レーザ溶接における効率向上と廃物削減

既に取り組み中であれば記事を無視して下さい。

レーザ溶接装置で期待通りの品質が得られない場合を考えます。

レーザのパワー密度や焦点位置が規定されていたとしても、実際にどうであるかは正確

に分からないのが実情でしょう。

ビーム焦点の測定は口で言うほど簡単ではありません。

あなたが悪いわけではありません。焦点でなくても、そのようなパワー密度の高いビームの測定はビームプロファイラでもできません。

しかし、焦点のスポット径や位置が測定できなければスクラップが増え、生産性が低下します。また、試行錯誤でレーザ調整を行うことで時間が浪費されるのは言うまでもありません。

解決策：レーザ出力に上限なく、集光スポット径とビーム位置測定可能なビームプロファイラ

幸いなことに、新しい解決策があります。オフィール社の非接触レーザビームモニタリングシステムBeamWatch (ビームウォッチ)を用いれば集光スポット径とビーム位置をリアルタイムで測定できます。さらに、測定するレーザのパワーに上限はありません。この画期的なビームモニタリングシステムでは、レーザからのレイリー散乱光が測定されますので、ビームが直接何かに接触することはありません。

BeamWatch焦点スポット径/ビーム位置モニター

BeamWatchには2つの突出した長所があります

第1に、焦点のスポット径をリアルタイム（60ms）で測定できますので、起動時のレーザ解析が可能です。焦点位置は、特に立上り時にはシフトしますが、どのように、またどの程度シフトするかを知ることができます。

第2に、レーザビームはBeamWatch本体の穴を通過しセンサと接触することはありませんので、レーザパワーの上限はありません。既に100kWまでの測定が問題なく行われ

われています。それ以上の高出力レーザの測定も問題なく行えるでしょう。ただし、下限はあり、BeamWatchが対応できるのは1kW以上のレーザです。

注意：この方法が使えるのは波長980nm-1080nmのYAGおよびファイバレーザのみです。したがって、あなたがCO2レーザを使っているとしたら、ごめんなさいと言うしかありません。

BeamWatchの動作原理

下記概略図に示すように、レーザ出射端からBeamWatchまでの距離を測定すれば、BeamWatchがビームウエスト（すなわち焦点位置）の正確な位置を計算します。この値を使えば、焦点を正確にワーク上に持ってくることができます。

BeamWatchによるビーム集光スポット径の測定

同時に、BeamWatchでは集光スポット径の測定も可能です。これにより、有効性と加工スピードに直接関係する最大パワー密度の計算が可能となります。

解決方法が存在するので投資を行い、レーザ溶接装置の効率とコストパフォーマンスを上げますか？それとも試行錯誤の調整を続けますか？

決めるのはあなたです。

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