ノズル穴のサイズがレーザー溶接に与える影響 ワイヤーフィード
適切なガイドチップまたはノズル径は、溶加材ワイヤの直径とワイヤ経路に合わせてメーカーが指定するサイズであり、板厚から普遍的に選ばれる数値ではありません。径が狭すぎると抵抗が増加し、ワイヤが擦れたり詰まったりする可能性があります。逆に径が大きすぎるとワイヤがふらつき、レーザーや溶融池との接触位置が変わってしまいます。
安定した溶加材溶接は、スプールブレーキ、駆動ローラー、入口ガイド、ライナー、導管ベンド、ガイドチップ、ワイヤ角度、スタンドオフ、そしてワイヤ速度、レーザー出力、移動速度の関係といった、供給システム全体に依存します。このガイドでは、ノズル穴だけを唯一の変数として扱うことなく、これらのシステムを診断する方法を示します。
ワイヤフィーダー構成イメージ: Kindlelaser。
穴一つだけではなく、経路全体を一致させてください。
1.2 mmの目盛りが付いたチップは通常、対応するワイヤシステム向けに設計されていますが、実際の許容クリアランス、チップの設計、および材質の組み合わせは、機器メーカーによって管理されています。一般的なチャートのみに基づいて、チップを拡大したり、穴を開けたり、交換したりしないでください。
擦過音、ワイヤーの巻き込み、断続的な動作、ロール圧力の上昇、および突然の送り停止に注意してください。
ワイヤーの先端が横方向に動いて、目的のビームとプールの交点から外れてしまう可能性がある。
アルミニウムの場合、一般的に低摩擦ライナーと、ワイヤーに適した駆動ローラー形状が必要となる。
先端の摩耗、配管のきつい曲がり、または取り付け位置のずれは、サイズの問題と似た症状を引き起こす可能性があります。
「ノズル穴」とは、 2つの異なる部分。
多くの携帯型レーザー溶接機では、溶加材ワイヤは溶接ノズルの横に取り付けられた別個のガイドチップまたはコンタクトチップを通って送られます。プロセスガスノズルはビーム経路を囲み、スタンドオフまたはシールド形状を制御します。他のヘッドでは、これらの機能が異なる形で統合されています。これらの構成要素を混同すると、誤った診断につながります。
ワイヤーガイドまたはコンタクトチップ
ボアは溶加材ワイヤを溶接部付近に拘束する役割を果たします。その役割は、ワイヤ自体の直径公差、表面状態、曲率を考慮しつつ、横方向の動きを抑制し、過度の抵抗なくワイヤが通過できるようにすることです。
溶接ノズルまたはガスノズル
この部品は、規定されたトーチ距離とシールドガスパターンをサポートします。多くのハンドヘルドシステムでは、充填ワイヤは中央の開口部を通過しません。そのため、ワイヤガイドの穴だけではガスの品質を推測することはできません。
ライナーおよび配管
ライナーは、フィーダーからヘッドまでワイヤーをガイドする役割を果たします。その材質、内径、長さ、曲げ半径によっては、特に柔らかいアルミニウムワイヤーの場合、先端部よりも大きな摩擦が生じる可能性があります。
交換部品を注文する前に、部品の写真を撮り、溶接ヘッドとワイヤフィーダーの型番を記録し、先端部の刻印を確認し、サプライヤーがそれをガイドチップ、コンタクトチップ、デリバリーノズル、ワイヤフィードチップ、ライナーアウトレットのいずれと呼んでいるかを確認してください。ハンドヘルドシステムによって名称が統一されているわけではありません。
穴のサイズが変わると、 抗力と位置の自由度。
適切なクリアランスは、制御された妥協点である。実際のワイヤと通常の熱的または製造上のばらつきに対応しつつ、ワイヤが溶融プールに入る部分の動きを制限する必要がある。
ワイヤーが穴に擦れて、削りカスが付着し、ガイドが加熱され、ねじれ、バリ、または直径の高くなった部分が先端に達すると、ワイヤーが固着する可能性がある。
このガイドは、過度の圧延圧力をかけたり、汚染された経路に無理やりワイヤーを通したりすることなく、再現性のある搬送を可能にします。
出口の位置や角度は変化する可能性があるため、平均送り速度が正常に見えても、ワイヤがビームや溶融池と交差する位置が一定しない場合があります。
抵抗が断続的になると、精度が失われる。フィーダーがワイヤ経路を交互に圧縮したり解放したりすることで、ノズルで断続的な圧力変動が発生する可能性がある。
