JPH06106372A - レーザ溶接方法 - Google Patents
レーザ溶接方法Info
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- JPH06106372A JPH06106372A JP4252405A JP25240592A JPH06106372A JP H06106372 A JPH06106372 A JP H06106372A JP 4252405 A JP4252405 A JP 4252405A JP 25240592 A JP25240592 A JP 25240592A JP H06106372 A JPH06106372 A JP H06106372A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】照射側の被溶接部材およびフィラーワイヤを、
溶融熱が奪われる前に反照射側の被溶接部材に押し込む
ように流入させて、被溶接部材同士を、重合部間のギャ
ップの許容限を拡大化させつつ確実に溶接する。 【構成】集光レンズ12先端からのレーザビームの照射に
よってその照射側の被溶接部材A を溶融しつつ切断した
後、その切断により形成された溝部21にフィラーワイヤ
14を送給して該フィラーワイヤ14を上記レーザビームの
照射によって溶融させ、この照射と同時に上記溶融状態
の照射側の被溶接部材A およびフィラーワイヤ14に、そ
の溶融状態の照射側の被溶接部材A およびフィラーワイ
ヤ14を上記溝部21を介して反照射側の被溶接部材B に対
して押し込むようなガス圧3.0kg/cm2 に設定したアルゴ
ンガスG を供給し、被溶接部材A,B 同士を重合部4 にお
いて重ね合わせ溶接する。
溶融熱が奪われる前に反照射側の被溶接部材に押し込む
ように流入させて、被溶接部材同士を、重合部間のギャ
ップの許容限を拡大化させつつ確実に溶接する。 【構成】集光レンズ12先端からのレーザビームの照射に
よってその照射側の被溶接部材A を溶融しつつ切断した
後、その切断により形成された溝部21にフィラーワイヤ
14を送給して該フィラーワイヤ14を上記レーザビームの
照射によって溶融させ、この照射と同時に上記溶融状態
の照射側の被溶接部材A およびフィラーワイヤ14に、そ
の溶融状態の照射側の被溶接部材A およびフィラーワイ
ヤ14を上記溝部21を介して反照射側の被溶接部材B に対
して押し込むようなガス圧3.0kg/cm2 に設定したアルゴ
ンガスG を供給し、被溶接部材A,B 同士を重合部4 にお
いて重ね合わせ溶接する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームによって
所定厚の被溶接部材同士を重ね合わせ溶接するようにし
たレーザ溶接方法に関する。
所定厚の被溶接部材同士を重ね合わせ溶接するようにし
たレーザ溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、例えば、板状の被溶接部材同士
を重ね合わせ溶接する場合、特開昭６１−２１２４９６
号公報に開示されるように、スポット溶接ガンの２つの
電極チップにより被溶接部材同士の重合部を挟み込ん
で、その重合部の長手方向所定間隔置きにスポット溶接
する方法が採られている。
を重ね合わせ溶接する場合、特開昭６１−２１２４９６
号公報に開示されるように、スポット溶接ガンの２つの
電極チップにより被溶接部材同士の重合部を挟み込ん
で、その重合部の長手方向所定間隔置きにスポット溶接
する方法が採られている。
【０００３】また、亜鉛メッキなど低融点のメッキ層を
有する２つの板状の被溶接部材をレーザビームによって
重ね合わせ溶接するようにしたレーザ溶接方法もあり、
レーザビームの照射によってその照射側の被溶接部材を
溶融しつつ切断した後、その切断により溝部を形成しつ
つ露呈する照射側の被溶接部材の酸化を防止する上で所
定のガス圧に設定された不活性ガスを上記溶融状態の照
射側の被溶接部材に供給して、上記溝部を介して溶融状
態の照射側の被溶接部材を反照射側の被溶接部材に流入
させ、被溶接部材同士の重合部を連続的に溶接するよう
にしている（特開昭５６−６２６８８号公報参照）。こ
の場合、被溶接部材同士の重合部間には、溶接時に蒸発
するメッキ材の逃げ場を設けてプローホールの発生を防
止する上で、僅かなギャップ（例えば照射側の被溶接部
材の板厚に対する１０％程度のギャップ）を予め設けて
いる。
有する２つの板状の被溶接部材をレーザビームによって
重ね合わせ溶接するようにしたレーザ溶接方法もあり、
レーザビームの照射によってその照射側の被溶接部材を
溶融しつつ切断した後、その切断により溝部を形成しつ
つ露呈する照射側の被溶接部材の酸化を防止する上で所
定のガス圧に設定された不活性ガスを上記溶融状態の照
射側の被溶接部材に供給して、上記溝部を介して溶融状
