JPH1024384A - レーザ溶接用アシストガスノズルおよびその位置決め方法 - Google Patents
レーザ溶接用アシストガスノズルおよびその位置決め方法Info
- Publication number
- JPH1024384A JPH1024384A JP8180254A JP18025496A JPH1024384A JP H1024384 A JPH1024384 A JP H1024384A JP 8180254 A JP8180254 A JP 8180254A JP 18025496 A JP18025496 A JP 18025496A JP H1024384 A JPH1024384 A JP H1024384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- assist gas
- nozzle
- laser beam
- gas nozzle
- mesh plate
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アシストガスノズルの長さを短くしながらガ
スの指向性を良くする。 【解決手段】 アシストガスノズル１の直線部の長さＬ
を可及的に短くした場合のアシストガスの乱流を防止す
るために、ノズルボティ５の先端に３００〜４００メッ
シュの金属製のメッシュプレート６を装着する。そのメ
ッシュプレート６をアシストガスが通過することでガス
の流れを整流化する。
スの指向性を良くする。 【解決手段】 アシストガスノズル１の直線部の長さＬ
を可及的に短くした場合のアシストガスの乱流を防止す
るために、ノズルボティ５の先端に３００〜４００メッ
シュの金属製のメッシュプレート６を装着する。そのメ
ッシュプレート６をアシストガスが通過することでガス
の流れを整流化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ溶接用のア
シストガスノズルおよびそのノズルの位置決め方法に関
し、さらに詳しくは、被溶接物に対してそのほぼ面直角
方向からレーザビームを照射して溶接するにあたり、被
溶接物上のレーザビーム照射点に向けて前記レーザビー
ム照射方向と異なる方向からアシストガスを吹き付ける
アシストガスノズルと、そのアシストガスノズルがレー
ザビーム照射点を正しく指向するように位置決めする方
法に関する。
シストガスノズルおよびそのノズルの位置決め方法に関
し、さらに詳しくは、被溶接物に対してそのほぼ面直角
方向からレーザビームを照射して溶接するにあたり、被
溶接物上のレーザビーム照射点に向けて前記レーザビー
ム照射方向と異なる方向からアシストガスを吹き付ける
アシストガスノズルと、そのアシストガスノズルがレー
ザビーム照射点を正しく指向するように位置決めする方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ溶接に際して、溶接品質に有害な
金属プラズマ（金属蒸気）を排除するべく、被溶接物上
のレーザビーム照射点位置に向けて横方向からヘリウム
（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ2）等の不活性
ガスをアシストガスとして吹き付けるようにした技術が
特開昭５８−１２５３９１号公報、特開昭５９−１０４
２８９号公報および特開平５−１６９２８８号公報等に
記載されている。
金属プラズマ（金属蒸気）を排除するべく、被溶接物上
のレーザビーム照射点位置に向けて横方向からヘリウム
（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ2）等の不活性
ガスをアシストガスとして吹き付けるようにした技術が
特開昭５８−１２５３９１号公報、特開昭５９−１０４
２８９号公報および特開平５−１６９２８８号公報等に
記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなアシスト
ガスの吹き付けにあたって、そのアシストガスを吹き出
すアシストガスノズルを直線状のものとしてその長さを
大きくするほどレーザビーム照射点位置に対するアシス
トガスの指向性がよくなる一方で、被溶接物の形状や搬
送形態等によっては他の設備機器との関係でアシストガ
スノズルの長さを十分に確保できないことがある。この
ような場合には、アシストガスノズルから吹き出された
ガスが乱流を生じ、前述したような所期の目的である金
属プラズマの除去が必ずしも有効に行われず、溶接品質
の向上に限界がある。
ガスの吹き付けにあたって、そのアシストガスを吹き出
すアシストガスノズルを直線状のものとしてその長さを
大きくするほどレーザビーム照射点位置に対するアシス
トガスの指向性がよくなる一方で、被溶接物の形状や搬
送形態等によっては他の設備機器との関係でアシストガ
スノズルの長さを十分に確保できないことがある。この
ような場合には、アシストガスノズルから吹き出された
ガスが乱流を生じ、前述したような所期の目的である金
属プラズマの除去が必ずしも有効に行われず、溶接品質
の向上に限界がある。
【０００４】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、アシストガスノズルの直線部の長さが制限
された場合にも必要十分な整流効果が得られるようにし
