JPH0825046B2 - レーザー溶接方法 - Google Patents
レーザー溶接方法Info
- Publication number
- JPH0825046B2 JPH0825046B2 JP60286389A JP28638985A JPH0825046B2 JP H0825046 B2 JPH0825046 B2 JP H0825046B2 JP 60286389 A JP60286389 A JP 60286389A JP 28638985 A JP28638985 A JP 28638985A JP H0825046 B2 JPH0825046 B2 JP H0825046B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- laser
- energy
- plate material
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二枚の板材を突合せ、この突合せ線に沿っ
てレーザー光を照射しつつ移動させて溶接するレーザー
溶接方法に関する。
てレーザー光を照射しつつ移動させて溶接するレーザー
溶接方法に関する。
レーザー光のエネルギー密度、すなわち、レーザー光
のエネルギーは、第４図に示した如く、レーザー光の直
径内において光軸に対して軸対称に分布している。従っ
て、第５図に示した如く二枚の板材1,2を突合せ、この
突合せ線３にレーザー光４を照射すると、突合せ線３の
両側には均等なエネルギーが分配される。
のエネルギーは、第４図に示した如く、レーザー光の直
径内において光軸に対して軸対称に分布している。従っ
て、第５図に示した如く二枚の板材1,2を突合せ、この
突合せ線３にレーザー光４を照射すると、突合せ線３の
両側には均等なエネルギーが分配される。
二枚の板材1,2の板厚が等しい場合は問題ないが第５
図に示した如く、板厚が異なる場合あるいは板厚のバラ
ツキによって部分的に板厚差が生じているような場合、
相対的に厚板側（板材１）を溶融させるエネルギーが不
足するため、薄板側（板材２）に比して十分溶融せず、
第６図に示す如く、鋭角的段差５のある溶接部６の形状
となる。
図に示した如く、板厚が異なる場合あるいは板厚のバラ
ツキによって部分的に板厚差が生じているような場合、
相対的に厚板側（板材１）を溶融させるエネルギーが不
足するため、薄板側（板材２）に比して十分溶融せず、
第６図に示す如く、鋭角的段差５のある溶接部６の形状
となる。
ところが、鋭角的段差５のある溶接部形状では、後加
工のプレス成形時にその鋭角的段差５の部分がプレス成
形型（図示せず）をかじり、損傷するという型かじりの
問題があった。また、プレス成形して得た製品に力を加
えた場合、前記相対的エネルギー不足に起因して応力集
中が著しく、その結果強度を低下させる問題があった。
工のプレス成形時にその鋭角的段差５の部分がプレス成
形型（図示せず）をかじり、損傷するという型かじりの
問題があった。また、プレス成形して得た製品に力を加
えた場合、前記相対的エネルギー不足に起因して応力集
中が著しく、その結果強度を低下させる問題があった。
本発明の目的は、鋭角的段差のないなめらかな溶接部
形状となるレーザー溶接方法を提供し、型かじりの問題
や応力集中による強度低下の問題を解決せんとするもの
である。
形状となるレーザー溶接方法を提供し、型かじりの問題
や応力集中による強度低下の問題を解決せんとするもの
である。
本発明は、互いに板厚の異なる二枚の板材の片方の表
面を相互にずらした状態にして突き合わせ、この突き合
わせ線に沿って前記片方の表面側からレーザー光を照射
しつつ移動させて溶接するレーザー溶接方法において、
板厚の大きい板材に照射されるレーザー光のエネルギー
を板厚の小さい板材のエネルギーより大きくして、板厚
の大きい板材と板厚の小さい板材との前記突き合わせの
部分に形成された角部を溶融しつつ前記二枚の板材を溶
接すること、特にレーザー光を受けて溶接部分に集光照
射する集光レンズを傾けて板厚の大きい板材側に照射さ
れるレーザーのエネルギーを板厚の小さい板材側より大
きくすることを特徴とするものである。
面を相互にずらした状態にして突き合わせ、この突き合
わせ線に沿って前記片方の表面側からレーザー光を照射
しつつ移動させて溶接するレーザー溶接方法において、
板厚の大きい板材に照射されるレーザー光のエネルギー
を板厚の小さい板材のエネルギーより大きくして、板厚
の大きい板材と板厚の小さい板材との前記突き合わせの
部分に形成された角部を溶融しつつ前記二枚の板材を溶
接すること、特にレーザー光を受けて溶接部分に集光照
射する集光レンズを傾けて板厚の大きい板材側に照射さ
れるレーザーのエネルギーを板厚の小さい板材側より大
きくすることを特徴とするものである。
