JPH02263585A - 複合熱源溶接装置 - Google Patents
複合熱源溶接装置Info
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- JPH02263585A JPH02263585A JP1085562A JP8556289A JPH02263585A JP H02263585 A JPH02263585 A JP H02263585A JP 1085562 A JP1085562 A JP 1085562A JP 8556289 A JP8556289 A JP 8556289A JP H02263585 A JPH02263585 A JP H02263585A
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- welding
- laser beam
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- electrode
- welded
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. tungsten inert gas [TIG], metal inert gas [MIG] or plasma welding
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、レーザ溶接とプラズマ溶接又はＴＩＧ溶接と
を併用して溶接を行う複合熱源溶接装置に関する。
を併用して溶接を行う複合熱源溶接装置に関する。
鋼材の溶接においては、ＴｒＧ溶接、プラズマアーク溶
接等の非消耗電極式イナートガスアーク溶接方法が幅広
く使用されている。
接等の非消耗電極式イナートガスアーク溶接方法が幅広
く使用されている。
ＴＩＧ溶接方法はタングステン電極と被溶接材との間に
アークを発生させ、被溶接材を溶融させる方法である。
アークを発生させ、被溶接材を溶融させる方法である。
また、プラズマアーク溶接方法は、タングステン電極と
水冷拘束ノズルとの間に高周波アークを発生、させ、こ
のアーク中に動作ガスを通流させ、アークの熱によりプ
ラズマガスを発生させる。このプラズマガスを水冷拘束
ノズル先端の小孔を通ずことによって絞り、プラズマガ
スにサーマルピンチ効果を与えることによりエネルギ密
度が高いアークを発生させ、被溶接材を溶融させる。
水冷拘束ノズルとの間に高周波アークを発生、させ、こ
のアーク中に動作ガスを通流させ、アークの熱によりプ
ラズマガスを発生させる。このプラズマガスを水冷拘束
ノズル先端の小孔を通ずことによって絞り、プラズマガ
スにサーマルピンチ効果を与えることによりエネルギ密
度が高いアークを発生させ、被溶接材を溶融させる。
また、これらの非消耗電極式イナートガスアーク溶接方
法の他にレーザ溶接方法がある。レーザ溶接方法は、レ
ーザビームを集光レンズにて絞り、エネルギ密度を高く
したレーザビームを被溶接材に照射し、被溶接材を溶融
させてキャビティを形成し、深溶は込みを得るものであ
る。
法の他にレーザ溶接方法がある。レーザ溶接方法は、レ
ーザビームを集光レンズにて絞り、エネルギ密度を高く
したレーザビームを被溶接材に照射し、被溶接材を溶融
させてキャビティを形成し、深溶は込みを得るものであ
る。
しかし、前記ＴＩＧ溶接においては、高速溶接を行う場
合、低速溶接時に比して大電流が通流す・るため強いア
ーク力が溶融池に作用してアンダカ・ント、ハンピング
等の不連続ビード等が発生し易く、良好なビードを得る
ことが困難となる。またプラズマ溶接においては、高速
溶接を行う場合、溶は込み不足により吹き流しビードが
発生し易く、安定したビードの形成が困難となる。
合、低速溶接時に比して大電流が通流す・るため強いア
ーク力が溶融池に作用してアンダカ・ント、ハンピング
等の不連続ビード等が発生し易く、良好なビードを得る
ことが困難となる。またプラズマ溶接においては、高速
溶接を行う場合、溶は込み不足により吹き流しビードが
発生し易く、安定したビードの形成が困難となる。
そしてレーザ溶接においては、レーザ出力により被溶接
材の溶接限界速度が制限されており、高速溶接を行う場
合は大出力レーザを用いれば良いが、経済的な面で制約
される。
材の溶接限界速度が制限されており、高速溶接を行う場
合は大出力レーザを用いれば良いが、経済的な面で制約
される。
このようにＴｒＧ溶接、プラズマ溶接、レーザ溶接の夫
々の溶接装置では溶接速度に限界があり、また被溶接材
の肉厚にも限界があるという問題がある。
々の溶接装置では溶接速度に限界があり、また被溶接材
の肉厚にも限界があるという問題がある。
これらの問題を解消するためにＴＩＧ溶接装置とプラズ
マ溶接装置とを組合せた装置、多電極を有するＴＩＧ溶
