JP2000317666A - レーザ溶接装置 - Google Patents
レーザ溶接装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィラーワイヤの送給方向やアシストガスの
供給方向等を容易に制御することが可能なレーザ溶接装
置を提供する。 【解決手段】 フィラーワイヤ送給ノズル９を支持する
アタッチメント支持部材５を、溶接トーチ１のレーザビ
ーム軸Ｌと同軸に回転可能に設ける。制御部８によって
モータ６を制御することにより溶接部Ｗに対するフィラ
ーワイヤ１１の送給方向をレーザビーム軸Ｌの軸心回り
に変化させる。これにより、溶接進行方向とフィラーワ
イヤ１１の送給方向やアシストガスの供給方向との関係
を一致させる。
供給方向等を容易に制御することが可能なレーザ溶接装
置を提供する。 【解決手段】 フィラーワイヤ送給ノズル９を支持する
アタッチメント支持部材５を、溶接トーチ１のレーザビ
ーム軸Ｌと同軸に回転可能に設ける。制御部８によって
モータ６を制御することにより溶接部Ｗに対するフィラ
ーワイヤ１１の送給方向をレーザビーム軸Ｌの軸心回り
に変化させる。これにより、溶接進行方向とフィラーワ
イヤ１１の送給方向やアシストガスの供給方向との関係
を一致させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はレーザ溶接装置に
関するもので、詳しくは溶接部に対してフィラーワイヤ
を送給したり、あるいはアシストガスを供給したりする
際に、溶接進行方向に対するフィラーワイヤの送給方向
やアシストガスの供給方向等を容易に制御可能なレーザ
溶接装置に関するものである。
関するもので、詳しくは溶接部に対してフィラーワイヤ
を送給したり、あるいはアシストガスを供給したりする
際に、溶接進行方向に対するフィラーワイヤの送給方向
やアシストガスの供給方向等を容易に制御可能なレーザ
溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザ溶接装置における溶接トー
チ周辺の構造を、図１１に示している。同図において、
５１は溶接トーチであり、この溶接トーチ５１の内部に
は集光用レンズ５２が配置され、またその側部にはシー
ルドガス入口５３が形成されている。またさらに溶接ト
ーチ５１の側部には、フィラーワイヤ送給ノズル保持用
ブラケット５４が取付けられ、このブラケット５４にフ
ィラーワイヤ送給ノズル５５が取付けられている。この
レーザ溶接装置においては、レーザビームの照射される
溶接部Ｗに対して、上記フィラーワイヤ送給ノズル５５
からフィラーワイヤ５６を送給しながら溶接を行うので
ある。そして従来のレーザ溶接装置においては、溶接ト
ーチ５１は移動させず、図１１に矢印で示すように、被
溶接部材を移動させながら溶接を行っている。また溶接
トーチ５１及びその周辺が比較的大型であることから、
レーザビーム軸Ｌの回りの回転軸を有していないのが普
通である。
チ周辺の構造を、図１１に示している。同図において、
５１は溶接トーチであり、この溶接トーチ５１の内部に
は集光用レンズ５２が配置され、またその側部にはシー
ルドガス入口５３が形成されている。またさらに溶接ト
ーチ５１の側部には、フィラーワイヤ送給ノズル保持用
ブラケット５４が取付けられ、このブラケット５４にフ
ィラーワイヤ送給ノズル５５が取付けられている。この
レーザ溶接装置においては、レーザビームの照射される
溶接部Ｗに対して、上記フィラーワイヤ送給ノズル５５
からフィラーワイヤ５６を送給しながら溶接を行うので
ある。そして従来のレーザ溶接装置においては、溶接ト
ーチ５１は移動させず、図１１に矢印で示すように、被
溶接部材を移動させながら溶接を行っている。また溶接
トーチ５１及びその周辺が比較的大型であることから、
レーザビーム軸Ｌの回りの回転軸を有していないのが普
通である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記のような
レーザ溶接装置において、溶接線が直線であるような場
合には特に大きな問題は生じないが、溶接線が図２に示
すように曲線であるような場合には、フィラーワイヤ５
６の送給に関連して、以下のような問題が生じる。それ
は同図のような曲線を溶接する場合、被溶接部材の位置
をＸ−Ｙ平面上で移動させればレーザビームの照射位置
は溶接線ＷＬに対して正確に追従させることができるも
のの、溶接部Ｗに対するフィラーワイヤ５６の送給方向
は一定方向に保持されたままであるので、溶接線に追従
させることができないということである。すなわちフィ
ラーワイヤ５６は溶接部Ｗに対し、溶接進行方向の後方
から溶接進行方向に向けて送給するのが溶接品質上は好
ましいのに対し、溶接トーチ１とフィラーワイヤ送給ノ
ズル５５とが相対回転できず、フィラーワイヤ送給ノズ
