JPS6284888A - レ−ザによる切断溶接方法およびその装置 - Google Patents
レ−ザによる切断溶接方法およびその装置Info
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- JPS6284888A JPS6284888A JP60222865A JP22286585A JPS6284888A JP S6284888 A JPS6284888 A JP S6284888A JP 60222865 A JP60222865 A JP 60222865A JP 22286585 A JP22286585 A JP 22286585A JP S6284888 A JPS6284888 A JP S6284888A
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- welding
- laser beam
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、レーザにより被加工物を溶断し。
その溶断部をレーザにより溶接するレーザによる切断溶
接方法およびその装置に関する。
接方法およびその装置に関する。
一般に、鋼板などからなる被加工物をレーザで切断する
場合は、酸素をアシストガスとして大気中でおこなわれ
る。そのため切断面に酸化膜ができる。したがって、こ
のように酸化膜のできた切断面相互を突き合せてレーザ
溶接すると、溶接部に割れや気泡が発生し、溶接部の機
械的強度を低下させる。このような機械的強度の低下を
防ぐためには、レーザで切断したのち、その切断面の酸
化膜を除去して溶接すればよいが、このような方法は、
工程が一つ増加するので、生産上有利な方法とはいえな
い。そのため、従来は、レーザで溶接する場合、被加工
物をジャリングや切削仕上げなどの機械的方法により切
断し、その切断面を突き合せて溶接している。しかしこ
のような方法は、レーザ溶接に対し異質の機械加工装置
を必要とするので、設備費が高くなるばかりでなく、生
産能率の向上も余り望めない。
場合は、酸素をアシストガスとして大気中でおこなわれ
る。そのため切断面に酸化膜ができる。したがって、こ
のように酸化膜のできた切断面相互を突き合せてレーザ
溶接すると、溶接部に割れや気泡が発生し、溶接部の機
械的強度を低下させる。このような機械的強度の低下を
防ぐためには、レーザで切断したのち、その切断面の酸
化膜を除去して溶接すればよいが、このような方法は、
工程が一つ増加するので、生産上有利な方法とはいえな
い。そのため、従来は、レーザで溶接する場合、被加工
物をジャリングや切削仕上げなどの機械的方法により切
断し、その切断面を突き合せて溶接している。しかしこ
のような方法は、レーザ溶接に対し異質の機械加工装置
を必要とするので、設備費が高くなるばかりでなく、生
産能率の向上も余り望めない。
この発明は、１台のレーザ加工装置で切断と溶接をおこ
なって１機械的強度の高い溶接を能率よ〈実施できるよ
うにすることにある。
なって１機械的強度の高い溶接を能率よ〈実施できるよ
うにすることにある。
不活性ガス雰囲気中で被加工物の一側方よりその切断予
定部にレーザ光を照射して溶断したのち、上記被加工物
の他側方よりその溶断部にレーザ光を照射して溶接する
ことにより、溶接部の機械的強度を低下させる要因を除
去し、かっ溶断時レーザ照射側の溶断縁部に生ずるドロ
スを利用して。
定部にレーザ光を照射して溶断したのち、上記被加工物
の他側方よりその溶断部にレーザ光を照射して溶接する
ことにより、溶接部の機械的強度を低下させる要因を除
去し、かっ溶断時レーザ照射側の溶断縁部に生ずるドロ
スを利用して。
機械的強度の高い溶接を能率よくおこなうことができる
ようにした。
ようにした。
またこの切断溶接を実施する￥ｉａとして、不活性ガス
置換可能に構成された加工室と、被加工物を上記加工室
内の定位置に移動させる移動装置と、上記加工室内の定
位置に位置決めされた被加工物の一側方に設置され、レ
ーザ発振器から発振されるレーザ光を上記被加工物の切
断予定部に照射して溶断する第１加工ヘッドと、同じく
上記被加工物の他側方に設置され、上記溶断された被加
工物の溶断部に反対側からレーザ光を照射して溶接する
第２加工ヘッドと、上記レーザ発振器から発振されるレ
ーザ光を選択的に上記第１または第２加工ヘッドに導く
光学系とから構成することにより。
置換可能に構成された加工室と、被加工物を上記加工室
内の定位置に移動させる移動装置と、上記加工室内の定
位置に位置決めされた被加工物の一側方に設置され、レ
ーザ発振器から発振されるレーザ光を上記被加工物の切
断予定部に照射して溶断する第１加工ヘッドと、同じく
上記被加工物の他側方に設置され、上記溶断された被加
工物の溶断部に反対側からレーザ光を照射して溶接する
第２加工ヘッドと、上記レーザ発振器から発振されるレ
ーザ光を選択的に上記第１または第２加工ヘッドに導く
光学系とから構成することにより。
レーザによる切断溶接をの能率よ〈実施できるようにし
たものである。
たものである。
以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。
する。
第１図にこの発明の一実施例であるレーザ切断溶接装置
の構成を示す。このレーザ切断溶接装置は、立方形状の
加工室ωを備え、その対向する一側面に、第２図に示す
ように、被加工物（Ｗ）を加工室（υ内に挿脱自在に挿
入することができる当て板■により補強された開口■が
設けられている。
の構成を示す。このレーザ切断溶接装置は、立方形状の
加工室ωを備え、その対向する一側面に、第２図に示す
ように、被加工物（Ｗ）を加工室（υ内に挿脱自在に挿
入することができる当て板■により補強された開口■が
設けられている。
この間口■に対応して加工室ω内の上部および下部には
、被加工物（Ｗ）を支持案内して加工室（υ内の定位置
まで移動させる移動装置に）が設けられている。また、
加工室（ト）の相対向する他側面には。
、被加工物（Ｗ）を支持案内して加工室（υ内の定位置
まで移動させる移動装置に）が設けられている。また、
加工室（ト）の相対向する他側面には。
一対のレーザ加工ヘッド（５ａ） 、 （５ｂ）をそれ
ぞれ上下方向に移動することができる開口０が設けられ
ている。上記一対のレーザ加工ヘッド（５ａ） 、 （
５ｂ）は１図示しない駆動装置によりそれぞれ独立にこ
の間口０に沿って移動することができ、これらレーザ加
工ヘッド（５ａ） 、 （５ｂ）に取り付けられたスラ
イドカバー■により、各開口０は常時遮蔽されるように
なっている。
ぞれ上下方向に移動することができる開口０が設けられ
ている。上記一対のレーザ加工ヘッド（５ａ） 、 （
５ｂ）は１図示しない駆動装置によりそれぞれ独立にこ
の間口０に沿って移動することができ、これらレーザ加
工ヘッド（５ａ） 、 （５ｂ）に取り付けられたスラ
イドカバー■により、各開口０は常時遮蔽されるように
なっている。
上記一対のレーザ加工ヘッド（５ａ） 、 （５ｂ）の
うち。
うち。
上記加工室（１）の−側面から加工室（１）内に挿入さ
れた被加工物（Ｗ）の−側方に設けられた加工ヘッド（
５ａ）は、この被加工物（Ｗ）を溶断するための第１加
工ヘッドであり、この第１加工ヘッドに対向して上記被
加工物（Ｗ）の他側方に設けられた加工ヘッド（５ａ）
は、上記被加工物（Ｗ）を溶接するための第２加工ヘッ
ドである。
れた被加工物（Ｗ）の−側方に設けられた加工ヘッド（
５ａ）は、この被加工物（Ｗ）を溶断するための第１加
工ヘッドであり、この第１加工ヘッドに対向して上記被
加工物（Ｗ）の他側方に設けられた加工ヘッド（５ａ）
は、上記被加工物（Ｗ）を溶接するための第２加工ヘッ
ドである。
各加工ヘッド（５ａ） 、 （５ｂ）は、それぞれ加工
室（υ内に突出した先端部にノズル（９）が設けられ、
このノズル（９）から、加工室α）外に位置する後端部
内に設けられた折返しミラー（１０）により反射された
のち集光レンズ（１１）により集光されたレーザ光を照
