揺動(ウォブル)レーザー溶接とは

ビームを振りながら進める

揺動(ウォブル)溶接は、レーザービームを進行方向に対して小さく振りながら溶接する方法です。円、直線の往復、8の字といったパターンでビームを動かし、実質的に幅のある溶接部をつくります。ヘッド内部のミラーを高速で動かすことで実現しています。

ビームが細いレーザー溶接は、狙い位置が少しずれるだけで溶けない、あるいは片側だけ溶けるという問題が起きます。揺動はこの「細さ」に由来する使いにくさを補う技術だと捉えると、位置づけが分かりやすくなります。溶接棒を小刻みに動かす手作業の動きを、機械で安定して再現したものだと考えるとイメージしやすいはずです。レーザー溶接そのものの特徴はレーザー溶接が選ばれる理由もご覧ください。

何が良くなるのか

• 実効的なビード幅が広がり、継手の隙間や目違いへの許容が上がる
• 熱が幅方向に分散し、薄板の溶け落ちを抑えやすい
• 溶融池がかき混ぜられ、巣(ブローホール)が残りにくくなる傾向がある
• ビードの縁がなだらかになり、外観を整えやすい
• 狙い位置の精度要求が下がり、段取りが楽になる

とくに効果を実感しやすいのは、板金カバーのように隙間を完全には詰めきれない部品や、薄板の突合せです。前工程の精度をそのまま吸収できるため、全体の工数として効いてきます。作業者ごとの腕前の差が出にくくなる点も、現場では大きな利点です。ただし、これらはすべて条件が適切に設定されていることが前提になります。

限界とトレードオフ

良いことばかりではありません。同じ出力・速度で比べると、熱が幅方向に分散するぶん溶け込みは浅くなる傾向があります。深い溶け込みを狙う用途では、揺動を使わない、あるいは振り幅を抑えるという判断が必要になります。

また、揺動によって必要な入熱が増えれば、ひずみや変色の範囲も広がります。隙間に強いから振り幅を大きく、と単純に考えると、不具合が別の形に振り替わるだけになりかねません。振り幅とパターン、振動の速さは、継手と板厚に合わせて調整する項目だと捉えてください。揺動を使う前提で条件を組むなら、溶け込み深さの確認方法もあわせて決めておくべきです。外観だけで判断すると、内部の溶け込みが足りないまま量産に入る危険があります。

導入時に確認しておくこと

揺動が使えるかどうか、どのパターンやどの範囲を設定できるかは機種によって異なります。カタログの言葉だけで判断せず、仕様書と取扱説明書、そして実機での試し打ちで確認するのが確実です。溶接部の検査方法も、揺動の有無で見え方が変わる点に注意してください。導入の判断は、カタログ上の機能よりも、自社の部品で狙いどおりの結果が出るかどうかを基準にしてください。

当社が取り扱うハンディファイバーレーザー溶接機FL-LCW-PROは、溶接・切断・さび取りを一台でこなせるタイプです。揺動の有無や設定できる範囲は機種ごとに違いますので、ご検討の際は実際の部品でお試しください。検査基準や作業手順の整備も同じタイミングで進めておくと、立ち上げが早くなります。試し打ちのご相談はお問い合わせから承ります。