ル５５が一定状態に保持されたままであるため、溶接中
に溶接進行方向に対するフィラーワイヤ５６の送給方向
が時々刻々と変化してしまうということである。そして
溶接進行方向に対してフィラーワイヤ５６を誤った方向
から送給すると、図３中のＢ点に示しているように、溶
接欠陥Ｄが生じることがある。なお同図におけるＡ点
は、フィラーワイヤが溶接進行方向に沿って正しく送給
され、良好な溶接品質の得られた状態を示している。
レーザ溶接装置において、溶接線が直線であるような場
合には特に大きな問題は生じないが、溶接線が図２に示
すように曲線であるような場合には、フィラーワイヤ５
６の送給に関連して、以下のような問題が生じる。それ
は同図のような曲線を溶接する場合、被溶接部材の位置
をＸ−Ｙ平面上で移動させればレーザビームの照射位置
は溶接線ＷＬに対して正確に追従させることができるも
のの、溶接部Ｗに対するフィラーワイヤ５６の送給方向
は一定方向に保持されたままであるので、溶接線に追従
させることができないということである。すなわちフィ
ラーワイヤ５６は溶接部Ｗに対し、溶接進行方向の後方
から溶接進行方向に向けて送給するのが溶接品質上は好
ましいのに対し、溶接トーチ１とフィラーワイヤ送給ノ
ズル５５とが相対回転できず、フィラーワイヤ送給ノズ
ル５５が一定状態に保持されたままであるため、溶接中
に溶接進行方向に対するフィラーワイヤ５６の送給方向
が時々刻々と変化してしまうということである。そして
溶接進行方向に対してフィラーワイヤ５６を誤った方向
から送給すると、図３中のＢ点に示しているように、溶
接欠陥Ｄが生じることがある。なお同図におけるＡ点
は、フィラーワイヤが溶接進行方向に沿って正しく送給
され、良好な溶接品質の得られた状態を示している。
【０００４】上記のような不具合を解消しようとすれ
ば、被溶接部材そのものを回転する機構を設ければよい
が、このような回転機構を設けるには多大のスペースを
必要とするので、実用的ではない。また図１２や図１３
に示すように、２つの回転軸（α軸、β軸）を備えたレ
ーザ溶接トーチ５１も公知ではあるが、このような溶接
トーチ５１を用いたとしても、フィラーワイヤ５６を溶
接進行方向に沿って正しく送給しようとすると、上記し
たような被溶接部材の回転機構が不可欠である。なお図
１２及び図１３において、５７はウィンドウ、５８は反
射鏡、５９は放物面鏡をそれぞれ示しており、また図１
１と同一機能部分には同一の符号を付してその説明を省
略している。
ば、被溶接部材そのものを回転する機構を設ければよい
が、このような回転機構を設けるには多大のスペースを
必要とするので、実用的ではない。また図１２や図１３
に示すように、２つの回転軸（α軸、β軸）を備えたレ
ーザ溶接トーチ５１も公知ではあるが、このような溶接
トーチ５１を用いたとしても、フィラーワイヤ５６を溶
接進行方向に沿って正しく送給しようとすると、上記し
たような被溶接部材の回転機構が不可欠である。なお図
１２及び図１３において、５７はウィンドウ、５８は反
射鏡、５９は放物面鏡をそれぞれ示しており、また図１
１と同一機能部分には同一の符号を付してその説明を省
略している。
【０００５】また効率の良いレーザ溶接を行うために
は、アシストガスを使用するのが有利であることが知ら
れているが（例えば、溶接学会論文集第３巻（１９８
５）第２号）、このアシストガスの供給方向もレーザ溶
接の品質を大いに左右する。すなわちアシストガスは、
レーザ照射部において発生するプラズマを除去して溶け
込み深さを確保するために用いるものであるが、アシス
トガスを吹き付けることによって、キャビティや溶融池
に直接圧力が作用するため、その供給方向によっては溶
接欠陥を生じることになるのである。また立向き上進溶
接や立向き下進溶接においては、溶融池に作用する重力
ヘッドの影響で、溶融池が不安定となって、良好な溶接
を行うのが困難であるとされているが、このような場
合、上記アシストガスの供給方向は、溶接品質をひとき
わ大きく左右することになる。
は、アシストガスを使用するのが有利であることが知ら
れているが（例えば、溶接学会論文集第３巻（１９８
５）第２号）、このアシストガスの供給方向もレーザ溶
接の品質を大いに左右する。すなわちアシストガスは、
レーザ照射部において発生するプラズマを除去して溶け
込み深さを確保するために用いるものであるが、アシス
トガスを吹き付けることによって、キャビティや溶融池
に直接圧力が作用するため、その供給方向によっては溶
接欠陥を生じることになるのである。また立向き上進溶
接や立向き下進溶接においては、溶融池に作用する重力
ヘッドの影響で、溶融池が不安定となって、良好な溶接
を行うのが困難であるとされているが、このような場
合、上記アシストガスの供給方向は、溶接品質をひとき
わ大きく左右することになる。