内径を大きくしても、必要な電線の量が増えるわけではありません。ただ、導管後の誘導が弱くなり、電線の位置の再現性が低下する可能性があります。
表面の損傷、汚れ、鋳造不良、らせん形状、真円度、そして先端部の切削不良はすべて、適切に設計されたチップを通過する際の性能に影響を与える可能性があります。
ノズルは不安定な 上流側の配線経路。
IPG社のLightWELD XRワイヤフィーダーパッケージは、コンポーネントがセットで提供される理由をよく示しています。同社のキットには、0.8mm、0.9mm、1.2mm、1.6mmのワイヤ用チップ、U溝およびV溝ローラー、さらにテフロン製およびスチール製ライナーが含まれています。これらの部品は、異なるワイヤ径と材料特性に対応しており、チップは最後の要素にすぎません。
スプールとブレーキ：ワイヤーは、巻き過ぎ、引っかかり、または過度の抵抗なく巻き戻される必要があります。
駆動ロール：溝の形状と圧力は、ワイヤの合金と直径に適合し、ワイヤを潰さないようにする必要があります。
入口ガイドと中間ガイド：支持されていない距離を最小限に抑え、ワイヤがロール全体を通して中央に位置するようにします。
ライナーと配管：清潔に保ち、適切な切断と配線を行い、十分な曲げ加工を施すこと。
最終ガイドアタッチメント：ビームとジョイントに対する出口点と進入角度を保持します。
配線経路と駆動システムのイメージ：Kindlelaser。
公開されているシステムは 直径別部品。
この表は選定原則を示すものであり、汎用的な互換性表ではありません。必ずご使用のフィーダーと溶接ヘッドに適合する部品をご注文ください。
| 公開された例 | メーカーが指定するもの | 工学の授業 |
|---|---|---|
| IPG LightWELD XR ワイヤフィーダー | 対応ワイヤ径範囲：0.8～1.6mm。キットには、材質に適したライナーとロールを備えた、0.8mm、0.9mm、1.2mm、1.6mmのチップが別々に同梱されています。 | ガイドチップ、ライナー、ローラーセットは、ワイヤーの直径と材質に基づいてまとめて選定されます。 |
| ミラーオプトックスアクセサリー | 販売されている消耗品には、045～047インチ（1.2mm）のワイヤ用コンタクトチップと、1/16インチ（1.6mm）のチップ（別売）、さらにスチール／アルミニウム製のコンジットとロールキットが含まれます。 | 2本の電線の公称サイズが近い場合でも、互換性があると決めつけるのではなく、メーカーが指定する部品を使用してください。 |
| フロンニウスワイヤーガイダンス | 取扱説明書には、ワイヤガイドノズルと送りローラーはワイヤの直径と合金の種類に適合していなければならないと記載されている。 | ワイヤの安定性は、単一の穴を設けるだけで済むようなものではなく、誘導システム全体の要件です。 |
レーザー溶接ワイヤ送給ノズルを選択する 5回のチェック。
「3mm厚の板にはどの穴が適しているか」という問いから始めてはいけません。まずは、ワイヤ、機械、および加工用ハードウェアから始めましょう。板厚は必要な溶接量と溶加材の量に影響しますが、最終的なガイド穴を単独で決定するものではありません。
ワイヤーを正確に特定する
公称直径、合金分類、製造元、およびスプールを記録してください。ワイヤが清潔で、ねじれがなく、母材に適しており、認定された溶接手順に適合していることを確認してください。
溶接ヘッドとフィーダーの部品リストを使用してください
OEMチップ番号、ライナータイプ、ドライブロール溝、および許容直径範囲を確認してください。穴径のように見えるマーキングは、実際にはワイヤサイズ指定である場合があります。
鋼材と軟線材の要件を分ける
鋼線やステンレス鋼線は、そのように設計されたシステムでは一般的にV溝ロールと鋼製ライナーを使用します。アルミニウム線は、削り屑や変形を軽減するために、一般的にU溝ロールと低摩擦ポリマーライナーを使用します。実際のマニュアルに従ってください。
機械的な適合性が完全に確認されていることを確認してください。
