現在、製造業では、従来の接触加工からレーザー非接触加工へと加工方法が移行しています。レーザー加工に用いられる一般的な設備は、レーザー溶接機。 なぜなら レーザー溶接機 高い溶接効率、小さな溶接点、小さなスポットなど、大きな利点があり、多くのお客様にご愛顧いただいております。しかし、使用すればするほど、それに伴う不具合も増えていきます。
もちろん、どんな機械にも故障の可能性はあります。 レーザー溶接機 システムの運用効率を向上させ、故障を減らし、作業効率を向上させるには、運用中に注意すべき問題と故障時の対処方法を理解する必要があります。この記事では、主に一般的なトラブルシューティング方法について説明します。 レーザー溶接機：
1.レーザー溶接機の溶接中に亀裂が発生するのはなぜですか？
ひび割れの種類と形成メカニズム：
1. 熱亀裂：
粒界割れとも呼ばれ、主に溶接の凝固プロセス中に生成されます。
形成の原因:
材料には不純物（S、Pなどの低融点不純物など）が多く含まれており、これが粒界に偏析して共晶を形成し、粒界強度が低下します。
粒子は粗く、粒界は弱い。
溶接入熱が大きいため凝固時間が長くなり、十分な粒成長が得られます。
溶接拘束応力が大きく、冷却収縮時に割れが発生します。
典型的な特徴:
通常は粒界に沿って拡大します。
ほとんどの場合、溶接の中心または溶融線の近くに現れます。
2. 冷間ひび割れ：
溶接が完了した後の冷却プロセス中に発生し、数時間または数日の遅延後に現れます。
形成の原因:
溶接部には硬化組織（マルテンサイトなど）が形成され、非常に脆くなります。
高水素含有量（湿った溶接ワイヤ、湿気の多い環境）
高い溶接応力。
溶接前の予熱が行われていないか、予熱が不十分です。
典型的な特徴:
方向は主に水平または熱影響部に沿っています。
遅延があり、予測不可能です。
3. 再加熱による亀裂：
粒界の弱化: 合金元素 (V、注記、ティ など) が粒界に析出して脆い相を形成し、複数の熱サイクルにより粒界構造が緩くなります。
温度感受性範囲: 450〜650°C（または特定の材料の感受性温度域）に再加熱すると、粒界脆化が顕著になり、亀裂が発生しやすくなります。
残留応力の影響: 加熱中に熱影響部内の元々の残留引張応力が解放され、亀裂の伝播を引き起こします。
亀裂特性:
主に溶接後の熱処理や多層多パス溶接の中間層で発生します。
熱影響部に位置し、横方向の亀裂の形で存在する。
多くの場合、遅れて粒界に沿って広がります。
検出が困難で、被害も大きい。
ひび割れ形成に影響を与える要因の分析：
素材構成:
高炭素鋼、高強度鋼、アルミニウム合金、ニッケル基合金などの材料は、亀裂に対する感受性が高いです。
不純物元素（S、P、Bなど）は粒界に偏析しやすく、脆い構造を形成します。
溶接入熱：
過剰な入熱: 溶接部の冷却が遅くなり、結晶粒が粗くなり、ひび割れが発生しやすくなります。
入熱量が多すぎると溶接の融合が悪くなり、応力集中部が形成されます。
溶接速度:
速度が速すぎる場合：熱不足、浸透不足、接合部の接着不良。
過度の速度：熱影響部の拡大、熱サイクルの増加、粒界脆化の危険性が高くなります。
溶接構造設計：
構造が複雑であったり、応力が集中している部分（厚いプレートや十字継ぎ目など）では、ひび割れが発生しやすくなります。
非合理的な設計は、溶接後に大きな変形と残留応力を生じさせます。
アセンブリギャップ:
隙間が大きすぎると、融合が困難になり、充填が不十分になり、気孔や未融合、微小亀裂が発生します。
不均一な隙間：局所的な入熱変動と応力集中。
予熱・後熱処理：
溶接前の予熱が不十分：冷却が速く、脆い組織（マルテンサイトなど）が生成されやすくなります。
溶接後の熱処理が不適切：プロセスに従って冷却を遅らせなかったり、保持時間が不十分だったりして、ひび割れが発生します。
