JP2001162388A - めっき鋼板のレーザ溶接方法および溶接構造 - Google Patents
めっき鋼板のレーザ溶接方法および溶接構造Info
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- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
溶接コストの削減を図ることが可能なめっき鋼板のレー
ザ溶接方法および溶接構造を得る。 【解決手段】めっき鋼板10a、10bは、めっき鋼板
10bに設けられた突起部20の先端部がめっき鋼板1
0aの上面と接するように互いに重ね合わされる。突起
部20の近傍部分に設けられたクランプ部22には、ク
ランプロッド24によってクランプ力が加えられ、この
クランプ力によって、めっき鋼板10a、10bがクラ
ンプ部22において互いに接触する。レーザビームLを
照射して溶接を施すべき領域は、突起部20とクランプ
部22に挟まれた領域であり、めっき鋼板10a、10
bの間に形成された傾斜状の隙間δ′の高さhが適正な
高さh(h=h1〜h2)となる領域に設定される。
Description
ザ溶接方法および溶接構造に関し、一層詳細には、めっ
き鋼板を含む板材同士を確実に溶接することができると
ともに、溶接コストの削減を図ることが可能なめっき鋼
板のレーザ溶接方法および溶接構造に関する。
対してレーザ溶接を行う際には、ワーク間の亜鉛層がレ
ーザビームの熱によって蒸発・飛散して溶接欠陥が生じ
ることを防ぐために、ワーク間に適正な隙間を設ける手
法が用いられている。
(3)の手法が含まれる。
に屈曲部を形成し、この屈曲部の両側に形成された段部
のうちの一方を他方のワークと重ね合わせてクランプす
ることによって、他方の段部と他方のワークとの間に隙
間が形成されるようにし、この隙間が形成された領域に
レーザビームを照射して溶接処理を施す手法(特開昭6
1−27189号公報参照)。
に1組の突起部を形成し、これら突起部の先端部を介し
て、このワークを他方のワークと重ね合わせるととも
に、突起部の近傍部分においてこれらワークをクランプ
し、これら突起部に挟まれた領域であり、ワークの間に
隙間が設けられた領域にレーザビームを照射して溶接処
理を施す手法(特開平10−216974号公報参
照)。
に1つの突起部を形成し、この突起部の先端部を介し
て、このワークを他方のワークと重ね合わせるととも
に、突起部の近傍部分においてこれらワークをクランプ
し、この突起部の近傍部分であり、ワークの間に隙間が
設けられた領域にレーザビームを照射して溶接処理を施
す手法(特公平4−13077号公報参照)。
(1)の手法においては、一方の段部において1組のワ
ークをクランプするようにしているため、隙間の寸法を
適切な値に保つことが困難である。また、ワークにクラ
ンプ部としての段部を形成する必要があるため、形状の
制約上、この段部を設けることができないワークに対し
ては、この手法を適用することができない。
つの溶接部に対して、少なくとも2つの突起部を形成
し、しかも、これら突起部の近傍部分をそれぞれクラン
プする必要があるため、溶接作業に要する工程数が増加
するという問題が生じる。
つの突起部の近傍部分をクランプするようにしているた
め、ワークの間に設けられた隙間の寸法の管理が困難で
あり、しかも、クランプ力を細かく調節するための煩雑
な作業が必要となる等の不都合がある。
なされたものであり、溶接作業を確実に行うことができ
るとともに、溶接コストの削減を図ることが可能なめっ
き鋼板のレーザ溶接方法および溶接構造を提供すること
を目的とする。
含む少なくとも2つの板材を溶接するためのめっき鋼板
のレーザ溶接方法において、少なくとも1つの板材に形
成された突起部の先端部が他の板材と接触するようにこ
れら板材同士を重ね合わせる工程と、重ね合わされたこ
れら板材における前記突起部の近傍部分に対して、これ
ら板材が互いに接近する方向の力を加えることによっ
て、これら板材を互いに接触させて接触部を形成する工
程と、これら板材における前記突起部と前記接触部の間
の領域であり、これら板材の間に傾斜状の隙間が形成さ
れている領域にレーザビームを照射してこれら板材を溶
接する工程とを含んでいる(請求項1記載の発明)。
め、溶接作業を確実に行い、良好な溶接構造を得ること
ができる。
は、1つの前記突起部に対して複数の前記接触部を形成
するようにしてもよい(請求項2記載の発明)。この場
合、突起部の形成に伴うコスト、さらには、溶接作業全
体に伴うコストを削減することができる。
接構造は、めっき鋼板を含む少なくとも2つの板材から
構成され、少なくとも1つの板材に形成され、先端部が
他の板材と接触する突起部と、前記突起部の近傍部分に
位置し、互いに対向する前記板材同士が溶接されて形成
された溶接部と、前記突起部と前記溶接部との間の領域
における前記板材の間に形成され、前記突起部側から前
記溶接部側に向かうに従って徐々に狭まるように形成さ
れた傾斜状の隙間とを含んでいる(請求項3記載の発
明)。このため、良好な溶接構造を得ることができる。
て、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
鋼板10a、10bをレーザ溶接する作業を示してい
る。この場合、めっき鋼板10a、10bは、例えば、
自動車の車体を構成するものである。
0bは、それぞれ、基材としての鋼板12a、12b
と、これら鋼板12a、12bの両面部にそれぞれ形成
されためっき層14a、14bを備えている。この場
合、めっき層14a、14bを形成する材料としては、
亜鉛、ニッケル亜鉛合金、鉛、アルミニウム等の低沸点
金属や合金等を採用することができる。また、この実施
の形態においては、鋼板12a、12bに塗布された樹
脂系塗料、樹脂系接着剤等についても、めっき層14
a、14bと同様に考慮することができる。
における、特に、溶接が施される部分は、略板状に形成
されている。一方、図2中、上側に配されためっき鋼板
10bには、略板状に形成された該めっき鋼板10bの
一部がめっき鋼板10a側に押し込まれた形状の突起部
20が形成されている。この場合、突起部20は、プレ
ス加工等によって形成される。
の先端部がめっき鋼板10aの上面と接するように互い
に重ね合わされている。この場合、めっき鋼板10a、
10bの間における突起部20の両側には、隙間δが形
成される。
0bにおける突起部20の近傍部分に設けられたクラン
プ部22には、クランプ装置を構成するクランプロッド
24によって、めっき鋼板10a、10bを互いに接近
させる方向のクランプ力が加えられる。このクランプ力
によって、めっき鋼板10a、10bがクランプ部22
において互いに接触し、接触部が形成される。
起部20からクランプ部22に向かって徐々に減少す
る。すなわち、突起部20とクランプ部22に挟まれた
領域におけるめっき鋼板10a、10bの間には、傾斜
状の隙間δ′が形成される。
の高さhを適正な寸法にしておくことが望ましい。従っ
て、例えば、高さhの適正な寸法の範囲が、h1からh
2の間である場合には、高さhの最大寸法(すなわち、
突起部20の高さ寸法)を高さh2よりも大きな値に設
定する。そして、高さhがh1〜h2となる領域を、溶
接を施すべき溶接領域26とする。なお、めっき鋼板1
0a、10bの板厚が、例えば、0.8〜2.0mmで
ある場合には、高さh1は、例えば、0.1mmであ
り、高さh2は、例えば、0.3mmである。
ビームLを照射すると、このレーザビームLによって、
めっき鋼板10a、10bが溶融される。そして、図3
に示すように、溶融した金属が凝固して溶接部28が形
成されると、この溶接部28によってめっき鋼板10
a、10bが繋がれた状態となる。すなわち、溶接部2
8によってめっき鋼板10a、10bが結合される。
板10a、10bの間の隙間δ′は、適正な高さh(h
=h1〜h2)となるように調節されているため、溶接
部28によるめっき鋼板10a、10bの良好な溶接構
造が得られる。なお、この溶接構造においては、突起部
20から溶接部28に向かって、隙間δ′の高さhが徐
々に減少するように、すなわち、傾斜状となるように隙
間δ′が形成されている。
0に対して2つのクランプ部22a、22bを設けると
ともに、これら突起部20およびクランプ部22a、2
2bの間に形成された2つの溶接領域26a、26bに
レーザビームLを照射して、溶接部28a、28bをそ
れぞれ形成するようにしてもよい。この場合、2つの溶
接領域26a、26bにおいて1つの突起部20を共用
することができるため、突起部20の形成に伴うコスト
を削減することができる。
例では、溶接部28a)を、例えば、帯状に形成するよ
うにしてもよく、または、溶接部28a、28b(図4
に示す例では、溶接部28b)を、例えば、ステッチ状
に形成するようにしてもよい。
を、例えば直線状に連続的に形成し、この突起部20c
に沿ってクランプ部22cを設けるとともに、これら突
起部20cおよびクランプ部22cの間に形成された溶
接領域26cにレーザビームLを照射して、溶接部28
cを形成するようにしてもよい。この場合、クランプ装
置は、クランプ部22cに対して、図5中、下方向の力
を加えるためのローラ30を備えており、このローラ3
0とともに、レーザビームLを照射する位置を移動させ
ることによって、溶接部28cが突起部20cに沿った
帯状に形成される。なお、溶接部28cを図4の溶接部
28bと同様にステッチ状に形成するようにしてもよ
い。