これにより、互いに板厚の異なる二枚の板材の片方の
表面を相互にずらした状態にして突き合わせ、この突き
合わせ線に沿ってレーザー光を照射して溶接するに際
し、板厚差による相対的エネルギー不足がなくなり、両
板材が十分溶融して鋭角的段差のない溶接が可能とな
る。
表面を相互にずらした状態にして突き合わせ、この突き
合わせ線に沿ってレーザー光を照射して溶接するに際
し、板厚差による相対的エネルギー不足がなくなり、両
板材が十分溶融して鋭角的段差のない溶接が可能とな
る。
第１図は本発明の溶接方法を実施する装置の一部切欠
の斜視図を示す。レーザー照射装置のレーザー照射部に
は集光レンズ７がレンズホルダー８に保持されている。
この集光レンズ７は、回転軸９によりレーザー光４の光
軸に対して傾けるように保持されている。この回転軸９
は、集光レンズ７が傾いても焦点を結ぶ高さが変化しな
いようにレンズ中心に合せてある。尚、集光レンズ７が
傾くと、実際はレンズの収差により焦点位置が平面的に
移動するが、その移動量は微少量であるため突合せ線と
のズレは無視でき、ほとんど問題ない。レンズホルダー
８の外部に板厚差検知手段10が設けられている。この板
厚差検知手段10は板材1,2の突合せ部分に射光すること
によって板厚差を検知するものである。この板厚差の検
知信号は、駆動手段11に送られる。駆動手段11は、前記
検知信号を直接受ける制御部12と、この制御部12からの
制御信号を受けて駆動するレンズ回転モータ13とから形
成されている。制御部12は、板厚差の検知信号を受け
て、その値によりあらかじめ記憶された量だけレンズ回
転モータ13を回転する。このレンズ回転モータ13の回転
により歯車14,15により集光レンズ７が回転して該集光
レンズ７が光軸に対して所定の傾きを持つ。この傾き
は、板厚の大きい板材１に照射されるレーザー光４のエ
ネルギーを板厚の小さい板材２のエネルギーよりも大き
くして、両板材1,2が等しく溶融できる大きさに設定さ
れている。すなわち、板厚差の大小により集光レンズ７
の傾き角も大小し、第２図に示した如く、両板材1,2の
板厚差の大きさに適合したエネルギー密度分布になるよ
うに設定されている。なお、集光レンズ７の傾き方向と
エネルギー密度分布は当然に相関しており、回転軸９を
原点として反時計方向に回転させて集光レンズを傾けた
場合と時計方向に回転して傾けた場合ではエネルギー密
度分布は左右逆の関係になる。また同様に、集光レンズ
をいずれかの方向に傾けた場合に焦点位置と手前と後方
ではエネルギー密度分布は左右逆の関係になる。集光レ
ンズ７を反時計方向に傾け、焦点位置より後方で板材に
照射させる場合は左側が高エネルギーとなるから左側を
厚板とし右側を薄板とすればよい。
の斜視図を示す。レーザー照射装置のレーザー照射部に
は集光レンズ７がレンズホルダー８に保持されている。
この集光レンズ７は、回転軸９によりレーザー光４の光
軸に対して傾けるように保持されている。この回転軸９
は、集光レンズ７が傾いても焦点を結ぶ高さが変化しな
いようにレンズ中心に合せてある。尚、集光レンズ７が
傾くと、実際はレンズの収差により焦点位置が平面的に
移動するが、その移動量は微少量であるため突合せ線と
のズレは無視でき、ほとんど問題ない。レンズホルダー
８の外部に板厚差検知手段10が設けられている。この板
厚差検知手段10は板材1,2の突合せ部分に射光すること
によって板厚差を検知するものである。この板厚差の検
知信号は、駆動手段11に送られる。駆動手段11は、前記
検知信号を直接受ける制御部12と、この制御部12からの
制御信号を受けて駆動するレンズ回転モータ13とから形
成されている。制御部12は、板厚差の検知信号を受け
て、その値によりあらかじめ記憶された量だけレンズ回
転モータ13を回転する。このレンズ回転モータ13の回転
により歯車14,15により集光レンズ７が回転して該集光
レンズ７が光軸に対して所定の傾きを持つ。この傾き
は、板厚の大きい板材１に照射されるレーザー光４のエ
ネルギーを板厚の小さい板材２のエネルギーよりも大き
くして、両板材1,2が等しく溶融できる大きさに設定さ
れている。すなわち、板厚差の大小により集光レンズ７
の傾き角も大小し、第２図に示した如く、両板材1,2の
板厚差の大きさに適合したエネルギー密度分布になるよ
うに設定されている。なお、集光レンズ７の傾き方向と
エネルギー密度分布は当然に相関しており、回転軸９を
原点として反時計方向に回転させて集光レンズを傾けた
場合と時計方向に回転して傾けた場合ではエネルギー密
度分布は左右逆の関係になる。また同様に、集光レンズ
をいずれかの方向に傾けた場合に焦点位置と手前と後方
ではエネルギー密度分布は左右逆の関係になる。集光レ
ンズ７を反時計方向に傾け、焦点位置より後方で板材に
照射させる場合は左側が高エネルギーとなるから左側を