射するようになっている。またこれら加工ヘッド（５ａ
）、（５ｂ）は、加工室壁を滑動自在に貫通して各加工
ヘッド（５ａ） 、 （５ｂ）に接続されたパイプ（１
２）から供給されるアルゴンなどの不活性ガスを上記ノ
ズル（９）から放出して、加工室（１）内の空気を不活
性ガスと置換するようになっている。
室（υ内に突出した先端部にノズル（９）が設けられ、
このノズル（９）から、加工室α）外に位置する後端部
内に設けられた折返しミラー（１０）により反射された
のち集光レンズ（１１）により集光されたレーザ光を照
射するようになっている。またこれら加工ヘッド（５ａ
）、（５ｂ）は、加工室壁を滑動自在に貫通して各加工
ヘッド（５ａ） 、 （５ｂ）に接続されたパイプ（１
２）から供給されるアルゴンなどの不活性ガスを上記ノ
ズル（９）から放出して、加工室（１）内の空気を不活
性ガスと置換するようになっている。
レーザ光は、図示しないレーザ発振器から発振され、第
１加工ヘッドへは、折返しミラー（１３）を介して導か
れ、また第２加工ヘッドは、上記レーザ発振器から発振
されたレーザ光の径路上に挿脱自在に挿入される移動式
折返しミラー（１４）を介して導かれる。
１加工ヘッドへは、折返しミラー（１３）を介して導か
れ、また第２加工ヘッドは、上記レーザ発振器から発振
されたレーザ光の径路上に挿脱自在に挿入される移動式
折返しミラー（１４）を介して導かれる。
つぎに被加工物を切断溶接する方法について述べる。
まず第３図（Ａ）図に示すように、切断溶接しようとす
る一対の被加工物（Ｗ、 ） 、 （ｗ２）を加工室（
１）の相対向する一側面に設けられた開口■から加工室
（１）内に挿入し、移動装ｒ１１（イ）により一方の被
加工物（Ｗ工）の切断予定部を第１加工ヘッドと対向す
るように移動して位置決めする。−力筒１加工ヘッドま
たは第１、第２加工ヘッドから不活性ガスを放出させて
、加工室α）内の空気を不活性ガスと置換する。しかる
のち第１図に破線で示したように、移動式折返しミラー
（１４）を後退させて、レーザ発振器から発振されたレ
ーザ光を折返しミラー（１３）を介して第１加工ヘッド
に導く。そして第１加工ヘッドを移動することにより、
この加工ヘッドから照射されるレーザ光（Ｌ）でもって
、第３図（Ａ）図中の破線（１５ａ）に沿って被加工物
（Ｗ、）を溶断する。
る一対の被加工物（Ｗ、 ） 、 （ｗ２）を加工室（
１）の相対向する一側面に設けられた開口■から加工室
（１）内に挿入し、移動装ｒ１１（イ）により一方の被
加工物（Ｗ工）の切断予定部を第１加工ヘッドと対向す
るように移動して位置決めする。−力筒１加工ヘッドま
たは第１、第２加工ヘッドから不活性ガスを放出させて
、加工室α）内の空気を不活性ガスと置換する。しかる
のち第１図に破線で示したように、移動式折返しミラー
（１４）を後退させて、レーザ発振器から発振されたレ
ーザ光を折返しミラー（１３）を介して第１加工ヘッド
に導く。そして第１加工ヘッドを移動することにより、
この加工ヘッドから照射されるレーザ光（Ｌ）でもって
、第３図（Ａ）図中の破線（１５ａ）に沿って被加工物
（Ｗ、）を溶断する。
つぎに（Ｂ）図に示すように、移動装置０）により被加
工物（ｗｌ）を後退させるとともに、溶断された端部を
加工室（１）外に取り出す。同時に被加工物（讐２）を
移動してその切断Ｐ足部を第１加工ヘッドと対向するよ
うに位置決めする。そして上記被加工物（す、）の溶断
と同様破線（１５ｂ）に沿って溶断する。
工物（ｗｌ）を後退させるとともに、溶断された端部を
加工室（１）外に取り出す。同時に被加工物（讐２）を
移動してその切断Ｐ足部を第１加工ヘッドと対向するよ
うに位置決めする。そして上記被加工物（す、）の溶断
と同様破線（１５ｂ）に沿って溶断する。
上記被加工物（す２）を一旦後退させて、溶断された先
端部を加工室■外に取り除いたのち、（ｅ）図に示すよ
うに、被加工物（す、）、（ν２）をそれぞれ移動させ
て各溶断面を突き合せ、かつその突合す部が第２加工ヘ
ッドと対向するように位置決めする。
