CN111032275B - 激光-电弧复合焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过控制熔滴的过渡方式来大幅抑制溅射的产生、且通过将焊接电流设定得较低从而能够抑制焊接所伴随的的热影响及热变形的激光‑电弧复合焊接方法。本发明的激光‑电弧复合焊接方法包括：从焊接用钢丝过渡至由气体保护电弧焊产生的熔池的熔滴的最小直径D_MIN(mm)相对于由激光焊产生的激光的输出功率P(kW)满足D_MIN≥(P/15)+(1/2)，熔滴的最大直径D_MAX(mm)相对于由气体保护电弧焊产生的电弧的长度M(mm)满足M≥4D_MAX/3。

Description

激光-电弧复合焊接方法

技术领域

本发明涉及将激光焊和气体保护电弧焊组合来进行焊接的激光-电弧复合焊接方法。具体而言，本发明涉及通过控制从焊接用钢丝过渡至由气体保护电弧焊产生的熔池的熔滴的直径、及电弧的长度(以下称为电弧长度)来抑制发生溅射的激光-电弧复合焊接方法。

背景技术

激光焊由于以能量密度高的激光作为热源，因此能够实现焊接速度的加快及熔深的增加，而且由于熔融宽度窄，因此能够将焊接所伴随的热影响及热变形抑制得很小。其结果是具有得到高品质的焊接部的优点。另一方面，该激光焊使用的装置昂贵，而且，由于在形成坡口时要求精度良好地进行加工，因此在焊接施工的成本方面与目前的焊接技术比较是不利的。

另一方面，气体保护电弧焊与激光焊相比，焊接速度、熔深差，且焊接所伴随的热变形、热影响比激光焊大，但能够将焊接施工的成本抑制得很低。另外，通过调整使用的焊接用钢丝的成分，可以控制焊接金属的组成(参照专利文献1)，而且，具有坡口的加工所要求的精度不如激光焊严格的优点。

作为将这些激光焊和气体保护电弧焊的优点一起充分利用的焊接技术，有将气体保护电弧和激光同时对被焊接物(例如钢板等)的表面进行照射的激光-电弧复合焊接。激光-电弧复合焊接能够提高焊接间隙裕度、增加焊接速度，因此是能够提高焊接施工的效率的焊接技术。

通常，在气体保护电弧焊中，作为对发生溅射造成影响的重要因素，可以举出熔滴的过渡方式。从焊接用钢丝过渡至熔池的熔滴的方式随焊接用钢丝的成分、保护气体的种类、以及产生电弧的焊接电流等各种焊接条件而变化。

即，如气体保护电弧焊那样，在仅使用电弧作为热源的情况下，因中断熔滴和熔池的短路、或熔滴脱离至熔池外等而发生溅射。因此，溅射的产生量大幅依赖于熔滴的过渡方式(即，熔滴从焊接用钢丝脱离时的方式)。

对于这一点，已知在将激光焊和气体保护电弧焊组合来进行焊接的激光-电弧复合焊接中，由于成为热源的激光与电弧的相互作用而使熔滴的过渡变得不稳定，因此大量发生溅射。但是，熔滴的过渡方式对发生溅射造成的影响尚未被明确地说明。

如果在激光-电弧复合焊接的施工中发生大量的溅射，则溅射附着于焊接机主机及附属的光学设备，会导致设备故障、施工效率的降低。因此，需要尽量抑制溅射的产生。

因此，本发明人等先进行激光焊，随后进行MAG焊接作为气体保护电弧焊，进行了激光-电弧复合焊接，对此时的熔滴的过渡方式进行了详细地调查。其结果发现，溅射的产生原因是由于从尖锐的焊接用钢丝的前端过渡至熔池的熔滴小且轻质，该熔滴由于被激光照射所引起的被焊接物的蒸发压力而向上方飞散，使其被冷却而成为溅射。