態の照射側の被溶接部材を反照射側の被溶接部材に流入
させ、被溶接部材同士の重合部を連続的に溶接するよう
にしている（特開昭５６−６２６８８号公報参照）。こ
の場合、被溶接部材同士の重合部間には、溶接時に蒸発
するメッキ材の逃げ場を設けてプローホールの発生を防
止する上で、僅かなギャップ（例えば照射側の被溶接部
材の板厚に対する１０％程度のギャップ）を予め設けて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の如き
スポット溶接ガンによる溶接方法では、被溶接部材同士
が所定間隔置きに重合部を挟み込んで行われるため、被
溶接部材同士の重合部への荷重がスポット溶接部つまり
スポット溶接点毎に作用し、被溶接部材同士の剛性強度
を高めることができない。また、溶接時、スポット溶接
ガンの２つの電極チップに被溶接部材が付着するため、
電極チップ間の抵抗が増大して溶接不良を招く恐れがあ
り、被溶接部材を電極チップから削り落とす必要があ
る。さらに、被溶接部材同士の重合部がスポットガンに
より挟み込んだ状態で溶接されるため、被溶接部材の重
合部に、被溶接部材同士を無理に引き合わせる荷重が作
用することになり、被溶接部材の精度が悪いものとな
る。
スポット溶接ガンによる溶接方法では、被溶接部材同士
が所定間隔置きに重合部を挟み込んで行われるため、被
溶接部材同士の重合部への荷重がスポット溶接部つまり
スポット溶接点毎に作用し、被溶接部材同士の剛性強度
を高めることができない。また、溶接時、スポット溶接
ガンの２つの電極チップに被溶接部材が付着するため、
電極チップ間の抵抗が増大して溶接不良を招く恐れがあ
り、被溶接部材を電極チップから削り落とす必要があ
る。さらに、被溶接部材同士の重合部がスポットガンに
より挟み込んだ状態で溶接されるため、被溶接部材の重
合部に、被溶接部材同士を無理に引き合わせる荷重が作
用することになり、被溶接部材の精度が悪いものとな
る。
【０００５】一方、上述したレーザビームによる溶接方
法を用いて被溶接部材同士の重合部を溶接する場合に
は、レーザビームの照射によって溶融された照射側の被
溶接部材が溝部を介して反照射側の被溶接部材に流入す
る間に溶融熱が奪われることになる。そのため、被溶接
部材同士の重合部間に制作誤差などによる大きなギャッ
プが存在していると、さらに溶融熱が奪われることにな
り、照射側の被溶接部材の溶融熱でもって反照射側の被
溶接部材を溶融させながら被溶接部材同士を溶接するこ
とができず、照射側の被溶接部材がギャップ内に流れ込
んで溶接欠陥を招くことになる。つまり、被溶接部材同
士の重合部間のギャップが照射側の被溶接部材の板厚の
２０％になると、照射側の被溶接部材にアンダーカット
が発生し、ギャップが照射側の被溶接部材の板厚の４０
％になると、照射側の被溶接部材がギャップ内に流れ込
んで照射側の被溶接部材に欠損部分が生じることにな
る。
法を用いて被溶接部材同士の重合部を溶接する場合に
は、レーザビームの照射によって溶融された照射側の被
溶接部材が溝部を介して反照射側の被溶接部材に流入す
る間に溶融熱が奪われることになる。そのため、被溶接
部材同士の重合部間に制作誤差などによる大きなギャッ
プが存在していると、さらに溶融熱が奪われることにな
り、照射側の被溶接部材の溶融熱でもって反照射側の被
溶接部材を溶融させながら被溶接部材同士を溶接するこ
とができず、照射側の被溶接部材がギャップ内に流れ込
んで溶接欠陥を招くことになる。つまり、被溶接部材同
士の重合部間のギャップが照射側の被溶接部材の板厚の
２０％になると、照射側の被溶接部材にアンダーカット
が発生し、ギャップが照射側の被溶接部材の板厚の４０
％になると、照射側の被溶接部材がギャップ内に流れ込
んで照射側の被溶接部材に欠損部分が生じることにな
る。
【０００６】そこで、上記レーザビームによる溶接方法
にクランプ手段等を別途用いてギャップを可及的に小さ
くすることが考えられるが、連続的に行われるレーザビ
ームによる溶接では、施工上において制約を受けること
になる。
にクランプ手段等を別途用いてギャップを可及的に小さ
くすることが考えられるが、連続的に行われるレーザビ
ームによる溶接では、施工上において制約を受けること
になる。
【０００７】その場合、被溶接部材同士の重合部間にお
けるギャップの許容限を向上させる手段としては、溝部
を介して溶融状態の照射側の被溶接部材を反照射側の被
溶接部材に流入させる際にフィラーワイヤを送給し、該
フィラーワイヤをレーザビームの照射によって溶融させ
ることも考えられるが、フィラーワイヤを溶融させた分
だけギャップ内に流入する照射側の被溶接部材の欠損部
分を補うには効果的ではあるものの、ギャップの許容限
を拡大させることができない。
けるギャップの許容限を向上させる手段としては、溝部
を介して溶融状態の照射側の被溶接部材を反照射側の被
溶接部材に流入させる際にフィラーワイヤを送給し、該
