JP2001162389A - めっき鋼板のレーザ溶接方法 - Google Patents
めっき鋼板のレーザ溶接方法Info
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- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
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Abstract
(57)【要約】
【課題】外観品質に優れた溶接部を得ることが可能なめ
っき鋼板のレーザ溶接方法を提供する。 【解決手段】第１の溶接工程において、めっき鋼板１０
ａ、１０ｂにレーザビームＬを照射して１次溶接部２０
を形成する。続く第２の溶接工程において、レーザビー
ムＬの焦点位置を、第１の溶接工程におけるｆ１からｆ
２に後退させて、レーザビームＬを再照射し、２次溶接
部３０を形成する。
っき鋼板のレーザ溶接方法を提供する。 【解決手段】第１の溶接工程において、めっき鋼板１０
ａ、１０ｂにレーザビームＬを照射して１次溶接部２０
を形成する。続く第２の溶接工程において、レーザビー
ムＬの焦点位置を、第１の溶接工程におけるｆ１からｆ
２に後退させて、レーザビームＬを再照射し、２次溶接
部３０を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、めっき鋼板のレー
ザ溶接方法に関し、一層詳細には、外観品質の優れた溶
接部を得ることが可能なめっき鋼板のレーザ溶接方法に
関する。
ザ溶接方法に関し、一層詳細には、外観品質の優れた溶
接部を得ることが可能なめっき鋼板のレーザ溶接方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛めっき鋼板に対してレーザ溶接を行
う際に、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、溶接部の外観品質の劣化が生じること
がある。
う際に、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、溶接部の外観品質の劣化が生じること
がある。
【０００３】このような外観品質の劣化の発生を防ぐた
めには、ワーク間に適正な隙間を設けた状態で溶接を行
う手法が考えられるが、大型のワークに対して溶接を行
う場合には、適正な隙間を設けることが困難な部分が生
じ得る。
めには、ワーク間に適正な隙間を設けた状態で溶接を行
う手法が考えられるが、大型のワークに対して溶接を行
う場合には、適正な隙間を設けることが困難な部分が生
じ得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の不都
合を解決するためになされたものであり、大型のワーク
に対しても適用することができ、外観品質に優れた溶接
部を得ることが可能なめっき鋼板のレーザ溶接方法を提
供することを目的とする。
合を解決するためになされたものであり、大型のワーク
に対しても適用することができ、外観品質に優れた溶接
部を得ることが可能なめっき鋼板のレーザ溶接方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、めっき鋼板を
含む少なくとも２枚の互いに重ね合わされた板材にレー
ザビームを照射して溶接処理を施すための、めっき鋼板
のレーザ溶接方法において、前記レーザビームの焦点位
置を前記互いに重ね合わされた板材中またはこれら板材
の近傍位置に合わせてこれら板材を溶接する第１の溶接
工程と、前記レーザビームの焦点位置を前記互いに重ね
合わされた板材から離れる方向に所定距離だけずらして
これら板材を再溶接する第２の溶接工程とを含んでいる
（請求項１記載の発明）。
含む少なくとも２枚の互いに重ね合わされた板材にレー
ザビームを照射して溶接処理を施すための、めっき鋼板
のレーザ溶接方法において、前記レーザビームの焦点位
置を前記互いに重ね合わされた板材中またはこれら板材
の近傍位置に合わせてこれら板材を溶接する第１の溶接
工程と、前記レーザビームの焦点位置を前記互いに重ね
合わされた板材から離れる方向に所定距離だけずらして
これら板材を再溶接する第２の溶接工程とを含んでいる
（請求項１記載の発明）。
【０００６】このため、第２の溶接工程においては、第
１の溶接工程で得られた溶接部に存在していた穴、突起
等が埋め戻され、従って、外観品質に優れた溶接部を得
ることができる。