接装置が用いられている。またＴＩＧ溶接装置とレーザ
溶接装置とを一体化し、ＴＩＧにより溶融した溶融池に
レーザビームを照射して溶は込みを深めて溶接する溶接
装置が提室されている（特開昭５４−５４９３２号公報
）。
マ溶接装置とを組合せた装置、多電極を有するＴＩＧ溶
接装置が用いられている。またＴＩＧ溶接装置とレーザ
溶接装置とを一体化し、ＴＩＧにより溶融した溶融池に
レーザビームを照射して溶は込みを深めて溶接する溶接
装置が提室されている（特開昭５４−５４９３２号公報
）。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら前述した如き７４Ｇ溶接装置とプラズマ溶
接装置とを組合せた溶接装置及び多電極ＴＩＧ溶接装置
においては、溶接入熱量が過大であることにより材料品
質へ悪影客を与えるため高品質材の溶接には使用できな
いという問題がある。また、前述のＴＩＧ溶接装置とレ
ーザ溶接装置とを一体化した溶接装置においては、ＴＩ
Ｇ溶接装置の加熱源とレーザ溶接装置の加熱源との間隔
が大きくなる程２つの溶接装置を一体化した効果が小さ
くなる。
接装置とを組合せた溶接装置及び多電極ＴＩＧ溶接装置
においては、溶接入熱量が過大であることにより材料品
質へ悪影客を与えるため高品質材の溶接には使用できな
いという問題がある。また、前述のＴＩＧ溶接装置とレ
ーザ溶接装置とを一体化した溶接装置においては、ＴＩ
Ｇ溶接装置の加熱源とレーザ溶接装置の加熱源との間隔
が大きくなる程２つの溶接装置を一体化した効果が小さ
くなる。
また、ＴＩＧ溶接及びレーザ溶接における被溶接材に対
する加熱角度を斜角とした場合、ＴＡＧ熔接装置により
発生するアーク力が弱化すると共にレーザの貫通溶接を
行う長さが増加し、２つの）容接装置を一体化した効果
が小さくなるという問題がある。
する加熱角度を斜角とした場合、ＴＡＧ熔接装置により
発生するアーク力が弱化すると共にレーザの貫通溶接を
行う長さが増加し、２つの）容接装置を一体化した効果
が小さくなるという問題がある。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ＴＩ
Ｇ溶接又はプラズマ溶接により発生するアーク力にて被
溶接材を溶融せしめ、溶融により押圧された溶融部に対
してＴＩＧ溶接用電極又はプラズマ溶接用電極の中心部
を通じてレーザビームを照射し、被溶接材を貫通溶接す
ることによりレーザ出力を過大とすることなく溶接速度
が早い複合熱源溶接装置を提供することを目的とする。
Ｇ溶接又はプラズマ溶接により発生するアーク力にて被
溶接材を溶融せしめ、溶融により押圧された溶融部に対
してＴＩＧ溶接用電極又はプラズマ溶接用電極の中心部
を通じてレーザビームを照射し、被溶接材を貫通溶接す
ることによりレーザ出力を過大とすることなく溶接速度
が早い複合熱源溶接装置を提供することを目的とする。
本発明に斯かる複合熱源溶接装置においては、プラズマ
溶接用電極又はＴＩＧ溶接用電極から発生するアークに
よって被溶接材を溶融せしめ、この溶融した部分にレー
ザビームを照射することにより被溶接材の溶接を行う複
合熱源溶接装置において、前記レーザビームを通ず貫通
孔を中心部に備えた溶接用電極と、該溶接用電極の貫通
孔を通じて前記アークの発生方向と同一の方向ヘレーザ
ビームを照射する手段とを具備する。
溶接用電極又はＴＩＧ溶接用電極から発生するアークに
よって被溶接材を溶融せしめ、この溶融した部分にレー
ザビームを照射することにより被溶接材の溶接を行う複
合熱源溶接装置において、前記レーザビームを通ず貫通
孔を中心部に備えた溶接用電極と、該溶接用電極の貫通
孔を通じて前記アークの発生方向と同一の方向ヘレーザ
ビームを照射する手段とを具備する。
プラズマ溶接用電極又はＴＡＧ溶接用電極の中心部にレ
ーザビームを貫通させる貫通孔を設けると、レーザビー
ムが前記電極か′ら発生するアークと同じ方向に照射さ
れる。まず被溶接材はアークの熱エネルギにより溶融す
る。そしてアークにより溶融した被溶接材の溶融部分の
一部は、アーク力により押圧され一方向へ排除される。
ーザビームを貫通させる貫通孔を設けると、レーザビー
ムが前記電極か′ら発生するアークと同じ方向に照射さ
れる。まず被溶接材はアークの熱エネルギにより溶融す
る。そしてアークにより溶融した被溶接材の溶融部分の
一部は、アーク力により押圧され一方向へ排除される。
このアーク力の熔融部分への作用により被溶接材の厚さ
が部分的に減少する。この厚さが減少した溶融部分に対
してレーザビームがアークと同じ方向に照射されるため
、レーザビームの溶接に対する負担が少なく、大出力の
レーザビームを使用することなく溶接を行うことができ
る。
が部分的に減少する。この厚さが減少した溶融部分に対
してレーザビームがアークと同じ方向に照射されるため
、レーザビームの溶接に対する負担が少なく、大出力の
