U溝とV溝のドライブロールの比較 レーザー溶接
アルミ線やその他の軟質ソリッドワイヤには、フィーダーメーカーの指定があればU溝ロールを使用してください。炭素鋼線やステンレス鋼線には、滑らかなV溝ロールを使用してください。適切な溝を使用することで送給安定性が向上するのは、溝の直径、圧力、ライナー、ガイド経路、ワイヤ送給の同期がすべて適切である場合に限ります。
U溝ロールとV溝ロールは、それぞれ異なる送り出しの問題を解決します。
どちらのロールタイプも、指示された速度で回転できます。実際の効率の違いは、滑り、削れ、平坦化、または停止を起こすことなく、その動きをフィラーワイヤにどれだけ確実に伝達できるかという点にあります。
| 決定要因 | U溝駆動ローラー | V溝駆動ローラー | レーザー溶接においてなぜ重要なのか |
|---|---|---|---|
| 一般的な配線 | 柔らかいソリッドワイヤー アルミニウムは、最も明確な事例として記録されている。 | 硬くてしっかりとしたワイヤー 炭素鋼とステンレス鋼は、一般的な例である。 | ワイヤは、レーザーによって生成された溶融池に、安定した速度と位置で到達しなければならない。 |
| 接触形状 | 丸みを帯びた溝が、ワイヤーの円周の大部分を支える。 | 傾斜した2つの面が、より集中した接触を生み出す。 | 接触形状の変化は、点圧、牽引力、および変形リスクに影響を与える。 |
| プレッシャー戦略 | 滑りを防ぐ最小限の力で押してください。柔らかいワイヤーは簡単に潰れてしまいます。 | ワイヤーに傷をつけたり変形させたりしない程度に、十分な牽引力をかけるようにしてください。 | 過剰な圧力は破片の発生や下流への抵抗増加につながり、低圧は速度変動を引き起こす。 |
| マッチングミスの症状 | 溝が大きすぎると滑ってしまう可能性があり、小さすぎるとワイヤーを挟んだり傷をつけたりする可能性がある。 | 軟線の場合、V溝によって表面を平らにしたり、削ったりすることができる。 | フィーダーのディスプレイには安定した設定値が表示される場合でも、実際の供給速度は不安定な場合があります。 |
| 最高の組み合わせライナー | アルミニウムの場合、レーザーフィーダーのマニュアルでは、Uロールと低摩擦の非金属製ガイドまたはライナーを組み合わせて使用するのが一般的です。 | 鋼製およびステンレス鋼製のシステムでは、一般的に鋼材に対応したライナーとガイドが使用されます。 | 圧力だけでは、不適切な導管、汚染された導管、または急激に曲がった導管を圧入することはできません。 |
| 効率性に関する評価 | 軟線の形状を維持し、鳥の巣作りを防ぐ場合に最も効果を発揮します。 | 硬くてしっかりとしたワイヤーが繰り返し牽引力を発揮する場合に、最高の性能を発揮します。 | 普遍的なパーセンテージ上の利点はありません。停止のない出力と供給されるワイヤの一貫性を測定してください。 |
溝の形状は、速度を変化させる前に圧力分布を変化させる。
モーターはトルクを供給し、駆動ローラーはそのトルクをワイヤの直線運動に変換します。グリップ力が不十分な場合、ローラーは滑ります。接触圧力が過剰であったり、分布が不均一であったりすると、ワイヤが変形し、下流側で抵抗が増加します。
U溝：軟質ワイヤーの形状を保護します
適切なサイズのU溝は、軟質ワイヤーの円周をより広く支えます。この広い支持範囲により、一定の引張力レベルにおいて局所的な圧迫が軽減されます。これが、レーザー溶接機やアルミニウム溶接機のマニュアルで、アルミニウム溶接にU溝ローラーが指定されている理由です。
- 柔らかい硬質ワイヤーが平らになる傾向を軽減します。
- ライナーを汚染する可能性のあるアルミの削り屑の発生を防ぐのに役立ちます。
- 溝がきれいで、配線が正確に接続され、摩擦の少ない配線経路がある場合に最も効果を発揮します。
- 長すぎる配管、急激に曲がった配管、またはサイズが小さすぎる配管には対応していません。
V溝：硬くてしっかりとしたワイヤーをグリップします
滑らかなV字溝が、2つの傾斜面に沿って硬いソリッドワイヤーと接触する。炭素鋼やステンレス鋼のワイヤーはアルミニウムよりも変形に強く、V字形状によって、同じような圧壊リスクなしに確実な牽引力を得ることができる。
- 一般的に、鋼線およびステンレス鋼線の単線に指定されます。
- 通常のフィーダーおよび導管の抵抗に対して牽引力を維持する。
- ロールに表示されている公称線径と一致している必要があります。
- 一部の芯線用ローレット加工ローラーと混同しないでください。
駆動ロールは、電線伝送チェーンにおける一つの要素に過ぎない。
溶加材を用いたレーザー溶接では、スプールから溶融池近傍の正確な位置まで溶加材を同期して供給する必要があります。供給経路には、スプールブレーキ、入口ガイド、駆動ローラー、加圧アーム、出口ガイド、ライナーまたは導管、ノズルアタッチメント、最終ワイヤガイドが含まれます。いずれかの箇所で不整合が生じると、正しく形成されたU溝やV溝も効果を発揮しない可能性があります。
ブレーキを締めすぎると負荷が増し、締め付けが緩すぎるとスプールがオーバーランして回転が緩くなる。
入口ガイドと出口ガイドは、ワイヤをロール溝に急なずれなく導き入れる必要がある。
不適切な材料、汚染、急な曲げ、または過剰な長さは、押し込み力を増加させ、滑りや鳥の巣状の変形を引き起こす可能性があります。
ワイヤガイドは、ビーム、ジョイント、溶融プール間の適切な相互作用領域に充填材を供給する必要がある。
スタート時のドライブ・ロールルートを選択してください。
このセレクターは、最初のハードウェアチェックを整理します。最終的なロール、ライナー、ガイド、および圧力設定は、実際のフィーダーマニュアルに従い、使用する電線ロットと配管経路で検証する必要があります。
最大圧力ではなく、証拠に基づいてロールを設定する。
駆動ローラーを交換する前に、電源を遮断し、機械のメンテナンス手順に従ってください。その後、配線経路を順番に確認しながら作業を進め、ある部品を交換することで別の問題が隠れてしまうことがないようにしてください。
正確な配線を特定する
合金の種類、構造、公称直径、スプールの状態を記録してください。ベースメタルの種類だけで選ばないでください。
ロールの形状とサイズを合わせる
U、V、またはメーカー指定の代替品を選択してください。取り付けた直径に合わせてマークされた溝が、実際に使用されている溝であることを確認してください。
ガイドとライナーを点検する
異物を取り除き、ガイドの位置を調整し、ワイヤに指定されたライナー材を使用してください。損傷または汚染された部品は交換してください。
最小限の有効圧力をかける
正常な給水が安定するまで圧力を上げてください。圧力を上げるだけでは、配管の抵抗は解消されません。
低温給餌とクーポンテスト
全ルートを通してスムーズな配送を確認し、代表的な接合部試験片を用いて電線の位置と速度を評価する。
圧力アームを締め付ける前に、症状をよく読んでください。
駆動ローラーの圧力は容易に調整できるため、最初に調整されることが多い。しかし、これは一時的に抵抗を隠蔽する一方で、変形や汚染を悪化させる可能性がある。症状に基づいて、次の点検項目を選択すること。
ロールが回転し、ワイヤーがためらう
考えられる原因としては、低圧、溝サイズの誤り、ローラーの摩耗または汚れ、スプールの抵抗、ライナーの抵抗、またはガイドチップの詰まりなどが挙げられます。
圧力を加える前に、経路全体を確認してください。ワイヤーは平らか、または深く刻まれている
溝の形状がワイヤに合っていない、有効溝のサイズが小さすぎる、または圧力が過剰である可能性があります。
それ以上のテストを行う前に、ハードウェアの不具合を修正してください。給餌器に削りくずが現れる
鋭利なロールエッジ、過度の圧力、ガイドのずれ、または軟質アルミニウムに鋼鉄製の経路を使用すると、ワイヤーが削れる可能性があります。
通路を清掃し、ノズルに向かってゴミを飛ばさないようにしてください。巻き取り後にワイヤーが絡まる
ワイヤーが過度の抵抗を受けて押し込まれています。ライナーの曲がり、出口の位置ずれ、先端の詰まり、および送出経路の長さを確認してください。
柔らかい配線の場合、より短い経路、またはプッシュプル方式が必要となる場合があります。ビーズ充填が断続的に変化する
実際の電線供給量は、スリップ、スプールオーバーラン、導管の引っ張り、または同期タイミングのずれにより、表示されている設定値と異なる場合があります。
時間指定の冷間供給中に、供給された電線に印を付け、寸法を測る。ワイヤーフィードはプールを外す