フィラーワイヤをレーザビームの照射によって溶融させ
ることも考えられるが、フィラーワイヤを溶融させた分
だけギャップ内に流入する照射側の被溶接部材の欠損部
分を補うには効果的ではあるものの、ギャップの許容限
を拡大させることができない。
【０００８】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、上記レーザビームによる
レーザ溶接方法に着目し、上記フィラーワイヤを用い
て、照射側の被溶接部材およびフィラーワイヤを、その
溶融熱が奪われる前に反照射側の被溶接部材に押し込む
ように流入させることにより、スポット溶接ガンによる
溶接方法の欠点である被溶接部材同士の剛性強度を高め
つつ各電極チップからの材料の削り落としを不要にして
被溶接部材の精度を良好に保つようにするとともに、被
溶接部材同士を重合部間のギャップの許容限を拡大化さ
せつつ溶接欠陥を招くことなく確実に溶接することにあ
る。
で、その目的とするところは、上記レーザビームによる
レーザ溶接方法に着目し、上記フィラーワイヤを用い
て、照射側の被溶接部材およびフィラーワイヤを、その
溶融熱が奪われる前に反照射側の被溶接部材に押し込む
ように流入させることにより、スポット溶接ガンによる
溶接方法の欠点である被溶接部材同士の剛性強度を高め
つつ各電極チップからの材料の削り落としを不要にして
被溶接部材の精度を良好に保つようにするとともに、被
溶接部材同士を重合部間のギャップの許容限を拡大化さ
せつつ溶接欠陥を招くことなく確実に溶接することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の解決手段は、レーザビームによって所定厚
の被溶接部材同士を重ね合わせ溶接するようにしたレー
ザ溶接方法として、レーザビームの照射によってその照
射側の被溶接部材を溶融しつつ切断した後、その切断に
より形成された溝部にフィラーワイヤを送給して該フィ
ラーワイヤを上記レーザビームの照射によって溶融さ
せ、この照射と同時に上記溶融状態の照射側の被溶接部
材およびフィラーワイヤに、その溶融状態の照射側の被
溶接部材およびフィラーワイヤを上記溝部を介して反照
射側の被溶接部材に対して押し込むようなガス圧に設定
した不活性ガスを供給するように成すものである。
め、本発明の解決手段は、レーザビームによって所定厚
の被溶接部材同士を重ね合わせ溶接するようにしたレー
ザ溶接方法として、レーザビームの照射によってその照
射側の被溶接部材を溶融しつつ切断した後、その切断に
より形成された溝部にフィラーワイヤを送給して該フィ
ラーワイヤを上記レーザビームの照射によって溶融さ
せ、この照射と同時に上記溶融状態の照射側の被溶接部
材およびフィラーワイヤに、その溶融状態の照射側の被
溶接部材およびフィラーワイヤを上記溝部を介して反照
射側の被溶接部材に対して押し込むようなガス圧に設定
した不活性ガスを供給するように成すものである。
【００１０】
【作用】上記の構成により、本発明では、レーザビーム
の照射により溶融された照射側の被溶接部材およびフィ
ラーワイヤは、レーザビームの照射時の切断により形成
された溝部を介して供給される，溶融状態の照射側の被
溶接部材およびフィラーワイヤを反照射側の被溶接部材
に対して押し込むようなガス圧に設定された不活性ガス
により、被溶接部材同士の重合部間に制作誤差などによ
るギャップが存在していても、溶融熱が奪われる前に反
照射側の被溶接部材に押し込まれることになる。
の照射により溶融された照射側の被溶接部材およびフィ
ラーワイヤは、レーザビームの照射時の切断により形成
された溝部を介して供給される，溶融状態の照射側の被
溶接部材およびフィラーワイヤを反照射側の被溶接部材
に対して押し込むようなガス圧に設定された不活性ガス
により、被溶接部材同士の重合部間に制作誤差などによ
るギャップが存在していても、溶融熱が奪われる前に反
照射側の被溶接部材に押し込まれることになる。
【００１１】このため、照射側の被溶接部材およびフィ
ラーワイヤの溶融熱でもって反照射側の被溶接部材を溶
融させながら被溶接部材同士を溶接することが可能とな
り、被溶接部材同士の重合部間のギャップ内に流れ込む
照射側の被溶接部材によって照射側の被溶接部材にアン
ダーカットが発生したり欠損部分が生じたりすることは
ない。また、ギャップを可及的に小さくする上で必要で
あったクランプ手段等が不要となり、レーザ溶接施工上
において制約を受けることがない。
ラーワイヤの溶融熱でもって反照射側の被溶接部材を溶
融させながら被溶接部材同士を溶接することが可能とな
り、被溶接部材同士の重合部間のギャップ内に流れ込む
照射側の被溶接部材によって照射側の被溶接部材にアン
ダーカットが発生したり欠損部分が生じたりすることは
ない。また、ギャップを可及的に小さくする上で必要で
あったクランプ手段等が不要となり、レーザ溶接施工上
において制約を受けることがない。