厚板とし右側を薄板とすればよい。
次に本発明の方法により実際に溶接する場合について
説明する。板厚差検知手段から板材1,2の突合せ部分に
射光し、両板材1,2の板厚差を検知し、この検知信号が
制御部12に送られ、演算された制御信号がレンズ回転モ
ータ13に送られる。このモータ13の回転により集中レン
ズ７が前記板厚差に対応した設定角度だけ傾く。この集
光レンズ７の傾きによって、板厚の大きい板材１に照射
されるレーザー光４のエネルギーは、板厚の小さい板材
２のエネルギーよりも大きくなり、両板材1,2の突合せ
部分は等しく十分に溶融され、溶接される。第３図は本
発明の方法により溶接した溶接部６を示す。従来のよう
な鋭角的段差５（第６図）はない。
説明する。板厚差検知手段から板材1,2の突合せ部分に
射光し、両板材1,2の板厚差を検知し、この検知信号が
制御部12に送られ、演算された制御信号がレンズ回転モ
ータ13に送られる。このモータ13の回転により集中レン
ズ７が前記板厚差に対応した設定角度だけ傾く。この集
光レンズ７の傾きによって、板厚の大きい板材１に照射
されるレーザー光４のエネルギーは、板厚の小さい板材
２のエネルギーよりも大きくなり、両板材1,2の突合せ
部分は等しく十分に溶融され、溶接される。第３図は本
発明の方法により溶接した溶接部６を示す。従来のよう
な鋭角的段差５（第６図）はない。
本発明によれば、板厚の大きい板材に照射されるレー
ザー光のエネルギーを板厚の小さい板材のエネルギーよ
りも大きく、特に集光レンズを傾けて板厚の大きい板材
側に照射されるレーザーのエネルギーを板厚の小さい板
材側より大きくするので、板厚差による相対的エネルギ
ー不足は無くなり、両板材が等しく十分溶融して溶接さ
れる。従って、従来のような鋭角的段差が生じないため
後加工におけるプレス成形時に型かじりの問題は生じな
い。また、両板材は等しく溶融して溶接されるため、応
力集中がなく、強度が低下しない。さらに、レーザー光
エネルギーの有効利用も図れる。
ザー光のエネルギーを板厚の小さい板材のエネルギーよ
りも大きく、特に集光レンズを傾けて板厚の大きい板材
側に照射されるレーザーのエネルギーを板厚の小さい板
材側より大きくするので、板厚差による相対的エネルギ
ー不足は無くなり、両板材が等しく十分溶融して溶接さ
れる。従って、従来のような鋭角的段差が生じないため
後加工におけるプレス成形時に型かじりの問題は生じな
い。また、両板材は等しく溶融して溶接されるため、応
力集中がなく、強度が低下しない。さらに、レーザー光
エネルギーの有効利用も図れる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の溶接方法を実施する装置の一部切欠の
斜視図、第２図は板厚差の大小に対応するエネルギー密
度分布図、第３図は本発明の方法により溶接した溶接部
を示す側面図、第４図は集光レンズが傾いていない状態
のエネルギー密度分布図、第５図は従来の溶接方法を示
す斜視図、第６図は従来の方法により溶接した溶接部を
示す側面図である。 １、２…板材、３…突合せ線、４…レーザー光、７…集
光レンズ、10…板厚差検知手段、11…駆動手段。
斜視図、第２図は板厚差の大小に対応するエネルギー密
度分布図、第３図は本発明の方法により溶接した溶接部
を示す側面図、第４図は集光レンズが傾いていない状態
のエネルギー密度分布図、第５図は従来の溶接方法を示
す斜視図、第６図は従来の方法により溶接した溶接部を
示す側面図である。 １、２…板材、３…突合せ線、４…レーザー光、７…集
光レンズ、10…板厚差検知手段、11…駆動手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 和男 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−114592（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】互いに板厚の異なる二枚の板材の片方の表
面を相互にずらした状態にして突き合わせ、この突き合
わせ線に沿って前記片方の表面側からレーザー光を照射
しつつ移動させて溶接するレーザー溶接方法において、
板厚の大きい板材に照射されるレーザー光のエネルギー
を板厚の小さい板材のエネルギーより大きくして、板厚
の大きい板材と板厚の小さい板材との前記突き合わせの
部分に形成された角部を溶融しつつ前記二枚の板材を溶
接することを特徴とするレーザー溶接方法。 - 【請求項２】互いに板厚の異なる二枚の板材の片方の表
面を相互にずらした状態にして突き合わせ、この突き合
わせ線に沿って前記片方の表面側からレーザー光を照射
しつつ移動させて溶接するレーザー溶接方法において、
レーザー光を受けて溶接部分に集光照射する集光レンズ
