もう反射は怖くない！反射材料ど～んと来い！？シングルモードファイバーレーザ　SP2000の御紹介

2022/08/22

●銅のレーザ溶接に最適な１台！『SP2000』

銅はレーザ加工において難しい材料のひとつですが、
その理由として、「ファイバーレーザの波長は銅に対しレーザ光の吸収率が非常に低く、ほとんどが反射する」ことにあります。
反射したレーザ光（以下、反射光）はレーザ加工ヘッドや伝送ファイバー・レーザ発振器に損傷を与え、大きな故障につながるため、ファイバーレーザで銅の溶接をするときは「反射光対策」が必要となります。

レーザックス・レーザテクニカルセンター（横浜市港北区）に導入されておりますトルンプ社製（旧ＳＰＩ社製）シングルモードファイバーレーザ『ＳＰ２０００』は、レーザ発振器に反射光対策が設けられており、反射光のリスクを気にすることなく使用できるレーザ発振器です。
＜ＳＰ２０００の特徴＞
◇独自の反射光対策により、銅などの反射材への溶接でも面直照射で使えます！（詳細は次項）
◇最小レーザスポット径φ２０μmで切り幅の狭い加工が可能、微細切断・微細孔あけにも最適！
◇ワブリングヘッドとの組み合わせでシングルモードの弱点を克服し、幅広な溶接ビードで品質も向上

●他のファイバーレーザと何が違うの？

＜一般的な反射光対策は「斜めに傾ける」＞
銅などの反射材を溶接するときは、左写真のように
レーザ加工ヘッドを５°～１０°程傾けることで
反射光からの故障を防ぐのですが、斜めにすることでレーザ加工において弊害が生じます。

＜斜め照射にしたときの問題点＞
スポット形状が円→楕円となるため、
◆パワー密度が下がり、よりパワーが必要となる
◆走査方向によってビード形状が変わる
特に四角形状を溶接するときは注意が必要です。

＜ＳＰ２０００は斜めに傾けなくてもいい＞
ＳＰ２０００は『特殊なファイバ（ＰＩＰＡ―Ｑ）』と『特殊共振構造』のダブル反射光対策をレーザ発振器に設けており、銅などの反射材に対しても写真右のように面直方向にレーザ照射することが出来ます。故に、レーザ加工ヘッドを傾けることによるレーザ加工上の弊害を解消することが出来ます。

●シングルモードの弱点をレーザックス社製ワブリングヘッドで解決！

レーザックス社製ワブリングヘッド　　　　　　『OPTICEL WVシリーズ』	ＳＰ２０００は最小スポット径φ２０μmにレーザ出力２kWまで投入することができ、シングルモードレーザの特徴である「高パワー密度加工」により銅の溶接を可能としています。しかしながら、シングルモードレーザがゆえの細い溶接ビードは「溶接位置ズレによる溶込み不足」や「スキマによる溶接不良」など、ワークのバラつきによって発生する溶接不良には不向きであると言えます。そんなシングルモードレーザの弱点を補うことが出来るのがレーザックス社製ワブリングヘッド「ＯＰＴＩＣＥＬＷＶシリーズ」です。レーザ光をウォブリング（回転など）することで溶接ビードが広がり、上述のワークのバラつきによって発生する溶接不良の改善に効果があります。またウォブリングすることでブローホールの原因となるガスが大気中に放出されやすくなり、ブローホールを抑制する効果があるとともに、溶融池の挙動も抑えられるため溶接ビードも美しく仕上がります。
銅へのワブリング溶接ビード外観	ワブリングすることによりスパッタの発生も抑制

●導入検討に最適なソリューション

＜レーザテクニカルセンターにて加工受付中！＞

今回ご紹介したＳＰ２０００は、横浜市港北区にあるレーザテクニカルセンターにてお試しができます。
レーザテクニカルセンターは、試料切断機やマイクロスコープなど評価設備も充実。経験豊富なオペレータが加工実験をサポートし、お客様の課題を解決します。また、実験結果はプロセスを含めたレポートとして提供します。設備導入を検討する際は実験結果に基づき、最適なレーザ機器をご提案致します。