【００１２】しかも、上記の如く溶融状態の照射側の被
溶接部材およびフィラーワイヤが溶融熱の奪われる前に
反照射側の被溶接部材に押し込まれることから、フィラ
ーワイヤの溶融によってギャップ内に流入する照射側の
被溶接部材の欠損部分を補いつつギャップの許容限を拡
大させることが可能となる。
溶接部材およびフィラーワイヤが溶融熱の奪われる前に
反照射側の被溶接部材に押し込まれることから、フィラ
ーワイヤの溶融によってギャップ内に流入する照射側の
被溶接部材の欠損部分を補いつつギャップの許容限を拡
大させることが可能となる。
【００１３】また、上記の如くレーザ溶接方法によれ
ば、スポット溶接ガンによる溶接方法の欠点である被溶
接部材同士の剛性強度を低下させることなく、各電極チ
ップからの材料の削り落としを不要にし、溶接後の被溶
接部材の精度が良好に保たれることになる。
ば、スポット溶接ガンによる溶接方法の欠点である被溶
接部材同士の剛性強度を低下させることなく、各電極チ
ップからの材料の削り落としを不要にし、溶接後の被溶
接部材の精度が良好に保たれることになる。
【００１４】
【発明の効果】以上の如く、本考案におけるレーザ溶接
方法によれば、レーザビームの照射により溶融状態にあ
る照射側の被溶接部材およびフィラーワイヤを不活性ガ
スのガス圧により、溝部を介して反照射側の被溶接部材
に対して溶融熱が奪われる前に押し込むので、照射側の
被溶接部材およびフィラーワイヤの溶融熱でもって照射
側の被溶接部材の欠損部分を補いつつギャップの許容限
の拡大化を図ると共に、反照射側の被溶接部材を溶融さ
せながら被溶接部材同士を確実に溶接することができ
る。しかも、クランプ手段等を不要にしてレーザ溶接施
工上の制約をなくすことができる。
方法によれば、レーザビームの照射により溶融状態にあ
る照射側の被溶接部材およびフィラーワイヤを不活性ガ
スのガス圧により、溝部を介して反照射側の被溶接部材
に対して溶融熱が奪われる前に押し込むので、照射側の
被溶接部材およびフィラーワイヤの溶融熱でもって照射
側の被溶接部材の欠損部分を補いつつギャップの許容限
の拡大化を図ると共に、反照射側の被溶接部材を溶融さ
せながら被溶接部材同士を確実に溶接することができ
る。しかも、クランプ手段等を不要にしてレーザ溶接施
工上の制約をなくすことができる。
【００１５】さらに、被溶接部材同士の剛性強度を高め
つつ各電極チップからの材料の削り落としを不要にして
被溶接部材の精度を良好に保つことができる。
つつ各電極チップからの材料の削り落としを不要にして
被溶接部材の精度を良好に保つことができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１７】図１ないし図３に示すように、１は自動車
の側端部下端位置を前後方向へ延びるサイドシルの一部
であって、このサイドシル１は、断面略ハット状のイン
ナパネル２と、断面略ハット状のアウタパネル３とで閉
断面状に形成されてなる。また、上記インナパネル２お
よびアウタパネル３は、その側端部に設けられたフラン
ジ２ａ，３ａ同士を重合させた重合部４においてサイド
シル１の延設方向へレーザ溶接により直線状に溶接され
てなる。そして、上記インナパネル２およびアウタパネ
ル３は、それぞれ板厚０．８mmの冷間圧延鋼板からな
る。
の側端部下端位置を前後方向へ延びるサイドシルの一部
であって、このサイドシル１は、断面略ハット状のイン
ナパネル２と、断面略ハット状のアウタパネル３とで閉
断面状に形成されてなる。また、上記インナパネル２お
よびアウタパネル３は、その側端部に設けられたフラン
ジ２ａ，３ａ同士を重合させた重合部４においてサイド
シル１の延設方向へレーザ溶接により直線状に溶接され
てなる。そして、上記インナパネル２およびアウタパネ
ル３は、それぞれ板厚０．８mmの冷間圧延鋼板からな
る。
【００１８】ここで、図５に示すように、インナパネル
２およびアウタパネル３の重合部４における溶接強度を
測定するために、インナパネル２のフランジ２ａおよび
アウタパネル３のフランジ３ａにそれぞれ相当する板厚
０．８mmの冷間圧延鋼板からなる２つの板状の被溶接部
材Ａ，Ｂを用いた場合のレーザ溶接による溶接方法につ
いて述べる。
２およびアウタパネル３の重合部４における溶接強度を
測定するために、インナパネル２のフランジ２ａおよび
アウタパネル３のフランジ３ａにそれぞれ相当する板厚
０．８mmの冷間圧延鋼板からなる２つの板状の被溶接部
材Ａ，Ｂを用いた場合のレーザ溶接による溶接方法につ
いて述べる。
【００１９】図４はレーザ溶接装置１０の構成を示し、
この図において、１１はレーザ発振機Ｒのレーザ溶接ト
ーチであり、このレーザ溶接トーチ１１の先端には、レ
ーザビームを集光させる集光レンズ１２が設けられてい
る。また、上記レーザ溶接トーチ１１の先端部付近に
は、巻回収納されている収納部１３より導出される線状
のフィラーワイヤ１４の導出端が集光レンズ１２の先端