１の溶接工程で得られた溶接部に存在していた穴、突起
等が埋め戻され、従って、外観品質に優れた溶接部を得
ることができる。
【０００７】この場合、前記第２の溶接工程における前
記レーザビームの焦点位置を、前記第１の溶接工程にお
ける焦点位置から後退させるようにしてもよい（請求項
２記載の発明）。
記レーザビームの焦点位置を、前記第１の溶接工程にお
ける焦点位置から後退させるようにしてもよい（請求項
２記載の発明）。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
て、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】図１Ａ〜図１Ｄは、１組の板材としてのめ
っき鋼板１０ａ、１０ｂをレーザ溶接する作業の工程を
示している。
っき鋼板１０ａ、１０ｂをレーザ溶接する作業の工程を
示している。
【００１０】なお、この実施の形態が適用されるワーク
としてのめっき鋼板１０ａ、１０ｂは、例えば、図２に
示すように、自動車のドア部Ｄにおける前方側の、窓枠
Ｗが取り付けられる部分の近傍部分（図２中、破線で囲
まれた部分）、すなわち、溶接が施される部分が外部に
露呈する部分を構成するものである。
としてのめっき鋼板１０ａ、１０ｂは、例えば、図２に
示すように、自動車のドア部Ｄにおける前方側の、窓枠
Ｗが取り付けられる部分の近傍部分（図２中、破線で囲
まれた部分）、すなわち、溶接が施される部分が外部に
露呈する部分を構成するものである。
【００１１】図１Ａに示すように、めっき鋼板１０ａ、
１０ｂ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。
１０ｂ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。
【００１２】めっき鋼板１０ａ、１０ｂの、特に、溶接
を施そうとする部分は、互いに重ね合わされている。こ
の場合、めっき鋼板１０ａ、１０ｂの間には、隙間は設
けられていない。
を施そうとする部分は、互いに重ね合わされている。こ
の場合、めっき鋼板１０ａ、１０ｂの間には、隙間は設
けられていない。
【００１３】図１Ａに示すように、めっき鋼板１０ａ、
１０ｂにレーザビーム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
（第１の溶接工程）。この場合、レーザビームＬの焦点
位置ｆ１は、重ね合わされためっき鋼板１０ａ、１０ｂ
中、または、めっき鋼板１０ａ、１０ｂの近傍位置に合
わされている。
１０ｂにレーザビーム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
（第１の溶接工程）。この場合、レーザビームＬの焦点
位置ｆ１は、重ね合わされためっき鋼板１０ａ、１０ｂ
中、または、めっき鋼板１０ａ、１０ｂの近傍位置に合
わされている。
【００１４】また、レーザビームＬの照射方向は、めっ
き鋼板１０ａ、１０ｂに対する垂直方向としてもよく、
該垂直方向から所定の角度だけ傾斜した方向としてもよ
い。
き鋼板１０ａ、１０ｂに対する垂直方向としてもよく、
該垂直方向から所定の角度だけ傾斜した方向としてもよ
い。
【００１５】図１Ｂに示すように、レーザビームＬの照
射によって溶融した金属が凝固して１次溶接部２０が形
成されると、この１次溶接部２０によってめっき鋼板１
０ａ、１０ｂが繋がれた状態となる。すなわち、１次溶
接部２０によってめっき鋼板１０ａ、１０ｂが結合され
る。
射によって溶融した金属が凝固して１次溶接部２０が形
成されると、この１次溶接部２０によってめっき鋼板１
０ａ、１０ｂが繋がれた状態となる。すなわち、１次溶
接部２０によってめっき鋼板１０ａ、１０ｂが結合され
る。
【００１６】ところで、レーザビームＬによってめっき
鋼板１０ａ、１０ｂが溶融された際に、めっき層１４
ａ、１４ｂを形成する亜鉛等の蒸発に伴って、溶融した
金属が飛び散る現象が起こる場合がある。このため、図
１Ｂに示すように、１次溶接部２０には、溶融した金属
が飛散した後の穴（ブローホール）２２や、飛散した金
属が付着して形成された突起２４等が存在する場合があ
る。
鋼板１０ａ、１０ｂが溶融された際に、めっき層１４
ａ、１４ｂを形成する亜鉛等の蒸発に伴って、溶融した
金属が飛び散る現象が起こる場合がある。このため、図
１Ｂに示すように、１次溶接部２０には、溶融した金属
が飛散した後の穴（ブローホール）２２や、飛散した金