レーザビームを使用することなく溶接を行うことができ
る。
以下本発明に係る複合熱源溶接装置をその一実施例を示
す図面に基づき具体的に説明する。
す図面に基づき具体的に説明する。
第１図は本発明に係る複合熱源溶接装置の模式的断面図
である。２は断面円形のトーチであり、該トーチ２の先
端内部にはＴＩＧ電源５及び高周波発生器６により高周
波電流を供給するＴＩＧ電極３が断面円形の支持部材２
１を介してトーチ２の内壁に取付けられる。ＴＩＧ電極
３の中心部にはレーザビームを通過させる断面円形のレ
ーザ光路３１を貫通させである。前記ＴＡＧ電極３の電
極内部は中空になっており、ＴｒＧ電極３には冷却水供
給管３２ａ及び冷却水排水管３２ｂが夫々前記電極内の
中空の部分に冷却水を通流させるべく接続されている。
である。２は断面円形のトーチであり、該トーチ２の先
端内部にはＴＩＧ電源５及び高周波発生器６により高周
波電流を供給するＴＩＧ電極３が断面円形の支持部材２
１を介してトーチ２の内壁に取付けられる。ＴＩＧ電極
３の中心部にはレーザビームを通過させる断面円形のレ
ーザ光路３１を貫通させである。前記ＴＡＧ電極３の電
極内部は中空になっており、ＴｒＧ電極３には冷却水供
給管３２ａ及び冷却水排水管３２ｂが夫々前記電極内の
中空の部分に冷却水を通流させるべく接続されている。
そしてトーチ２の内部のＴＴＧ電極３の反対側には、図
示しないレーザ発生装置より発振されるレーザビームを
トーチ２の内部及びＴＴＧ電極３のレーザ光路３１を通
り、ＴＩＧ電極３のレーザ光路３１の出側近傍に集光す
る集光レンズ４が配設されている。
示しないレーザ発生装置より発振されるレーザビームを
トーチ２の内部及びＴＴＧ電極３のレーザ光路３１を通
り、ＴＩＧ電極３のレーザ光路３１の出側近傍に集光す
る集光レンズ４が配設されている。
また前記集光レンズ４の近傍のトーチ２の側壁には溶接
部の酸化防止及び集光レンズ４を保護するための計等の
不活性ガスをトーチ２内へ流入させるガス導入口２２が
設けられている。そして前記支持部材２１の内部には、
前記ガス導入口２２より流入した不活性ガスをトーチ２
先端部のＴＩＧ電極３とトーチ２との間隙によって形成
されるガスノズル２３に送給するガス導管２１０，２１
０が導通している。
部の酸化防止及び集光レンズ４を保護するための計等の
不活性ガスをトーチ２内へ流入させるガス導入口２２が
設けられている。そして前記支持部材２１の内部には、
前記ガス導入口２２より流入した不活性ガスをトーチ２
先端部のＴＩＧ電極３とトーチ２との間隙によって形成
されるガスノズル２３に送給するガス導管２１０，２１
０が導通している。
以上の如く構成された複合熱源溶接装置により被溶接材
１の突合わせ溶接を行う場合、複合熱源溶接装置は、前
記レーザビームが被溶接材１の溶接部表面に対して垂直
に入射するようにＴＩＧ電極３を被溶接材１に微小間隔
をとって対向配置させる。また被溶接材１をＴｒＧ電源
５及び高周波発生器６の正の端子に接続し、負の端子を
ＴＴＧ電極３に接続する。
１の突合わせ溶接を行う場合、複合熱源溶接装置は、前
記レーザビームが被溶接材１の溶接部表面に対して垂直
に入射するようにＴＩＧ電極３を被溶接材１に微小間隔
をとって対向配置させる。また被溶接材１をＴｒＧ電源
５及び高周波発生器６の正の端子に接続し、負の端子を
ＴＴＧ電極３に接続する。
そして、ＴＩＧ電源５及び高周波発生器６よりＴＩＧ電
極３と、被溶接材ｌに裔周波電流を通流させてＴｒＧ電
極３と被溶接材ｌとの間にアークを発生させると共に図
示しないレーザ発生装置より発生ずるレーザビームを集
光レンズ４によりトーチ２内部及びＴＩＧ電極３のレー
ザ光路３１を通して被溶接材１の溶接部に集光させて溶
接を行う。溶接時には、前記ガス導入口２２より流入し
た計等の不活性ガスをガス導管２１０．２１０を通じて
ガスノズル２３より被溶接材１に噴射し、不活性雰囲気
下で前記溶接部の酸化を防止しつつ溶接を行う。また、
ＴＴＧ電極３内には常に冷却水供給管３２ａより供給さ
れる冷却水が通流され、ＴｉＧ電極３の過熱を防止する
。
極３と、被溶接材ｌに裔周波電流を通流させてＴｒＧ電
極３と被溶接材ｌとの間にアークを発生させると共に図
示しないレーザ発生装置より発生ずるレーザビームを集
光レンズ４によりトーチ２内部及びＴＩＧ電極３のレー
ザ光路３１を通して被溶接材１の溶接部に集光させて溶
接を行う。溶接時には、前記ガス導入口２２より流入し
た計等の不活性ガスをガス導管２１０．２１０を通じて
ガスノズル２３より被溶接材１に噴射し、不活性雰囲気
下で前記溶接部の酸化を防止しつつ溶接を行う。また、
ＴＴＧ電極３内には常に冷却水供給管３２ａより供給さ
れる冷却水が通流され、ＴｉＧ電極３の過熱を防止する
。
第２図は被溶接材１の溶接部近傍の部分拡大図である。
前述した如き複合熱源溶接装置の動作により被溶接材１