たアシストガスノズルの構造を提供し、同時にアシスト
ガスノズルをレーザビーム照射点位置に正しく指向させ
ることができるようにしたアシストガスノズルの位置決
め方法を提供しようとするものである。
れたもので、アシストガスノズルの直線部の長さが制限
された場合にも必要十分な整流効果が得られるようにし
たアシストガスノズルの構造を提供し、同時にアシスト
ガスノズルをレーザビーム照射点位置に正しく指向させ
ることができるようにしたアシストガスノズルの位置決
め方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、被溶接物に対してそのほぼ面直角方向からレーザビ
ームを照射して溶接するにあたり、前記被溶接物上のレ
ーザビーム照射点に向けて前記レーザビーム照射方向と
異なる方向からアシストガスを吹き付けるためのレーザ
溶接用アシストガスノズルであって、ノズル本体の先端
部にアシストガスの流れを整流化させる整流手段を有し
ていることを特徴としている。
は、被溶接物に対してそのほぼ面直角方向からレーザビ
ームを照射して溶接するにあたり、前記被溶接物上のレ
ーザビーム照射点に向けて前記レーザビーム照射方向と
異なる方向からアシストガスを吹き付けるためのレーザ
溶接用アシストガスノズルであって、ノズル本体の先端
部にアシストガスの流れを整流化させる整流手段を有し
ていることを特徴としている。
【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明における整流手段として、ノズル本体の先端部に
金属製のメッシュプレートを設けたことを特徴としてい
る。
の発明における整流手段として、ノズル本体の先端部に
金属製のメッシュプレートを設けたことを特徴としてい
る。
【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明におけるメッシュプレートの目の粗さが３００〜
４００メッシュであることを特徴としている。
の発明におけるメッシュプレートの目の粗さが３００〜
４００メッシュであることを特徴としている。
【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項２または
３記載のレーザ溶接用アシストガスノズルが被溶接物上
のレーザビーム照射点を指向するように位置決めする方
法であって、実際にレーザビームが照射されているレー
ザビーム照射点をメッシュプレートを通してノズル本体
の後端部側から撮像手段にて撮像するとともに、その撮
像手段がとらえた画像を画像表示装置に表示し、前記画
像表示装置の画像を見ながらメッシュプレートの中心部
にレーザビーム照射点が位置するようにノズル本体の向
きを調整した上で、そのノズル本体の位置を固定するこ
とを特徴としている。
３記載のレーザ溶接用アシストガスノズルが被溶接物上
のレーザビーム照射点を指向するように位置決めする方
法であって、実際にレーザビームが照射されているレー
ザビーム照射点をメッシュプレートを通してノズル本体
の後端部側から撮像手段にて撮像するとともに、その撮
像手段がとらえた画像を画像表示装置に表示し、前記画
像表示装置の画像を見ながらメッシュプレートの中心部
にレーザビーム照射点が位置するようにノズル本体の向
きを調整した上で、そのノズル本体の位置を固定するこ
とを特徴としている。
【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明における撮像手段としてＣＣＤカメラを用い、撮
像に先立ってＣＣＤカメラをノズル本体の後端部に着脱
可能に装着する一方、ノズル本体の位置を固定したのち
にＣＣＤカメラをノズル本体から取り外すことを特徴と
している。
の発明における撮像手段としてＣＣＤカメラを用い、撮
像に先立ってＣＣＤカメラをノズル本体の後端部に着脱
可能に装着する一方、ノズル本体の位置を固定したのち
にＣＣＤカメラをノズル本体から取り外すことを特徴と
している。
【００１０】したがって、請求項１，２に記載の発明で
は、ノズル本体の先端に設けた整流手段もしくはメッシ
ュプレートによってアシストガスの整流効果が発揮さ
れ、アシストガスノズルの直線部の長さが制限された場
合にもその長さ不足分の整流効果を整流手段もしくはメ
ッシュプレートが補うことになる。これにより、アシス
トガスノズルから吹き出されるガスの乱流が抑制されて
ガスの流れの指向性が高められる。
は、ノズル本体の先端に設けた整流手段もしくはメッシ
ュプレートによってアシストガスの整流効果が発揮さ
れ、アシストガスノズルの直線部の長さが制限された場
合にもその長さ不足分の整流効果を整流手段もしくはメ
ッシュプレートが補うことになる。これにより、アシス
トガスノズルから吹き出されるガスの乱流が抑制されて
ガスの流れの指向性が高められる。
【００１１】ただし、メッシュプレートの目の粗さが大
きすぎると必ずしも十分な整流効果が得られず、請求項
３に記載の発明のように３００〜４００メッシュのもの
が適している。
きすぎると必ずしも十分な整流効果が得られず、請求項
３に記載の発明のように３００〜４００メッシュのもの
が適している。
【００１２】また、請求項４，５に記載の発明では、ア
シストガスノズルの整流効果によるガスの指向性もさる
ことながら、アシストガスノズル自体の軸線をレーザビ
ーム照射点位置に一致させることも重要な要素であると
