JPH067984A - レーザビーム溶接方法 - Google Patents
レーザビーム溶接方法Info
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- JPH067984A JPH067984A JP5009979A JP997993A JPH067984A JP H067984 A JPH067984 A JP H067984A JP 5009979 A JP5009979 A JP 5009979A JP 997993 A JP997993 A JP 997993A JP H067984 A JPH067984 A JP H067984A
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- Japan
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- welded
- welding
- gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被溶接部材がレーザビーム高反射材料でも、
安定した溶接が可能なレーザビーム溶接方法を提供す
る。 【構成】 レーザビーム１４の照射部１６近傍に第１の
ノズル１７からアルゴンガスを吹き付け、又、その周囲
に第２のノズル１８からヘリウムガスを吹き付ける。
安定した溶接が可能なレーザビーム溶接方法を提供す
る。 【構成】 レーザビーム１４の照射部１６近傍に第１の
ノズル１７からアルゴンガスを吹き付け、又、その周囲
に第２のノズル１８からヘリウムガスを吹き付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば炭酸ガスレー
ザ等のレーザビームでアルミニウム等のようなレーザビ
ーム高反射材料を溶接するレーザビーム溶接方法に関す
るものである。
ザ等のレーザビームでアルミニウム等のようなレーザビ
ーム高反射材料を溶接するレーザビーム溶接方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は例えば特開昭５４−４１２４７号
公報に示されたこの種の従来のレーザビーム溶接方法が
適用される装置のガス吹付部の構成を示す斜視図であ
る。図において、１ａ、１ｂは突き合わされた一対の被
溶接部材、２はこれら被溶接部材１ａ、１ｂの溶接部に
照射されるレーザビーム、４は溶接の進行に合わせてレ
ーザビーム２に追従し、レーザビーム２の照射部３に沿
って移動するガス吹付部で、ヘリウムガス導入管５およ
びアルゴンガス導入管６からそれぞれ導入したヘリウム
ガスおよびアルゴンガスを、吹出口７からそれぞれ矢印
８および９に示すように照射部３に吹き付ける。１０は
アルゴンガス導入管６とは別のアルゴンガス導入管で、
矢印１１に示すように溶接ビード１２に吹き付けられる
アルゴンガスを導入する。
公報に示されたこの種の従来のレーザビーム溶接方法が
適用される装置のガス吹付部の構成を示す斜視図であ
る。図において、１ａ、１ｂは突き合わされた一対の被
溶接部材、２はこれら被溶接部材１ａ、１ｂの溶接部に
照射されるレーザビーム、４は溶接の進行に合わせてレ
ーザビーム２に追従し、レーザビーム２の照射部３に沿
って移動するガス吹付部で、ヘリウムガス導入管５およ
びアルゴンガス導入管６からそれぞれ導入したヘリウム
ガスおよびアルゴンガスを、吹出口７からそれぞれ矢印
８および９に示すように照射部３に吹き付ける。１０は
アルゴンガス導入管６とは別のアルゴンガス導入管で、
矢印１１に示すように溶接ビード１２に吹き付けられる
アルゴンガスを導入する。
【０００３】上記のように構成される従来装置のガス吹
付部においては、吹出口７から矢印８に示すように照射
部３に吹き付けられるヘリウムガスは、照射部３の溶融
金属から発生する金属蒸気を吹き飛ばすことによってレ
ーザビームを吸収するプラズマフレームの発生を抑制
し、又、矢印９に示すアルゴンガスは、照射部３の溶融
金属の酸化を防止し、更に、矢印１１に示すアルゴンガ
スは、溶接ビード１２の酸化を防止している。
付部においては、吹出口７から矢印８に示すように照射
部３に吹き付けられるヘリウムガスは、照射部３の溶融
金属から発生する金属蒸気を吹き飛ばすことによってレ
ーザビームを吸収するプラズマフレームの発生を抑制
し、又、矢印９に示すアルゴンガスは、照射部３の溶融
金属の酸化を防止し、更に、矢印１１に示すアルゴンガ
スは、溶接ビード１２の酸化を防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザビーム溶
