JPS6037187Y2 - レ−ザ溶接用バツクバ− - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はレーザ溶接用バックバーに係り、特に薄板金属
を溶接するレーザ溶接機に用いるに好適なレーザ溶接用
バックバーに関する。

一般に、薄板金属（ストリップ）の溶接、特に板厚が１
ｒｒｒＩｎ以下の薄物を突合せ溶接する場合にはＴＩＧ
またはＭＩＧ溶接が採用されている。

そしてこれらの溶接法では、突合部の精度を保持する目
的で突合部表面に当てられる裏当材いわゆるバックバー
を使用している。

そして、このバックバーの形状は、通常単なるブロック
状のものである場合が多い。

ところで、最近薄板金属の突合せ溶接法として、レーザ
溶接法が開発され、その種々の利点から実用化されつつ
ある。

このレーザ溶接法においても、前記ＴＩＧまたはＭＩＧ
溶接法と同様に、突合せの精度が溶接継手の良否を決定
する重要な因子であるので、バックバーを使用し、被溶
接部材の突合部の精度を保持している。

しかしながら、レーザ溶接法の場合、ＴＩＧまたはＭＩ
Ｇ溶接法で使用されているような従来の単なるブロック
状のバックバーを使用すると、突合部の精度保持が可能
であるものの、レーザビームを使用することに伴う特有
の問題が生じている。

即ち、薄肉の被溶接部材の突合部とバックバーとが面接
触しているために、溶接に際し照射したレーザビームが
バックバーにより反射散乱腰溶接機周囲の作業者に火傷
、目の障害などが発生する危険、即ち労働安全上の問題
が生じている。

また、ブロック状バックバーの平面上に溶接線が位置す
るため、レーザビームによりこのバックバーが溶損され
、バックバーとしての機能がごく短期間のうちに果たせ
なくなってしまい、製品寿命が著しく短くなる問題もあ
る。

本考案は、上記従来の問題点に着目し、レーザビームの
外部への反射散乱を防止し、耐久性を向上させることの
できるレーザ溶接用バンクパーを提供することを目的と
する。

上記目的を遠戚するために、本考案に係るレーザ溶接用
バックパーは、被溶接部材の突合部に沿って溝を形成す
るともに、この溝を底部に至るにしたがって拡大する袋
状に形成し、この溝の底部には光吸収材を配設して構成
したものである。

このような構成により、このバックパーでは照射された
レーザビームが被溶接部材の突合せ部を透過しても、袋
状の溝内に収容されるとともに、光吸収材によって吸収
されるので、レーザビームが外部に反射散乱することが
防止され、かつバンクパー自体が溶損されてその機能を
喪失してしまうことも防止される。

以下に本考案に係るレーザ溶接用バックバーの実施例を
図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本実施例に係るレーザ溶接用バックバーを備え
たレーザ溶接機の要部断面図であり、第２図は第１図の
■−■線断面図である。

この図に示さるように、溶接対象である薄板金属からな
る被溶接部材１，２は、それぞれクランプ装置３゜４に
より挾持されている。

このクランプされた被溶接部材１，２は互いに突合せら
れ、その突合部を溶接線としている。

そしてこの溶接線に沿ってその上表面からレーザビーム
５を照射するようにしている。

このレーザビーム５は途中の集光レンズ６により集光さ
れ、レーザビーム５の焦点が前記被溶接部材１，２の突
合部に合致するようにされている。

そしてレーザビーム５の照射面と反対の面である裏面側
には、本実施例に係るバックパー７が配設されているも
のである。

バックパー７は被溶接部材１，２の突合せ方向に沿う長
尺部材であるが、一対の被溶接部材１゜２のそれぞれの
下面に当接して、突合部を支承するようにしている。

さらに、バックパー７はその下部を支持架台８に装着さ
れているものである。

このバックパー７は特に次のように構成されている。

即ち、バックパー７の被溶接部材１，２に対する当接面
には、突合部即ち溶接線に沿うスリット開口９が設けら
れ、このスリット開口９に連通する袋状溝１０が形成さ
れている。

この溝１ｏは底部１１に至るにしたがって順次拡開され
る断面三角形状のものであり、突合部を通過したレーザ
ビーム５の進行上の障害とならないように形成されてい
る。

またこの袋状溝１０の底部１１は前記支持架台８の上表
面によって画成されているものであり、この底部１１に
は光吸収材１２が配設されている。

この光吸収材１２は取替え可能に埋め込まれている。

そして、この光吸収材１２はレーザビーム５の底部１１
への照射面を十分カバーするような大きさとされている
。

また光吸収材１２としては、一般的に耐火れんがまたは
耐熱金属（タングステンやモリブデン等）を用いるが、
光の反射程度の少ない材料例えば軟鋼、黒皮材等でもよ
い。

一方、袋状溝１０の長さは、第２図に示されるように、
被溶接部材１，２の突合部長さよりも十分長く形成され
、溶接溶断に供与したレーザビーム５が直接的にバック
パー７の上表面に照射されないようにしている。

さらに、この実施例では、バックパー７を支持する支持
架台８の内部にレーザビーム５の熱的影響を回避するた
めに、冷却水通水孔１３が形成されている。

この冷却水通水孔１３は、第２図に示されるように、袋
状溝１０の長さと同程度の長さにわたって形成されてお
り、その両端部に対応して形成された入口１４および出
口１５を介して連続的に冷却水を供給するようにしてい
る。

このため、冷却水によって支持架台８の全体が冷却され
レーザビーム５による熱的影響を十分回避可能となる。

なお、前記支持架台８はその両端部をアーム１６によっ
て支持されており、アーム１６は図示しないシリンダ等
によって上下動可能とされている。

したがってアーム１６の上下動に伴ってバックパー７は
被溶接部材１，２に対し接離可能とされている。

また支持架台８に装着されたバックパー７はその長手方
向端部を押え金具１７によって固定されているものであ
る。

このように構成されたレーザ溶接用バックバー７を有す
るレーザ溶接装置の作用は次のようになされる。

被溶接部材１，２がクランプ装置３，４およびバックパ
ー７によってクランプされ、溶接準備が完了すると、レ
ーザビーム５が溶接線に沿って操作され突合部の溶接が
行われる。

このときレーザビーム５の照射開始時期と遮断時期とは
、溶接方向の端部を検出器等で検知して行われるが、被
溶接部材１，２の端部に完全に一致させることは困難で
あるので、若干の余裕をもたせている。

この間、レーザビーム５は焦点を結んでから下方の袋状
溝１０内を拡がって光吸収材１２に照射される。

そして被溶接部材１，２がある個所では、この溶接部材
１，２がエネルギを受け、溶融して溶接が施される。

そして、レーザビーム５が照射されている間において、
バックバー７には袋状溝１０を形成しているため、レー
ザビーム５は当該バックバー７を損傷することはない。

そして、光吸収材１２がレーザビーム５の照射を受ける
ことになるが、このレーザビームはスリット開口９を通
過する際に拡がり、単位面積あたりのエネルギ密度が小
さくなった状態で光吸収材１２に熱として吸収される。

ここで吸収された熱は熱伝導で支持架台８に拡散される
が、冷却水通水孔１３への冷却水供給により全体が冷却
される。

また、バックパー７における袋状溝１０は、開口幅が小
さい袋状とされているため、光吸収材１２からの反射光
は外部に散乱することが殆んど防止される。

更に、光吸収材１２は簡単に取り外すことができ、交換
作業も容易である。

なお、前記実施例では袋状溝１０を断面逆三角形状とし
たが、これに限定されず、要はレーザビーム５による溶
接溶断中の火花が一個所に集中落下することなく拡散さ
せるような形状であればよい。

以上のように、本考案に係るレーザ溶接用バックバーに
よれば、レーザビームが袋状溝内に照射されることとな
り、またその溝内部においてビーム照射面に光吸収材を
配設しであるため、レーザビームが外部にもれ安全を害
する虞れがなくなり、レーザビームによりバックバーが
溶損されてバンクバーとして機能喪失するような事態も
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係るレーザ溶接用バックバーを備え
たレーザ溶接機の要部断面図、第２図は第１図の■−■
線断面図である。 １．２・・・・・・被溶接部材、５・・・・・・レーザ
ビーム、７・・・・・・バックバー、８・・・・・・支
持架台、１０・・・・・・袋状溝、１２・・・・・・光
吸収材、１３・・・・・・冷却水通水孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被溶接部材の突合部におけるレーザ照射面と反対面に設
   置され、突合部に裏当されるレーザ溶接用バンクバーに
   おいて、前記突合部に沿って溝を形成するとともに、こ
   の溝を底部に至るにしたがって拡大する袋状に形威し、
   当該溝の底部には光吸収材を布設したことを特徴とする
   レーザ溶接用パ゛ツクバー。