が溶接される場合、溶接部はアーク力により下方へ押下
げられるためレーザの貫通溶接長さＡは短くなり、溶接
効率が良い。被溶接材ｌはまずアークの熱エネルギによ
り溶融され、さらにレーザビームを照射されて貫迎溶接
される。
が溶接される場合、溶接部はアーク力により下方へ押下
げられるためレーザの貫通溶接長さＡは短くなり、溶接
効率が良い。被溶接材ｌはまずアークの熱エネルギによ
り溶融され、さらにレーザビームを照射されて貫迎溶接
される。
即ちアークによりＴＩＧ電極３に近い溶接材上部１ａが
溶接され、レーザビームにより溶接材下部１ｂが溶接さ
れることとなる。
溶接され、レーザビームにより溶接材下部１ｂが溶接さ
れることとなる。
本発明に係る複合熱源溶接装置及び従来の溶接装置を用
い下記第１表に示す条件により実際に溶接を行った。
い下記第１表に示す条件により実際に溶接を行った。
なお、第１表中の比較例３は前述した特開昭５４５４９
３２号公報に開示される装置による場合である。
３２号公報に開示される装置による場合である。
その結果を第３図に示す。
（以下余白）
第１表 溶接条件
第３図は前記溶接の結果を示すグラフであって、縦軸に
は溶接速度（ｍ／ｍ１ｎ） 、横軸には各溶接方法名を
とり、これらの関係を示す。このグラフより明らかな如
く本発明に係る複合熱源溶接装置は従来の溶接装置に比
して溶接速度が速く、高速溶接に適しているといえる。
は溶接速度（ｍ／ｍ１ｎ） 、横軸には各溶接方法名を
とり、これらの関係を示す。このグラフより明らかな如
く本発明に係る複合熱源溶接装置は従来の溶接装置に比
して溶接速度が速く、高速溶接に適しているといえる。
なお、本実施例においては、ＴＴＧ電極３をアーり発生
用に使用したが、これに限らずプラズマ電極を用いても
良い。
用に使用したが、これに限らずプラズマ電極を用いても
良い。
以上詳述した如く本発明に係る複合熱源溶接装置におい
ては、ＴＴＧ溶接又はプラズマ溶接により発生するアー
クにて被溶接材を溶融せしめ、アークにより押し下げら
れた溶融部に対してＴＴＧ溶接部又はプラズマ溶接部の
電極の中心部よりレーザビームを照射し、被溶接材を貫
通溶接することによりレーザ出力を過大にすることなく
溶接速度が早い等本発明は優れた効果を奏する。
ては、ＴＴＧ溶接又はプラズマ溶接により発生するアー
クにて被溶接材を溶融せしめ、アークにより押し下げら
れた溶融部に対してＴＴＧ溶接部又はプラズマ溶接部の
電極の中心部よりレーザビームを照射し、被溶接材を貫
通溶接することによりレーザ出力を過大にすることなく
溶接速度が早い等本発明は優れた効果を奏する。
図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明に係る複合熱源溶接装置の模式的断面図、第２図は
被溶接材の溶接部近傍の部分拡大図、第３図は本発明装
置及び従来装置により実際に溶接を行った結果を示すグ
ラフである。 ■・・・被溶接材 ３・・・ＴＩＧ電極 ３１・・・レ
ーザ光路４・・・集光レンズ ５・・・ＴＩＧ電源 ６
・・・高周波発生器 ］つ 弔 図
発明に係る複合熱源溶接装置の模式的断面図、第２図は
被溶接材の溶接部近傍の部分拡大図、第３図は本発明装
置及び従来装置により実際に溶接を行った結果を示すグ
ラフである。 ■・・・被溶接材 ３・・・ＴＩＧ電極 ３１・・・レ
ーザ光路４・・・集光レンズ ５・・・ＴＩＧ電源 ６
・・・高周波発生器 ］つ 弔 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、プラズマ溶接用電極又はＴＩＧ溶接用電極から発生
するアークによって被溶接材を溶融せしめ、この溶融し
た部分にレーザビームを照射することにより被溶接材の
溶接を行う複合熱源溶接装置において、 前記レーザビームを通す貫通孔を中心部に 備えた溶接用電極と、 該溶接用電極の貫通孔を通じて前記アーク の発生方向と同一の方向へレーザビームを照射する手段
とを具備することを特徴とする複合熱源溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085562A JPH02263585A (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | 複合熱源溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085562A JPH02263585A (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | 複合熱源溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02263585A true JPH02263585A (ja) | 1990-10-26 |
Family