いう観点から、そのメッシュプレートを通して撮像手段
もしくはＣＣＤカメラにてレーザビーム照射点位置を撮
像し、メッシュプレートの中心を基準としてこれにレー
ザビーム照射点位置を一致させるべくアシストガスノズ
ルの向きを調整する。
シストガスノズルの整流効果によるガスの指向性もさる
ことながら、アシストガスノズル自体の軸線をレーザビ
ーム照射点位置に一致させることも重要な要素であると
いう観点から、そのメッシュプレートを通して撮像手段
もしくはＣＣＤカメラにてレーザビーム照射点位置を撮
像し、メッシュプレートの中心を基準としてこれにレー
ザビーム照射点位置を一致させるべくアシストガスノズ
ルの向きを調整する。
【００１３】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ノズル
本体の先端部にアシストガスの流れを整流化させる整流
手段を設けたことにより、例えば他の設備機器との関係
でアシストガスノズルの直線部の長さが制限された場合
でも必要十分なアシストガスの整流効果が発揮されて乱
流の発生を未然に防止できる。その結果、アシストガス
吹き付けの本来の目的である金属プラズマの除去が効果
的に行われて、溶接品質が向上するほか、アシストガス
ノズルの短縮化によりその小型軽量化が図れるとともに
設置位置のスペース的な制約も併せて緩和される。
本体の先端部にアシストガスの流れを整流化させる整流
手段を設けたことにより、例えば他の設備機器との関係
でアシストガスノズルの直線部の長さが制限された場合
でも必要十分なアシストガスの整流効果が発揮されて乱
流の発生を未然に防止できる。その結果、アシストガス
吹き付けの本来の目的である金属プラズマの除去が効果
的に行われて、溶接品質が向上するほか、アシストガス
ノズルの短縮化によりその小型軽量化が図れるとともに
設置位置のスペース的な制約も併せて緩和される。
【００１４】特に、請求項２に記載の発明のように整流
手段としてメッシュプレートを用いた場合には、請求項
１に記載の発明と同様の効果に加えてコストおよび重量
軽減の上で有利となる利点があるほか、請求項３に記載
の発明のようにメッシュプレートの目の粗さを３００〜
４００メッシュに設定した場合には、請求項２に記載の
発明と同様の効果に加えて、整流効果が最も安定化し
て、溶接品質が一段と向上する効果がある。
手段としてメッシュプレートを用いた場合には、請求項
１に記載の発明と同様の効果に加えてコストおよび重量
軽減の上で有利となる利点があるほか、請求項３に記載
の発明のようにメッシュプレートの目の粗さを３００〜
４００メッシュに設定した場合には、請求項２に記載の
発明と同様の効果に加えて、整流効果が最も安定化し
て、溶接品質が一段と向上する効果がある。
【００１５】請求項４に記載の発明によれば、請求項２
または３に記載の発明におけるアシストガスノズルを使
って、実際にレーザビームが照射されているレーザビー
ム照射点をメッシュプレートを通してノズル本体の後端
部側から撮像手段にて撮像するとともに、その撮像手段
がとらえた画像を画像表示装置に表示し、前記画像表示
装置の画像を見ながらメッシュプレートの中心部にレー
ザビーム照射点が位置するようにノズル本体の向きを調
整した上で、そのノズル本体の位置を固定するようにし
たことから、アシストガスノズルの軸線をレーザビーム
照射点位置に正確に一致させることができる。その結
果、メッシュプレートによる整流効果とも相俟ってレー
ザビーム照射点位置に対するアシストガスの指向性が一
段と向上し、アシストガス吹き付けの本来の目的である
ところの金属プラズマの除去を効果的に行える効果があ
る。
または３に記載の発明におけるアシストガスノズルを使
って、実際にレーザビームが照射されているレーザビー
ム照射点をメッシュプレートを通してノズル本体の後端
部側から撮像手段にて撮像するとともに、その撮像手段
がとらえた画像を画像表示装置に表示し、前記画像表示
装置の画像を見ながらメッシュプレートの中心部にレー
ザビーム照射点が位置するようにノズル本体の向きを調
整した上で、そのノズル本体の位置を固定するようにし
たことから、アシストガスノズルの軸線をレーザビーム
照射点位置に正確に一致させることができる。その結
果、メッシュプレートによる整流効果とも相俟ってレー
ザビーム照射点位置に対するアシストガスの指向性が一
段と向上し、アシストガス吹き付けの本来の目的である
ところの金属プラズマの除去を効果的に行える効果があ
る。
【００１６】特に請求項５に記載の発明のように、ＣＣ
Ｄカメラをノズル本体の後端部に着脱可能に装着してそ
の位置決め作業を行うことにより、ＣＣＤカメラを支え
る他の部材が不要で、アシストガスノズルの位置決め作
業を効率よく行える利点がある。
Ｄカメラをノズル本体の後端部に着脱可能に装着してそ
の位置決め作業を行うことにより、ＣＣＤカメラを支え
る他の部材が不要で、アシストガスノズルの位置決め作
業を効率よく行える利点がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の代表的な実施の形
態を示す図であって、アシストガスノズル１の中心とな
るノズル本体としてのノズルボディ２の後端にはねじ込
み式のアダプタ３を介してガス供給パイプ４が接続され
ている一方、ノズルボディ２の先端にはパイプ状のノズ
ルチップ５が固定されていて、さらにそのノズルチップ
５の先端に整流手段として円板状の金属製のメッシュプ
レート６がねじ込み式のリングキャップ７を介して装着
されているものである。そして、このメッシュプレート
６としては、目の粗さが３００〜４００メッシュのもの
が使用されている。
態を示す図であって、アシストガスノズル１の中心とな
るノズル本体としてのノズルボディ２の後端にはねじ込
み式のアダプタ３を介してガス供給パイプ４が接続され
ている一方、ノズルボディ２の先端にはパイプ状のノズ
ルチップ５が固定されていて、さらにそのノズルチップ
５の先端に整流手段として円板状の金属製のメッシュプ
レート６がねじ込み式のリングキャップ７を介して装着
されているものである。そして、このメッシュプレート
６としては、目の粗さが３００〜４００メッシュのもの
が使用されている。
【００１８】このような構造のアシストガスノズル１
は、図２に示すように、被溶接物Ｗに対するレーザ加工
ヘッド８からのレーザビームＢの照射方向に対して例え
ば６０°の角度をなすように図示外の支持手段に固定支
持されて、なおかつそのアシストガスノズル１の軸線が
被溶接物Ｗ上のレーザビーム照射位置Ｐと一致するよう
に調整される。
は、図２に示すように、被溶接物Ｗに対するレーザ加工
ヘッド８からのレーザビームＢの照射方向に対して例え
ば６０°の角度をなすように図示外の支持手段に固定支
持されて、なおかつそのアシストガスノズル１の軸線が
被溶接物Ｗ上のレーザビーム照射位置Ｐと一致するよう
に調整される。
【００１９】そして、溶接時には、被溶接物Ｗに対して
レーザビームＢを照射すると、所定の溶け込み深さで母
材が溶融する一方で金属プラズマＱが生成される。そし
て、この金属プラズマＱがレーザビームＢを遮ると母材
への熱投与量たるレーザビームＢのエネルギー密度を低
下させたり、あるいは溶け込み深さに悪影響を及ぼすこ
とから、上記のレーザビームＢの照射と同時にアシスト
ガスノズル１からレーザビーム照射点位置Ｐに向けてア
シストガス（不活性ガス）Ｇを吹き付けて、先に説明し
たように溶接品質にとって有害な金属プラズマＱを速や
かに排除する。
レーザビームＢを照射すると、所定の溶け込み深さで母
材が溶融する一方で金属プラズマＱが生成される。そし
て、この金属プラズマＱがレーザビームＢを遮ると母材
への熱投与量たるレーザビームＢのエネルギー密度を低
下させたり、あるいは溶け込み深さに悪影響を及ぼすこ
とから、上記のレーザビームＢの照射と同時にアシスト
ガスノズル１からレーザビーム照射点位置Ｐに向けてア
シストガス（不活性ガス）Ｇを吹き付けて、先に説明し
たように溶接品質にとって有害な金属プラズマＱを速や
かに排除する。
【００２０】特に本実施形態では、アシストガスノズル
１の直線部の長さＬを従来のものより短縮化することを
第１条件とし、その短縮化に伴ってアシストガスノズル
１から吹き出されたガスＧが乱流を生じるのを防止する
ためにメッシュプレート６を付加していることから、こ
のメッシュプレート６によってアシストガスＧの整流効
果が十二分に発揮され、アシストガスノズル１の長さＬ
の短縮化にもかかわらずレーザビーム照射点位置Ｐに対
するアシストガスＧの指向性が高められて、上記の金属
プラズマＱを効率よく除去することができる。
１の直線部の長さＬを従来のものより短縮化することを
第１条件とし、その短縮化に伴ってアシストガスノズル
１から吹き出されたガスＧが乱流を生じるのを防止する
ためにメッシュプレート６を付加していることから、こ
のメッシュプレート６によってアシストガスＧの整流効
果が十二分に発揮され、アシストガスノズル１の長さＬ
の短縮化にもかかわらずレーザビーム照射点位置Ｐに対
するアシストガスＧの指向性が高められて、上記の金属
プラズマＱを効率よく除去することができる。
【００２１】本発明者は、金属プラズマＱの除去効率と
溶接品質の主要素である溶接部せん断強度との間に相関
があることを着目し、その溶接部せん断強度とメッシュ
プレート６の目の粗さとの関係について調べた。
溶接品質の主要素である溶接部せん断強度との間に相関
があることを着目し、その溶接部せん断強度とメッシュ
プレート６の目の粗さとの関係について調べた。
【００２２】図３はその結果を示す図で、メッシュプレ
ート６として２００メッシュのものを使用した場合には
せん断強度のばらつきが大きく、そのせん断強度を許容
管理限界内におさめるためには３００〜４００メッシュ
のものが適していることがわかる。
ート６として２００メッシュのものを使用した場合には
せん断強度のばらつきが大きく、そのせん断強度を許容
管理限界内におさめるためには３００〜４００メッシュ
のものが適していることがわかる。
【００２３】同様に、溶接部せん断強度とアシストガス
ノズル１の直線部の長さＬとの関係についても調べ、そ
の結果を図４，５に示す。
ノズル１の直線部の長さＬとの関係についても調べ、そ
の結果を図４，５に示す。
【００２４】図４はメッシュプレート６を有していない
従来のアシストガスノズル１のものであり、同図から明
らかなように、ノズル１の直線部長さＬが１００ｍｍ未
満の場合にはせん断強度のばらつきが大きく、せん断強
度を許容管理限界内におさめるためには１００ｍｍ以上
が必要であることがわかる。
従来のアシストガスノズル１のものであり、同図から明
らかなように、ノズル１の直線部長さＬが１００ｍｍ未
満の場合にはせん断強度のばらつきが大きく、せん断強
度を許容管理限界内におさめるためには１００ｍｍ以上
が必要であることがわかる。
【００２５】これに対して、図５に示したようにメッシ
ュプレート６を有した本実施形態のものによれば、ノズ
ル１の直線部長さＬの大小にかかわらず全体としてせん
断強度のばらつきが比較的小さく、せん断強度を許容管
理限界内におさめる上で６０〜８０ｍｍ程度あれば十分
であることがわかる。
ュプレート６を有した本実施形態のものによれば、ノズ
ル１の直線部長さＬの大小にかかわらず全体としてせん
断強度のばらつきが比較的小さく、せん断強度を許容管
理限界内におさめる上で６０〜８０ｍｍ程度あれば十分
であることがわかる。
【００２６】つまり、アシストガスノズル１の直線部長
さＬを短縮化してもメッシュプレート６を装着していれ
ばアシストガスＧの流れが整流化されて、溶接部のせん
断強度に影響しない程度まで有害な金属プラズマＱを効
率よく除去できることが確認できた。
さＬを短縮化してもメッシュプレート６を装着していれ
ばアシストガスＧの流れが整流化されて、溶接部のせん
断強度に影響しない程度まで有害な金属プラズマＱを効
率よく除去できることが確認できた。
【００２７】以上のようなアシストガスノズル１の長さ
の短縮化は例えば図６に示すような自動車のスチール製
ロードホイールＨの溶接組立の際に有効である。
の短縮化は例えば図６に示すような自動車のスチール製
ロードホイールＨの溶接組立の際に有効である。
【００２８】すなわち、スチール製ロードホイールＨの
製造過程においてホイールリムとホイールディスクとを
溶接する場合、その円周上において少なくとも四等分位
置に所定長さにわたって溶接を施す必要がある。そのた
め、従来は、前工程から溶接工程ＳにロードホイールＨ
を搬入して所定量ｍだけリフトアップさせて位置決めし
た上で、生産性を考慮してロードホイールＨの軸心を通
る鉛直軸線Ｏに対してそれぞれ４５度の方向からレーザ
ビームＢを照射してロードホイールＨを所定量だけ回転
させながら二箇所の溶接を同時に行い、その後、被溶接
物であるロードホイールＨを１８０度回転させて上記の
同様の動作を行うことで合計四箇所の溶接を行うように
している。その後、再びロードホイールＨを所定量ｍだ
けリフトダウンさせた上で次工程に搬出することにな
る。その際、アシストガスノズル１１の直線部Ｌの長さ
が大きいとそのノズル１１とロードホイールＨとが干渉
することになるが、本実施形態のアシストガスノズル１
を用いればそのような不具合を未然に防止できることに
なる。
製造過程においてホイールリムとホイールディスクとを
溶接する場合、その円周上において少なくとも四等分位
置に所定長さにわたって溶接を施す必要がある。そのた
め、従来は、前工程から溶接工程ＳにロードホイールＨ
を搬入して所定量ｍだけリフトアップさせて位置決めし
た上で、生産性を考慮してロードホイールＨの軸心を通
る鉛直軸線Ｏに対してそれぞれ４５度の方向からレーザ
ビームＢを照射してロードホイールＨを所定量だけ回転
させながら二箇所の溶接を同時に行い、その後、被溶接
物であるロードホイールＨを１８０度回転させて上記の
同様の動作を行うことで合計四箇所の溶接を行うように
している。その後、再びロードホイールＨを所定量ｍだ
けリフトダウンさせた上で次工程に搬出することにな
る。その際、アシストガスノズル１１の直線部Ｌの長さ
が大きいとそのノズル１１とロードホイールＨとが干渉
することになるが、本実施形態のアシストガスノズル１
を用いればそのような不具合を未然に防止できることに
なる。
【００２９】ここで、前述したように溶接品質にとって
有害な金属プラズマＱを効率よく除去するためには、ア
シストガスの流れが整流化されていることに加えて、そ
のアシストガスノズル１の軸心がレーザビーム照射点位
置Ｐを正しく指向していることが重要となる。
有害な金属プラズマＱを効率よく除去するためには、ア
シストガスの流れが整流化されていることに加えて、そ
のアシストガスノズル１の軸心がレーザビーム照射点位
置Ｐを正しく指向していることが重要となる。
【００３０】そこで、本実施形態では、前述したアシス
トガス整流用のメッシュプレート６を有効利用して、こ
れと撮像手段たるＣＣＤカメラとを併用してアシストガ
スノズル１の軸心をレーザビーム照射点位置Ｐと一致さ
せるべく、その照準合わせを行う。
トガス整流用のメッシュプレート６を有効利用して、こ
れと撮像手段たるＣＣＤカメラとを併用してアシストガ
スノズル１の軸心をレーザビーム照射点位置Ｐと一致さ
せるべく、その照準合わせを行う。
【００３１】より詳しくは、図７，８に示すように、ア
シストガスノズル１のノズルボティ２にはアーム部１２
が一体に形成されており、このアーム部１２がシムプレ
ート１３のほかロケートピン１４とボルト１５とを介し
てアジャストブラケット１６に位置決め固定される一
方、そのアジャストブラケット１６は別のアジャストブ
ラケット１７に固定され、さらにこのアジャストブラケ
ット１７がレーザ加工ヘッド８側の取付ブラケット部１
８に固定される。
シストガスノズル１のノズルボティ２にはアーム部１２
が一体に形成されており、このアーム部１２がシムプレ
ート１３のほかロケートピン１４とボルト１５とを介し
てアジャストブラケット１６に位置決め固定される一
方、そのアジャストブラケット１６は別のアジャストブ
ラケット１７に固定され、さらにこのアジャストブラケ
ット１７がレーザ加工ヘッド８側の取付ブラケット部１
８に固定される。
【００３２】一方のアジャストブラケット１６はその長
穴１９から挿入されたボルト２０により他方のアジャス
トブラケット１７に固定されるも、アジャストスクリュ
ー２１の回転操作に応じて上下方向に微調整可能であ
る。同様に、他方のアジャストブラケット１７は図示し
ない長穴に挿入されるボルト２２により取付ブラケット
部１８に固定されるも、アジャストスクリュー２３の回
転操作に応じて水平方向に微調整可能である。ただし、
レーザ加工ヘッド８の軸線すなわちレーザビームＢの光
軸に対するアシストガスノズル１の角度θは６０°で固
定である。
穴１９から挿入されたボルト２０により他方のアジャス
トブラケット１７に固定されるも、アジャストスクリュ
ー２１の回転操作に応じて上下方向に微調整可能であ
る。同様に、他方のアジャストブラケット１７は図示し
ない長穴に挿入されるボルト２２により取付ブラケット
部１８に固定されるも、アジャストスクリュー２３の回
転操作に応じて水平方向に微調整可能である。ただし、
レーザ加工ヘッド８の軸線すなわちレーザビームＢの光
軸に対するアシストガスノズル１の角度θは６０°で固
定である。
【００３３】そして、シムプレート１３の交換によるア
シストガスノズル１のＸ方向の自由度と、アジャストブ
ラケット１６の上下方向の自由度、およびもう一方のア
ジャストブラケット１７の水平方向の自由度とを利用し
て、アシストガスノズル１の軸心と被溶接物Ｗ上のレー
ザビーム照射点位置Ｐとの照準合わせを行う。
シストガスノズル１のＸ方向の自由度と、アジャストブ
ラケット１６の上下方向の自由度、およびもう一方のア
ジャストブラケット１７の水平方向の自由度とを利用し
て、アシストガスノズル１の軸心と被溶接物Ｗ上のレー
ザビーム照射点位置Ｐとの照準合わせを行う。
【００３４】この場合、ノズルボティ２の後端のアダプ
タ３を一旦取り外し（図１，２参照）、それに代えて撮
像手段としてのＣＣＤカメラ２４を着脱可能にねじ締め
固定する。一方、レーザ加工ヘッド８からは照準用のレ
ーザビーム（例えばＨｅ−Ｎｅレーザのビーム）Ｂ1を
被溶接物Ｗに向けて照射し、その被溶接物Ｗ上のレーザ
ビーム照射点位置ＰをＣＣＤカメラ２４で撮像してモニ
タであるＣＲＴディスプレイ２５に映し出す。
タ３を一旦取り外し（図１，２参照）、それに代えて撮
像手段としてのＣＣＤカメラ２４を着脱可能にねじ締め
固定する。一方、レーザ加工ヘッド８からは照準用のレ
ーザビーム（例えばＨｅ−Ｎｅレーザのビーム）Ｂ1を
被溶接物Ｗに向けて照射し、その被溶接物Ｗ上のレーザ
ビーム照射点位置ＰをＣＣＤカメラ２４で撮像してモニ
タであるＣＲＴディスプレイ２５に映し出す。
【００３５】その上で、モニタ画面を見ながら、図９に
示すようにメッシュプレートの中心にレーザビーム照射
部Ｐ（クロスハッチングを施した部分）が位置するよう
にアシストガスノズル１の位置を調整する。
示すようにメッシュプレートの中心にレーザビーム照射
部Ｐ（クロスハッチングを施した部分）が位置するよう
にアシストガスノズル１の位置を調整する。
【００３６】より詳しくは、レーザビームＢ1とアシス
トガスノズル１との矢印Ｘ方向でのずれはシムプレート
１３を厚みの異なるものと交換することにより調整し、
それ以外はアジャストスクリュー２１，２３を個別に回
転操作してアジャストブラケット１６を上下方向に、も
う一方のアジャストブラケット１７を水平方向にそれぞ
れ変位させて調整する。
トガスノズル１との矢印Ｘ方向でのずれはシムプレート
１３を厚みの異なるものと交換することにより調整し、
それ以外はアジャストスクリュー２１，２３を個別に回
転操作してアジャストブラケット１６を上下方向に、も
う一方のアジャストブラケット１７を水平方向にそれぞ
れ変位させて調整する。
【００３７】この時、ＣＣＤカメラ２４の撮像画面内に
メッシュプレート６の網目が同時に映し出されているの
で、レーザビームＢ1とのずれ量を網目を基準として把
握することができるので、上記の照準合わせをきわめて
容易に行える。
メッシュプレート６の網目が同時に映し出されているの
で、レーザビームＢ1とのずれ量を網目を基準として把
握することができるので、上記の照準合わせをきわめて
容易に行える。
【００３８】そして、照準合わせが終了したならば、各
ボルト１５，２０，２２を本締めする一方、ノズルボテ
ィ２からＣＣＤカメラ２４を取り外した上で図１，２に
示すようにアダプタ３を介してガス供給パイプ４を接続
して正規のレーザ溶接に備える。
ボルト１５，２０，２２を本締めする一方、ノズルボテ
ィ２からＣＣＤカメラ２４を取り外した上で図１，２に
示すようにアダプタ３を介してガス供給パイプ４を接続
して正規のレーザ溶接に備える。
【図１】本発明の代表的な実施の形態を示す図で、
（Ａ）はアシストガスノズルの断面説明図、同図（Ｂ）
は同図（Ａ）の右側面図。
（Ａ）はアシストガスノズルの断面説明図、同図（Ｂ）
は同図（Ａ）の右側面図。
【図２】図１に示すアシストガスノズルを用いたレーザ
溶接時の説明図。
溶接時の説明図。
【図３】メッシュプレートの目の粗さと溶接部のせん断
強度との関係を示す特性図。
強度との関係を示す特性図。
【図４】従来のアシストガスノズルの直線部の長さと溶
接部のせん断強度との関係を示す特性図。
接部のせん断強度との関係を示す特性図。
【図５】本発明のアシストガスノズルの直線部の長さと
溶接部のせん断強度との関係を示す特性図。
溶接部のせん断強度との関係を示す特性図。
【図６】自動車用ロードホイールの溶接組立にレーザ溶
接を用いた場合の概略説明図。
接を用いた場合の概略説明図。
【図７】アシストガスノズルの位置調整機構の構成説明
図。
図。
【図８】図７の左側面図。
【図９】メッシュプレートを利用した場合のアシストガ
スノズルの軸線とレーザビーム照射位置との照準合わせ
時の説明図。
スノズルの軸線とレーザビーム照射位置との照準合わせ
時の説明図。
１…アシストガスノズル ２…ノズルボティ（ノズル本体） ４…ガス供給パイプ ６…メッシュプレート ８…レーザ加工ヘッド １６，１７…アジャストブラケット ２１，２３…アジャストスクリュー ２４…ＣＣＤカメラ（撮像手段） ２５…ＣＲＴディスプレイ（画像表示装置） Ｂ…レーザビーム Ｐ…レーザビーム照射点位置 Ｇ…アシストガス Ｗ…被溶接物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｇ０１Ｂ 11/00 Ｈ
Claims (5)
- 【請求項１】 被溶接物に対してそのほぼ面直角方向か
らレーザビームを照射して溶接するにあたり、前記被溶
接物上のレーザビーム照射点に向けて前記レーザビーム
照射方向と異なる方向からアシストガスを吹き付けるた
めのレーザ溶接用アシストガスノズルであって、 ノズル本体の先端部にアシストガスの流れを整流化させ
る整流手段を有していることを特徴とするレーザ溶接用
アシストガスノズル。 - 【請求項２】 前記整流手段として、ノズル本体の先端
部に金属製のメッシュプレートを設けたことを特徴とす
る請求項１記載のレーザ溶接用アシストガスノズル。 - 【請求項３】 前記メッシュプレートの目の粗さが３０
０〜４００メッシュであることを特徴とする請求項２記
載のレーザ溶接用アシストガスノズル。 - 【請求項４】 請求項２または３記載のレーザ溶接用ア
シストガスノズルが被溶接物上のレーザビーム照射点を
指向するように位置決めする方法であって、 実際にレーザビームが照射されているレーザビーム照射
点をメッシュプレートを通してノズル本体の後端部側か
ら撮像手段にて撮像するとともに、その撮像手段がとら
えた画像を画像表示装置に表示し、 前記画像表示装置の画像を見ながらメッシュプレートの
中心部にレーザビーム照射点が位置するようにノズル本
体の向きを調整した上で、そのノズル本体の位置を固定
することを特徴とするレーザ溶接用アシストガスノズル
の位置決め方法。 - 【請求項５】 前記撮像手段としてＣＣＤカメラを用
い、撮像に先立ってＣＣＤカメラをノズル本体の後端部
に着脱可能に装着する一方、ノズル本体の位置を固定し
たのちにＣＣＤカメラをノズル本体から取り外すことを
特徴とする請求項４記載のレーザ溶接用アシストガスノ
ズルの位置決め方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18025496A JP3409592B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | レーザ溶接用アシストガスノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18025496A JP3409592B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | レーザ溶接用アシストガスノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1024384A true JPH1024384A (ja) | 1998-01-27 |
| JP3409592B2 JP3409592B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=16080057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18025496A Expired - Fee Related JP3409592B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | レーザ溶接用アシストガスノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3409592B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7605345B2 (en) * | 2002-03-14 | 2009-10-20 | Hitachi Zosen Corporation | Method and device for prevention of adhesion of dirt and contamination on optical parts in laser beam machine |
| JP2010023080A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | レーザ加工機 |
| JP2014166640A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ切断装置およびレーザ切断方法 |
| JP2018015812A (ja) * | 2017-11-01 | 2018-02-01 | 株式会社東芝 | 溶接装置およびノズル装置 |
| US10265800B2 (en) | 2014-10-08 | 2019-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Welding apparatus and nozzle device |
-
1996
- 1996-07-10 JP JP18025496A patent/JP3409592B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7605345B2 (en) * | 2002-03-14 | 2009-10-20 | Hitachi Zosen Corporation | Method and device for prevention of adhesion of dirt and contamination on optical parts in laser beam machine |
| JP2010023080A (ja) * | 2008-07-18 | 2010-02-04 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | レーザ加工機 |
| JP2014166640A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ切断装置およびレーザ切断方法 |
| US10265800B2 (en) | 2014-10-08 | 2019-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Welding apparatus and nozzle device |
| JP2018015812A (ja) * | 2017-11-01 | 2018-02-01 | 株式会社東芝 | 溶接装置およびノズル装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3409592B2 (ja) | 2003-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4649256A (en) | High-frequency electric resistance welding method using irradiation with a laser beam | |
| JP6832492B2 (ja) | レーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法 | |
| KR100448333B1 (ko) | 레이저 용접 장치 및 레이저 용접용 가스 차폐 장치 | |
| US6727459B1 (en) | Method for metal deposition on an edge | |
| JP3203667U (ja) | 円周溶接機システムのためのカメラ及びワイヤ送給ソリューション | |
| EP3481577B1 (en) | Method of providing a metal wire to a welding torch | |
| CN107030382B (zh) | 一种镀锌钢板激光叠接焊接方法 | |
| CN110434336A (zh) | 激光实时去除金属构件增材制造过程中表面氧化皮的装置和方法 | |
| CN106141374A (zh) | 非熔化极气体保护焊3d增材修补装置及修补方法 | |
| JP2008000814A (ja) | レーザブレージング加工方法及び装置 | |
| JPH1024384A (ja) | レーザ溶接用アシストガスノズルおよびその位置決め方法 | |
| JP3295109B2 (ja) | 曲げ加工装置 | |
| JPH05169288A (ja) | レーザ溶接装置 | |
| EP4249161B1 (en) | Side nozzle, laser welding machine, and laser welding method | |
| JPH05131284A (ja) | レーザによる貫通溶接方法 | |
| JP2004009096A (ja) | レーザ溶接装置 | |
| JPH09108841A (ja) | 立向エレクトロガス溶接装置 | |
| EP1118420A2 (en) | Inclined beam lap welding | |
| JP2008149326A (ja) | バルブシート部のレーザ肉盛装置 | |
| JP3098088B2 (ja) | レーザ溶接装置 | |
| JP2004255410A (ja) | スタッブ溶接用レーザ加工ヘッド及びこれを用いたボイラヘッダの製作方法 | |
| CN208787784U (zh) | 一种行波加速管外围水套焊接工装 | |
| CN223971048U (zh) | 一种激光切割机平台 | |
| CN118559159A (zh) | 一种薄壁钛板平对接焊接设备及焊接方法 | |
| JP3940519B2 (ja) | シール溶接装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |