JPH0225598Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈考案の目的〉 本考案はレーザ溶接用バツクバーに関し、詳し
くは、レーザ溶接時において、溶接線以外に対応
するところでのレーザビームの反射散乱が防止で
きるほか、この反射散乱防止用の拡大スリツトを
設けるのにも拘らず、十分な強度剛性を持つレー
ザ溶接用バツクバーに関する。

最近、製鉄所の酸洗ライン等において、鋼板の
突合わせ溶接に高エネルギー密度のレーザビーム
を熱源とした高速溶接機の実用化が急速に進めら
れ、その実、酸洗ラインの一部においてすでに実
用に供されるようになつてきた。

レーザ溶接は高エネルギー密度のレーザビーム
を集光レンズによつて細く絞つてその焦点を正確
に溶接線に合致させて接合するもので、一般に突
合わせ部の溶接線精度を充分に確保する目的で、
突合わせ部の裏面を押当てるための俗に“裏当
金”と称せられるバツクバーが使用されている。

レーザ溶接により鋼板等の突合わせ部を溶接す
る場合、突合わせ部の両端部分が確実に溶接され
ていないと、ライン途中において溶接部より破断
するため、突合わせ部の手前よりレーザビームを
照射しながら、溶接トーチを鋼板等の板巾方向に
移動させて溶接を行ない、溶接終了位置において
も突合わせ部を過ぎるまでレーザビームを照射す
る必要がある。

しかしながら、このような場合、レーザビーム
を実質的には溶接線よりも長い距離にわたつて照
射するため、溶接線以外のところ、すなわち、溶
接線の両側ではレーザビームが直接バツクバーに
照射され、その結果、レーザビームが反射散乱し
て様々の非常事態を招き、単なるブロツク状のバ
ツクバーでは到底これらの問題を防ぐことはでき
なかつた。

そこで、本考案者等はこれらの問題を解決する
ため、先に、実願昭57−40673号として新たな
「レーザ溶接用バツクバー」を提案した。このバ
ツクバーは、互いに溶接すべき一対の被溶接材の
裏面に当接するバツクバーを支持架台上に装着
し、このバツクバーには全長にわたつてスリツト
開口ならびにこのスリツト開口に連通する袋状溝
を形成し、なかでも、この袋状溝の断面を三角形
状に形成し、支持架台上で袋状溝の対応部分にレ
ーザビームを吸収するために光吸収材を設けたも
のである。従つて、溶接開始前や後の照射時に、
レーザビームの反射散乱が起つても、それを効果
的に防止できるという点で優れているものであ
る。しかし、このバツクバーにつき、その弱点を
挙げるならば、板巾の広い鋼板を溶接する場合に
バツクバーを長くすると、全長にわたつてスリツ
トならびに袋状溝の形成によつてバツクバーが２
分割されているために、機械的強さが劣り、この
強度不足のために、溶接時の熱をうけてバツクバ
ーがたわみ、更に、突合わせ部への押付力によつ
て曲りが生じ、高精度の突合わせが確保できず、
頻繁にバツクバーを取替える必要が生じるという
問題がある。

本考案は上記欠点の解決を目的とし、具体的に
は、溶接線以外のところ、つまり、溶接前後にお
ける溶接でも、乱反射などが起こらず、その上充
分な強度を持つて剛性に富むレーザ溶接用バツク
バーを提供することを目的とする。

〈考案の構成〉 そこで、図面によつてこの構成ならびにその作
用を更に詳しく説明する。

なお、第１図は本考案の一つの実施例に係るバ
ツクバーの横断面図であり、第１図ａは第１図に
示すバツクバーを分解して示す斜視図であり、第
２図は第１図のＡ−Ａ線上の縦断面図であり、第
３図は第１図のＢ−Ｂ線上の縦断面図であつて、
しかも、第３図は係るバツクバーを備えたレーザ
溶接機とともに示している。

まず、第３図に示す如く、被溶接部材に相当す
る鋼板１ならびに２はライン上を送給され、所定
位置にてそれぞれクランプ装着６ならびに７によ
りクランプ保持し、先行鋼板１の後端面に後行鋼
板２の先端面を突合わせ、この突合わせ部の溶接
線に沿つてレーザトーチを走行させてレーザ溶接
する。なお、この突合わせ部の精度を向上させる
ために、鋼板１，２をシヤー装置（図示せず）に
よつて相対する端部を切断し、その切断面を互い
に突合わせることができる。

また、溶接時には、溶接線の下側からバツクバ
ー３を当てて、突合わせ部の下面を平坦に支持す
る。

また、レーザビーム８は途中の集光レンズ９に
より細く絞られ、その焦点が鋼板１、２の溶接線
に当てられ、高エネルギー密度のレーザ熱源によ
り溶接軌跡を高速に接合しながら、レーザ溶接が
進行する。

