JPH0577071A - 金属箔の接合方法および接合装置 - Google Patents

金属箔の接合方法および接合装置

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JPH0577071A
JPH0577071A JP3237518A JP23751891A JPH0577071A JP H0577071 A JPH0577071 A JP H0577071A JP 3237518 A JP3237518 A JP 3237518A JP 23751891 A JP23751891 A JP 23751891A JP H0577071 A JPH0577071 A JP H0577071A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、金属箔の接合方法および接合装置に
関し、接合予定部位で金属箔同士を確実に密着させるば
かりでなく、溶接シーム形状も限定されず、且つ波板等
を用いたハニカムのような2次元、3次元的な構造体の
形成にも適用できる金属箔の接合方法および接合装置を
提供することを目的とする。 【構成】複数の金属箔(5)を重ね合わせ、最上部の金
属箔表面に高密度エネルギービーム(8)を照射するこ
とにより該金属箔(5)同士をシーム溶接する金属箔の
接合方法において、重ね合わせた金属箔(5)の高密度
エネルギービーム(8)照射予定点の周囲を、該照射予
定点直近でビーム(8)照射側から押圧することによ
り、該照射予定点を含む小さい領域で該金属箔同士を局
部的に密着させた状態にして、該高密度エネルギービー
ム照射を行うように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属箔の接合方法およ
び接合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、金属薄板の圧延技術の進歩に伴
い、厚さ100μm程度あるいは数10μm程度の金属
箔が得られるようになっている。種々の用途において、
複数の金属箔を重ねて溶接により接合する場合、レーザ
ビーム等の高密度エネルギービームによる溶接が行われ
ている。その際、金属箔同士を単に重ね合わせただけで
は、溶接ビード幅が一定しなかったり、上部の1枚しか
溶けなかったり、局部的な加熱が起こって溶融部が抜け
落ちたりするため、健全な溶接が行えないという問題が
あった。
【0003】上記問題を解決するために、特開平第1−
306085号公報には、重ね合わせた金属箔の接合予
定部位の両側をボルト止め式等の治具で挟み付けて拘束
し、金属箔に引張力を付与することにより、金属箔同士
を密着させる方法が開示されている。しかし上記の方法
では、溶接箇所が多数の場合に段取り換えに多くの手間
を要し、溶接シーム形状も直線に限られるという欠点が
ある。また更に大きな欠点として、平板と波板を重ね合
わせて接合し、例えばハニカム状のものを形成する場
合、治具での挟み付け部分では波板が潰れ、そして引張
力により波板自体が延びてしまうため、上記方法は適用
できないという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題を解消し、接合予定部位で金属箔同士を確実に密着
させるばかりでなく、煩雑な段取り換えを要さず、溶接
シーム形状も限定されず、且つ波板等を用いたハニカム
のような2次元、3次元的な構造体の形成にも適用でき
る金属箔の接合方法および接合装置を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の金属箔の接合方法は、複数の金属箔を重
ね合わせ、最上部の金属箔表面に高密度エネルギービー
ムを照射することにより該金属箔同士をシーム溶接する
金属箔の接合方法において、重ね合わせた金属箔の高密
度エネルギービーム照射予定点の周囲を、該照射予定点
直近でビーム照射側から押圧することにより、該照射予
定点を含む小さい領域で該金属箔同士を局部的に密着さ
せた状態にして、該高密度エネルギービーム照射を行う
ことを特徴とする。
【0006】また上記本発明の方法を実施するための金
属箔の接合装置は、複数の金属箔を重ね合わせ、最上部
の金属箔表面に高密度エネルギービームを照射すること
により該金属箔同士をシーム溶接する金属箔の接合装置
において、重ね合わせた金属箔の高密度エネルギービー
ム照射予定点を含む小さい領域で該金属箔同士を密着さ
せるように、該照射予定点の周囲を、該照射予定点直近
でビーム照射側から押圧する手段を備えたことを特徴と
する。
【0007】
【作用】本発明によれば、高密度エネルギービーム照射
予定点の周囲を該照射予定点の直近で押圧し、押圧部で
金属箔同士を局部的に密着させてビーム照射を行うの
で、接合部位を十分に密着させて確実に溶接を行うこと
ができる。また、接合予定部位で金属箔同士を密着させ
るための押圧を高密度エネルギービーム照射側から行う
ので、様々な補助設備との組合せにより、溶接シームの
形状を直線に限定することなく曲線状、折れ線状等、必
要に応じて極めて多種多様な形状の溶接シームで接合を
