法と比較したウォブル溶接の特長


 ウォブルモード

  • ウォブル/シームトラッキングモジュールを内蔵した溶接ヘッドでは、次のウォブルモードを利用できます。

 

  • ウォブル周波数や振幅アプリケーションに基づいて変更できます

 


 溶接品質 / 一貫性

  • 従来のレーザー溶接方法と比較して、ウォブルオプションによる溶接ではすぐれた溶接品質が得られます。
  • ウォブルによって、アルミニウム、銅などの材料を溶接する場合、反射による影響を受けにくい加工が可能になります。
 

6061-T6アルミニウムでのコーナー溶接(厚さ1.5 mm)。左の画像は加工部分全体の品質を示し、右の顕微鏡的な画像は溶接部分の拡大図を示しています。

 


 亀裂 / 多孔性の傾向がある材料

  • 従来の方法で溶接する場合、一部の材料は溶接欠陥の影響を受けやすく、以下のような例があります。

溶接加工中に孔が形成されやすい、一部のグレードのアルミニウム
熱分解の影響を受けやすいスプリングスチール

  • ウォブル溶接ヘッドの使用時は溶接加工をさらに最適化できるので(ウォブルモード、振幅、周波数)、溶接欠陥を最小限に、あるいは除去することができます。
   

従来のレーザー溶接加工で溶接された6061アルミニウムサンプル:断面に明らかな孔

 

ウォブル機能付きヘッドを使用して溶接された6061アルミニウムサンプル:断面に穴がない

 


異種金属の溶接

  • 異種金属の溶接において、ウォブル機能には次のような特長があります。

ある金属が他の金属より融点が高いか、または反射率が高い場合に、ウォブルパラメータを適切に選択することによって、金属の溶融挙動の「バランスを取る」ことができます。
金属を組み合わせて溶接すると、壊れやすい金属間化合物が形成される傾向があります。ウォブル機能を使用すると、金属間層の溶融/凝固をより適切に制御できるので、溶接品質が向上します。

 
円形ウォブルを使用して溶接された304ステンレス鋼と無酸素銅チューブ   溶接の断面に金属の融合を示すEDS画像

 


プロセス変数の許容値

  • ワークピース間のギャップなどのプロセス変数は、ウォブル溶接によってプロセスパラメーターウィンドウが大幅に広くなり、良質の溶接を実現できます。

  • 例:突き合わせ溶接ステンレス鋼シート(厚さ1.5 mm

 

A) ワークピース間のギャップのバリエーション   B) ワークピース間の中心線からのオフセット
 

 

ギャップμm) 0 50 100  150 200 250 300 350 400 450 500   
従来のレーザー溶接 o o Δ  Δ  × × × × × × ×  
ウォブルによるレーザー溶接 o o  o  o o o Δ Δ Δ Δ ×  
オフセット(μm) 0 50 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
従来のレーザー溶接 o o o o Δ × × × ×  ×  × ×
ウォブルによるレーザー溶接 o o o o o Δ Δ Δ Δ ×

 

o  = な溶接

Δ = 許容範囲内

× = 不可 / 溶接されていない

シームトラッキング

  • 完全なシームトラッキングシステム
  • 変化するシーム位置に合わせて溶接位置を自動調整することによって生産性が向上
  • 高速CCDカメラとLEDストロボランプを使用して高速可動部品を撮像
  • 10 um未満の精度でシームを位置付け
  • 加工の一貫性向上

穴あけ加工

  • 直径が調整可能な穴あけ加工
  • 穴あけ加工ノズルを使用して最適化された気体流を提供
  • ハンマー穴あけ加工アプリケーション全体で加工の一貫性を提供
  • スキャンコントローラーを使用して穴の形状をカスタマイズ可能

スキャニング

  • 狭い区域のスキャンアプリケーションに最適
  • IPGスキャンコントローラーとIPG溶接ソフトウェアでジョブの設定と実行に使用
  • ウォブル機能の高い柔軟性により多数の形状と機能に対応
  • 高出力スキャンでエアナイフ、ガスアシストポート、同軸ノズルを使用が可能
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