チップが正しく装着されていること、ガイドアタッチメントがしっかり固定されていること、ワイヤが配線されたコンジット内をスムーズに移動すること、そして溶接ノズルやレーザーの安全機能に干渉する部品がないことを確認してください。
代表的なクーポンで設定を証明する
製造元の試運転手順に従って、出口位置、送り速度の再現性、溶接外観、および必要な品質基準を確認してください。単一の美しいトップビードだけで生産変更の認定を行わないでください。
鋼鉄とアルミニウムのワイヤーが露出している 異なる弱点。
硬い鋼線では「うまくいく」ように見える先端部でも、同じ直径であっても、柔らかいアルミニウム線では信頼性に欠ける場合があります。ワイヤーの経路は、表面の状態を保護し、再現性のある出口点を維持する必要があります。
硬いワイヤは押し送りに強いですが、送り経路が粗かったり汚れていたりすると、ワイヤが擦れてチップに負荷がかかり、断続的な抵抗が生じる可能性があります。ガイドに楕円形の摩耗やスパッタの付着がないか確認してください。
軟質ワイヤは、過度の圧延圧力によって変形しやすく、急な曲げや不適切なライナー材の影響を受けやすい。そのため、先端クリアランスを増やすよりも、低摩擦でクリーンな加工経路と規定のU溝ロールを使用することの方が一般的に重要となる。
材質と厚みは、溶加材、ワイヤ量、シールド方式、出力、揺動、移動速度、および接合部の設計を決定する上で重要な要素となります。ワイヤガイド部品は、フィーダー／ヘッドシステムの承認済み部品の中から、そのワイヤに適したものが選択されます。
正しい穴でも、ワイヤーが外に出ると失敗します。 間違った場所です。
溶加材を用いたレーザー溶接に関する研究では、ワイヤの位置、ビーム、溶融池の関係が主要なプロセス安定性変数であることが繰り返し指摘されている。普遍的な目標角度は30°～75°の固定角度ではなく、適切な角度とスタンドオフは、ヘッドの設計、接合部の形状、および認定されたプロセスによって決まる。
システムを安全にする
レーザーメーカーのシャットダウン、アクセス制御、およびメンテナンス手順に従ってください。ノズルや供給経路に触れる前に、意図しないレーザー照射やワイヤの動きを防いでください。
交換前に点検する
穴の楕円形、溝、埋め込まれたワイヤー粒子、衝撃による損傷、スパッタ、緩んだ取り付け金具などを確認してください。正常な部品と比較してください。
ワイヤーの端を準備する
フィーダーメーカーが推奨する方法で、ワイヤーをきれいに切断してください。鋭利なバリやフック状の先端があると、ライナーを損傷したり、適切なチップが小さく感じられたりする可能性があります。
電線管をゆっくりと配線する
ホースをきつく巻いたり、押しつぶしたり、ねじったり、高温面に接触させたりしないでください。溶接時と同じ位置にホースを置いて、テスト送給を行ってください。曲げると摩擦が変化するためです。
ロール圧力を正しく設定してください
確実な伝送に必要なだけの圧力のみを使用してください。過度の圧力は、軟線を潰したり、摩耗を加速させたり、経路上の他の箇所における抵抗を隠蔽したりする可能性があります。
出口の位置を合わせる
ノズル、ビーム経路、ジョイントに対するワイヤの位置合わせには、OEMのアライメント方法を使用してください。通常のトーチ操作中にアタッチメントが回転したり動いたりしないことを確認してください。
ジョギングしながら観察する
承認された設定手順に従ってレーザーを無効にした状態で、ワイヤがねじれたり、脈動したり、擦れたり、ノズルにぶつかったりすることなく、スムーズかつ繰り返し出てくるかどうかを観察してください。
溶接ウィンドウを検証する
承認されたパラメータを使用して、代表的な試験片を試験します。ビードの均一性、充填材の移送、断面または必要な検査、および開始、停止、トーチの向き全体にわたる再現性を確認します。
機械的な経路が安定したら、実際の接合部の充填材の移送、ビード形状、溶融状態、および検査要件を確認します。
アプリケーションイメージ: Kindlelaser。
ノズルサイズが適切かどうか判断する前に、ノズルサイズを変更しないでください。 実際の制限。
同じ症状でも、システム内の異なる箇所から発生する可能性があります。スプールから溶接ヘッドに向かって診断を進め、一度に1つの変数だけを変更してください。