端部を加工室■外に取り除いたのち、（ｅ）図に示すよ
うに、被加工物（す、）、（ν２）をそれぞれ移動させ
て各溶断面を突き合せ、かつその突合す部が第２加工ヘ
ッドと対向するように位置決めする。
しかるのち上記移動式折返しミラー（１４）を第１図中
実線で示す位置に前進させて、レーザ発振器から発振さ
れたレーザ光をこの折返しミラー（１４）を介して第２
加工ヘッドに導く。そしてこの第２加工ヘッドを移動す
ることにより、この加工ヘッドから発振されるレーザ光
（Ｌ）を被加工物（ｗ、）、（Ｗｚ）に対して上記第１
加工ヘッドの反対側から照射して、その突合せ部を溶接
する。
実線で示す位置に前進させて、レーザ発振器から発振さ
れたレーザ光をこの折返しミラー（１４）を介して第２
加工ヘッドに導く。そしてこの第２加工ヘッドを移動す
ることにより、この加工ヘッドから発振されるレーザ光
（Ｌ）を被加工物（ｗ、）、（Ｗｚ）に対して上記第１
加工ヘッドの反対側から照射して、その突合せ部を溶接
する。
なお、この溶接された被加工物は、その後移動装ＶＸ（
イ）により加工室（１）外に取り出される。
イ）により加工室（１）外に取り出される。
上記のようにレーザで被加工物を切断し溶接すると、機
械的強度の高い溶接を能率よくかつ容易におこなうこと
ができる。すなわち、従来は、たとえば鋼板からなる被
加工物に対しては、空気中で酸素をアシストガスとして
切断していたため。
械的強度の高い溶接を能率よくかつ容易におこなうこと
ができる。すなわち、従来は、たとえば鋼板からなる被
加工物に対しては、空気中で酸素をアシストガスとして
切断していたため。
切断面に酸化膜ができ、そのまま溶接に供すると。
その酸化膜のために割れや気泡が発生し、機械的強度の
高い溶接をおこなうことができず、その機械的強度を上
げるためには、切断をジャリングなどの機械加工でおこ
なう必要があったが、上記方法では、不活性ガス雰囲気
中で切断するので、酸化膜などの機械的強度を劣化させ
る被膜を生せず、したがって機械的強度の高い溶接をお
こなうことができる。しかも切断も溶接もすべてレーザ
加工でおこなうので、従来方法にくらべてその能率を大
幅に向上することができる。
高い溶接をおこなうことができず、その機械的強度を上
げるためには、切断をジャリングなどの機械加工でおこ
なう必要があったが、上記方法では、不活性ガス雰囲気
中で切断するので、酸化膜などの機械的強度を劣化させ
る被膜を生せず、したがって機械的強度の高い溶接をお
こなうことができる。しかも切断も溶接もすべてレーザ
加工でおこなうので、従来方法にくらべてその能率を大
幅に向上することができる。
しかもこの発明におけるレーザによる切断溶接方法は、
被加工物の一側方よりレーザ光を照射して溶断すること
により、第４図に示すように、レーザ光照射側の反対側
の溶断面縁部にドロス（１６）を発生させ、つぎにこの
ドロス（１６）側からレーザ光を照射して、このドロス
（１６）をフィラーがわりにして溶接するので、特にフ
ィラーを供給しないでも、所要の溶接をおこなうことが
できる。
被加工物の一側方よりレーザ光を照射して溶断すること
により、第４図に示すように、レーザ光照射側の反対側
の溶断面縁部にドロス（１６）を発生させ、つぎにこの
ドロス（１６）側からレーザ光を照射して、このドロス
（１６）をフィラーがわりにして溶接するので、特にフ
ィラーを供給しないでも、所要の溶接をおこなうことが
できる。
さらにこの発明におけるレーザ切断溶接装置は、１台の
装置で切断と＋８接とをおこない、高１ａなレーザ加工
装置を多目的に利用するので、その設備費を安くするこ
とができる。
装置で切断と＋８接とをおこない、高１ａなレーザ加工
装置を多目的に利用するので、その設備費を安くするこ
とができる。
つぎに他の実施例について述べる。
上記実施例では、一対の板体からなる被加工物を切断し
溶接する例について示したが、この発明は、第５図（Ａ
）および（Ｂ）図に示すように、一対の筒体からなる被
加工物（Ｖ□） 、 （ｗＺ ）をそれぞれ破線（１５