【０００６】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、フィラーワイヤ
の送給方向やアシストガスの供給方向等を容易に制御す
ることが可能なレーザ溶接装置を提供することにある。
になされたものであって、その目的は、フィラーワイヤ
の送給方向やアシストガスの供給方向等を容易に制御す
ることが可能なレーザ溶接装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び効果】そこで請求項１
のレーザ溶接装置は、溶接部Ｗにレーザビームを照射す
る溶接トーチ１と、フィラーワイヤ送供給用ノズル等の
アタッチメント９とを備えたレーザ溶接装置において、
上記アタッチメント９を支持するアタッチメント支持部
材５を移動可能に設けると共に、さらにこのアタッチメ
ント支持部材５を移動させる駆動源６と、この駆動源６
を制御する制御部８とを設け、上記制御部８によって駆
動源６を制御することにより上記アタッチメント支持部
材５の位置制御を行うことで、上記アタッチメント９を
上記レーザビーム軸Ｌの軸心回りに移動させ、上記溶接
部Ｗに対するフィラーワイヤ１１の送給方向等を上記レ
ーザビーム軸Ｌの軸心回りに変化させることを特徴とし
ている。
のレーザ溶接装置は、溶接部Ｗにレーザビームを照射す
る溶接トーチ１と、フィラーワイヤ送供給用ノズル等の
アタッチメント９とを備えたレーザ溶接装置において、
上記アタッチメント９を支持するアタッチメント支持部
材５を移動可能に設けると共に、さらにこのアタッチメ
ント支持部材５を移動させる駆動源６と、この駆動源６
を制御する制御部８とを設け、上記制御部８によって駆
動源６を制御することにより上記アタッチメント支持部
材５の位置制御を行うことで、上記アタッチメント９を
上記レーザビーム軸Ｌの軸心回りに移動させ、上記溶接
部Ｗに対するフィラーワイヤ１１の送給方向等を上記レ
ーザビーム軸Ｌの軸心回りに変化させることを特徴とし
ている。
【０００８】上記請求項１のレーザ溶接装置によれば、
制御部８によって駆動源６を制御することによりアタッ
チメント支持部材５の位置制御を行うことで、上記アタ
ッチメント９を上記レーザビーム軸Ｌの軸心回りに移動
させ、上記溶接部Ｗに対するフィラーワイヤ１１の送給
方向等を上記レーザビーム軸Ｌの軸心回りに変化させる
ことが可能となる。従って溶接進行方向とフィラーワイ
ヤ１１の送給方向やアシストガスの供給方向等との関係
を容易に一致させることができ、この結果、溶接線ＷＬ
が曲線であるような場合にも安定した溶接を行うことが
可能になる。
制御部８によって駆動源６を制御することによりアタッ
チメント支持部材５の位置制御を行うことで、上記アタ
ッチメント９を上記レーザビーム軸Ｌの軸心回りに移動
させ、上記溶接部Ｗに対するフィラーワイヤ１１の送給
方向等を上記レーザビーム軸Ｌの軸心回りに変化させる
ことが可能となる。従って溶接進行方向とフィラーワイ
ヤ１１の送給方向やアシストガスの供給方向等との関係
を容易に一致させることができ、この結果、溶接線ＷＬ
が曲線であるような場合にも安定した溶接を行うことが
可能になる。
【０００９】また請求項２のレーザ溶接装置は、上記ア
タッチメント支持部材５は、上記レーザビーム軸Ｌと略
同軸上に回転可能に溶接トーチ１に取付けられ、上記ア
タッチメント９がレーザビーム軸Ｌの周囲において旋回
可能に配置されていることを特徴としている。
タッチメント支持部材５は、上記レーザビーム軸Ｌと略
同軸上に回転可能に溶接トーチ１に取付けられ、上記ア
タッチメント９がレーザビーム軸Ｌの周囲において旋回
可能に配置されていることを特徴としている。
【００１０】上記請求項２のレーザ溶接装置によれば、
アタッチメント９の位置制御を行うための構成を簡素化
できると共に、アタッチメント９の位置決め精度も向上
する。
アタッチメント９の位置制御を行うための構成を簡素化
できると共に、アタッチメント９の位置決め精度も向上
する。
【００１１】請求項３のレーザ溶接装置は、上記アタッ
チメント支持部材５には、フィラーワイヤ送給ノズル９
とアシストガス供給ノズル１０とが、レーザビーム軸Ｌ
を挟んで互いに相対向する位置に取付けられ、上記フィ
ラーワイヤ送給ノズル９を溶接進行方向前方に、また上
記アシストガス供給ノズル１０を溶接進行方向後方にそ
れぞれ位置させて立向き上進溶接を行うよう上記制御部
８で上記アタッチメント支持部材５の位置制御を行うこ
とを特徴としている。
チメント支持部材５には、フィラーワイヤ送給ノズル９
とアシストガス供給ノズル１０とが、レーザビーム軸Ｌ
を挟んで互いに相対向する位置に取付けられ、上記フィ
ラーワイヤ送給ノズル９を溶接進行方向前方に、また上
記アシストガス供給ノズル１０を溶接進行方向後方にそ
れぞれ位置させて立向き上進溶接を行うよう上記制御部
８で上記アタッチメント支持部材５の位置制御を行うこ
とを特徴としている。