接方法は以上のようになされているので、照射部３には
溶融金属から発生する金属蒸気を吹き飛ばして、レーザ
ビームを吸収するプラズマフレームの発生を抑制するた
めにヘリウムガスが吹き付けられているが、被溶接部材
１ａ、１ｂが例えばアルミニウム、アルミニウム合金、
銅、銅合金等のようなレーザビーム高反射材料の場合、
安定した溶接を行うためには適度なプラズマフレームの
発生が必要となる。
接方法は以上のようになされているので、照射部３には
溶融金属から発生する金属蒸気を吹き飛ばして、レーザ
ビームを吸収するプラズマフレームの発生を抑制するた
めにヘリウムガスが吹き付けられているが、被溶接部材
１ａ、１ｂが例えばアルミニウム、アルミニウム合金、
銅、銅合金等のようなレーザビーム高反射材料の場合、
安定した溶接を行うためには適度なプラズマフレームの
発生が必要となる。
【０００５】しかしながら、上記したような理由でヘリ
ウムガスが吹き付けられ、プラズマフレームの発生は抑
制されているので、溶接部が乱れて安定した溶接が困難
となる。一方、だからといって、プラズマフレームを発
生させるために、プラズマ化し易いアルゴンガスを吹き
付けると、プラズマフレームが大きくなり過ぎてレーザ
ビームの大半が吸収されてしまい、溶融池が形成できず
に溶接が困難になる等の問題点があった。
ウムガスが吹き付けられ、プラズマフレームの発生は抑
制されているので、溶接部が乱れて安定した溶接が困難
となる。一方、だからといって、プラズマフレームを発
生させるために、プラズマ化し易いアルゴンガスを吹き
付けると、プラズマフレームが大きくなり過ぎてレーザ
ビームの大半が吸収されてしまい、溶融池が形成できず
に溶接が困難になる等の問題点があった。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、被溶接部材がレーザビーム高反
射材料の場合にも、安定した溶接が可能なレーザビーム
溶接方法を提供することを目的とするものである。
ためになされたもので、被溶接部材がレーザビーム高反
射材料の場合にも、安定した溶接が可能なレーザビーム
溶接方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
のレーザビーム溶接方法は、被溶接部材のレーザビーム
照射部近傍にアルゴンガスを、又、その周囲にヘリウム
ガスをほぼ斜め上方からそれぞれ吹き付けながら溶接す
るようにしたものである。
のレーザビーム溶接方法は、被溶接部材のレーザビーム
照射部近傍にアルゴンガスを、又、その周囲にヘリウム
ガスをほぼ斜め上方からそれぞれ吹き付けながら溶接す
るようにしたものである。
【０００８】又、この発明に係る請求項２のレーザビー
ム溶接方法は、被溶接部材のレーザビーム照射部近傍に
窒素ガスを、又、その周囲に窒素ガスまたはヘリウムガ
スをほぼ斜め上方からそれぞれ吹き付けながら溶接する
ようにしたものである。
ム溶接方法は、被溶接部材のレーザビーム照射部近傍に
窒素ガスを、又、その周囲に窒素ガスまたはヘリウムガ
スをほぼ斜め上方からそれぞれ吹き付けながら溶接する
ようにしたものである。
【０００９】
【作用】この発明における請求項１のレーザビーム溶接
方法では、レーザビーム照射部近傍にアルゴンガスを吹
き付けるので、適度なプラズマフレームを発生させて溶
融池を形成し、又、その周囲にヘリウムガスを吹き付け
るので、プラズマフレームの発生を抑制しつつ溶融池周
辺の酸化を防止する。
方法では、レーザビーム照射部近傍にアルゴンガスを吹
き付けるので、適度なプラズマフレームを発生させて溶
融池を形成し、又、その周囲にヘリウムガスを吹き付け
るので、プラズマフレームの発生を抑制しつつ溶融池周
辺の酸化を防止する。
【００１０】この発明における請求項２のレーザビーム
溶接方法では、レーザビーム照射部近傍に窒素ガスを吹
き付けるので、適度なプラズマフレームを発生させて溶
融池を形成し、又、その周囲に窒素ガスまたはヘリウム
ガスを吹き付けるので、プラズマフレームの発生を抑制
しつつ溶融池周辺の酸化を防止する。
溶接方法では、レーザビーム照射部近傍に窒素ガスを吹
き付けるので、適度なプラズマフレームを発生させて溶
融池を形成し、又、その周囲に窒素ガスまたはヘリウム
ガスを吹き付けるので、プラズマフレームの発生を抑制
しつつ溶融池周辺の酸化を防止する。
【００１１】
実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の実施例１におけるレーザビーム溶
接方法が適用される装置のガス吹付部の構成を示すもの