に供給されるようにブラケット１５を介して挿通自在に
支持されている。該フィラーワイヤ１４は、直径０．８
mmの炭酸ガス溶接用材料が用いられ、フィラーワイヤ１
４の集光レンズ１２先端への送給速度は１．８６m/min
に設定される。
この図において、１１はレーザ発振機Ｒのレーザ溶接ト
ーチであり、このレーザ溶接トーチ１１の先端には、レ
ーザビームを集光させる集光レンズ１２が設けられてい
る。また、上記レーザ溶接トーチ１１の先端部付近に
は、巻回収納されている収納部１３より導出される線状
のフィラーワイヤ１４の導出端が集光レンズ１２の先端
に供給されるようにブラケット１５を介して挿通自在に
支持されている。該フィラーワイヤ１４は、直径０．８
mmの炭酸ガス溶接用材料が用いられ、フィラーワイヤ１
４の集光レンズ１２先端への送給速度は１．８６m/min
に設定される。
【００２０】先ず、図１にも示すように、集光レンズ１
２先端からのレーザビームの照射によってその照射側
（図では上側）の被溶接部材Ａを溶融しつつ切断する。
次いで、その切断により形成された溝部２１にフィラー
ワイヤ１４の導出端を送給して該フィラーワイヤ１４を
上記レーザビームの照射によって溶融させ、この照射と
同時に上記溶融状態の照射側の被溶接部材Ａおよびフィ
ラーワイヤ１４に、その溶融状態の照射側の被溶接部材
Ａおよびフィラーワイヤ１４を上記溝部２１を介して反
照射側の被溶接部材Ｂ（図では下側）に対して押し込む
ようなガス圧、ここでは３．０ kg/cm2 のガス圧（従来
のレーザ溶接方法によるガス圧１．５ kg/cm2 の２倍）
に設定した不活性ガスとしてのアルゴンガスＧを供給
し、溶接長３０mmに亘っての溶接部２２を作成する。こ
の場合、アルゴンガスＧは、レーザビームの照射軸線上
に供給されるようになっている。また、アルゴンガスＧ
の供給量は、従来のレーザ溶接方法によるアルゴンガス
の供給量が３０ l/minであるのに対し、４５ l/minとな
っている。
２先端からのレーザビームの照射によってその照射側
（図では上側）の被溶接部材Ａを溶融しつつ切断する。
次いで、その切断により形成された溝部２１にフィラー
ワイヤ１４の導出端を送給して該フィラーワイヤ１４を
上記レーザビームの照射によって溶融させ、この照射と
同時に上記溶融状態の照射側の被溶接部材Ａおよびフィ
ラーワイヤ１４に、その溶融状態の照射側の被溶接部材
Ａおよびフィラーワイヤ１４を上記溝部２１を介して反
照射側の被溶接部材Ｂ（図では下側）に対して押し込む
ようなガス圧、ここでは３．０ kg/cm2 のガス圧（従来
のレーザ溶接方法によるガス圧１．５ kg/cm2 の２倍）
に設定した不活性ガスとしてのアルゴンガスＧを供給
し、溶接長３０mmに亘っての溶接部２２を作成する。こ
の場合、アルゴンガスＧは、レーザビームの照射軸線上
に供給されるようになっている。また、アルゴンガスＧ
の供給量は、従来のレーザ溶接方法によるアルゴンガス
の供給量が３０ l/minであるのに対し、４５ l/minとな
っている。
【００２１】次に、下記表１において、本発明によるレ
ーザ溶接条件と、従来のレーザ溶接条件とを比較する。
尚、本発明によるレーザ溶接条件ではフィラーワイヤ１
４を送給しているのに対し、従来のレーザ溶接条件では
フィラーワイヤを送給しておらず、アルゴンガスについ
ては上述の条件とした。また、レーザビームの出力は
２．４kwに、溶接速度は２．０m/min に、焦点外し量は
−１mmにそれぞれ統一した。
ーザ溶接条件と、従来のレーザ溶接条件とを比較する。
尚、本発明によるレーザ溶接条件ではフィラーワイヤ１
４を送給しているのに対し、従来のレーザ溶接条件では
フィラーワイヤを送給しておらず、アルゴンガスについ
ては上述の条件とした。また、レーザビームの出力は
２．４kwに、溶接速度は２．０m/min に、焦点外し量は
−１mmにそれぞれ統一した。
【００２２】
【表１】 そして、図６に示すように、上記表１における本発明法
によるレーザ溶接条件と、従来法のレーザ溶接条件とに
より作成した溶接部において、被溶接部材Ａ，Ｂ同士の
重合部４間に存在するギャップ量（ここでは単純に寸法
単位で示す）に対する引張強度(kN)は、ギャップ量が存
在しないときには本発明法のものと従来法のものとがほ
ぼ一致しているものの、ギャップ量が０．４mm（レーザ
ビーム照射側の被溶接部材Ａの板厚に対して５０％のギ
ャップ）になると従来法では限界に達するのに対し、本
発明法ではギャップ量が０．７mm（レーザビーム照射側
の被溶接部材Ａの板厚に対して約９０％のギャップ）に
なっても限界に達しないという結果が得られた。
によるレーザ溶接条件と、従来法のレーザ溶接条件とに
より作成した溶接部において、被溶接部材Ａ，Ｂ同士の
重合部４間に存在するギャップ量（ここでは単純に寸法
単位で示す）に対する引張強度(kN)は、ギャップ量が存
在しないときには本発明法のものと従来法のものとがほ