属が付着して形成された突起２４等が存在する場合があ
る。
【００１７】この場合、図３Ａに示すように、溶接され
ためっき鋼板１０ａ、１０ｂにおいては、１次溶接部２
０の外観品質が劣るおそれがある。
ためっき鋼板１０ａ、１０ｂにおいては、１次溶接部２
０の外観品質が劣るおそれがある。
【００１８】そこで、図１Ｃに示すように、レーザビー
ムＬの焦点位置ｆ２を、レーザビームＬの照射方向に沿
って、図１Ａの焦点位置ｆ１から所定の後退距離Ｙ｛例
えば、Ｙ＝５〜１５ｍｍ：ただし、集光ミラーとして、
焦点距離が７．５ｉｎ（１９．０５ｃｍ）の放物面ミラ
ーを用いた場合｝だけ後退（デフォーカス）させて、レ
ーザビームＬを再照射する（第２の溶接工程）。このと
き、めっき鋼板１０ａ、１０ｂにおいては、レーザビー
ムＬの焦点位置ｆ２がめっき鋼板１０ａ、１０ｂから離
れることとなるため、図１Ｂに示す１次溶接部２０の幅
よりも広い範囲（２点鎖線で示す）が再溶融される。
ムＬの焦点位置ｆ２を、レーザビームＬの照射方向に沿
って、図１Ａの焦点位置ｆ１から所定の後退距離Ｙ｛例
えば、Ｙ＝５〜１５ｍｍ：ただし、集光ミラーとして、
焦点距離が７．５ｉｎ（１９．０５ｃｍ）の放物面ミラ
ーを用いた場合｝だけ後退（デフォーカス）させて、レ
ーザビームＬを再照射する（第２の溶接工程）。このと
き、めっき鋼板１０ａ、１０ｂにおいては、レーザビー
ムＬの焦点位置ｆ２がめっき鋼板１０ａ、１０ｂから離
れることとなるため、図１Ｂに示す１次溶接部２０の幅
よりも広い範囲（２点鎖線で示す）が再溶融される。
【００１９】なお、図１Ａの焦点位置ｆ１から前進する
方向に焦点位置を変位させるようにしてもよい。
方向に焦点位置を変位させるようにしてもよい。
【００２０】このようなレーザビームＬの焦点位置ｆ
１、ｆ２の変位作業は、例えば、レーザ溶接装置を構成
する図示しないスキャンヘッドの位置を、めっき鋼板１
０ａ、１０ｂに対して変位させることによって行われ
る。
１、ｆ２の変位作業は、例えば、レーザ溶接装置を構成
する図示しないスキャンヘッドの位置を、めっき鋼板１
０ａ、１０ｂに対して変位させることによって行われ
る。
【００２１】なお、第１の溶接工程が行われてから第２
の溶接工程を行うまでの時間間隔は、任意に設定するこ
とができる。
の溶接工程を行うまでの時間間隔は、任意に設定するこ
とができる。
【００２２】再溶融された金属が凝固すると、図１Ｄに
示すように、穴２２（図１Ｂ参照）が埋め戻され、か
つ、突起２４（図１Ｂ参照）が均された２次溶接部３０
が形成される。すなわち、この２次溶接部３０において
は、該２次溶接部３０の周縁部にエッジ等が存在しない
（または、エッジが丸められた）、滑らかな表面形状が
得られる。
示すように、穴２２（図１Ｂ参照）が埋め戻され、か
つ、突起２４（図１Ｂ参照）が均された２次溶接部３０
が形成される。すなわち、この２次溶接部３０において
は、該２次溶接部３０の周縁部にエッジ等が存在しない
（または、エッジが丸められた）、滑らかな表面形状が
得られる。
【００２３】この場合、図３Ｂに示すように、溶接され
ためっき鋼板１０ａ、１０ｂにおいては、優れた外観品
質の２次溶接部３０が得られる。
ためっき鋼板１０ａ、１０ｂにおいては、優れた外観品
質の２次溶接部３０が得られる。
【００２４】また、図４に示すように、２次溶接部３０
（図１Ｄ参照）における溶接強度Ｐ２は、１次溶接部２
０（図１Ｂ参照）における溶接強度Ｐ１に比べて、例え
ば、１ｋＮ程度上昇している。
（図１Ｄ参照）における溶接強度Ｐ２は、１次溶接部２
０（図１Ｂ参照）における溶接強度Ｐ１に比べて、例え
ば、１ｋＮ程度上昇している。
【００２５】なお、図４中の文字「１ ＰＡＳＳ」は、
第１の溶接工程を表し、文字「２ＰＡＳＳ」は、第２の
溶接工程を表している。また、記号「■」、「◆」、
「▲」は、それぞれ、溶接強度Ｐ１、Ｐ２の最大値、平
均値、最小値を表している。
第１の溶接工程を表し、文字「２ＰＡＳＳ」は、第２の
溶接工程を表している。また、記号「■」、「◆」、
「▲」は、それぞれ、溶接強度Ｐ１、Ｐ２の最大値、平
均値、最小値を表している。
【００２６】また、図４に示すデータを取得する際に
は、レーザ溶接装置として出力が約２．７３ｋＷのＣＯ
2レーザ溶接装置を採用し、加工条件は、センタシール
ド：Ａｒ ２０ｌ／ｍｉｎ、ビード長：３０ｍｍ、速度
（第１の溶接工程）：１．６ｍ／ｍｉｎ、速度（第２の
溶接工程）：２．０ｍ／ｍｉｎ、後退距離Ｙ：１５ｍｍ
に設定した。