【００１２】請求項４のレーザ溶接装置は、上記アタッ
チメント支持部材５には、フィラーワイヤ送給ノズル９
とアシストガス供給ノズル１０とが、レーザビーム軸Ｌ
を挟んで互いに相対向する位置に取付けられ、上記アシ
ストガス供給ノズル１０を溶接進行方向前方に、また上
記フィラーワイヤ送給ノズル９を溶接進行方向後方にそ
れぞれ位置させて立向き下進溶接を行うよう上記制御部
８で上記アタッチメント支持部材５の位置制御を行うこ
とを特徴としている。
チメント支持部材５には、フィラーワイヤ送給ノズル９
とアシストガス供給ノズル１０とが、レーザビーム軸Ｌ
を挟んで互いに相対向する位置に取付けられ、上記アシ
ストガス供給ノズル１０を溶接進行方向前方に、また上
記フィラーワイヤ送給ノズル９を溶接進行方向後方にそ
れぞれ位置させて立向き下進溶接を行うよう上記制御部
８で上記アタッチメント支持部材５の位置制御を行うこ
とを特徴としている。
【００１３】上記請求項３及び請求項４のレーザ溶接装
置によれば、溶融池に下向きに重力ヘッドが作用するの
に対して、下側から上方に向けてアシストガスの力がこ
れを支持する方向に作用するので、溶融池の溶け落ち傾
向を減少でき、これにより安定した溶接が行えることに
なる。そしてこのような作用を得るためのフィラーワイ
ヤ送給ノズル９とアシストガス供給ノズル１０との配置
を、いずれの場合にも、アタッチメント支持部材５の移
動によって容易に達成することができるので、その作業
性が向上する。
置によれば、溶融池に下向きに重力ヘッドが作用するの
に対して、下側から上方に向けてアシストガスの力がこ
れを支持する方向に作用するので、溶融池の溶け落ち傾
向を減少でき、これにより安定した溶接が行えることに
なる。そしてこのような作用を得るためのフィラーワイ
ヤ送給ノズル９とアシストガス供給ノズル１０との配置
を、いずれの場合にも、アタッチメント支持部材５の移
動によって容易に達成することができるので、その作業
性が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】次にこの発明のレーザ溶接装置の
具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に
説明する。まず図１において、１はレーザ溶接トーチを
示しているが、この溶接トーチ１の内部には集光レンズ
２が配置されており、またその側部にはシールドガス入
口３が形成されている。そしてこの溶接トーチ１の外周
部には、ベアリング４を介してアタッチメント支持部材
５が回転可能に取付けられている。このアタッチメント
支持部材５は、レーザビーム軸Ｌと同軸回転可能に取付
けられている。また上記溶接トーチ１の外周部には、上
記アタッチメント支持部材５の上方位置に、駆動源とし
てのモータ６が下向きに取付けられている。このモータ
６の出力軸には、ピニオン７が取付けられ、このピニオ
ン７が上記アタッチメント支持部材５の外周部に形成し
た歯車と歯合し、これによりモータ６を駆動することに
よって上記アタッチメント支持部材５を回転駆動し得る
ようなされている。なお８は上記モータを制御するため
の制御部である。そして上記アタッチメント支持部材５
には、上記レーザビーム軸Ｌを挟んで相対向する位置
に、フィラーワイヤ送給ノズル９とアシストガス供給ノ
ズル１０とが取付けられている。このフィラーワイヤ送
給ノズル９は、フィラーワイヤ１１を送給するためのも
のであって、保持用ブラケット１２を介して上記アタッ
チメント支持部材５に取付けられている。そしてこのレ
ーザ溶接装置においては、溶接トーチ１からレーザビー
ムを溶接部Ｗに向けて照射しつつ、溶接部Ｗに対してフ
ィラーワイヤ１１とアシストガスとを供給し、被溶接部
材を図中矢印方向に移動させながら（溶接進行方向はこ
れとは逆方向となる）、レーザ溶接を行うのである。
具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に
説明する。まず図１において、１はレーザ溶接トーチを
示しているが、この溶接トーチ１の内部には集光レンズ
２が配置されており、またその側部にはシールドガス入
口３が形成されている。そしてこの溶接トーチ１の外周
部には、ベアリング４を介してアタッチメント支持部材
５が回転可能に取付けられている。このアタッチメント
支持部材５は、レーザビーム軸Ｌと同軸回転可能に取付
けられている。また上記溶接トーチ１の外周部には、上
記アタッチメント支持部材５の上方位置に、駆動源とし
てのモータ６が下向きに取付けられている。このモータ
６の出力軸には、ピニオン７が取付けられ、このピニオ
ン７が上記アタッチメント支持部材５の外周部に形成し
た歯車と歯合し、これによりモータ６を駆動することに
よって上記アタッチメント支持部材５を回転駆動し得る
ようなされている。なお８は上記モータを制御するため
の制御部である。そして上記アタッチメント支持部材５
には、上記レーザビーム軸Ｌを挟んで相対向する位置
に、フィラーワイヤ送給ノズル９とアシストガス供給ノ
ズル１０とが取付けられている。このフィラーワイヤ送
給ノズル９は、フィラーワイヤ１１を送給するためのも
のであって、保持用ブラケット１２を介して上記アタッ
チメント支持部材５に取付けられている。そしてこのレ
ーザ溶接装置においては、溶接トーチ１からレーザビー
ムを溶接部Ｗに向けて照射しつつ、溶接部Ｗに対してフ
ィラーワイヤ１１とアシストガスとを供給し、被溶接部
材を図中矢印方向に移動させながら（溶接進行方向はこ
れとは逆方向となる）、レーザ溶接を行うのである。
【００１５】上記レーザ溶接装置によれば、上記制御部
８によってモータ６を制御し、アタッチメント支持部材
５の回転角度を調整すれば、上記フィラーワイヤ送給ノ
ズル９とアシストガス供給ノズル１０とは、レーザビー
ム軸Ｌの回りの任意の位置に位置させることが可能とな
る。従って、図２及び図３に示すように溶接線ＷＬが曲
線であるような場合には、Ｘ−Ｙテーブルの移動に上記
アタッチメント支持部材５の回転駆動を同期させて制御
すれば、フィラーワイヤ１１は溶接部Ｗに対し、溶接進
行方向後方から溶接線ＷＬに沿って（接線方向に）前方
へと送給されるし、またアシストガスは溶接部Ｗに対
し、溶接進行方向前方から溶接線ＷＬに沿って（接線方
向に）後方へと供給されることなる。この結果、被溶接
部材の回転機構を設けなくても、溶接進行方向とフィラ
ーワイヤ１１の送給方向やアシストガスの供給方向との
関係を容易に一致させることができ、溶接線ＷＬが曲線
であるような場合にも安定した溶接を行うことが可能に
なる。また図４に示すように溶接線ＷＬがその途中で直
角に折れ曲がるような場合にも、上記アタッチメント支
持部材５を溶接の途中で９０°だけ回転させれば、被溶
接部材の回転機構を設けなくても、対処可能である。さ
らに上記レーザ溶接装置によれば、図５に示すような円
弧溶接隅肉継手のワイヤ送給溶接にも、Ｘ−Ｙテーブル
の移動に上記アタッチメント支持部材５の回転駆動を同
期させて制御すれば、上記と全く同様に対処可能であ
る。またさらに図６に示すように、被溶接部材に板厚差
が存する継手の場合には、ワイヤの送給を薄板側から行
う方が良好なビード形状を形成し易いが、このようにワ
イヤ送給方向が限定されるような溶接継手に対しても有
効である。
８によってモータ６を制御し、アタッチメント支持部材
５の回転角度を調整すれば、上記フィラーワイヤ送給ノ
ズル９とアシストガス供給ノズル１０とは、レーザビー
ム軸Ｌの回りの任意の位置に位置させることが可能とな
る。従って、図２及び図３に示すように溶接線ＷＬが曲
線であるような場合には、Ｘ−Ｙテーブルの移動に上記
アタッチメント支持部材５の回転駆動を同期させて制御
すれば、フィラーワイヤ１１は溶接部Ｗに対し、溶接進
行方向後方から溶接線ＷＬに沿って（接線方向に）前方
へと送給されるし、またアシストガスは溶接部Ｗに対
し、溶接進行方向前方から溶接線ＷＬに沿って（接線方
向に）後方へと供給されることなる。この結果、被溶接
部材の回転機構を設けなくても、溶接進行方向とフィラ
ーワイヤ１１の送給方向やアシストガスの供給方向との
関係を容易に一致させることができ、溶接線ＷＬが曲線
であるような場合にも安定した溶接を行うことが可能に
なる。また図４に示すように溶接線ＷＬがその途中で直
角に折れ曲がるような場合にも、上記アタッチメント支
持部材５を溶接の途中で９０°だけ回転させれば、被溶
接部材の回転機構を設けなくても、対処可能である。さ
らに上記レーザ溶接装置によれば、図５に示すような円
弧溶接隅肉継手のワイヤ送給溶接にも、Ｘ−Ｙテーブル
の移動に上記アタッチメント支持部材５の回転駆動を同
期させて制御すれば、上記と全く同様に対処可能であ
る。またさらに図６に示すように、被溶接部材に板厚差
が存する継手の場合には、ワイヤの送給を薄板側から行
う方が良好なビード形状を形成し易いが、このようにワ
イヤ送給方向が限定されるような溶接継手に対しても有
効である。
【００１６】上記図２〜図６の各適用例はいずれもフィ
ラーワイヤ１１の送給方向に重点を置いたものであった
が、上記レーザ溶接装置は、溶接姿勢に応じてアシスト
ガスの供給方向を制御し、溶接品質（特にビード形状）
を改善するような場合も好適である。図７には、立向き
上進溶接（同図（ａ））と立向き下進溶接（同図
（ｂ））との溶接状態を示しているが、立向き上進溶接
を行う場合（同図（ａ））には、フィラーワイヤ送給ノ
ズル９を溶接進行方向前方（上側）に、またアシストガ
ス供給ノズル１０を溶接進行方向後方（下側）にそれぞ
れ位置させる一方、立向き下進溶接を行う場合（同図
（ｂ））には、アシストガス供給ノズル１０を溶接進行
方向前方（下側）に、またフィラーワイヤ送給ノズル９
を溶接進行方向後方（上側）にそれぞれ位置させて溶接
を行うようにしている。このようにすれば、溶融池ＭＰ
に下向きに重力ヘッドが作用するのに対して、下側から
上方に向けてアシストガスの力がこれを支持する方向に
作用するので、溶融池ＭＰの溶け落ち傾向を減少でき、
これにより安定した溶接が行えることになる。なおアシ
ストガス供給ノズル１０を上記とは逆の状態に配置した
場合には、溶融池ＭＰに対しては、下向きに作用する重
力ヘッドに加えて、さらにアシストガスの力が下向きに
作用するので、溶融池ＭＰの溶け落ち傾向が助長され、
安定した溶接は行い難い。しかもこのような場合におい
て、溶融池ＭＰに溶け落ちが生じると、下側から送給さ
れるフィラーワイヤ１１が溶融池ＭＰと接触してしま
い、フィラーワイヤ１１の円滑な送給が行い難くなり、
送給位置がズレたり、溶融池ＭＰの正常な対流が阻害さ
れ、この結果、ブローホールやビード形状不良等の溶接
欠陥が生じてしまうことになる。これに対して上記のよ
うな配置によれば、良好な溶接結果を得ることができる
が、このような作用を得るためのフィラーワイヤ送給ノ
ズル９とアシストガス供給ノズル１０との配置を、いず
れの場合にも、アタッチメント支持部材５の移動によっ
て容易に達成することができるので、その作業性が向上
する。上記のようアシストガスによる溶融池ＭＰの保持
作用は、上記立向き上進溶接と立向き下進溶接とに限ら
ず、図８に示す水平溶接においても、上記と全く同様に
期待できる。以上のようにアシストガスの供給方向を制
御することにより、アシストガスによる力を溶融池ＭＰ
の保持力として利用でき、そのため各種溶接姿勢におけ
る溶接作業を良好に行うことが可能となる。
ラーワイヤ１１の送給方向に重点を置いたものであった
が、上記レーザ溶接装置は、溶接姿勢に応じてアシスト
ガスの供給方向を制御し、溶接品質（特にビード形状）
を改善するような場合も好適である。図７には、立向き
上進溶接（同図（ａ））と立向き下進溶接（同図
（ｂ））との溶接状態を示しているが、立向き上進溶接
を行う場合（同図（ａ））には、フィラーワイヤ送給ノ
ズル９を溶接進行方向前方（上側）に、またアシストガ
ス供給ノズル１０を溶接進行方向後方（下側）にそれぞ
れ位置させる一方、立向き下進溶接を行う場合（同図
（ｂ））には、アシストガス供給ノズル１０を溶接進行
方向前方（下側）に、またフィラーワイヤ送給ノズル９
を溶接進行方向後方（上側）にそれぞれ位置させて溶接
を行うようにしている。このようにすれば、溶融池ＭＰ
に下向きに重力ヘッドが作用するのに対して、下側から
上方に向けてアシストガスの力がこれを支持する方向に
作用するので、溶融池ＭＰの溶け落ち傾向を減少でき、
これにより安定した溶接が行えることになる。なおアシ
ストガス供給ノズル１０を上記とは逆の状態に配置した
場合には、溶融池ＭＰに対しては、下向きに作用する重
力ヘッドに加えて、さらにアシストガスの力が下向きに
作用するので、溶融池ＭＰの溶け落ち傾向が助長され、
安定した溶接は行い難い。しかもこのような場合におい
て、溶融池ＭＰに溶け落ちが生じると、下側から送給さ
れるフィラーワイヤ１１が溶融池ＭＰと接触してしま
い、フィラーワイヤ１１の円滑な送給が行い難くなり、
送給位置がズレたり、溶融池ＭＰの正常な対流が阻害さ
れ、この結果、ブローホールやビード形状不良等の溶接
欠陥が生じてしまうことになる。これに対して上記のよ
うな配置によれば、良好な溶接結果を得ることができる
が、このような作用を得るためのフィラーワイヤ送給ノ
ズル９とアシストガス供給ノズル１０との配置を、いず
れの場合にも、アタッチメント支持部材５の移動によっ
て容易に達成することができるので、その作業性が向上
する。上記のようアシストガスによる溶融池ＭＰの保持
作用は、上記立向き上進溶接と立向き下進溶接とに限ら
ず、図８に示す水平溶接においても、上記と全く同様に
期待できる。以上のようにアシストガスの供給方向を制
御することにより、アシストガスによる力を溶融池ＭＰ
の保持力として利用でき、そのため各種溶接姿勢におけ
る溶接作業を良好に行うことが可能となる。
【００１７】図９、図１０には、上記レーザ溶接装置の
変更例を示している。これらはいずれも溶接トーチ１に
２つの回転軸（α軸、β軸）を備えたものであって、各
図において、図１と同一機能部分には同一の符号を付し
てその説明を省略している。また各図において、１３は
ウィンドウ、１４は反射鏡、１５は放物面鏡をそれぞれ
示している。これらレーザ溶接装置においても、上記図
１のレーザ溶接装置と全く同様の作用、効果が得られ
る。
変更例を示している。これらはいずれも溶接トーチ１に
２つの回転軸（α軸、β軸）を備えたものであって、各
図において、図１と同一機能部分には同一の符号を付し
てその説明を省略している。また各図において、１３は
ウィンドウ、１４は反射鏡、１５は放物面鏡をそれぞれ
示している。これらレーザ溶接装置においても、上記図
１のレーザ溶接装置と全く同様の作用、効果が得られ
る。
【００１８】以上にこの発明のレーザ溶接装置の実施の
形態について説明をしたが、この発明のレーザ溶接装置
は上記実施形態に限られるものではなく、種々変更して
実施することが可能である。例えば上記では、アタッチ
メントとしてフィラーワイヤ送給ノズル９とアシストガ
ス供給ノズル１０とを使用した例を示しているが、これ
らはいずれか一方だけを使用してもよいし、これらに替
えて、あるいはこれらと共に、溶接線検出センサ等のア
タッチメントを使用してもよい。また本願請求項１の発
明においては、アタッチメント支持部材５は溶接トーチ
１に枢支する他、それ以外の適所に支持する構成も含ん
でいる。さらに請求項１及び請求項２の発明は、フィラ
ーワイヤ送給ノズル９とアシストガス供給ノズル１０と
を同方向に向けて取付ける実施の態様を含むものであ
る。
形態について説明をしたが、この発明のレーザ溶接装置
は上記実施形態に限られるものではなく、種々変更して
実施することが可能である。例えば上記では、アタッチ
メントとしてフィラーワイヤ送給ノズル９とアシストガ
ス供給ノズル１０とを使用した例を示しているが、これ
らはいずれか一方だけを使用してもよいし、これらに替
えて、あるいはこれらと共に、溶接線検出センサ等のア
タッチメントを使用してもよい。また本願請求項１の発
明においては、アタッチメント支持部材５は溶接トーチ
１に枢支する他、それ以外の適所に支持する構成も含ん
でいる。さらに請求項１及び請求項２の発明は、フィラ
ーワイヤ送給ノズル９とアシストガス供給ノズル１０と
を同方向に向けて取付ける実施の態様を含むものであ
る。
【図１】この発明のレーザ溶接装置の一実施形態を示す
中央縦断面略図である。
中央縦断面略図である。
【図２】上記実施形態及び従来例のレーザ溶接装置の適
用例を説明するための説明図である。
用例を説明するための説明図である。
【図３】上記実施形態及び従来例のレーザ溶接装置の他
の適用例を説明するための説明図である。
の適用例を説明するための説明図である。
【図４】上記実施形態のレーザ溶接装置の適用例を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図５】上記実施形態のレーザ溶接装置の他の適用例を
説明するための説明図である。
説明するための説明図である。
【図６】上記実施形態のレーザ溶接装置のさらに他の適
用例を説明するための説明図である。
用例を説明するための説明図である。
【図７】上記実施形態のレーザ溶接装置において、立向
き溶接を行う状態を示す説明図で、（ａ）は上進溶接
を、（ｂ）は下進溶接をそれぞれ示している。
き溶接を行う状態を示す説明図で、（ａ）は上進溶接
を、（ｂ）は下進溶接をそれぞれ示している。
【図８】上記実施形態のレーザ溶接装置において、水平
溶接を行う状態を示す説明図である。
溶接を行う状態を示す説明図である。
【図９】この発明のレーザ溶接装置の他の実施形態を示
す中央縦断面略図である。
す中央縦断面略図である。
【図１０】この発明のレーザ溶接装置の他の実施形態を
示す中央縦断面略図である。
示す中央縦断面略図である。
【図１１】従来のレーザ溶接装置を示す中央縦断面略図
である。
である。
【図１２】他の従来例を示す中央縦断面略図である。
【図１３】さらに他の従来例を示す中央縦断面略図であ
る。
る。
１ 溶接トーチ ５ アタッチメント支持部材 ６ モータ（駆動源） ８ 制御部 ９ フィラーワイヤ送給ノズル １０ アシストガス供給ノズル １１ フィラーワイヤ Ｌ レーザビーム軸 Ｗ 溶接部 ＭＰ 溶融池 ＷＬ 溶接線
フロントページの続き (72)発明者 松本 泰一 大阪府枚方市上野３丁目１番１号 株式会 社小松製作所生産技術開発センタ内 Ｆターム(参考） 4E068 BA06 CA10 CB05 CD15 CG01 CH08 CJ01
Claims (4)
- 【請求項１】 溶接部（Ｗ）にレーザビームを照射する
溶接トーチ（１）と、フィラーワイヤ送供給用ノズル等
のアタッチメント（９）とを備えたレーザ溶接装置にお
いて、上記アタッチメント（９）を支持するアタッチメ
ント支持部材（５）を移動可能に設けると共に、さらに
このアタッチメント支持部材（５）を移動させる駆動源
（６）と、この駆動源（６）を制御する制御部（８）と
を設け、上記制御部（８）によって駆動源（６）を制御
することにより上記アタッチメント支持部材（５）の位
置制御を行うことで、上記アタッチメント（９）を上記
レーザビーム軸（Ｌ）の軸心回りに移動させ、上記溶接
部（Ｗ）に対するフィラーワイヤ（１１）の送給方向等
を上記レーザビーム軸（Ｌ）の軸心回りに変化させるこ
とを特徴とするレーザ溶接装置。 - 【請求項２】 上記アタッチメント支持部材（５）は、
上記レーザビーム軸（Ｌ）と略同軸上に回転可能に溶接
トーチ（１）に取付けられ、上記アタッチメント（９）
がレーザビーム軸（Ｌ）の周囲において旋回可能に配置
されていることを特徴とする請求項１のレーザ溶接装
置。 - 【請求項３】 上記アタッチメント支持部材（５）に
は、フィラーワイヤ送給ノズル（９）とアシストガス供
給ノズル（１０）とが、レーザビーム軸（Ｌ）を挟んで
互いに相対向する位置に取付けられ、上記フィラーワイ
ヤ送給ノズル（９）を溶接進行方向前方に、また上記ア
シストガス供給ノズル（１０）を溶接進行方向後方にそ
れぞれ位置させて立向き上進溶接を行うよう上記制御部
（８）で上記アタッチメント支持部材（５）の位置制御
を行うことを特徴とする請求項２のレーザ溶接装置。 - 【請求項４】 上記アタッチメント支持部材（５）に
は、フィラーワイヤ送給ノズル（９）とアシストガス供
給ノズル（１０）とが、レーザビーム軸（Ｌ）を挟んで
互いに相対向する位置に取付けられ、上記アシストガス
供給ノズル（１０）を溶接進行方向前方に、また上記フ
ィラーワイヤ送給ノズル（９）を溶接進行方向後方にそ
れぞれ位置させて立向き下進溶接を行うよう上記制御部
（８）で上記アタッチメント支持部材（５）の位置制御
を行うことを特徴とする請求項２のレーザ溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13088999A JP4100593B2 (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | レーザ溶接装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000317666A true JP2000317666A (ja) | 2000-11-21 |
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| WO2015014600A1 (de) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Fügevorrichtung für ein stoffschlüssiges fügen mittels eines zusatzwerkstoffs mit einer um eine achse verschwenkbaren zuführeinrichtung |
| KR101526274B1 (ko) * | 2013-10-30 | 2015-06-05 | 대우조선해양 주식회사 | 오비탈 용접로봇용 양방향 와이어 송급장치 |
| DE102014221806A1 (de) * | 2014-10-27 | 2015-11-12 | Basf Se | Vorrichtung zum Laserschweißen mit einem Zusatzwerkstoff |
| JP2018171657A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 日本精工株式会社 | レーザ溶接装置、レーザ加工装置、レーザ溶接方法、軸受の製造方法、機械の製造方法、車両の製造方法、軸受、機械、及び車両 |
| CN109365936A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-02-22 | 威克锐光电科技（苏州）有限公司 | 一种激光焊接的自动送锡丝装置 |
| CN109414780A (zh) * | 2016-06-24 | 2019-03-01 | 通快机床两合公司 | 具有耦合装置的用于在使用热加工射束的情况下加工工件的加工单元 |
| CN113843505A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-12-28 | 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 | 激光焊接方法、装置、设备、存储介质及电子装置 |
| US11213916B2 (en) | 2017-03-31 | 2022-01-04 | Nsk Ltd. | Laser machining method |
| JP7345679B1 (ja) | 2022-06-21 | 2023-09-15 | 三菱電機株式会社 | 付加製造装置および付加製造方法 |
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1999
- 1999-05-12 JP JP13088999A patent/JP4100593B2/ja not_active Expired - Fee Related
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