ハンドヘルドレーザー溶接システムの開発の簡単な分析

約10年前、国内市場のレーザー溶接機に使用されていたレーザー光源は、消費電力が大きくサイズも大きい固体光ポンピングレーザーでした。「光路変更の難しさ」という欠点を解決するため、光ファイバー伝送方式のレーザー溶接機が導入されました。その後、海外のハンドヘルド光ファイバー伝送装置にヒントを得て、国内メーカーは独自のハンドヘルドレーザー溶接システムを開発しました。

これはハンドヘルドレーザー溶接機の1.0バージョンです。光ファイバーによるフレキシブル伝送を採用しているため、溶接作業がより柔軟で便利になりました。

そこで、「TIG溶接機とハンドヘルドレーザー溶接機の1.0バージョン、どちらが良いですか？」と聞かれるかもしれません。しかし、これらは動作原理が異なる異なるタイプの装置です。それぞれ独自の用途があると言えるでしょう。

TIG溶接機：

1.厚さ1mm以上の溶接材料に適用可能。

2.小​​型で低価格。

3.溶接強度が高く、さまざまな材料に適しています。

4.溶接スポットは大きくて見た目が美しいです。

ただし、欠点もあります。

1.熱影響部が非常に大きく、変形が発生しやすい。

2.厚さが1mm未満の材料の場合、溶接性能が悪くなりやすい。

3.アーク灯と廃煙は人体に有害である

そのため、ある程度の強度の溶接が求められる中厚材料の溶接には、TIG 溶接の方が適しています。

ハンドヘルドレーザー溶接機のバージョン1.0

1.焦点は非常に小さく正確で、0.6〜2mmの間で調整できます。

2.熱影響部が非常に小さく、変形を起こさない。

3.研磨などの後処理が不要です。

4.無駄な煙は発生しない

しかし、ハンドヘルドレーザー溶接システムのバージョン1.0は、結局のところ新しい発明であったため、価格が比較的高く、消費電力も大きく、サイズも大きかった。さらに、溶接の溶け込みが浅く、溶接強度もそれほど高くなかった。

そのため、ハンドヘルドレーザー溶接機のバージョン1.0は、TIG溶接機の欠点を克服しました。溶接強度が低い薄板材の溶接に適しています。溶接後の仕上がりも美しく、後研磨も不要です。そのため、ハンドヘルドレーザー溶接機は広告や研削工具の修理業で利用され始めました。しかし、価格の高さ、消費電力の大きさ、そして大型であることから、広く普及するには至りませんでした。

しかし、2017年後半になると、国内のレーザーメーカーが活況を呈し、国産の高性能ファイバーレーザー光源が広く普及しました。Raycusをはじめとする大手レーザーメーカーは、500W、1000W、2000W、3000Wの中高出力ファイバーレーザー光源を積極的に展開しました。ファイバーレーザーは瞬く間にレーザー市場で大きなシェアを獲得し、固体光ポンピングレーザーに取って代わりました。その後、一部のレーザー機器メーカーは、500Wファイバーレーザーをレーザー光源として搭載したハンドヘルドレーザー溶接機を開発しました。これが、ハンドヘルドレーザー溶接システムの2.0バージョンでした。

ハンドヘルドレーザー溶接機2.0バージョンは、バージョン1.0と比較して溶接効率と加工性能が大幅に向上し、一定の強度が求められる厚さ1.5mm以下の材料の溶接も可能になりました。しかし、バージョン2.0も完璧ではありませんでした。超高精度の焦点位置を実現するには、溶接製品の精度も求められます。例えば、厚さ1mmの材料を溶接する場合、溶接線が0.2mmを超えると、溶接性能は低下します。

厳しい溶接ライン要件を満たすため、レーザー機器メーカーは後にウォブル式ハンドヘルドレーザー溶接機を開発しました。そして、これがそのバージョン3.0です。

ウォブル式ハンドヘルドレーザー溶接機の主な特徴は、溶接焦点が高周波でウォブルすることで、溶接焦点を6mmに調整できることです。つまり、溶接線が太い製品でも溶接が可能です。さらに、3.0バージョンは2.0バージョンよりも小型で価格も抑えられており、発売当初から大きな注目を集めました。そして、現在市場で販売されているのもこのバージョンです。

よく見ると、ハンドヘルドレーザー溶接システム内部のファイバーレーザー光源の下に冷却装置が取り付けられていることに気付くかもしれません。この冷却装置は、ファイバーレーザー光源の過熱を防ぐために使用されます。過熱は溶接性能の低下や寿命の短縮につながるためです。ハンドヘルドレーザー溶接システムに搭載するには、冷却装置をラックマウント型にする必要があります。S&A RMFLシリーズラックマウントチラーは、1kWから2kWのハンドヘルドレーザー溶接機用に特別に設計されています。ラックマウント設計により、チラーを機械レイアウトに統合できるため、ユーザーのスペースを大幅に節約できます。さらに、RMFLシリーズラックマウントチラーはデュアル温度制御を備えており、レーザーヘッドとレーザーを個別に効果的に冷却します。RMFLシリーズラックマウントチラーの詳細については、 https://www.teyuchiller.com/fiber-laser-chillers_c2をご覧ください。