JP2001212688A - レーザ溶接方法および装置 - Google Patents
レーザ溶接方法および装置Info
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- JP2001212688A JP2001212688A JP2000021509A JP2000021509A JP2001212688A JP 2001212688 A JP2001212688 A JP 2001212688A JP 2000021509 A JP2000021509 A JP 2000021509A JP 2000021509 A JP2000021509 A JP 2000021509A JP 2001212688 A JP2001212688 A JP 2001212688A
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/147—Features outside the nozzle for feeding the fluid stream towards the workpiece
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】溶接部に酸化が生じることを防止することが可
能なレーザ溶接方法および装置を得る。 【解決手段】レーザ溶接装置１０を構成するヘッド部１
２は、レーザ収束部１６が結合されたレーザ照射管１４
を備えている。レーザ照射管１４には、主シールドガス
Ｇａを噴射する主噴射部３０が同軸状かつ回転自在に装
着されている。主噴射部３０には、結合部４８を介し
て、副シールドガスＧｂを噴射する副噴射部５０が一体
的に取り付けられている。主噴射部３０および副噴射部
５０は、モータ３２の駆動作用下に、レーザ照射管１４
を中心に回転する。これら主噴射部３０および副噴射部
５０の回転に伴って、副噴射部５０から副シールドガス
Ｇｂが噴射する方向が、溶接部Ｂを倣うように変位され
る。
能なレーザ溶接方法および装置を得る。 【解決手段】レーザ溶接装置１０を構成するヘッド部１
２は、レーザ収束部１６が結合されたレーザ照射管１４
を備えている。レーザ照射管１４には、主シールドガス
Ｇａを噴射する主噴射部３０が同軸状かつ回転自在に装
着されている。主噴射部３０には、結合部４８を介し
て、副シールドガスＧｂを噴射する副噴射部５０が一体
的に取り付けられている。主噴射部３０および副噴射部
５０は、モータ３２の駆動作用下に、レーザ照射管１４
を中心に回転する。これら主噴射部３０および副噴射部
５０の回転に伴って、副噴射部５０から副シールドガス
Ｇｂが噴射する方向が、溶接部Ｂを倣うように変位され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ溶接方法お
よび装置に関し、一層詳細には、溶接部の酸化を確実に
防止することが可能なレーザ溶接方法および装置に関す
る。
よび装置に関し、一層詳細には、溶接部の酸化を確実に
防止することが可能なレーザ溶接方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋼板等のワークにレーザ溶接を施
す際には、ワークの溶接部の酸化防止を図るために、ワ
ークにおけるレーザ光の被照射部をシールドガスによっ
て覆わせるようにしていた。
す際には、ワークの溶接部の酸化防止を図るために、ワ
ークにおけるレーザ光の被照射部をシールドガスによっ
て覆わせるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
光の被照射部を連続的に移動させながら溶接を行う場合
には、溶接部が高温状態であり、酸素に対する活性が高
い状態にあるうちに、溶接部がシールドガスで覆われた
領域の外に出てしまう場合がある。このため、溶接部の
酸化を確実に防止することができなくなるおそれがあ
る。
光の被照射部を連続的に移動させながら溶接を行う場合
には、溶接部が高温状態であり、酸素に対する活性が高
い状態にあるうちに、溶接部がシールドガスで覆われた
領域の外に出てしまう場合がある。このため、溶接部の
酸化を確実に防止することができなくなるおそれがあ
る。
【０００４】酸化が生じた溶接部には、酸化皮膜が形成
される。この酸化皮膜は、塗装作業によって溶接部上に
形成された塗膜の密着性を低下させる原因となる。従っ
て、酸化が生じた溶接部に対しては、塗装作業を行う前
に、酸化皮膜を除去する工程が必要となる。
される。この酸化皮膜は、塗装作業によって溶接部上に
形成された塗膜の密着性を低下させる原因となる。従っ
て、酸化が生じた溶接部に対しては、塗装作業を行う前
に、酸化皮膜を除去する工程が必要となる。
【０００５】すなわち、溶接部に酸化が生じた場合に
は、溶接および塗装作業の工程数が増加し、これら作業
に要するコストが増大するという不都合があった。