接着，进行了专利文献1中公开的激光-电弧复合焊接方法，具体而言，进行了将由在含有60体积％以上CO₂的保护气体下以添加有稀土类元素(下称为REM)的钢单线制成的焊接用钢丝作为负极的正极性的气体保护电弧焊和激光焊组合而成的激光-电弧复合焊接，对熔滴的过渡方式进行了详细地调查。其结果是，在专利文献1中公开的激光-电弧复合焊接中，没有观察到由激光照射引起的熔滴的飞散，但由于电弧长度短，熔滴和熔池发生短路，从而产生溅射。另外，在该激光-电弧复合焊接中，在电流值低的条件(焊接电流200A左右)下，形成滴状过渡，产生非常多的溅射。即，从抑制溅射的产生的观点考虑，由于不得不将能够适用的焊接电流限制为较高的值，因此存在焊接所伴随的热影响、热变形增大的问题。

需要说明的是，在国际焊接学会(IIW)，如下定义了熔滴的过渡方式。将比焊接用钢丝大的熔滴进行过渡的方式定义为滴状过渡(globular transfer)，产生大量溅射。将比焊接用钢丝小的熔滴过渡的方式定义为喷雾过渡(spray transfer)，溅射的产生少。而且，在喷雾过渡中，将熔滴一滴一滴有规律地进行过渡的方式定义为射滴过渡(projectedtransfer)，将以小粒的熔滴从尖锐的焊接用钢丝的前端流动方式进行过渡的方式定义为射流过渡(streaming transfer)(参照非专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－219062号公报

非专利文献

非专利文献1：Classification of Metal Transfer on arc electric weldingprocesses,IIW Doc.XII-636-76(1976)

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于消除目前的技术问题，提供一种通过控制熔滴的过渡方式来大幅控制溅射的产生，且通过将焊接电流设定得较低，从而能够抑制焊接所伴随的热影响、热变形的激光-电弧复合焊接方法。

用于解决课题的方法

在激光-电弧复合焊接中，对减少溅射的产生量的焊接方法，本发明人等着眼于熔滴的过渡方式进行了深入研究。然后，得到了以下所述的见解。

即，在激光-电弧复合焊接中产生的溅射大致分为如下两类：

(a)由于因激光的照射引起的金属的蒸发压力使轻质的熔滴向空中飞散而产生的溅射；

(b)熔滴和熔池发生短路，在将其中断时产生的溅射。

因此，为了防止上述(a)的溅射，需要对从焊接用钢丝的前端过渡至熔池的熔滴赋予一定以上(即，不会在空中漂浮的程度)的重量。

另外，为了防止上述(b)的溅射，需要延长电弧长度，防止短路。

本发明是基于这样的见解而完成的。

即，本发明提供一种激光-电弧复合焊接方法，该方法包括：将激光焊和气体保护电弧焊组合来进行焊接，其中，从焊接用钢丝过渡至由气体保护电弧焊产生的熔池的熔滴的最小直径D_MIN(mm)相对于由激光焊产生的激光的输出功率P(kW)满足式(1)，熔滴的最大直径D_MAX(mm)相对于由气体保护电弧焊产生的电弧的长度M(mm)满足式(2)。

D_MIN≥(P/15)+(1/2)···(1)。

M≥4D_MAX/3···(2)。

在本发明的激光-电弧复合焊接方法中，在气体保护电弧焊中，使用含有60体积％以上的Ar的保护气体，并且使用由含有0.015～0.100质量％的REM的钢单线制成的焊接用钢丝，且以正极性进行焊接。

发明的效果

根据本发明，在激光-电弧复合焊接方法中，大幅抑制溅射的产生，而且能够抑制焊接所伴随的热影响、热变形，实现工业上的显著效果。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的激光-电弧复合焊接的构成的示意图。