行うことができる上、波板等3次元的な形状を持つ金属
箔を用いてハニカムのような2次元、3次元的な構造体
の形成にも十分に適用することができる。
【0008】以下に、添付図面を参照し、実施例によっ
て本発明を更に詳細に説明する。
【0009】
【実施例】
〔実施例1〕図1に、本発明に従った装置を用いて金属
箔の接合を行う配置例を示す。本発明に従って金属箔の
接合予定部位を押圧するための押圧ノズル10は、内部
をレーザビーム8が貫通するスリーブ1、金属箔に直接
接触して押圧を行う押圧ヘッド2、スリーブ1に対して
押圧ヘッド2を弾力的に保持するバネ3、およびスリー
ブ1側面の穴(図示せず)を通って押圧ヘッド2側面の
キー溝2aに差し込まれたピン4から構成される。スリ
ーブ1上部の外周には、図示しないレーザビーム発生装
置の照射ノズル取り付け部6に取り付けるためのネジ1
aが切られている。
【0010】押圧ノズル10の組み立て手順は次の通り
である。スリーブ1の下端(レーザビーム射出側)から
先ずバネ3を挿入し、次に押圧ヘッド2を挿入する。押
圧ヘッド2を押し込んでゆくと、バネ3の上端がスリー
ブ1上部(ネジ1aの下)にある肩1bに当たる。更に
押し込んでバネ3を圧縮し、押圧ヘッド2側面のキー溝
2aとスリーブ1側面の穴(図示せず)の位置が合った
ところで、外部からこの穴を通してキー溝2aまでピン
を差し込む。これにより、押圧ヘッド2は、先端部分2
bをスリーブ1の下縁から下方へ突き出した位置にな
り、バネ3により下方へ加圧された状態で、キー溝2a
の上端がピン4に掛かって保持される。押圧ヘッド2
は、現位置でのバネ3の反発力に打ち勝つ圧力(押圧
力)がその押圧面2cに負荷されたときに、キー溝2a
の長さLによって規定される距離の範囲でビーム8方向
に沿って(図中の矢印AおよびB)移動できる。
【0011】以上のように組み立てた押圧ノズル10
(1、2、3、4)を、スリーブ1上部のネジ1aで図
示しないレーザビーム発生装置の照射ノズル取り付け部
6に取り付けて固定し、溶接を行う。レーザビーム8
は、照射ノズル取り付け部6から押圧ノズル10のスリ
ーブ1内を通り、押圧ヘッド2先端にある照射口2dか
ら、重ね合わせた金属箔5の最上部の箔の表面に照射さ
れる。
【0012】なお、押圧ノズル10の取り付け方法は、
個々のレーザ発生装置の照射ノズル取り付け部6の形状
に応じて上記以外の方法とすることもできる。レーザビ
ームの焦点は、押圧ヘッド2をA方向へ幾分押し上げた
位置に対応するように調節しておく。そして溶接を実行
する際に、レーザビーム8の焦点を最上部の金属箔5の
表面に合わせた時点で、必要な押圧が開始するようにな
っている。接合する金属箔の材質、厚さ、断面形状(波
形等)に応じて、使用するバネ3の強さを変えることに
より、押圧力を適当な大きさに調整する。そのためのバ
ネ3の交換は、ピン4を抜き取り前記組み立て手順に準
じて簡便に行うことができるので、煩雑な段取り換えは
必要としない。
【0013】レーザビームの焦点を合わせた時点で、圧
縮状態にあるバネ3の反発力が押圧ヘッド2の押圧面2
cで金属箔5の最上面に押圧力として負荷される。これ
により2枚の金属箔5は、レーザビーム照射予定点5a
の周囲で押圧面2cが接する照射予定点5a直近で押圧
され、照射予定点5aを含む小さい領域で局部的に密着
させられる。この状態でレーザビーム照射を行いなが
ら、押圧ノズル10を金属箔表面上を移動させることに
より、接合予定部位を完全に密着させてシーム溶接する
ことができる。
【0014】更に、金属箔を治具拘束し引張力を付与し
て行っていた従来の方法では不可能であった直線以外の
シーム形状での溶接や2次元・3次元的な形状の金属箔
および構造体にも適用できる。その幾つかの例を下記に
説明する。 〔実施例2〕図2に、本発明に従って平板金属箔5A上
に波板金属箔5Bを重ね合わせてハニカム状の構造体2
0を形成する例を示す。
【0015】この場合、波板金属箔5Bがつぶれない程
度に押圧力を調整することにより、波板金属箔5Bを変
形させることなく、溶接することができる。 〔実施例3〕図3に、本発明に従って2枚の平板金属箔
5を曲線状シーム30または折れ線状シーム31で溶接
接合する例を示す。
【0016】この場合、図示しないX−Y軸数値制御テ
ーブル上で、2枚の平板金属箔5を重ね合わせて本発明
の押圧ノズル10により溶接を行うことにより、図示の
ように直線以外の複雑な経路に沿った溶接シームによる
溶接を行うことができる。 〔実施例4〕図4に示すように、押圧ノズル10を図示
しない適当な溶接ロボットに装着することにより、ハニ
カム40を巻き取りながらの3次元溶接を行うことがで
きる。
【0017】本発明は、レーザビーム照射側から押圧を
行い金属箔同士を密着させる方式を採用したことによっ
て、上記実施例2〜4に示したように、多種多様な箔形
状および溶接構造に適用できる極めて高い融通性を持
つ。以上の実施例1〜4では、金属箔同士を密着させる
ための押圧力をバネ3の弾力により付与する例を説明し
たが、押圧力付与手段はバネに限定する必要はなく、金
属箔に対して弾力的に押圧力を負荷できる手段であれば