| 観察された症状 | チェックされる可能性が高い | 想定してはいけないこと |
|---|---|---|
| ワイヤーが停止またはサージする | スプールブレーキ、ロールスリップ、ロール圧力、コンジットの曲がり、ライナーの汚染、ワイヤ端のバリ、チップの破片、および正しい部品番号。 | 先端をすぐにドリルで穴を開けたり、サイズを大きくしたりしないでください。 |
| ワイヤーが目に見えるほどぐらついて出てくる | 先端の摩耗、大きすぎる/間違った先端、取り付け部の緩み、過剰な無支持長、ワイヤーの鋳造/らせん、およびガイドチューブの曲がり。 | ビームの揺れ幅を広げるだけで補償してはいけません。 |
| ワイヤーは溶岩プールを外れた | ガイドの位置合わせ、トーチの角度、スタンドオフ、チップの取り付け位置、アタッチメントの回転、ジョイントのトラッキング、およびワイヤーとビームの交差。 | 送り速度だけが原因だと決めつけないでください。 |
| ワイヤーが玉状になったり、断続的に溶けたりする | ワイヤの位置、レーザー出力、移動速度、揺動パターン、送り速度、そしてビームがワイヤ／溶融池に一貫して結合しているかどうか。 | 口径だけで診断しないでください。 |
| アルミニウムの削りくずが現れる | U溝ロールの状態、過剰なロール圧力、ライナーの種類、急な曲げ、汚れたワイヤー、チップとライナーの適合性。 | 駆動圧力を上げ続けないでください。 |
| 酸化または多孔質の溶接部 | ガスの種類、実際の流量、漏れ、通風、ノズルの状態、距離、汚染、接合部の清浄度。 | ワイヤガイドの穴径を大きくすればシールド効果が向上するとは限らないので注意してください。 |
先端の証拠を使用して分離します さまようことから引きずり出す。
通路が狭すぎる、または障害物がある兆候
- 電線に新しい傷や金属粉が付着している。
- 電線管が曲がると、給電方式が変わる。
- 駆動ローラーが滑ったり、異常な圧力を必要とする。
- ワイヤーは一時的に停止した後、勢いよく前方に飛び出す。
- きれいに切断されたワイヤーは、規定の経路を自由に曲がることはありません。
出口の支柱が緩すぎる、または摩耗している兆候
- 軽く動かすだけで、電線の出口位置が変わります。
- 穴は明らかに楕円形または溝状になっている。
- モーターの回転速度は一定であるにもかかわらず、ワイヤーが接合部を横切ってずれてしまう。
- トーチの向きが変わった後に、開始位置も変更してください。
- 純正の正しい先端チップを使用することで、給紙装置の設定を変更することなく、照準精度が向上します。
条件によって置き換える、恣意的に置き換えるのではなく カレンダーに予定を入れておく。
検査頻度は、電線材質、生産時間、スパッタの発生状況、配管経路、環境、およびメーカーの要件によって異なります。大量生産されるアルミニウム配線では、鋼材配線よりも摩耗や異物が早く発見される可能性があります。
チップの部品番号、ワイヤの種類、稼働時間またはシフト、交換理由、および送り出しに関する症状を記録してください。傾向データは、消耗品の通常の摩耗と、継続的なアライメント、ライナー、またはプロセス上の問題を区別するのに役立ちます。
先端がしっかりと固定され、清潔で、損傷がなく、正しく位置合わせされていることを確認してください。ジョギングは承認された手順に従ってのみ行ってください。
別のチップを取り付ける前に、削れ、ねじれ、または引っかかりの原因を取り除いてください。
モデル、ワイヤ径、ライナー、ロール構成を一致させてください。OEMの手順で明示的に要求されている場合を除き、ボアを変更しないでください。
ビード形状、欠陥データ、検査結果とともに、送り出しの安定性を追跡します。
プレートの厚さだけでなく、ワイヤー、ヘッド、ジョイントの詳細を送ってください。
適切なアドバイスを提供するには、溶接ヘッドとフィーダーのモデル、現在のチップのマーキング、ワイヤの合金と直径、接合部の写真、母材と厚さ、現在の送給速度、シールドガス、導管の長さ、および送給症状の短いビデオを提供してください。
関連するレーザー溶接 リソース
