自動レーザー肉盛溶接装置は、高エネルギーのレーザー ビームを利用して、合金粉末やワイヤなどのクラッド材料を溶解し、金属基板の表面にクラッドする一種の産業装置です。この技術は、コストを削減し、部品の寿命を延ばしながら、耐摩耗性、耐食性、耐高温性などのワークピースの表面特性を強化します。自動化システムは高精度かつ効率的な操作を保証し、複雑な部品の大量生産や修理に適しています。
I. 動作原理
1. レーザービームの集束:高エネルギーのレーザー光線が光学系を介してワーク表面に集光されます。
2.材料の溶解：溶融材料 (粉末またはワイヤ) は、粉末フィーダまたはワイヤ フィーダ システムを通じてレーザー溶融プールに供給されます。
3. プールの形成:レーザーは基板の表面を溶かして溶融池を形成し、その中でクラッド材料が基板に融合します。
4.急速冷却:融着層は急速に冷却されて固化し、基材と冶金学的に接合された融着層を形成します。
II.機器の構成
1. レーザーシステム
- レーザーの種類:ファイバーレーザー, CO₂レーザー, 半導体レーザー。
- パワー範囲: 通常、500Wそして10kW、プロセス要件に応じて。
3. CNCモーションシステム
- 3 軸/5 軸 CNC プラットフォーム: レーザーヘッドまたはワークピースの動きを制御して、複雑な形状のクラッディングを実現します。
・ロボットシステム：複雑なワークのマルチアングル加工に適しています。
4. 冷却システム
- レーザー冷却：レーザーの安定した動作を維持するために、通常は水冷システムを採用しています。
- ワーク冷却：過熱による変形や性能低下を防ぎます。
5. 自動制御システム
- ソフトウェアシステム:CAD/カム自動生産をサポートするプログラミング。
- 監視システム: 溶解プロセス中の温度、レーザー出力、溶融池の状態をリアルタイムで監視します。
Ⅲ．プロセスの特徴と利点
1. 高精度と高効率
- レーザー光の制御が精密であり、クラッド層の厚さを以下の範囲内で制御できます。0.1～5mm。
- 自動制御システムにより、処理の一貫性と効率が保証されます。
2. 強い材料適合性
- さまざまなクラッド材をサポート:鉄系, ニッケルベース, コバルト基合金そして複合材料。
- 異なる材料間の複合クラッドを実現し、性能を向上させることができます。
3. 熱影響部が小さい
・局部加熱によるレーザークラッディングのため、基板の変形が少なく、精密部品の加工に適しています。
4. 金属結合
- クラッド層と基材間の金属結合、高い結合強度、層間剥離や剥離の問題を回避します。
5. 修理と強化
- 金型、ベアリング、エンジン部品などの摩耗または損傷した高価な部品の修理に適しています。
IV.応用分野
•金型の製作と修理
•航空宇宙
•自動車産業
•石油化学産業
•重機
V. 機器選定のポイント
1. レーザー出力要件
- 薄層クラッド:500W～2kW
- 厚層溶接:3kW～10kW
2. 加工精度
- 高精度が必要な場合は、クローズドループ制御システムを搭載した装置を選択してください。
3. 溶解材の種類
・ワークの材質や使用環境に応じて、適切な粉体送給方式とワイヤ送給方式をお選びください。
4. 作業スペースと柔軟性
- 装置テーブルまたはロボット アームの可動範囲が生産要件を満たしていることを確認します。
VI.今後の開発動向
1. インテリジェントな制御
- 人工知能と機械学習の統合により、コーティングプロセスのパラメータを最適化し、処理品質を向上させます。
2. 複合クラッド技術
- より高い性能の要求を満たすための多層複合材料クラッドの開発。
3. 環境保護と省エネ
- 資源消費を削減するために、より効率的かつ低エネルギー消費のレーザークラッディングシステムを開発します。
自動レーザー肉盛溶接装置は現代の製造業における重要な技術ツールであり、その高精度、自動化、材料互換性により、さまざまなハイエンドの製造および修理分野で広く使用されています。
投稿日時: 2024 年 12 月 2 日