は、レーザ溶接装置として出力が約２．７３ｋＷのＣＯ
2レーザ溶接装置を採用し、加工条件は、センタシール
ド：Ａｒ ２０ｌ／ｍｉｎ、ビード長：３０ｍｍ、速度
（第１の溶接工程）：１．６ｍ／ｍｉｎ、速度（第２の
溶接工程）：２．０ｍ／ｍｉｎ、後退距離Ｙ：１５ｍｍ
に設定した。
【００２７】なお、この実施の形態では、溶接されるめ
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。
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。
【００２８】このように、この実施の形態においては、
第１の溶接工程において、めっき鋼板１０ａ、１０ｂに
レーザビームＬを照射して溶接を施した後に、第２の溶
接工程において、レーザビームＬの焦点位置をｆ１から
ｆ２に後退させて再溶接を施すようにしている。このた
め、第２の溶接工程で得られた２次溶接部３０において
は、第１の溶接工程で得られた１次溶接部２０に存在し
ていた穴２２、突起２４等が埋め戻される。従って、外
観品質に優れた２次溶接部３０を得ることができる。
第１の溶接工程において、めっき鋼板１０ａ、１０ｂに
レーザビームＬを照射して溶接を施した後に、第２の溶
接工程において、レーザビームＬの焦点位置をｆ１から
ｆ２に後退させて再溶接を施すようにしている。このた
め、第２の溶接工程で得られた２次溶接部３０において
は、第１の溶接工程で得られた１次溶接部２０に存在し
ていた穴２２、突起２４等が埋め戻される。従って、外
観品質に優れた２次溶接部３０を得ることができる。
【００２９】また、１次溶接部２０に存在していた穴２
２、突起２４等が埋め戻されるため、強度に優れた２次
溶接部３０を得ることができる。
２、突起２４等が埋め戻されるため、強度に優れた２次
溶接部３０を得ることができる。
【００３０】さらに、この実施の形態は、大型のワーク
に対しても適用することができる。
に対しても適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明に係るめっき鋼板のレーザ溶接方
法によれば、重ね合わされた板材の溶接は、第１の溶接
工程および第２の溶接工程による２段階で行われ、第２
の溶接工程においては、レーザビームの焦点位置を第１
の溶接工程における位置から後退させるようにしてい
る。このため、第２の溶接工程においては、第１の溶接
工程で溶接部に生じていた穴等が埋め戻され、外観品質
に優れた溶接部が得られる。
法によれば、重ね合わされた板材の溶接は、第１の溶接
工程および第２の溶接工程による２段階で行われ、第２
の溶接工程においては、レーザビームの焦点位置を第１
の溶接工程における位置から後退させるようにしてい
る。このため、第２の溶接工程においては、第１の溶接
工程で溶接部に生じていた穴等が埋め戻され、外観品質
に優れた溶接部が得られる。
【図１】図１Ａ〜図１Ｄは、１組のめっき鋼板をレーザ
溶接する作業を示す断面図である。
溶接する作業を示す断面図である。
【図２】この実施の形態が適用されるワークとしての自
動車のドア部を示す平面図である。
動車のドア部を示す平面図である。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは、溶接部の外観を示す平
面図である。
面図である。
【図４】溶接部における溶接強度を示すグラフである。
１０ａ、１０ｂ…めっき鋼板 １２ａ、１２ｂ…鋼板 １４ａ、１４ｂ…めっき層 ２０…１次溶接部 ２２…穴 ２４…突起 ３０…２次溶接部 Ｌ…レーザビーム ｆ１、ｆ２…焦点位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 武司 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4E068 BF00 CA11 DB15
Claims (2)
- 【請求項１】めっき鋼板を含む少なくとも２枚の互いに
重ね合わされた板材にレーザビームを照射して溶接処理
を施すための、めっき鋼板のレーザ溶接方法において、 前記レーザビームの焦点位置を前記互いに重ね合わされ
た板材中またはこれら板材の近傍位置に合わせてこれら
板材を溶接する第１の溶接工程と、 前記レーザビームの焦点位置を前記互いに重ね合わされ
た板材から離れる方向に所定距離だけずらしてこれら板
材を再溶接する第２の溶接工程と、 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、 前記第２の溶接工程における前記レーザビームの焦点位