符号说明

1 熔滴

2 焊接用钢丝

3 焊炬

4 电弧

5 聚光透镜

6 保护透镜

7 激光

8 熔池

9 钢板

具体实施方式

图1是示出本发明的实施方式的激光-电弧复合焊接的构成的示意图。图1中的符号的1表示熔滴，2表示焊接用钢丝，3表示焊炬，4表示电弧，5表示聚光透镜，6表示保护透镜，7表示激光，8表示熔池，9表示钢板。箭头A表示焊接方向。符号M是电弧长度。而且，相对于钢板9的未图示的焊接线基本上沿垂直方向照射激光7，沿倾斜方向产生电弧4，形成熔池8。

在本发明的将激光焊和气体保护电弧焊组合来进行焊接的激光-电弧复合焊接中，为了抑制溅射的产生量，从焊接用钢丝过渡至由气体保护电弧焊产生的熔池的熔滴的最小直径D_MIN(mm)相对于由激光焊产生的激光的输出功率P(kW)需要满足下述式(1)。

D_MIN≥(P/15)+(1/2)···(1)。

在过渡的熔滴的最小直径D_MIN不满足式(1)的情况(即，D_MIN成为低于式(1)的右边的值的情况)下，熔滴的最小直径D_MIN过小，因此，熔滴小且轻质，熔滴由于激光所引起的蒸发压力发生飞散而溅射。另一方面，当增加激光的输出时，蒸发压力变大，其结果是，不仅轻质的熔滴，而且重的熔滴也飞散。因此，为了防止上述(a)的溅射，需要调整为满足作为评价激光的输出功率P与熔滴的最小直径D_MIN的相互作用的指标的式(1)。

对过渡的熔滴的最小直径D_MIN的上限没有特别限定，从悬垂于钢丝的熔滴的稳定性的观点考虑，优选为焊丝直径的1.3倍以下。

通过使用由添加了REM的钢单线制成的焊接用钢丝，并以正极性进行气体保护电弧焊，能够使过渡的熔滴的最小直径D_MIN小于焊接用钢丝(参照参考文献1)。参考文献1：日本特开2004－188428号公报

需要说明的是，在使用通常的焊接用钢丝，并以反极性进行气体保护电弧焊的情况下，随着焊接电流的变化，过渡的熔滴的直径大幅变化，因此难以稳定地获得防溅射产生效果。

另外，在本发明的激光-电弧复合焊接中，为了抑制溅射的产生量，从焊接用钢丝过渡至由气体保护电弧焊产生的熔池的熔滴的最大直径D_MAX(mm)相对于气体保护电弧焊中的电弧长度M(mm)需要满足下述的式(2)。

M≥4D_MAX/3···(2)。

在过渡的熔滴的最大直径D_MAX不满足式(2)的情况(即，M超过式(2)的右边的值的情况)下，熔滴的最大直径D_MAX过大，因此，悬垂于焊接用钢丝的前端的状态的熔滴与熔池发生短路，在将其中断时发生溅射。因此，为了防止上述(b)的溅射，需要调整为满足作为评价气体保护电弧焊中的电弧长度M与熔滴的最大直径D_MAX的相互作用的指标的(2)式。即，通过使熔滴充分短于电弧长度M，能够防止短路。

电弧长度M随保护气体的电位梯度而变化。而且，保护气体的电位梯度随保护气体的成分而变化。因此，可以通过调整保护气体的成分来控制电弧长度M。具体而言，由于Ar的电位梯度为0.5V/cm，CO₂的电位梯度为1.5V/cm，因此，可以通过增加保护气体中的Ar的含量来延长电弧长度M。

这里，对过渡的熔滴的最小直径D_MIN、最大直径D_MAX、以及电弧长度M进行说明。

如图1所示，在进行平板堆焊焊接(bead-on-plate welding)的同时，在除了沿焊接方向从焊接开始端部至10mm的部分及沿焊接方向的反方向从焊接结束端部至10mm的部分以外的任意部分，使用高速照相机拍摄熔滴的过渡现象1秒钟。在该拍摄图像中，提取并分析熔滴1刚刚从焊接用钢丝2脱离后的图像，利用各图像测定刚刚脱离后的熔滴直径(相对于焊接行进方向，以垂直方向的直径和水平方向的直径的平均值的形式计算出熔滴直径)。