レーザー溶接ワイヤ送給ノズル FAQ
ノズル穴のサイズは溶接ワイヤのサイズと同じであるべきですか？
溶接ヘッドおよびワイヤ送給装置の製造元が指定するガイドチップまたはノズルを、その公称ワイヤ径に合わせて使用してください。表示されているサイズは、実際の穴径が公称ワイヤ径と完全に一致することを保証するものではありません。製造元は、必要なクリアランスを設計しています。
配線ガイドの穴が小さすぎるとどうなりますか？
過度の抵抗は摩擦を増加させ、電線を擦り傷つけ、フィーダーの負荷を増大させ、断続的または完全な送電停止を引き起こす可能性があります。同様の症状は、異物、バリ、損傷したライナー、またはきついコンジットの曲がりによっても発生する可能性があります。
配線ガイドの穴が大きすぎるとどうなりますか？
クリアランスが大きすぎたり、先端が摩耗したりすると、出口での横方向の動きが大きくなる可能性があります。その結果、ワイヤがレーザーや溶融池に不規則に接近し、モーター速度が一定であっても、溶融が不安定になったり、フィラーの配置が悪くなったりすることがあります。
1つのノズルサイズで、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mmのワイヤーを供給できますか？
そう決めつけないでください。市販のハンドヘルドシステムには、直径に応じたチップと関連部品が付属しています。選択したワイヤの正確な部品リストに従って、チップ、ライナー、およびドライブロールの設定を変更してください。
厚みのあるプレートは、必ずより大きなノズル穴を必要とするのでしょうか？
いいえ。板厚によって接合部の設計、充填材の量、プロセスパラメータが変わる可能性がありますが、ガイド部品は主に承認済みのワイヤおよびフィーダー／ヘッドシステムに合わせて選定されます。ノズルサイズを決定する際に、板厚だけを入力値として使用しないでください。
正しいノズルを使っているのに、なぜワイヤーが詰まるのでしょうか？
切断されたワイヤの端、スプールブレーキ、ロール圧力、溝の種類、ライナーの清浄度、導管の長さと曲がり、アライメント、ワイヤ表面とチップの汚染を確認してください。適切な最終チップを使用しても、経路の他の部分の抵抗は除去されません。
ワイヤガイドの穴を大きくすると、シールドガスの流れは改善されますか？
必ずしもそうとは限りません。多くのハンドヘルド溶接機では、溶加材ワイヤは別のガイドを使用し、シールドガスは溶接ノズルから排出されます。実際のノズル設計、流量、漏れ、スタンドオフ、およびドラフトに基づいて、ガスの被覆状態を診断してください。
レーザー溶接では、ワイヤ送給角度はどのくらいにすべきですか？
すべてのハンドヘルドヘッドとジョイントに共通する角度はありません。機器メーカーのセットアップと、ジョイントに関する認定プロセスに従ってください。重要な要件は、ワイヤ、ビーム、溶融プール間の相互作用が再現可能であることです。
アルミニウム線は、鋼線と同じライナーとロールを使用すべきでしょうか？
多くの場合、そうではありません。多くのシステムでは、アルミニウム線には低摩擦ポリマーライナーとU溝ロールが指定されていますが、鋼線には異なるライナーとV溝ロールが使用されます。フィーダーメーカーが承認した構成に従ってください。
チップが摩耗しているかどうかは、どうすればわかりますか？
穴の楕円形、溝、衝撃による損傷、緩み、スパッタ、横方向の遊びの増加がないか検査します。ワイヤ出口の再現性を、正常なOEMチップと比較し、プロセス挙動の変化を記録します。
配線が詰まるのを防ぐために、ノズル穴を大きく開けてもいいですか？
メーカーが明示的に手順を指示していない限り、先端部を改造しないでください。穴あけ加工は、バリの発生、同心度の喪失、コーティングの剥離、または制御不能なクリアランスの発生につながる可能性があります。制限箇所を特定し、適切な部品を取り付けてください。
ワイヤ送給方式を推奨するために必要な情報は何ですか？
ヘッドとフィーダーのモデル、ワイヤの合金と直径、電流チップのマーキング、駆動ローラーとライナー、ジョイントの形状、材質と厚さ、送り速度、コンジットの配線、ガス、および症状の鮮明な写真またはビデオを提供してください。