次に、このように突合わせ部の下面を平坦に支
持するバツクバー３は、鋼板１，２の板巾寸法よ
り長く構成し、鋼板１，２の突合わせ部の裏面に
対応して適当な押付けによつて接触し、ホルダー
４の上に定着されている。このバツクバー３の表
面において、鋼板１、２の突合わせ部、つまり、
溶接線に相当するところには、溶接線に沿つて、
第２図に示す如く、断面が凹型の溝３ａを形成す
る。この溝３ａは第１図に示す如くバツクバー３
の中央部、すなわち、最小板巾の鋼板よりせまい
範囲に構成し、溝３ａの両側に、第１図ならびに
第１図ａに示す如く、溝３ａの断面形状と異なつ
て、断面が底部に向つて次第に拡大する拡大スリ
ツト３ｂを形成する。これら両端の拡大スリツト
３ｂは第１図ａや第３図に示す如く、その断面が
底部に向かつて順次拡開されるようにし、各拡大
スリツト３ｂが溝３ａの両側からそれぞれ溶接線
方向に連続的に延長して形成する。この拡大スリ
ツト３ｂの長さは、最大板巾の鋼板の突合わせ部
により、十分長くなるように形成する。

なお、このように幅広鋼板と幅狭鋼板とを突合
わせ溶接する場合を対象としなくとも、幅広鋼板
同志の溶接もできる。

従つて、上記構成のバツクバー３であると、溶
接線以外のところ、つまり、溶接開始点から溶接
線まで、溶接線の終点から溶接の終了するところ
に至るまでは、レーザビームは拡大スリツト３ｂ
を通り、これら拡大スリツト３ｂの直下には対応
させて、ホルダー４に凹部５を設け、この凹部５
の底部に光吸収剤１０を設け、これによつてレー
ザビームを吸収する。

また、上記構成のバツクバーは、第１図ａに示
す如く、左右対称に分割されたものとして構成
し、これらは例えば７本のボルト１１によつて一
体的に組付けられるよう、構成できる。

そこで、以上の構成によるレーザ溶接用バツク
バーをレーザ溶接機に装備し、そのレーザ溶接機
の作用動作を説明すると、次の通りである。

溶接に先立つて、上記の如く、先行する鋼板１
とこれに続く次の鋼板２をクランプ装着６，７に
よりそれぞれクランプし、相対向する突合わせ端
部を切断した後、両鋼板の切断端面を正確に突合
わせる。そして、バツクバー３により突合わせ部
はクランプ保持し、溶接準備が完了する。

溶接時、溶接スタート時点に待機している溶接
トーチから突合わせ部の溶接開始点手前より照射
されるレーザビームは、溶接線に沿つて正しく操
作されて走行し、溶接線の終点を経て溶接終了点
に達したときに終了する。

この一連の溶接過程において、レーザビーム８
の照射開始時期と遮断時期とは突合わせ部の両側
耳部分の溶接を完全に行なうため、ある程度余裕
をもたせることになり、溶接線以外の位置でレー
ザビームが照射される間はバツクバー３の拡大ス
リツト３ｂをレーザビームが通過し、光吸収材１
０に照射されて吸収される。一方、レーザビーム
が実質的に溶接線にふれている期間は鋼板による
影響を受けるため、第２図に示すような溝３ａで
充分である。

〈考案の効果〉 以上要するに、本考案に係るレーザ溶接用バツ
クバーでは、レーザビームが直接バツクバーに照
射される溶接線以外のところには底部に向かつて
広がる拡大スリツトが形成され、被溶接材の下面
に当接する部分においては単なる溝が形成されて
いる。このため、板巾の広い鋼板の如き被溶接材
を溶接する際にも強度上の問題が解決され、しか
も、レーザ溶接の安全性及び突合わせ精度を著し
く高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一つの実施例に係るバツクバ
ーの横断面図、第１図ａは第１図に示すバツクバ
ーを分解して示す斜視図、第２図は第１図のＡ−
Ａ線上の縦断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線上
の縦断面図である。 符号、１，２……被溶接材（鋼板）、３……バ
ツクバー、３ａ……溝、３ｂ……拡大スリツト、
４……ホルダー、６，７……クランプ装置、８…
…レーザビーム、９……集光レンズ、１０……光
吸収材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被溶接材の突合わせ部に裏当て金として使用さ
   れるレーザ溶接用バツクバーにおいて、この長さ
   方向に沿つてその中央に前記突合わせ部の溶接線
   に対応するところに形成された溝を設けると共
   に、この溝の両側に形成されて断面が底部に向か
   つて次第に拡大する拡大スリツトを設け、この拡
   大スリツトの直下に相当するところにはレーザ・
   ビームを吸収する光吸収材を設けて成ることを特
   徴とするレーザ溶接用バツクバー。