在这样计算出的多个熔滴直径中，将最小的值作为最小径，将最大的值作为最大径。而且，将同样的平板堆焊焊接及图像分析重复10次，并将得到的10个最小径的平均值作为最小直径D_MIN(mm)，将10个最大径的平均值作为最大直径D_MAX(mm)。

另外，对上述的平板堆焊焊接中拍摄到的熔滴1刚刚从焊接用钢丝2脱离后的各图像等进行分析，测定从焊接用钢丝2的前端到熔池8的距离(即，从与焊接用钢丝2的轴向平行的直线的焊接用钢丝前端到熔池的长度)，将它们的平均值作为测定结果。然后，重复10次同样的平板堆焊焊接，将得到的10个测定结果的平均值作为电弧长度M(mm)。

接着，对本发明中使用的焊接用钢丝的成分进行说明。

REM：0.015～0.100质量％

REM是为了改善炼钢及铸造时的夹杂物的微细化、焊接金属的韧性的有效的元素。另外，在正极性的气体保护电弧焊中，REM是为了实现熔滴的微细化和过渡的稳定化而不可缺少的元素，具有可以得到深的熔入程度的效果。因此，在图1所示的激光-电弧复合焊接中，将由先进行的激光焊所产生的气孔再熔融，以气泡的形式使其浮起，从而能够抑制焊接缺陷。在REM含量低于0.015质量％时，无法获得降低溅射和抑制焊接缺陷的效果。另一方面，在REM含量超过0.100质量％时，焊接用钢丝的制造工序中产生裂纹，或导致焊接金属的韧性降低。因此，REM含量优选满足0.015～0.100质量％的范围内。需要说明的是，REM含量更优选为0.025～0.050质量％。

这里，REM是属于周期表的3族的元素的总称。在本发明中，优选使用原子序数57～71的元素，特别优选为Ce(铈)、La(镧)。在将Ce、La添加于焊接用钢丝的情况下，可以单独添加Ce或La，也可以组合使用Ce及La。需要说明的是，在同时添加Ce及La的情况下，优选使用预先以Ce：40～90质量％、La：10～60质量％的范围内进行混合而得到的混合物。

需要说明的是，在本发明中，优选适用于如下所述含有C、Si、Mn、P、S作为基本成分的焊接用钢丝。

C(碳)：0.20质量％以下

C是为了确保焊接金属的强度所必须的元素，具有使熔融金属的粘性降低而提高流动性的效果。但是，当C含量超过0.20质量％时，在正极性的焊接中，有时不仅熔滴及熔融金属的行为变得不稳定，而且导致焊接金属的韧性降低。因此，C含量优选满足0.20质量％以下。另一方面，当过度减少C含量时，有时无法确保焊接金属的强度。因此，C含量更优选为0.003～0.20质量％。需要说明的是，C含量进一步优选为0.01～0.10质量％。

Si(硅)：0.05～2.5质量％

Si具有脱氧作用，是用于熔融金属脱氧的不可缺少的元素。在气体保护电弧焊中，当Si含量低于0.05质量％时，熔融金属的脱氧不足，有时在焊接金属中产生气孔。另外，还具有抑制正极性的气体保护电弧焊中的电弧的扩大，将熔滴微细化，使其行为稳定化的作用。另一方面，当Si含量超过2.5质量％时，有时焊接金属的韧性显著降低。因此，Si含量优选为0.05～2.5质量％的范围内。但是，当Si含量超过0.65质量％时，出现小粒溅射增加的倾向，因此，Si含量更优选为0.05～0.65质量％的范围内。

Mn(锰)：0.25～3.5质量％

Mn与Si同样地具有脱氧作用，是用于熔融金属脱氧的不可缺少的元素。当Mn含量低于0.25质量％时，熔融金属的脱氧不足，有时在焊接金属中产生气孔。另一方面，当Mn含量超过3.5质量％时，有时焊接金属的韧性降低。因此，Mn含量优选为0.25～3.5质量％的范围内。需要说明的是，为了促进熔融金属的脱氧，防止气孔，优选Mn含量为0.45质量％以上。因此，Mn含量更优选为0.45～3.5质量％。