ぼ一致しているものの、ギャップ量が０．４mm（レーザ
ビーム照射側の被溶接部材Ａの板厚に対して５０％のギ
ャップ）になると従来法では限界に達するのに対し、本
発明法ではギャップ量が０．７mm（レーザビーム照射側
の被溶接部材Ａの板厚に対して約９０％のギャップ）に
なっても限界に達しないという結果が得られた。
【００２３】これは、下記表２においてギャップ量
（％）ごとの溶接部２２の断面図で示すように、従来法
では、ギャップの存在しないギャップ量０％では溶融し
た被溶接部材Ａが被溶接部材Ｂに対して該被溶接部材Ｂ
を円滑に溶融しつつ溶接されているのに対し、ギャップ
量４０％では溶融した被溶接部材Ａが被溶接部材Ａと被
溶接部材Ｂとの間のギャップにより溶融熱が奪われて被
溶接部材Ｂを溶融できずにギャップ内に流れ込み、溝部
２１においてアンダーカットが発生したり欠損部分を生
じたりしているためである。そして、ギャップ量が９０
％では計測不能であった。
（％）ごとの溶接部２２の断面図で示すように、従来法
では、ギャップの存在しないギャップ量０％では溶融し
た被溶接部材Ａが被溶接部材Ｂに対して該被溶接部材Ｂ
を円滑に溶融しつつ溶接されているのに対し、ギャップ
量４０％では溶融した被溶接部材Ａが被溶接部材Ａと被
溶接部材Ｂとの間のギャップにより溶融熱が奪われて被
溶接部材Ｂを溶融できずにギャップ内に流れ込み、溝部
２１においてアンダーカットが発生したり欠損部分を生
じたりしているためである。そして、ギャップ量が９０
％では計測不能であった。
【００２４】一方、本案法では、ギャップの存在しない
ギャップ量０％では溶融した被溶接部材Ａおよびフィラ
ーワイヤ１４がアルゴンガスＧのガス圧により被溶接部
材Ｂに対して押し込まれるように該被溶接部材Ｂを円滑
に溶融しつつ上下に盛り上がって溶接される。また、ギ
ャップ量４０％では溶融した被溶接部材Ａおよびフィラ
ーワイヤ１４がギャップ内に流れ込むことなくアルゴン
ガスＧのガス圧により被溶接部材Ｂに対して押し込ま
れ、該被溶接部材Ｂを円滑に溶融しつつ上下に盛り上が
って溶接される。そして、ギャップ量が９０％になって
も溶融した被溶接部材Ａおよびフィラーワイヤ１４がギ
ャップ内に流れ込むことなくアルゴンガスＧのガス圧に
より被溶接部材Ｂに対して押し込まれ、該被溶接部材Ｂ
を円滑に溶融しつつ上下に盛り上がって溶接されること
になる。
ギャップ量０％では溶融した被溶接部材Ａおよびフィラ
ーワイヤ１４がアルゴンガスＧのガス圧により被溶接部
材Ｂに対して押し込まれるように該被溶接部材Ｂを円滑
に溶融しつつ上下に盛り上がって溶接される。また、ギ
ャップ量４０％では溶融した被溶接部材Ａおよびフィラ
ーワイヤ１４がギャップ内に流れ込むことなくアルゴン
ガスＧのガス圧により被溶接部材Ｂに対して押し込ま
れ、該被溶接部材Ｂを円滑に溶融しつつ上下に盛り上が
って溶接される。そして、ギャップ量が９０％になって
も溶融した被溶接部材Ａおよびフィラーワイヤ１４がギ
ャップ内に流れ込むことなくアルゴンガスＧのガス圧に
より被溶接部材Ｂに対して押し込まれ、該被溶接部材Ｂ
を円滑に溶融しつつ上下に盛り上がって溶接されること
になる。
【００２５】
【表２】 したがって、上記実施例では、集光レンズ１２先端から
のレーザビームの照射により溶融された照射側の被溶接
部材Ａおよびフィラーワイヤ１４は、レーザビームの照
射時の切断により形成された溝部２１を介して供給され
る，溶融状態の照射側の被溶接部材Ａおよびフィラーワ
イヤ１４を反照射側の被溶接部材Ｂに対して押し込むよ
うなガス圧３．０ kg/cm2 に設定されたアルゴンガスＧ
により、被溶接部材Ａ，Ｂ同士の重合部４間に制作誤差
などによるギャップが存在していても、溶融熱が奪われ
る前に反照射側の被溶接部材Ｂに押し込まれることにな
る。このため、照射側の被溶接部材Ａおよびフィラーワ
イヤ１４の溶融熱でもって反照射側の被溶接部材Ｂを溶
融させつつ上下に盛り上げて被溶接部材Ａ，Ｂ同士を溶
接することが可能となり、被溶接部材Ａ，Ｂ同士の重合
部４間のギャップ内に流れ込むことが防止され、照射側
の被溶接部材Ａにアンダーカットが発生したり欠損部分
が生じたりすることがない。しかも、上記の如く溶融状
態の照射側の被溶接部材Ａおよびフィラーワイヤ１４が
溶融熱の奪われる前に反照射側の被溶接部材Ｂに押し込
まれることから、フィラーワイヤ１４の溶融によってギ
ャップ内に流入する照射側の被溶接部材Ａの欠損部分を
補いつつギャップの許容限を９０％まで拡大させること
が可能となる。
のレーザビームの照射により溶融された照射側の被溶接
部材Ａおよびフィラーワイヤ１４は、レーザビームの照
射時の切断により形成された溝部２１を介して供給され
る，溶融状態の照射側の被溶接部材Ａおよびフィラーワ
イヤ１４を反照射側の被溶接部材Ｂに対して押し込むよ
うなガス圧３．０ kg/cm2 に設定されたアルゴンガスＧ
により、被溶接部材Ａ，Ｂ同士の重合部４間に制作誤差