これは通常、U字型とV字型の問題ではなく、ノズル、ガイド、角度、突き出し量、またはプロセスタイミングの問題です。
試験片上で梁・ワイヤ・接合部の相互作用を再確認する。ドライブロールを最高速度だけで比較してはいけません。
無負荷時の回転速度は高いものの、1シフトあたり3回も停止してしまうロールは効率的ではありません。同じ電線、電線管、継手、および受入基準を用いて両方の構成を比較し、出力に影響を与える指標を記録してください。
指示された長さだけ材料を冷間供給し、測定された出力と比較する。これを数回繰り返して、滑りやばらつきを明らかにする。
鳥の巣、詰まり、逆火、ライナーの清掃状況を追跡してください。これらの事象は、わずかな速度差よりもはるかに大きな影響を与える可能性があります。
ロール後の真円度、表面の傷、異物などを検査してください。損傷したワイヤーが安定して動いている場合は、供給品質として認められません。
検査後には、溶着ワイヤの長さや機械稼働時間だけでなく、合格した部品や溶接長さも測定してください。
ロールに刻印された文字よりも、状態と互換性の方が重要です。
U溝が常に長持ちする、あるいはV溝が常に安価であるとは限りません。価格と摩耗は、フィーダーの設計、ロールの材質、ワイヤ表面の状態、汚染の有無、使用時間、そして圧力が適切かどうかによって異なります。清潔で適切なサイズのロールは、ワイヤに合わない新しいロールよりも優れた性能を発揮することがあります。
検査ポイント
- 溝のマーキングが判読可能であること、およびアクティブな溝がワイヤと一致していることを確認してください。
- 埋め込まれたアルミニウム、鋭利なエッジ、研磨された滑り跡、欠け、ひび割れ、不均一な摩耗がないか確認してください。
- ガイドチューブがロールに接触したり、ワイヤーが座屈するような隙間を作ったりすることなく、ロールに密着していることを確認してください。
- 機械メーカーが承認した方法で清掃してください。研磨されたアルミニウム製の送り溝を損傷しないように注意してください。
- 部品は、摩耗によってグリップ、アライメント、またはワイヤーの状態が変化した場合にのみ交換してください。単に任意の暦上の間隔で交換する必要はありません。
このルールを鉄鋼やアルミニウム以外の素材にも慎重に適用してください。
アルミニウム製ソリッドワイヤ： U字溝が標準仕様として文書化されており、通常は低摩擦ライナーまたはガイドと低使用圧力と組み合わされます。送達経路が長い場合や大きく湾曲している場合は、ワイヤを強く押し込むのではなく、軟らかいワイヤの送達用に設計された装置を検討してください。
炭素鋼およびステンレス鋼の単線の場合、滑らかなV溝が一般的な出発点となります。溝の直径はワイヤの直径に合わせる必要があり、過度の張力は表面に傷をつけたり、摩耗を加速させたりする可能性があります。
銅合金、シリコンブロンズ、その他の非鉄金属溶加材：色や母材だけで分類しないでください。硬度、焼き戻し、直径、フィーダー設計はそれぞれ異なります。溶加材およびフィーダーに関する具体的な資料に従ってください。軟質の溶加材の場合は、U字型の経路が必要になる場合があります。
金属芯線またはフラックス芯線： U字型かV字型かという単純な選択だけでは不十分な場合があります。多くのシステムでは、ローレット加工、V字型ローレット加工、U字型歯付き加工、またはメーカー独自のその他のロールを使用しています。軟質アルミニウムには歯付きロールを使用しないでください。
駆動ローラーの選定と取り付けについては、関連資料を参照してください。
ホバート・ブラザーズ社は、一般的なU溝、滑らかなV溝、ローレット加工された駆動ローラーについて、取り付け方法と圧力チェック方法を含めて解説します。このデモンストレーションは一般的なワイヤ溶接を対象としています。正確なハードウェアの手順については、お使いのレーザーワイヤフィーダーのマニュアルを参照してください。
ロールの写真だけでなく、配線データと給紙症状も送ってください。
Oceanplayerは、レーザー溶接用途におけるハードウェア構成を検討し、機械選定やサンプルテストの前に解決すべき問題点を特定するお手伝いをいたします。
レーザー溶接関連のリソース
U溝とV溝のドライブロールに関するよくある質問