P(磷)：0.05质量％以下

P是使钢的熔点降低，并且使电阻率提高，使熔融效率提高的元素。在正极性的气体保护电弧焊中，还具有将熔滴微细化，使电弧稳定化的作用。但是，当P含量超过0.05质量％时，在正极性的气体保护电弧焊中，熔融金属的粘性显著降低，电弧变得不稳定，有时小粒的溅射增加。而且，有时发生焊接金属高温断裂的危险性增大。因此，P含量优选为0.05质量％以下。需要说明的是，P含量更优选为0.03质量％以下。另一方面，由于在对成为焊接用钢丝的原材料的钢材进行熔炼的炼钢阶段中为了降低P而需要长时间，因此，从提高生产性的观点考虑，优选P含量为0.002质量％以上。因此，P含量更优选为0.002～0.03质量％。

S(硫)：0.02质量％以下

S使熔融金属的粘性降低，促进悬垂于焊接用钢丝的前端的熔滴的脱离，在正极性的气体保护电弧焊中使电弧稳定化。另外，S还具有在正极性的气体保护电弧焊中扩大电弧，使熔融金属的粘性降低，使焊道平滑的效果。但是，当S含量超过0.02质量％时，有时小粒的溅射增加，并且焊接金属的韧性降低。因此，S含量优选为0.02质量％以下。另一方面，由于在对成为焊接用钢丝的原材料的钢材进行熔炼的炼钢阶段为了降低S而需要长时间，因此，从提高生产性的观点考虑，S含量优选为0.002质量％以上。因此，S含量更优选为0.002～0.02质量％。

另外，在本发明中，除上述组成以外，焊接用钢丝优选还含有选自Ti、Zr、O、Ca、Al中的一种或两种以上。

Ti(钛)：0.02～0.50质量％及Zr(锆)：0.02～0.50质量％中的一种或两种

Ti、Zr均是作为强脱氧剂发挥作用，并且增加焊接金属的强度的元素。另外，还具有通过熔融金属的脱氧来抑制粘性的降低而使焊道形状稳定化(即，抑制焊道凸起)的效果。由于具有这样的效果，因此在350A以上的高电流焊接中Ti、Zr是有效的元素，可以根据需要进行添加。在Ti含量低于0.02质量％，Zr含量低于0.02质量％时，无法获得该效果。另一方面，在Ti含量超过0.50质量％的情况、Zr含量超过0.50质量％的情况下，有时熔滴变得粗大而大量产生大粒的溅射。因此，在含有Ti、Zr的情况下，分别优选为Ti：0.02～0.50质量％、Zr：0.02～0.50质量％的范围内。

O(氧)：0.0080质量％以下

O具有在正极性的气体保护电弧焊中使在悬垂于焊接用钢丝的前端的熔滴产生的电弧点变得不稳定，并使熔滴的行为变得不稳定的作用。当O含量超过0.0080质量％时，有时损害正极性的高电流焊接时电弧的集中和稳定化这样的添加REM的效果，熔滴的摆动增大，产生大量溅射。另外，在激光-电弧复合焊接方法中，有时发生无法将由先进行的激光焊所产生的气孔再熔融而残留焊接缺陷的问题。因此，O含量优选为0.0080质量％以下。但是，当O含量低于0.0010质量％时，无法充分地获得由添加O引起的低粘性化所带来的提高熔滴脱离性的效果。因此，在含有O的情况下，O含量优选为0.0010～0.0080质量％。O含量进一步优选为0.0010～0.0050质量％。