環境湿度/水素含有量:
溶接環境は湿気が多く、溶接材料には水分が含まれており、母材の表面には水分や錆が発生し、水素含有量が増加します。
水素原子が溶接部に拡散し、水素誘起亀裂（特に冷間亀裂）を引き起こします。
レーザー溶接機の亀裂に対する具体的な解決策：
1. 材料の選択：
ひび割れ耐性が強い材料を選択します。
材料中のS、Pなどの不純物含有量を低減します。
低水素溶接材料を使用する。
アルミニウム合金の場合は、溶接性能の優れた合金モデルを選択してください。
2.レーザー溶接機の溶接パラメータを調整します。
過剰な溶接プールを回避するために、レーザー出力または熱入力を適切に減らします。
過度の熱影響部を避けるために溶接速度を適切に設定します。
マルチパス溶接では入熱を減らす戦略を使用します。
スポットサイズ、焦点位置、溶接深さを制御します。
3. 構造設計を改善する
溶接部の制約（自由端や合理的な遷移など）を軽減します。
T ジョイントの代わりに突合せジョイントを選択するなど、ジョイントの形状を最適化します。
空溶接や不完全な溶け込みを避けるために、適切な組み立てギャップを維持します。
4.溶接前・溶接後の処理対策
溶接前の予熱：特に高強度鋼や高炭素鋼の場合は、100～300℃に予熱することをお勧めします。
溶接後の絶縁または焼鈍し：応力を除去するためにゆっくり冷却します。
水素による割れを防ぐために周囲の温度と湿度を制御します。
5. 補助プロセスの導入：
レーザーアークハイブリッド溶接：ピーク入熱を低減します。
酸化を減らすためにバックシールドガス（アルゴンなど）を使用します。
スイング溶接を使用して溶接幅を広げ、応力の集中を減らします。
6. 検出と監視：
リアルタイム温度監視システム。
アコースティックエミッションや赤外線サーモグラフィーなどのオンライン亀裂検出技術。
溶接後の非破壊検査方法（ユタ州、PT、RT）を使用して、亀裂のリスクを確認します。
2.レーザー溶接機の溶け込みが不十分である：
1) レーザーエネルギーが不十分ですが、パルス幅と電流を増やすことで解決できます。
2) 集光ミラーのデフォーカス量が正しくなく、デフォーカス量を焦点に近い位置に調整する必要があります（ただし、スパッタが発生しないこと）。
3.レーザー溶接機のレーザービームが溶接中に弱まる：
1) 冷却水が汚染されているか、長期間交換されていない。冷却水を交換し、UVフィルターガラス管とキセノンランプを清掃することで問題を解決できます。
2) 集束レンズまたはレーザー共振空洞ダイヤフラムが損傷または汚染されているため、適時に交換または清掃する必要があります。
3) 主光路のレーザーがオフセットしています。主光路の全反射絞りと半反射絞りを調整してください。写真用紙を使用して円形スポットを確認し、調整してください。
4) レーザーが集光ヘッド下の銅製エアノズルの中心から出力されません。45度反射絞りを調整して、レーザーがエアノズルの中心から出力されるようにしてください。
5) 光シャッターが完全に開いていません。光シャッターコネクタを点検し、潤滑油を補充してコネクタの機械的動作をスムーズにしてください。
この記事では、レーザー溶接機の溶接中にひび割れが発生する理由と具体的な解決策について主に説明します。後者の2つのレーザー溶接機で発生する問題についても簡単に説明しますが、より詳しい情報をご希望の場合は、ぜひお問い合わせください。イーグルの技術者とより深く話し合い、ご説明いたします。
上記は、レーザー溶接機の故障に対処するための一般的な3つの方法です。お役に立てれば幸いです。
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