ID=13862254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1085562A Pending JPH02263585A (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | 複合熱源溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02263585A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0584589A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-04-06 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置の加工ヘツド |
| US5609781A (en) * | 1992-10-23 | 1997-03-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Machining head and laser machining apparatus |
| JPH09296280A (ja) * | 1996-04-30 | 1997-11-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 金属表面処理方法 |
| US6118097A (en) * | 1992-10-23 | 2000-09-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Machining head and laser machining apparatus |
| WO2002074771A1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-26 | Takeda Chemical Industries, Ltd. | Tricyclic heterocyclic compound, process for producing the same, and use |
| JP2007019091A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Toshiba Corp | 超伝導コイルの製造方法および超伝導コイル |
| WO2019127905A1 (zh) * | 2017-12-30 | 2019-07-04 | 沈阳富创精密设备有限公司 | 一种激光tig复合焊接头 |
-
1989
- 1989-04-03 JP JP1085562A patent/JPH02263585A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0584589A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-04-06 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置の加工ヘツド |
| US5609781A (en) * | 1992-10-23 | 1997-03-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Machining head and laser machining apparatus |
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| JPH09296280A (ja) * | 1996-04-30 | 1997-11-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 金属表面処理方法 |
| WO2002074771A1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-26 | Takeda Chemical Industries, Ltd. | Tricyclic heterocyclic compound, process for producing the same, and use |
| JP2007019091A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Toshiba Corp | 超伝導コイルの製造方法および超伝導コイル |
| WO2019127905A1 (zh) * | 2017-12-30 | 2019-07-04 | 沈阳富创精密设备有限公司 | 一种激光tig复合焊接头 |
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