などによるギャップが存在していても、溶融熱が奪われ
る前に反照射側の被溶接部材Ｂに押し込まれることにな
る。このため、照射側の被溶接部材Ａおよびフィラーワ
イヤ１４の溶融熱でもって反照射側の被溶接部材Ｂを溶
融させつつ上下に盛り上げて被溶接部材Ａ，Ｂ同士を溶
接することが可能となり、被溶接部材Ａ，Ｂ同士の重合
部４間のギャップ内に流れ込むことが防止され、照射側
の被溶接部材Ａにアンダーカットが発生したり欠損部分
が生じたりすることがない。しかも、上記の如く溶融状
態の照射側の被溶接部材Ａおよびフィラーワイヤ１４が
溶融熱の奪われる前に反照射側の被溶接部材Ｂに押し込
まれることから、フィラーワイヤ１４の溶融によってギ
ャップ内に流入する照射側の被溶接部材Ａの欠損部分を
補いつつギャップの許容限を９０％まで拡大させること
が可能となる。
【００２６】この結果、照射側の被溶接部材Ａおよびフ
ィラーワイヤ１４の溶融熱でもって照射側の被溶接部材
Ａの欠損部分を補いつつギャップの許容限を９０％まで
拡大させることができると共に、反照射側の被溶接部材
Ｂを溶融させながら被溶接部材Ａ，Ｂ同士を確実に溶接
することができる。
ィラーワイヤ１４の溶融熱でもって照射側の被溶接部材
Ａの欠損部分を補いつつギャップの許容限を９０％まで
拡大させることができると共に、反照射側の被溶接部材
Ｂを溶融させながら被溶接部材Ａ，Ｂ同士を確実に溶接
することができる。
【００２７】また、ギャップを可及的に小さくする上で
必要であったクランプ手段等が不要となり、レーザ溶接
施工上における制約をなくすことができる。
必要であったクランプ手段等が不要となり、レーザ溶接
施工上における制約をなくすことができる。
【００２８】さらに、上記の如くレーザ溶接方法によれ
ば、スポット溶接ガンによる溶接方法の欠点である被溶
接部材Ａ，Ｂ同士の剛性強度を低下させることなく、各
電極チップからの材料の削り落としを不要にし、溶接後
の被溶接部材の精度を良好に保つことができる。
ば、スポット溶接ガンによる溶接方法の欠点である被溶
接部材Ａ，Ｂ同士の剛性強度を低下させることなく、各
電極チップからの材料の削り落としを不要にし、溶接後
の被溶接部材の精度を良好に保つことができる。
【００２９】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、その他種々の変形例を包含するものである。
例えば、上記実施例では、冷間圧延鋼板からなる被溶接
部材Ａ，Ｂを用いた場合のレーザ溶接による溶接方法に
ついて述べたが、亜鉛メッキなど低融点のメッキ層を有
する２つの板状の被溶接部材をレーザ溶接による溶接が
行われるようにしても良く、この場合には、故意に設け
たギャップにより蒸発するメッキ材の逃げ場を設けてプ
ローホールの発生を防止してもアンダーカットを招くこ
とはない。また、プラスチックなどの合成樹脂からなる
２つの板状の被溶接部材をレーザ溶接による溶接が行わ
れるようにしても良く、この場合、フィラーワイヤとし
てはプラスチック線材が適用される。
ではなく、その他種々の変形例を包含するものである。
例えば、上記実施例では、冷間圧延鋼板からなる被溶接
部材Ａ，Ｂを用いた場合のレーザ溶接による溶接方法に
ついて述べたが、亜鉛メッキなど低融点のメッキ層を有
する２つの板状の被溶接部材をレーザ溶接による溶接が
行われるようにしても良く、この場合には、故意に設け
たギャップにより蒸発するメッキ材の逃げ場を設けてプ
ローホールの発生を防止してもアンダーカットを招くこ
とはない。また、プラスチックなどの合成樹脂からなる
２つの板状の被溶接部材をレーザ溶接による溶接が行わ
れるようにしても良く、この場合、フィラーワイヤとし
てはプラスチック線材が適用される。
【００３０】さらに、本発明のように、レーザ溶接によ
る連続溶接だけでなく、スポット的な点溶接を行う場合
においても、レーザビームの照射により照射側の被溶接
部材に貫通穴を形成し、溶融状態の照射側の被溶接部材
およびフィラーワイヤを反照射側の被溶接部材に対して
押し込むようなガス圧に設定された不活性ガスにより貫
通穴を介して供給されるようにして、ギャップ許容限の
拡大化が図られるのは勿論である。
る連続溶接だけでなく、スポット的な点溶接を行う場合
においても、レーザビームの照射により照射側の被溶接
部材に貫通穴を形成し、溶融状態の照射側の被溶接部材
およびフィラーワイヤを反照射側の被溶接部材に対して
押し込むようなガス圧に設定された不活性ガスにより貫
通穴を介して供給されるようにして、ギャップ許容限の
拡大化が図られるのは勿論である。
【図１】溶接部を長手方向で切断した状態の断面図であ
る。
る。
【図２】溶接状態を示す重合部付近の斜視図である。
【図３】サイドシルの断面図である。
【図４】レーザ溶接装置の側面図である。
【図５】溶接強度を測定する被溶接部材同士を溶接した
状態の斜視図である。
状態の斜視図である。