で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。図におい
て、１３ａ、１３ｂは突き合わされた一対の被溶接部材
で、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合
金等のようなレーザビーム高反射材料で成っている。１
４はこれら被溶接部材１３ａ、１３ｂの溶接部に照射さ
れるレーザビーム、１５は溶接の進行に合わせてレーザ
ビーム１４に追従し、レーザビーム１４の照射部１６に
沿って移動するガス吹付部である。
る。図１はこの発明の実施例１におけるレーザビーム溶
接方法が適用される装置のガス吹付部の構成を示すもの
で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。図におい
て、１３ａ、１３ｂは突き合わされた一対の被溶接部材
で、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合
金等のようなレーザビーム高反射材料で成っている。１
４はこれら被溶接部材１３ａ、１３ｂの溶接部に照射さ
れるレーザビーム、１５は溶接の進行に合わせてレーザ
ビーム１４に追従し、レーザビーム１４の照射部１６に
沿って移動するガス吹付部である。
【００１２】このガス吹付部１５は、被溶接部材１３
ａ、１３ｂに対して上方に所定の角度傾斜させて配設さ
れるとともに、内径が１〜５ｍｍに形成され内部には導
入口１７ａからアルゴンガスが導入される円筒状の第１
のノズル１７と、この第１のノズル１７と同心状で且つ
これを囲繞するように配設されるとともに、内径が１０
〜２０ｍｍに形成され内部には導入口１８ａからヘリウ
ムガスが導入される円筒状の第２のノズル１８とで構成
されており、第１のノズル１７の先端は照射部１６に対
向するように開口し、第２のノズル１８の先端周縁は３
〜５ｍｍの間隙を介して被溶接部材１３ａ、１３ｂの表
面と対向し、照射部１６を覆うような格好で配設されて
いる。
ａ、１３ｂに対して上方に所定の角度傾斜させて配設さ
れるとともに、内径が１〜５ｍｍに形成され内部には導
入口１７ａからアルゴンガスが導入される円筒状の第１
のノズル１７と、この第１のノズル１７と同心状で且つ
これを囲繞するように配設されるとともに、内径が１０
〜２０ｍｍに形成され内部には導入口１８ａからヘリウ
ムガスが導入される円筒状の第２のノズル１８とで構成
されており、第１のノズル１７の先端は照射部１６に対
向するように開口し、第２のノズル１８の先端周縁は３
〜５ｍｍの間隙を介して被溶接部材１３ａ、１３ｂの表
面と対向し、照射部１６を覆うような格好で配設されて
いる。
【００１３】次に上記のように構成された実施例１にお
けるレーザビーム溶接方法が適用される装置のガス吹付
部の動作について説明する。まず、導入口１７ａから第
１のノズル１７内に導入されたアルゴンガスは、図中矢
印Ａに示すように、レーザビーム１４の照射部１６に向
けて比較的高速で吹き付けられる。一方同時に、導入口
１８ａから第２のノズル１８内に導入されたヘリウムガ
スは、図中矢印Ｂに示すように、レーザビーム１４の照
射部１６を取り囲むように比較的低速で吹き付けられ
る。
けるレーザビーム溶接方法が適用される装置のガス吹付
部の動作について説明する。まず、導入口１７ａから第
１のノズル１７内に導入されたアルゴンガスは、図中矢
印Ａに示すように、レーザビーム１４の照射部１６に向
けて比較的高速で吹き付けられる。一方同時に、導入口
１８ａから第２のノズル１８内に導入されたヘリウムガ
スは、図中矢印Ｂに示すように、レーザビーム１４の照
射部１６を取り囲むように比較的低速で吹き付けられ
る。
【００１４】そして、照射部１６に吹き付けられたアル
ゴンガスは、溶接するに適当な大きさのプラズマフレー
ムを照射部１６に発生させ、又、その周囲に吹き付けら
れるヘリウムガスは、照射部１６における溶融金属およ
び溶接ビード１９の酸化を防止するので、被溶接部材１
３ａ、１３ｂがレーザビーム高反射材料であっても容易
に溶接ができるようになる。
ゴンガスは、溶接するに適当な大きさのプラズマフレー
ムを照射部１６に発生させ、又、その周囲に吹き付けら
れるヘリウムガスは、照射部１６における溶融金属およ
び溶接ビード１９の酸化を防止するので、被溶接部材１
３ａ、１３ｂがレーザビーム高反射材料であっても容易
に溶接ができるようになる。
【００１５】実施例２．尚、図２に示すように、フィラ
ーワイヤ２０をフィラーワイヤノズル２１から供給しな
がら溶接を行う場合に適用しても、同様の効果を奏する
ことは言うまでもない。