所定の間隔毎に断続的に形成するようにしてもよい。
れ、該クランプ部22cに対して連続的に押圧力を加え
る複数のクランプロッドによってクランプ装置を構成す
るようにしてもよい。
0に対して複数(図7に示す例では、3つ)のクランプ
部22e〜22gを設けるとともに、これら突起部20
およびクランプ部22e〜22gの間に形成された3つ
の溶接領域26e〜26gにレーザビームLを照射し
て、溶接部28e〜28gをそれぞれ形成するようにし
てもよい。この場合、3つの溶接領域26e〜26gに
おいて1つの突起部20を共用することができるため、
突起部20の形成に伴うコストを一層削減することがで
きる。
っき鋼板10a、10bを2枚としているが、3枚以上
のめっき鋼板を溶接する際にも、この実施の形態を適用
することができる。
起部20、20c、20dとクランプ部22、22a〜
22c、22e〜22gとの間に設けられた傾斜状の隙
間δ′における、該隙間δ′の高さhが適正な高さh
(h=h1〜h2)となる領域を、溶接領域26、26
a〜26c、26e〜26gとして選択することができ
る。このため、高さhの寸法管理が容易である。従っ
て、例えば、自動車の車体における、ドア取付開口部の
ような大型のワークにおいても、高さhの寸法管理を確
実に行うことができる。また、溶接作業を確実に行うこ
とが可能となり、良好な溶接構造を得ることができる。
さらに、任意の形状のワークに対して、この実施の形態
を適用することができる。
接領域26a、26b、26e〜26gを確保すること
ができるため、突起部20の形成に伴うコスト、さらに
は、溶接作業全体に伴うコストを削減することができ
る。
さhの上限値である高さh2よりも大きな任意の値に設
定されるため、突起部20を形成する際に、高い寸法精
度は要求されない。従って、溶接作業に伴うコストの一
層の削減を図ることができる。
2c、22e〜22gをクランプする際には、クランプ
力の制御を高精度に行う必要がないため、溶接作業が容
易化される。
法および溶接構造によれば、突起部と接触部との間の領
域であり、板材の間に傾斜状の隙間が形成された領域に
溶接処理を施すようにしているため、溶接作業を確実に
行うことができるとともに、溶接コストの削減を図るこ
とが可能となる。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
を示す一部破断斜視図である。
一例を示す一部破断斜視図である。
一例を示す一部破断斜視図である。
に他の一例を示す一部破断斜視図である。
…鋼板 14a、14b…めっき層 20、20c、
20d…突起部 22、22a〜22c、22e〜22g…クランプ部 24…クランプロッド 26、26a〜26c、26e〜26g…溶接領域 28、28a〜28c、28e〜28g…溶接部 30…ローラ
Claims (3)
- 【請求項1】めっき鋼板を含む少なくとも2つの板材を
溶接するためのめっき鋼板のレーザ溶接方法において、 少なくとも1つの板材に形成された突起部の先端部が他
の板材と接触するようにこれら板材同士を重ね合わせる
工程と、 重ね合わされたこれら板材における前記突起部の近傍部
分に対して、これら板材が互いに接近する方向の力を加
えることによって、これら板材を互いに接触させて接触
部を形成する工程と、 これら板材における前記突起部と前記接触部の間の領域
であり、これら板材の間に傾斜状の隙間が形成されてい
る領域にレーザビームを照射してこれら板材を溶接する
工程と、 を含むことを特徴とするめっき鋼板のレーザ溶接方法。 - 【請求項2】請求項1記載のめっき鋼板のレーザ溶接方
法において、 前記接触部を形成する工程においては、1つの前記突起
部に対して複数の前記接触部が形成されることを特徴と
するめっき鋼板のレーザ溶接方法。 - 【請求項3】めっき鋼板を含む少なくとも2つの板材か
ら構成され、 少なくとも1つの板材に形成され、先端部が他の板材と
接触する突起部と、 前記突起部の近傍部分に位置し、互いに対向する前記板
材同士が溶接されて形成された溶接部と、 前記突起部と前記溶接部との間の領域における前記板材
の間に形成され、前記突起部側から前記溶接部側に向か
うに従って徐々に狭まるように形成された傾斜状の隙間
と、 を含むことを特徴とするめっき鋼板のレーザ溶接構造。
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JP34858099A JP2001162388A (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | めっき鋼板のレーザ溶接方法および溶接構造 |
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