は、溶接および塗装作業の工程数が増加し、これら作業
に要するコストが増大するという不都合があった。
【０００６】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、溶接部の酸化を確実に防止するこ
とが可能なレーザ溶接方法および装置を提供することを
目的とする。
なされたものであり、溶接部の酸化を確実に防止するこ
とが可能なレーザ溶接方法および装置を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ溶接
方法は、レーザ光をワークの被照射部に照射させる工程
と、前記被照射部を連続的に変位させる工程と、前記レ
ーザ光の照射時に前記被照射部を主シールドガスで覆わ
せる工程と、前記被照射部の軌跡に沿って形成された溶
接部を、副シールドガスによって、前記主シールドガス
と連続的に覆わせる工程と、前記副シールドガスの噴射
方向を前記溶接部に倣わせる工程とを含んでいる（請求
項１記載の発明）。
方法は、レーザ光をワークの被照射部に照射させる工程
と、前記被照射部を連続的に変位させる工程と、前記レ
ーザ光の照射時に前記被照射部を主シールドガスで覆わ
せる工程と、前記被照射部の軌跡に沿って形成された溶
接部を、副シールドガスによって、前記主シールドガス
と連続的に覆わせる工程と、前記副シールドガスの噴射
方向を前記溶接部に倣わせる工程とを含んでいる（請求
項１記載の発明）。
【０００８】このため、主シールドガスおよび副シール
ドガスによって溶接部を確実にシールドし、溶接部に酸
化が生じることを確実に防ぐことができる。
ドガスによって溶接部を確実にシールドし、溶接部に酸
化が生じることを確実に防ぐことができる。
【０００９】この場合、前記溶接部は、約３００℃以下
まで冷却された後に、前記主シールドガスおよび前記副
シールドガスで覆われた領域の外に出される（請求項２
記載の発明）。このため、溶接部に酸化が生じることを
一層確実に防ぐことができる。
まで冷却された後に、前記主シールドガスおよび前記副
シールドガスで覆われた領域の外に出される（請求項２
記載の発明）。このため、溶接部に酸化が生じることを
一層確実に防ぐことができる。
【００１０】本発明に係るレーザ溶接装置は、レーザ発
振器から導入されたレーザ光を収束させてワークに照射
するレーザヘッドと、前記レーザヘッドを移動させるレ
ーザヘッド移動機構と、前記レーザヘッドとともに移動
しつつ、前記ワークにおける前記レーザ光の被照射部を
覆わせるように主シールドガスを噴射する主噴射部と、
前記レーザヘッドとともに移動しつつ、前記ワークにお
ける前記被照射部の軌跡に沿って形成された溶接部を前
記主シールドガスと連続的に覆わせるように副シールド
ガスを噴射する副噴射部と、前記副噴射部からの前記副
シールドガスの噴射方向を前記溶接部に倣わせるべく、
該副噴射部を前記レーザヘッドに対して変位させる副噴
射部変位機構とを有している（請求項３記載の発明）。
振器から導入されたレーザ光を収束させてワークに照射
するレーザヘッドと、前記レーザヘッドを移動させるレ
ーザヘッド移動機構と、前記レーザヘッドとともに移動
しつつ、前記ワークにおける前記レーザ光の被照射部を
覆わせるように主シールドガスを噴射する主噴射部と、
前記レーザヘッドとともに移動しつつ、前記ワークにお
ける前記被照射部の軌跡に沿って形成された溶接部を前
記主シールドガスと連続的に覆わせるように副シールド
ガスを噴射する副噴射部と、前記副噴射部からの前記副
シールドガスの噴射方向を前記溶接部に倣わせるべく、
該副噴射部を前記レーザヘッドに対して変位させる副噴
射部変位機構とを有している（請求項３記載の発明）。
【００１１】このため、主シールドガスおよび副シール
ドガスによって溶接部を確実にシールドし、溶接部に酸
化が生じることを確実に防ぐことができる。
ドガスによって溶接部を確実にシールドし、溶接部に酸
化が生じることを確実に防ぐことができる。
【００１２】また、前記副噴射部は前記レーザヘッドに
対して回転自在であり、前記副噴射部変位機構は、前記
副噴射部を前記レーザヘッドに対して回転させる回転機
構である（請求項４記載の発明）。
対して回転自在であり、前記副噴射部変位機構は、前記
副噴射部を前記レーザヘッドに対して回転させる回転機
構である（請求項４記載の発明）。
【００１３】このため、副噴射部をレーザヘッドに対し
て回転させるという簡単な動作によって、副噴射部から
副シールドガスが噴射する方向を溶接部に倣わせる作業
を確実に実行させることができる。
て回転させるという簡単な動作によって、副噴射部から
副シールドガスが噴射する方向を溶接部に倣わせる作業
を確実に実行させることができる。
【００１４】この場合、前記主噴射部を前記レーザヘッ
ドに回転自在に装着し、前記副噴射部を前記主噴射部に
一体的に取り付けるようにしてもよい（請求項５記載の
発明）。