ーワイヤ２０をフィラーワイヤノズル２１から供給しな
がら溶接を行う場合に適用しても、同様の効果を奏する
ことは言うまでもない。
【００１６】実施例３．又、上記各実施例は第１のノズ
ル１７と第２のノズル１８とを固定一体化したものにつ
いて説明したが、第１のノズル１７を第２のノズル１８
に対して延在方向に移動可能とし、その先端開口と照射
部１６との距離を７〜３０ｍｍ程度の範囲で調整するよ
うにすれば、発生させるプラズマフレームの大きさを溶
接の規模等に合わせてより細かく制御することが可能に
なる。なお、両ノズル１７、１８はレーザビーム１４を
吸収しにくく、熱伝導率の高い銅あるいは銅合金等のよ
うな材料が適している。
ル１７と第２のノズル１８とを固定一体化したものにつ
いて説明したが、第１のノズル１７を第２のノズル１８
に対して延在方向に移動可能とし、その先端開口と照射
部１６との距離を７〜３０ｍｍ程度の範囲で調整するよ
うにすれば、発生させるプラズマフレームの大きさを溶
接の規模等に合わせてより細かく制御することが可能に
なる。なお、両ノズル１７、１８はレーザビーム１４を
吸収しにくく、熱伝導率の高い銅あるいは銅合金等のよ
うな材料が適している。
【００１７】実施例４．又、上記各実施例では、被溶接
部材のレーザビーム照射部近傍にアルゴンガスを、又、
その周囲にヘリウムガスをほぼ斜め上方からそれぞれ吹
き付けながら溶接するようにしているが、被溶接部材の
レーザビーム照射部近傍に窒素ガスを、又、その周囲に
ヘリウムガスまたは窒素ガスを吹き付けながら溶接する
ようにしても、上記各実施例と同様の効果を発揮するこ
とは勿論のこと、窒素ガスは被溶接部材との化学反応に
よりレーザビームの吸収率を向上させるとともに、安価
なので安い費用でレーザビーム溶接をすることができる
ようになり経済的にも優れた効果を発揮する。
部材のレーザビーム照射部近傍にアルゴンガスを、又、
その周囲にヘリウムガスをほぼ斜め上方からそれぞれ吹
き付けながら溶接するようにしているが、被溶接部材の
レーザビーム照射部近傍に窒素ガスを、又、その周囲に
ヘリウムガスまたは窒素ガスを吹き付けながら溶接する
ようにしても、上記各実施例と同様の効果を発揮するこ
とは勿論のこと、窒素ガスは被溶接部材との化学反応に
よりレーザビームの吸収率を向上させるとともに、安価
なので安い費用でレーザビーム溶接をすることができる
ようになり経済的にも優れた効果を発揮する。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば被溶接
部材のレーザビーム照射部近傍にアルゴンガスまたは窒
素ガスを、又、その周囲にヘリウムガスをほぼ斜め上方
からそれぞれ吹き付けながら溶接するようにしたので、
被溶接部材がレーザビーム高反射材料の場合にも、安定
した溶接が可能なレーザビーム溶接方法を提供すること
ができる。
部材のレーザビーム照射部近傍にアルゴンガスまたは窒
素ガスを、又、その周囲にヘリウムガスをほぼ斜め上方
からそれぞれ吹き付けながら溶接するようにしたので、
被溶接部材がレーザビーム高反射材料の場合にも、安定
した溶接が可能なレーザビーム溶接方法を提供すること
ができる。
【図１】この発明の実施例１におけるレーザビーム溶接
方法が適用される装置のガス吹付部の構成を示すもの
で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。
方法が適用される装置のガス吹付部の構成を示すもの
で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。
【図２】この発明の実施例２におけるレーザビーム溶接
方法が適用される装置のガス吹付部の構成を示す断面図
である。
方法が適用される装置のガス吹付部の構成を示す断面図
である。
【図３】従来のレーザビーム溶接方法が適用される装置
のガス吹付部の構成を示す断面図である。
のガス吹付部の構成を示す断面図である。
１３ａ、１３ｂ 被溶接部材 １４ レーザビーム １５ ガス吹付部 １６ 照射部 １７ 第１のノズル １８ 第２のノズル １９ 溶接ビード
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザビーム高反射材料でなる被溶接部
材にレーザビームを照射して溶接するレーザビーム溶接
方法において、上記被溶接部材の上記レーザビーム照射
部近傍にアルゴンガスを、又、その周囲にヘリウムガス
をほぼ斜め上方からそれぞれ吹き付けながら溶接するよ
うにしたことを特徴とするレーザビーム溶接方法。 - 【請求項２】 レーザビーム高反射材料でなる被溶接部