よい。そのような例を次に示す。 〔実施例5〕スリーブ1、押圧ヘッド2、ピン4は実施
例1の構成と同様であるが、押圧力付与手段としてバネ
3の代わりにスリーブ1の外周にエアシリンダー7を設
けてある。
【0018】上部および下部にそれぞれエア供給口7a
およびエア排出口7bを持つエアシリンダー7はスリー
ブ1の外周面に保持部材9で固定されており、エアシリ
ンダー7の下方に延びたピストン軸7cは、押圧ヘッド
2の外周面に固定された保持部材2eにナット7dで固
定されている。この態様によれば、供給エア圧の調整に
より押圧力を随時調整できるので、実施例1のようにバ
ネ3を交換する必要がなく、接合する金属箔および溶接
構造体の形状、寸法等に応じて必要な押圧力をより簡便
に変更・調節できる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
煩雑な段取り換えを要さず、溶接シーム形状も限定され
ず、また平板同士の接合に限らず波板等を用いたハニカ
ムのような2次元、3次元的な構造体を形成する場合に
も、接合予定部位で金属箔同士を確実に密着させてシー
ム溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って金属箔接合を行うための装置の
一例と被接合物の配置例を示す部分切断図である。
【図2】本発明に従って平板金属箔と波板金属箔とを接
合してハニカム構造体を形成する状態を示す斜視図であ
る。
【図3】本発明に従って曲線状および折れ線状のシーム
により金属箔の接合を行う状態を示す斜視図である。
【図4】本発明に従ってハニカムを巻き取りながらシー
ム溶接する状態を示す正面図である。
【図5】本発明に従って金属箔接合を行うための装置の
他の例を示す部分切断図である。
【符号の説明】
1…スリーブ 2…押圧ヘッド 3…バネ 4…ピン 5…金属箔 6…照射ノズル取り付け部 7…エアシリンダー 8…レーザビーム 9…保持部材 10…押圧ノズル 20…ハニカム 30…曲線状溶接シーム 31…折れ線状溶接シーム 40…ハニカム

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の金属箔を重ね合わせ、最上部の金
    属箔表面に高密度エネルギービームを照射することによ
    り該金属箔同士をシーム溶接する金属箔の接合方法にお
    いて、 重ね合わせた金属箔の高密度エネルギービーム照射予定
    点の周囲を、該照射予定点直近でビーム照射側から押圧
    することにより、該照射予定点を含む小さい領域で該金
    属箔同士を局部的に密着させた状態にして、該高密度エ
    ネルギービーム照射を行うことを特徴とする金属箔の接
    合方法。
  2. 【請求項2】 内部を高密度エネルギービームが貫通す
    る押圧ノズルのビーム射出口に、ビーム方向に沿って所
    定範囲内で弾力的に移動可能に設けた押圧ヘッドを、前
    記最上部の金属箔表面に押し付け、該弾力により前記押
    圧を行うことを特徴とする請求項1記載の金属箔の接合
    方法。
  3. 【請求項3】 前記押圧するための弾力をバネにより付
    与し、接合される金属箔に応じた必要な押圧力の設定
    を、該バネの選択により行うことを特徴とする請求項2
    記載の金属箔の接合方法。
  4. 【請求項4】 前記押圧するための弾力をエアシリンダ
    ーにより付与し、接合される金属箔に応じた必要な押圧
    力の設定を、該エアシリンダーへ供給するエア圧力によ
    り随時行うことを特徴とする請求項2記載の金属箔の接
    合方法。
  5. 【請求項5】 複数の金属箔を重ね合わせ、最上部の金
    属箔表面に高密度エネルギービームを照射することによ
    り該金属箔同士をシーム溶接する金属箔の接合装置にお
    いて、 重ね合わせた金属箔の高密度エネルギービーム照射予定
    点を含む小さい領域で該金属箔同士を密着させるよう
    に、該照射予定点の周囲を、該照射予定点直近でビーム
    照射側から押圧する手段を備えたことを特徴とする金属
    箔の接合装置。
  6. 【請求項6】 内部を高密度エネルギービームが貫通す
    る押圧ノズルのビーム射出口に、ビーム方向に沿って所
    定範囲内で弾力的に移動可能に押圧ヘッドを設けて前記
    押圧手段を構成したことを特徴とする請求項4記載の金
    属箔の接合装置。
  7. 【請求項7】 前記押圧するための弾力を付与するバネ
    を有し、接合される金属箔に応じた必要な押圧力の設定
    を、該バネの選択により行うようにしたことを特徴とす
    る請求項2記載の金属箔の接合方法。
  8. 【請求項8】 前記押圧するための弾力を付与するエア
    シリンダーを有し、接合される金属箔に応じた必要な押
    圧力の設定を、該エアシリンダーへ供給するエア圧力に
    より随時行うようにしたことを特徴とする請求項2記載
    の金属箔の接合方法。
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