ａ）、 （１５ｂ）で示す位置で溶断し、その溶断面を
実線（１７）で示すように突き合せて溶接する場合、ま
た第６図（Ａ）ないしくＣ）図に示すように、板体から
なる被加工物（Ｗ）の両側を破線（１８）に沿って所定
寸法に溶断し、その溶断面を突き合せて管状体（１９）
にしたのち、実線（Ｉ７）で示すようにその突合せ部を
２８接してシーム管（２０）とする場合にも適用するこ
とができる。これらの場合、溶断を管の内面または管の
内面になる方向からおこなったとすると、溶接は管の外
面方向からおこなわれ、また逆に、溶断を管の外面また
は外面方向からおこなうときは、溶接は管の内面方向か
らおこなわれる。
溶接する例について示したが、この発明は、第５図（Ａ
）および（Ｂ）図に示すように、一対の筒体からなる被
加工物（Ｖ□） 、 （ｗＺ ）をそれぞれ破線（１５
ａ）、 （１５ｂ）で示す位置で溶断し、その溶断面を
実線（１７）で示すように突き合せて溶接する場合、ま
た第６図（Ａ）ないしくＣ）図に示すように、板体から
なる被加工物（Ｗ）の両側を破線（１８）に沿って所定
寸法に溶断し、その溶断面を突き合せて管状体（１９）
にしたのち、実線（Ｉ７）で示すようにその突合せ部を
２８接してシーム管（２０）とする場合にも適用するこ
とができる。これらの場合、溶断を管の内面または管の
内面になる方向からおこなったとすると、溶接は管の外
面方向からおこなわれ、また逆に、溶断を管の外面また
は外面方向からおこなうときは、溶接は管の内面方向か
らおこなわれる。
また第７図（Ａ）および（８）図に示すように、一対の
板体からなる被加工物（ｌｉｔｕ）、（ｗ２）を破線（
１５ａ）。
板体からなる被加工物（ｌｉｔｕ）、（ｗ２）を破線（
１５ａ）。
（１５ｂ）で示すように溶断し、この溶断によりドロス
の発生している溶断縁部を対向させて、実線（１７）で
示すようにへり溶接する場合にも適用できる。
の発生している溶断縁部を対向させて、実線（１７）で
示すようにへり溶接する場合にも適用できる。
また第８図（Ａ）および（Ｂ）図に示すように、一対の
線または棒からなる被加工物（ｗｘ）、（Ｗ２）を、そ
の−側方からレーザ光（Ｌ）を照射して破ｆｉ（１５ａ
）。
線または棒からなる被加工物（ｗｘ）、（Ｗ２）を、そ
の−側方からレーザ光（Ｌ）を照射して破ｆｉ（１５ａ
）。
（１５ｂ）で示すように溶断し、その溶断面を突き合せ
て反対側からレーザ光（Ｌ）を照射して実線（１７）で
示すように溶接する場合にも適用できる。
て反対側からレーザ光（Ｌ）を照射して実線（１７）で
示すように溶接する場合にも適用できる。
なおこの発明は、軟鋼、ステンレス鋼などのほか、チタ
ンなどの活性金属材料の切断溶接にも適用できる。また
、比較的厚い材料を溶接するときは、アンダーカットを
生じやすいので、ドロスとともフィラーを併用すること
は任意である。
ンなどの活性金属材料の切断溶接にも適用できる。また
、比較的厚い材料を溶接するときは、アンダーカットを
生じやすいので、ドロスとともフィラーを併用すること
は任意である。
不活性ガス雰囲気中で被加工物の一側方よりその切断予
定部にレーザ光を照射して溶断したのち、他側方よりそ
の溶断部にレーザ光を照射して溶接することにより、溶
接部の機械的強度を低下させる要因を除去し、かつ溶断
により発生するドロスを利用することにより１機械的強
度の高い溶接を能率よくおこなうことができるようにな
った。また１台のレーザ加工装置で切断と溶接をおこな
うようにしたので、その設備費を安くすることができる
。
定部にレーザ光を照射して溶断したのち、他側方よりそ
の溶断部にレーザ光を照射して溶接することにより、溶
接部の機械的強度を低下させる要因を除去し、かつ溶断
により発生するドロスを利用することにより１機械的強
度の高い溶接を能率よくおこなうことができるようにな
った。また１台のレーザ加工装置で切断と溶接をおこな
うようにしたので、その設備費を安くすることができる
。
第１図（Ａ）および（ロ）図は、それぞれこの発明の一
実施例であるレーザ切断溶接装置の構成を断面で示す正
面図および側面図、第２図はその加工室の斜視図、第３
図（Ａ）ないしくＢ）図はそれぞれレーザによる切断溶
接方法を説明するための工程図、第４図は溶断面縁部に
生ずるドロスを示す斜視図。 第５図（Ａ）および（Ｂ）図、第６図（Ａ）ないしくＣ
）図、第７図（Ａ）および（Ｂ）図、第８図（Ａ）およ
び（Ｂ）図はそれぞれこの発明の異なる他の実施例の説
明図である。
実施例であるレーザ切断溶接装置の構成を断面で示す正
面図および側面図、第２図はその加工室の斜視図、第３
図（Ａ）ないしくＢ）図はそれぞれレーザによる切断溶
接方法を説明するための工程図、第４図は溶断面縁部に
生ずるドロスを示す斜視図。 第５図（Ａ）および（Ｂ）図、第６図（Ａ）ないしくＣ
）図、第７図（Ａ）および（Ｂ）図、第８図（Ａ）およ
び（Ｂ）図はそれぞれこの発明の異なる他の実施例の説
明図である。
Claims (2)
- （１）不活性ガス雰囲気中で被加工物の一側方より上記
被加工物の切断予定部にレーザ光を照射して溶断する工
程と、上記被加工物の他側方より上記被加工物の溶断部
にレーザ光を照射して上記溶断部を溶接する工程とから
なることを特徴とするレーザによる切断溶接方法。 - （２）不活性置換可能に構成された加工室と、被加工物
を上記加工室内の定位置に移動させる移動装置と、上記
加工室内の定位置に位置決めされた被加工物の一側方に
設置され、レーザ発振器から発振されるレーザ光を上記
被加工物の切断予定部に照射して溶断する第１加工ヘッ
ドと、上記加工室内の定位置に位置決めされた被加工物
の他側方に設置され、上記レーザ発振器から発振される
レーザ光を上記レーザ光の照射により溶断された上記被
加工物の溶断部に反対側から照射して溶接する第２加工
ヘッドと、上記レーザ発振器から発振されるレーザ光を
選択的に上記第１または第２加工ヘッドに導く光学系と
を具備することを特徴とするレーザ切断溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222865A JPS6284888A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | レ−ザによる切断溶接方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60222865A JPS6284888A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | レ−ザによる切断溶接方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6284888A true JPS6284888A (ja) | 1987-04-18 |
Family
ID=16789099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60222865A Pending JPS6284888A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | レ−ザによる切断溶接方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6284888A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH01218792A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-08-31 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機 |
| JPH02151385A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-11 | Tekunisuko:Kk | 溶接構造物および製造方法 |
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