材にレーザビームを照射して溶接するレーザビーム溶接
方法において、上記被溶接部材の上記レーザビーム照射
部近傍に窒素ガスを、又、その周囲に窒素ガスまたはヘ
リウムガスをほぼ斜め上方からそれぞれ吹き付けながら
溶接するようにしたことを特徴とするレーザビーム溶接
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5009979A JPH067984A (ja) | 1992-04-27 | 1993-01-25 | レーザビーム溶接方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10744292 | 1992-04-27 | ||
| JP4-107442 | 1992-04-27 | ||
| JP5009979A JPH067984A (ja) | 1992-04-27 | 1993-01-25 | レーザビーム溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH067984A true JPH067984A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=26344818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5009979A Pending JPH067984A (ja) | 1992-04-27 | 1993-01-25 | レーザビーム溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067984A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997044200A1 (en) | 1996-05-23 | 1997-11-27 | Zebra Co., Ltd. | Writing utensil |
| US6037563A (en) * | 1999-03-01 | 2000-03-14 | Chromalloy Gas Turbine Corporation | Protective gas shroud for welding |
| US6667456B2 (en) * | 2000-05-09 | 2003-12-23 | Hokkaido University | Laser welding method and a laser welding apparatus |
| JP2009166050A (ja) * | 2008-01-10 | 2009-07-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼板のレーザ溶接方法およびその装置 |
| US7693696B2 (en) | 2005-06-10 | 2010-04-06 | Chrysler Group Llc | System and methodology for zero-gap welding |
| US8198565B2 (en) | 2007-04-11 | 2012-06-12 | Chrysler Group Llc | Laser-welding apparatus and method |
| JP2014004632A (ja) * | 2013-10-15 | 2014-01-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 鋼板のレーザ溶接方法およびその装置 |
| WO2014035013A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Posco | Method for laser welding and welded metal using the same |
| US8803029B2 (en) | 2006-08-03 | 2014-08-12 | Chrysler Group Llc | Dual beam laser welding head |
-
1993
- 1993-01-25 JP JP5009979A patent/JPH067984A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5906447A (en) * | 1996-05-23 | 1999-05-25 | Zebra Co., Ltd. | Writing utensil |
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