【図６】ギャップ量に対する引張強度特性を示す特性図
である。
である。
１４ フィラーワイヤ ２１ 溝部 Ａ 照射側の被溶接部材 Ｂ 反照射側の被溶接部材 Ｇ アルゴンガス（不活性ガス）
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザビームによって所定厚の被溶接部
材同士を重ね合わせ溶接するようにしたレーザ溶接方法
において、 レーザビームの照射によってその照射側の被溶接部材を
溶融しつつ切断した後、その切断により形成された溝部
にフィラーワイヤを送給して該フィラーワイヤを上記レ
ーザビームの照射によって溶融させ、この照射と同時に
上記溶融状態の照射側の被溶接部材およびフィラーワイ
ヤに、その溶融状態の照射側の被溶接部材およびフィラ
ーワイヤを上記溝部を介して反照射側の被溶接部材に対
して押し込むようなガス圧に設定した不活性ガスを供給
するようにしたことを特徴とするレーザ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04252405A JP3084152B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | レーザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04252405A JP3084152B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | レーザ溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06106372A true JPH06106372A (ja) | 1994-04-19 |
| JP3084152B2 JP3084152B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=17236888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04252405A Expired - Fee Related JP3084152B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | レーザ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084152B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1125672A3 (de) * | 2000-02-16 | 2002-09-11 | Anders, Michael, Dr.-Ing. | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Werkstückteilen mittels eines Energiestrahls, insbesondere Laserstrahls |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101429529B1 (ko) | 2012-11-06 | 2014-08-19 | 주식회사 성우하이텍 | 레이저 용접방법 |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP04252405A patent/JP3084152B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1125672A3 (de) * | 2000-02-16 | 2002-09-11 | Anders, Michael, Dr.-Ing. | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Werkstückteilen mittels eines Energiestrahls, insbesondere Laserstrahls |
| US6596962B2 (en) | 2000-02-16 | 2003-07-22 | Michael Anders | Process and device for joining of workpiece parts by means of an energy beam, in particular by means of a laser beam |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3084152B2 (ja) | 2000-09-04 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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