Ca(钙)：0.0008质量％以下

Ca在炼钢及铸造时以杂质的形式混入钢水，或者在拉丝加工时以杂质的形式混入焊接用钢丝。在正极性的气体保护电弧焊中，当Ca含量超过0.0008质量％时，会损害高电流焊接时电弧的集中和稳定化这样的添加REM的效果。因此，在含有Ca的情况下，Ca含量优选为0.0008质量％以下。

Al(铝)：0.005～3.00质量％

Al是作为强脱氧剂发挥作用，并且增加焊接金属的强度的元素。还具有通过熔融金属的脱氧而降低粘性，使焊道形状稳定化(即，抑制焊道凸起)的效果。Al在反极性的气体保护电弧焊中，没有确认到明确的熔滴过渡的稳定化效果，但在正极性的气体保护电弧焊中，在350A以上的高电流焊接中显著发挥熔滴过渡的稳定化效果。另一方面，Al在低电流焊接中使短路过渡次数增加，能够实现熔滴过渡的均一化和焊道形状的改善。另外，Al还具有通过与O的亲和力而降低焊接用钢丝的制造阶段中REM的氧化损失的效果。在Al含量低于0.005质量％的情况下，无法获得这样的效果。另一方面，在Al含量超过3.00质量％的情况下，有时焊接金属的晶粒粗大化，韧性显著降低。因此，在含有Al的情况下，Al含量优选为0.005～3.00质量％的范围内。

另外，根据需要添加下述的元素也不会降低本发明的效果。

Cr(铬)：0.02～3.0质量％、Ni(镍)：0.05～3.0质量％、Mo(钼)：0.05～1.5质量％、Cu(铜)：0.05～3.0质量％、B(硼)：0.0005～0.015质量％、Mg(镁)：0.001～0.20质量％、Nb(铌)：0.005～0.5质量％、V(钒)：0.005～0.5质量％

Cr、Ni、Mo、Cu、B、Mg均是增加焊接金属的强度，使耐候性提高的元素。在这些元素的含量是微量的情况下，无法获得这样的效果。另一方面，当过量添加这些元素时，导致焊接金属的韧性降低。因此，在含有Cr、Ni、Mo、Cu、B、Mg的情况下，分别优选为Cr：0.02～3.0质量％、Ni：0.05～3.0质量％、Mo：0.05～1.5质量％、Cu：0.05～3.0质量％、B：0.0005～0.015质量％、Mg：0.001～0.20质量％的范围内。

Nb：0.005～0.5质量％、V：0.005～0.5质量％

Nb、V均是提高焊接金属的强度、韧性，使电弧的稳定性提高的元素。在这些元素的含量是微量的情况下，无法获得这样的效果。另一方面，当过量添加这些元素时，导致焊接金属的韧性降低。因此，在含有Nb、V的情况下，优选分别满足Nb：0.005～0.5质量％、V：0.005～0.5质量％的范围内。

除上述的焊接用钢丝的成分以外的余量为Fe及不可避免的杂质。例如，作为在熔炼钢材的阶段、制造焊接用钢丝的阶段不可避免地混入的代表性的不可避免的杂质的N优选降低为0.020质量％以下。

接着对本发明的焊接条件进行说明。

如上所述，通过调整保护气体的成分，可以控制电弧长度M。电弧长度M随保护气体的电位梯度而变化。因此，为了更显著地获得本发明的效果，优选增加保护气体中的Ar的含量。

保护气体使用含有60体积％以上的Ar的气体。作为保护气体，对于含有低于60体积％的Ar的气体而言，存在电弧长度变短，不能满足式(2)的隐患。保护气体的剩余部分(即40体积％以下)优选混合CO₂及O₂中的一种以上的气体，并包含15体积％以上。焊接用钢丝的突出长度优选为15～30mm。钢丝直径优选为0.8～1.6mm。需要说明的是，例如，在钢丝直径为1.2mm的情况下，优选气体保护电弧焊的焊接电流为150～500A，焊接电压为25～38V(焊接电压与焊接电流一起升高)。

另一方面，激光焊的保护气体使用与上述的气体保护电弧焊相同的保护气体。激光焊的激光输出功率优选为2kW以上，激光焊的焦点深度(聚焦深度)优选为-2～+10mm。虽然激光焊的焦点直径(聚焦直径)随坡口的间隙而变化，但是优选为2mm以下。

激光-电弧复合焊接的焊接速度优选为150～400cm/分，激光的聚光点(即焦点)与气体保护电弧焊的电弧点的距离优选为2～7mm。

实施例

作为本发明的激光-电弧复合焊接，使用以相当于JIS Z 3312YGW11的焊接用钢丝的成分为基础含有REM的焊接用钢丝，将使用了作为保护气体的Ar-20体积％CO₂的正极性的气体保护电弧焊和YAG激光焊进行组合，对板厚3mm的钢板先进行YAG激光，再进行气体保护电弧焊，进行了平板堆焊焊接(参照图1)。将其作为发明例。

接着，为了进行比较，使用具有相同成分的焊接用钢丝，分别进行了将使用了作为保护气体的100体积％CO₂的正极性的气体保护电弧焊和YAG激光焊组合而成的焊接(比较例1)、以及将被看作稳定的熔滴过渡的通常的气体保护电弧焊即MAG焊接与YAG激光焊组合而成的焊接(比较例2)。表1示出了本实施例及比较例1、2中使用的焊接用钢丝的成分。焊接条件如表2所示。

[表1]

No.	C	Si	Mn	P	S	Ti	REM
								1	0.05	0.7	1.6	0.01	0.01	0.2	0.04

单位：质量％

对于这些发明例及比较例1、2，通过上述的测定方法分别调查了过渡至熔池的熔滴的最大直径D_MAX和最小直径D_MIN、以及电弧长度M。将其结果示于表3。另外，将是否满足式(1)及式(2)评价为满足(○)及不满足(×)，并将其结果示于表3。

另外，将测定溅射产生量的结果一并示于表3。对于溅射的产生量的测定而言，在Cu制的捕集容器内以500mm的长度进行发明例及比较例1、2的激光-电弧复合焊接，捕集此时产生的溅射，并测定其重量。将重量低于0.6g评价为良(○)，将为0.6g以上且低于1.2g评价为合格(△)，将为1.2g以上评价为不合格(×)。

根据表3可知，式(1)及式(2)的评价均为○时，在溅射产生量的评价中也为良(○)。即，根据发明例中的溅射产生量的结果，确认到在宽广的电流范围抑制溅射的产生。特别是与比较例1相比，在低的焊接电流范围(220A)，焊接溅射降低至约22％。

即，根据本发明，在激光-电弧复合焊接中，通过适当保持气体保护电弧焊中过渡至熔池的熔滴直径及电弧长度，可以抑制溅射产生。另外，通过在保护气体含有60体积％以上的Ar的气体氛围中使用含有0.015～0.100质量％的REM的焊接用钢丝进行正极性的气体保护电弧焊，可以显著发挥抑制溅射产生的效果。

Claims (2)

1.一种激光-电弧复合焊接方法，该方法包括：将激光焊和气体保护电弧焊组合来进行焊接，其中，

从焊接用钢丝过渡至由所述气体保护电弧焊产生的熔池的熔滴的最小直径D_MIN(mm)相对于由所述激光焊产生的激光的输出功率P(kW)满足式(1)，所述熔滴的最大直径D_MAX(mm)相对于由所述气体保护电弧焊产生的电弧的长度M(mm)满足式(2)，

D_MIN≥(P/15)+(1/2) ···(1)

M≥4D_MAX/3 ···(2)

这里，熔滴的直径以相对于焊接行进方向的垂直方向的直径和水平方向的直径的平均值的形式计算。

2.根据权利要求1所述的激光-电弧复合焊接方法，其中，

在所述气体保护电弧焊中，使用含有60体积％以上的Ar的保护气体，并且使用所述焊接用钢丝以正极性进行焊接，所述焊接用钢丝由含有0.015～0.100质量％的REM的钢单线制成。

Images