を傾けて板厚の大きい板材側に照射されるレーザーのエ
ネルギーを板厚の小さい板材側より大きくすることを特
徴とするレーザー溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60286389A JPH0825046B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | レーザー溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60286389A JPH0825046B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | レーザー溶接方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6229556A Division JP2750293B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 成形品の製造方法及び成形品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62144888A JPS62144888A (ja) | 1987-06-29 |
| JPH0825046B2 true JPH0825046B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=17703764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60286389A Expired - Lifetime JPH0825046B2 (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | レーザー溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825046B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01205893A (ja) * | 1988-02-12 | 1989-08-18 | Toyota Motor Corp | 高炭素鋼板の溶接方法 |
| JP2548034Y2 (ja) * | 1991-01-21 | 1997-09-17 | 松下電工株式会社 | 玄関照明装置 |
| JPH0557467A (ja) * | 1991-09-05 | 1993-03-09 | Toyota Motor Corp | 異板厚素材のレーザ溶接方法 |
| FR2694514B1 (fr) * | 1992-08-04 | 1994-10-21 | Lorraine Laminage | Procédé de soudage bord à bord d'au moins deux tôles. |
| US6087619A (en) * | 1997-05-13 | 2000-07-11 | Fraunhofer Usa Resource Center | Dual intensity multi-beam welding system |
| JP3842769B2 (ja) * | 2003-09-01 | 2006-11-08 | 株式会社東芝 | レーザ加工装置、レーザ加工方法、及び半導体装置の製造方法 |
| US9067278B2 (en) * | 2013-03-29 | 2015-06-30 | Photon Automation, Inc. | Pulse spread laser |
| JP7060335B2 (ja) * | 2017-04-14 | 2022-04-26 | 古河電気工業株式会社 | 溶接装置および溶接方法 |
| JP6852552B2 (ja) * | 2017-05-10 | 2021-03-31 | トヨタ自動車株式会社 | レーザ溶接方法 |
| JP7571619B2 (ja) * | 2021-03-02 | 2024-10-23 | トヨタ自動車株式会社 | 金属部材の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827036B2 (ja) * | 1980-02-15 | 1983-06-07 | 新日本製鐵株式会社 | レ−ザ溶接方法 |
-
1985
- 1985-12-19 JP JP60286389A patent/JPH0825046B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62144888A (ja) | 1987-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |