JPS6229147B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、炭酸ガスレーザーのような
レーザー装置（レーザー発生装置）のレーザー光
線を使用して重合した被溶接物（ワーク）を直線
的に一定のビート長のシーム溶接を行うレーザー
シーム溶接機に関する。

（従来の技術） 一般に、電気的なスポツト溶接手段は、重合さ
れた２枚の被溶接物に上・下一対の電極チツプで
加圧しながら、これに瞬時に大電流を供給して被
溶接物に抵抗発熱させて、接合部を溶接させてス
ポツト溶接するようになつている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の電気的なスポツト溶接手
段は、電源容量の制限から、相互に溶接できる被
溶接物の板厚に対しての制限や１つの溶接点（ス
ポツト溶接点）のごく近くに、さらに、もう１つ
のスポツト溶接を行うとすると、このスポツト溶
接の電流が既に溶接されたスポツト溶接部分に分
流し、有効なスポツト溶接が得られず、スポツト
溶接の信頼性を損うおそれがある。

特に、上述したスポツト溶接手段において、２
枚の重合した被溶接物を直線的に連続したビート
長さのシーム溶接をすることは困難である。

又一方、上述したスポツト溶接による溶接手段
は、大電流を瞬時に流さなければならないので、
可撓性の大きい導体を利用しなければならず、安
全性や電極チツプの寿命に難点があるばかりでな
く、接合する２つの被溶接物を、予め、充分に密
着させるのに大きな押圧力を必要とすると共に、
被溶接物が薄板のとき、溶接時に溶けた金属ミス
ト等が四方へ飛散することが多くなつて、接合部
の溶接点が実質的に減少するおそれがある。

さらに又、上述したスポツト溶接手段に使用さ
れる両電極チツプは、導電性、冷却性及び耐押圧
力を保持するために、常に、清掃された状態に保
持することを余儀なくされている。

又一方、レーザースポツト溶接手段も既に幾つ
か提案されているけれども、これらは、被溶接物
が薄板のとき、レーザー光束を斜方向から被溶接
物に照射して溶接して溶接長さを実質的に長くす
るようにしている。

しかしながら、上述したレーザスポツト溶接手
段は、レーザー光線による溶接で過度の急激な加
熱及び急速な冷却によつて被溶接部と溶接部との
間の金属組織中にブローホールや不純物の混入が
多くなり、しかも、過度の硬度差違を生じて、あ
たかも、金属の焼入や金属組織の局部的な材料歪
み及び亀裂を起すおそれもある。

本発明は、上述した欠点を解消するために、レ
ーザー光による溶接時の過度の加熱と急冷を生じ
ないようにして被溶接物に対し直線的に一定のビ
ート長さのシーム溶接を行い、被溶接物の金属組
織に悪影響を与えないようにしてシーム溶接作業
の信頼性の向上を図ることを目的とするレーザー
シーム溶接機を提供するものである。

〔発明の概要〕

（問題点を解決するための手段とその作用） 本発明は、水平腕杆を有する機枠の上部にレー
ザー装置を備えた揺動槓杆を枢着し、上記水平腕
杆の端部に下側チツプを設け、この下側チツプの
直上に位置する上記揺動槓杆に被溶接物を押圧す
るようにした上側チツプを垂設し、この上側チツ
プの上位の上記揺動槓杆に揺動部材と一体の回動
軸を回動自在に軸装し、この揺動部材に反射体を
上記レーザー装置のレーザー光を下方へ反射する
ようにして斜設し、この反射体の下位の上記揺動
部材に集光レンズを上記被溶接物に焦点を結ぶよ
うにして付設し、レーザー光による過度の加熱と
急冷を生じないようにして被溶接物の金属組織に
影響を与えないようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明を図示の一実施例について説明す
る。

第１図乃至第３図において、符号１は、基板２
上に配置された機枠であつて、この機枠１には、
水平腕杆３が実質的に一体に設けられており、上
記機枠１の上部１ａには、レーザー装置４を備え
た揺動槓杆５が支軸６によつて揺動自在に枢着さ
れている。又、上記機枠１の一側部１ｂと上記揺
動槓杆５との間には、例えば、油圧シリンダー装
置のような、シリンダー装置７が連結して設けら
れており、このシリンダー装置７は上記揺動槓杆
５を支軸６の周りに揺動し得るようになつてい
る。さらに、上記水平腕杆３の一端部３ａには、
下側チツプ８が板厚の異なる重合した被溶接物９
を載置して溶接し得るようにして支軸１０によつ
て揺動自在に設けられている。即ち、上記水平腕
杆３の一端部３ａは一対の円弧堤３ｂを形成して
おり、上記下側チツプ８の下面８ａは上記円弧堤
３ｂに駕座し得るようにして上記支軸１０によつ
て枢着すると共に、上記下側チツプ８の下面８ａ
と上記一端部３ａとの間に介装されたコイルばね
１１の弾力によつて、上記下側チツプ８を水平に
保持するようになつている。さらに、上記下側チ
ツプ８内には、例えば、冷却水のような冷却流体
の噴嘴ノズル１２を備えた給水口１３及び冷却流
体の排出口１４が設けられており、上記ノズル噴
射１２の圧力流体は、上記下側チツプ８の受台部
８ｂを内がわから冷却するようになつており、さ
らに、この受台部８ｂを冷却した流体は、上記排
出口１４から排出されるようになつている。

一方、上記下側チツプ８の直上に位置する前記
揺動槓杆５には、上記被溶接物９を押圧するよう
にした上側チツプ１５が取付ボルトのような取付
部材１６で連結されて垂設させており、この上側
チツプ１５には、不活性ガスの給気口１７及び排
気口１８が設けられている。

従つて、この給気口１７から流入した不活性ガ
スは、溶接時、上記被溶接物９の溶接部９ａの酸
化を防止するとともに、溶接時に生じる金属ミス
トやスパツター等が後述する集光レンズ２６や反
射体２５に付着するのを防止するようになつてい
る。

他方、上記上側チツプ１５の上位の上記揺動槓
杆５の自由端部５ａには、軸受１９を備えたブラ
ケツト２０が設けられており、このブラケツト２
０には、可逆回転する駆動モータ２１が設置され
ている。また、この駆動モータ２１の出力軸に軸
装されたピニオン２２には、扇形歯車２３が噛合
しており、この扇形歯車２３は上記軸受１９に軸
装された揺動部材２４と一体の回動軸２４ａに設
けられている。さらに、上記揺動部材２４には、
例えば、反射鏡のような反射体２５が上記レーザ
ー装置４のレーザー光を下方へ反射するようにし
て斜設されており、この反射体２５の下位の上記
揺動部材２４には、集光レンズ２６が上記被溶接
物９に焦点を結ぶようにして付設されている。し
かして、上記レーザー装置４からのレーザー光
は、上記揺動部材２４の反射体２５が首振り動作
をすることによつて、被溶接物９に一定のビート
長のシーム溶接を施すことができるようになつて
いる。

従つて、今、２枚の被溶接物９を重合して溶接
する場合、上記下側チツプ８の受台部８ｂに被溶
接物９を載置すると共に、給水口１３の噴射ノズ
ル１２から冷却流体を上記受台部８ｂに噴射し
て、これを冷却流体を上記受台部８ｂに噴射し
て、これを冷却する。他方、上記給気口１７から
不活性ガスを噴射して、溶接時に生じる金属ミス
トやスパツターを排気口１８から排出し、溶接部
９ａの酸化を防止する雰囲気を生成する。

次に、前記シリンダー装置７を駆動することに
より、上記揺動槓杆５を支軸６の周りに左旋し
て、この揺動槓杆５と一体の上側チツプ１５が上
記被溶接物９を押圧して固定する。

さらに、上記駆動モータ２１と上記レーザー装
置４とを同時に駆動することにより、上記駆動モ
ータ２１のピニオン２１は往復回動するので、こ
れに噛合する扇形歯車２３も共に往復揺動する。
しかして、この扇形歯車２３と実質的に一体をな
す揺動部材２４の反射体２５はゆつくり首振動作
をする。このとき、レーザー装置４のレーザー光
は上記反射体２５によつて下方に反射され、集光
レンズ２６を通して被溶接物９の溶接物９ａに一
定のビート長さのシーム溶接をする。

なお、上記被溶接物９は多少の肉厚の差異があ
つても、下側チツプ８が支軸１０の周りに回動し
得るようになつているので、円滑に押圧して、シ
ーム溶接を施すことができるようになつている。
又、上記扇形歯車２３は、往動のみの動作でシー
ム溶接し得ること勿論である。

なお、上述した実施例の反射体２５及び集光レ
ンズ２６代りに、凹面鏡を使用するように設計変
更することは自由である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、水平腕杆３
を有する機枠１の上部にレーザー装置４を備えた
揺動槓杆５を枢着し、上部機枠１と上記揺動槓杆
５とをシリンダー装置７で連結し、上記水平腕杆
３の端部３ａに下端チツプ８を設け、この下側チ
ツプ８の直上に位置する上記揺動槓杆５に被溶接
物９を押圧するようにした上側チツプ１５を垂設
し、この上側チツプ１５の上位の上記揺動槓杆５
に揺動部材２４と一体の回動軸２４ａを回動自在
に軸装し、この揺動部材２４に反射体２５を上記
レーザー装置４のーザー光を下方へ反射するよう
にして斜設し、この反射体２５の下位の上記揺動
部材２４に集光レンズ２６を上記被溶接物９に焦
点を結ぶようにして付設してあるので、直線的に
一定のビーム長のシーム溶接を被溶接物９の金属
組織の悪影響を与えるこなく円滑にできるばかり
でなく、取扱い操作も簡単であり、しかも、予熱
効果を与えて溶接が行われるから、ブローホール
や不純物の混入を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるレーザシーム溶接機の
正面図、第２図は、本発明の要部を示す拡大断面
図、第３図は、第２図中の鎖線Ａ−Ａに沿う拡大
断面図である。 １……機枠、３……水平腕杆、４……レーザー
装置、５……揺動槓杆、７……シリンダー装置、
８……下側チツプ、９……被溶接物、２３……扇
形歯車、２４……揺動部材、２５……反射体、２
６……集光レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平腕杆を有する機枠の上部にレーザー装置
   を備えた揺動槓杆を枢着し、上記水平腕杆の端部
   に下側チツプを設け、この下側チツプの直上に位
   置する上記揺動槓杆に被溶接物を押圧するように
   した上側チツプを垂設し、この上側チツプの上位
   の上記揺動槓杆に揺動部材と一体の回動軸を回動
   自在に軸装し、この揺動部材に反射体を上記レー
   ザー装置のレーザー光を下方へ反射するようにし
   て斜設し、この反射体の下位の上記揺動部材に集
   光レンズを上記被溶接物に焦点を結ぶようにして
   付設したことを特徴とするレーザーシーム溶接
   機。 ２ 揺動部材の回動軸に往復回動する扇形歯車を
   軸装したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のレーザーシーム溶接機。 ３ 下側チツプに冷却流体用の給・排出口を設
   け、上側チツプに不活性ガスの給・排気口を付設
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載のレーザーシーム溶接機。 ４ 水平腕杆の自由端部に下側チツプを支軸で揺
   動自在に枢着したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項、第２項又は第３項記載のレーザーシー
   ム溶接機。