置は、前記第１の溶接工程における焦点位置から後退さ
れていることを特徴とするめっき鋼板のレーザ溶接方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34858499A JP4185638B2 (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | めっき鋼板のレーザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34858499A JP4185638B2 (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | めっき鋼板のレーザ溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001162389A true JP2001162389A (ja) | 2001-06-19 |
| JP4185638B2 JP4185638B2 (ja) | 2008-11-26 |
Family
ID=18398007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34858499A Expired - Fee Related JP4185638B2 (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | めっき鋼板のレーザ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4185638B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004181476A (ja) * | 2002-12-02 | 2004-07-02 | Honda Motor Co Ltd | アルミメッキ鋼板のレーザ溶接方法及び溶接部構造 |
| JP2009148781A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Mazda Motor Corp | レーザ溶接方法 |
| JP2009262186A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Toa Kogyo Kk | 金属メッキ板のレーザー溶接方法 |
| JP2012240083A (ja) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Nippon Steel Corp | 耐遅れ破壊特性に優れた鋼板溶接部の製造方法およびその溶接部を有する鋼構造物 |
-
1999
- 1999-12-08 JP JP34858499A patent/JP4185638B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004181476A (ja) * | 2002-12-02 | 2004-07-02 | Honda Motor Co Ltd | アルミメッキ鋼板のレーザ溶接方法及び溶接部構造 |
| JP2009148781A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Mazda Motor Corp | レーザ溶接方法 |
| JP2009262186A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Toa Kogyo Kk | 金属メッキ板のレーザー溶接方法 |
| JP4612076B2 (ja) * | 2008-04-24 | 2011-01-12 | 東亜工業株式会社 | 金属メッキ板のレーザー溶接方法 |
| JP2012240083A (ja) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Nippon Steel Corp | 耐遅れ破壊特性に優れた鋼板溶接部の製造方法およびその溶接部を有する鋼構造物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4185638B2 (ja) | 2008-11-26 |
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