レーザーワイヤフィーダーのメーカーが指定するU溝ロールと直径を使用してください。レーザー溶接機やアルミニウム溶接に関する資料では、一般的にU溝ロールとアルミニウム溶接機が併用されています。これは、丸みを帯びた溝が軟質ワイヤの変形を抑制できるためです。また、承認済みのライナー、ガイド、および圧力も確認してください。
滑らかなV溝は、炭素鋼およびステンレス鋼の単線ワイヤの一般的な供給開始点として文書化されています。ロールを正確な公称直径に合わせ、供給装置のマニュアルに従って圧力とガイド構成を設定してください。
フィーダーメーカーがその構成を明示的に承認していない限り、標準的な硬線V溝を使用しないでください。従来のV溝は圧力を集中させ、軟質アルミニウムを平坦化または削り取ってしまう可能性があります。一部のサプライヤーは、一般的な鋼線Vロールとは異なる、特別に設計された軟質Vロールについて言及しています。
本来はそうではありません。速度はフィーダーモーターと制御装置によって制御されます。適切な溝は、目的のワイヤの滑り、変形、異物、および停止を低減することで、実用効率を向上させます。無負荷時の最高速度ではなく、供給されるワイヤの一貫性と品質基準を満たした出力を比較してください。
公称線径に指定されたロールサイズを使用し、取り付け後にどちらの溝がアクティブになっているかを確認してください。リバーシブルロールの場合、メーカーによって反対側またはアクティブ面を示す表示が異なる場合があるため、向きだけで判断せず、取扱説明書に従ってください。
通常の配線負荷において、ワイヤーが滑ることなく安定して送出できる最小限の圧力を使用してください。過剰な圧力はワイヤーの変形、削り屑の発生、下流側の抵抗増加につながる可能性があります。フィーダーメーカーのテストおよび調整手順に従ってください。
U字溝はロール接触による抵抗を軽減しますが、すべての抵抗源を解消するわけではありません。長い導管や急激に曲がった導管、不適切なライナー、ガイドチップの詰まり、出口ガイドのずれ、スプールブレーキの締め付け過ぎ、または過剰な駆動圧力によって、依然としてバードネスティングが発生する可能性があります。ノズルからフィーダーまでの経路を診断してください。
U字型か滑らかなV字型かだけで判断しないでください。ワイヤシェルとフィーダーによっては、フラックス入りワイヤにはローレット加工されたV字型、U字型、またはその他のタイプのロールが必要になる場合があります。溶加ワイヤとフィーダーのマニュアルに従ってください。歯付きロールが軟質アルミニウムに適していると決して思い込まないでください。
ロール直後のワイヤを検査し、平坦化、深い溝、鋭利な痕跡、剥離、金属粉の付着がないか確認してください。また、承認済みのガイドチップをワイヤがスムーズに通過するかどうかも確認してください。損傷が見られる場合は試験を中止し、溝の形状、サイズ、位置合わせ、または圧力を修正してください。
フィーダーと溶接ヘッドのモデル、ワイヤの合金、構造と直径、ロールのマーキング、ライナーとコンジットの長さ、接合部の形状、母材と厚さ、送り速度と移動速度、さらに症状とワイヤの状態を示す写真またはビデオを提供してください。
このガイドで使用した情報源
- IPG Photonics LightWELD XR データシート - U型およびV型ローラー、ライナー、直径別チップを備えたレーザーワイヤフィーダーパッケージ。
- Nargesa MS20 レーザー溶接機取扱説明書 記載されている直径範囲において、アルミニウム用U溝ロールと鋼材用V溝ロールをご用意しております。
- Megmeet ハンドヘルドレーザーワイヤフィーダー取扱説明書 ロールの選定、設置、圧力、およびアルミガイドの要件。
- リンカーン・エレクトリック社製アルミニウム合金のGMAW溶接ガイド ・研磨されたU溝ロール、アルミニウム供給用の非金属製ガイドおよびライナー。
- ESABによるアルミワイヤ送給性に関するガイド ・駆動ローラーの接触、圧力、アライメント、経路抵抗。
- ミラーU溝駆動ロール仕様 ・アルミニウム線および軟線への適用。
- ホバート・ブラザーズ製ドライブロール選択ガイド - 滑らかなV字型、U字型、およびローレット加工されたロールのカテゴリと、設置に関する考慮事項。
- 溶接理論の基礎：ワイヤ送給装置 溝の選択、圧力、ガイドのサイズ、およびバードネスト機構。