ドに回転自在に装着し、前記副噴射部を前記主噴射部に
一体的に取り付けるようにしてもよい（請求項５記載の
発明）。
【００１５】また、前記溶接部は、約３００℃以下まで
冷却された後に、前記主シールドガスおよび前記副シー
ルドガスで覆われた領域の外に出される（請求項６記載
の発明）。このため、溶接部に酸化が生じることを一層
確実に防ぐことができる。
冷却された後に、前記主シールドガスおよび前記副シー
ルドガスで覆われた領域の外に出される（請求項６記載
の発明）。このため、溶接部に酸化が生じることを一層
確実に防ぐことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に係るレーザ溶接方法につ
いて、それを実施する装置との関係において好適な実施
の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。
いて、それを実施する装置との関係において好適な実施
の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。
【００１７】図１は、本実施の形態に係るレーザ溶接装
置１０の概略的なブロック構成を示している。また、図
２は、レーザ溶接装置１０を構成するヘッド部１２を斜
視的に示している。
置１０の概略的なブロック構成を示している。また、図
２は、レーザ溶接装置１０を構成するヘッド部１２を斜
視的に示している。
【００１８】図１および図２に示すように、ヘッド部１
２は、レーザ照射管１４を備えている。また、図１に示
すように、このレーザ照射管１４の上端部には、図示し
ない集束光学系等を備えたレーザ収束部１６が結合され
ている。この場合、レーザ発振器２０からレーザ収束部
１６に導入されたレーザ光Ｌは、レーザ収束部１６にお
いて収束された後に、レーザ照射管１４を通ってワーク
Ｗの所望の被照射部Ａに照射される（図２参照）。すな
わち、レーザ照射管１４およびレーザ収束部１６によっ
て、レーザ光Ｌを収束させてワークＷに照射するレーザ
ヘッドが構成されている。
２は、レーザ照射管１４を備えている。また、図１に示
すように、このレーザ照射管１４の上端部には、図示し
ない集束光学系等を備えたレーザ収束部１６が結合され
ている。この場合、レーザ発振器２０からレーザ収束部
１６に導入されたレーザ光Ｌは、レーザ収束部１６にお
いて収束された後に、レーザ照射管１４を通ってワーク
Ｗの所望の被照射部Ａに照射される（図２参照）。すな
わち、レーザ照射管１４およびレーザ収束部１６によっ
て、レーザ光Ｌを収束させてワークＷに照射するレーザ
ヘッドが構成されている。
【００１９】本実施の形態においては、ワークＷは鋼板
であるが、鉄合金、アルミニウム合金等の金属製材料か
らなるワークＷに本実施の形態を適用することも可能で
ある。また、図３に示すように、ワークＷは、例えば、
自動車を構成するドア部２２であってもよく、特に、ド
ア部２２の前端部の中央部分（図３中、破線で囲まれた
領域内の部分）、すなわち、溶接部（レーザ光Ｌの照射
によって溶接が施された部分：ビード）Ｂが外部に露呈
する部分であってもよい。
であるが、鉄合金、アルミニウム合金等の金属製材料か
らなるワークＷに本実施の形態を適用することも可能で
ある。また、図３に示すように、ワークＷは、例えば、
自動車を構成するドア部２２であってもよく、特に、ド
ア部２２の前端部の中央部分（図３中、破線で囲まれた
領域内の部分）、すなわち、溶接部（レーザ光Ｌの照射
によって溶接が施された部分：ビード）Ｂが外部に露呈
する部分であってもよい。
【００２０】図１および図２に示すように、レーザ照射
管１４には、ノズル状に形成された主噴射部３０が同軸
状かつ回転自在に装着されている。主噴射部３０の上面
部には、モータ３２が設けられており、このモータ３２
の駆動軸に装着されたギア３４は、レーザ照射管１４に
同軸状に固定されたギア３６と連結されている。この場
合、図１に示すように、ドライバ３８からの駆動電流に
よってモータ３２が回転駆動されると、これに伴って、
主噴射部３０がレーザ照射管１４を中心に回転する。す
なわち、モータ３２およびギア３４、３６は、主噴射部
３０および後述する副噴射部５０をレーザ照射管１４に
対して回転させる回転機構を構成している。
管１４には、ノズル状に形成された主噴射部３０が同軸
状かつ回転自在に装着されている。主噴射部３０の上面
部には、モータ３２が設けられており、このモータ３２
の駆動軸に装着されたギア３４は、レーザ照射管１４に
同軸状に固定されたギア３６と連結されている。この場
合、図１に示すように、ドライバ３８からの駆動電流に
よってモータ３２が回転駆動されると、これに伴って、
主噴射部３０がレーザ照射管１４を中心に回転する。す
なわち、モータ３２およびギア３４、３６は、主噴射部
３０および後述する副噴射部５０をレーザ照射管１４に
対して回転させる回転機構を構成している。
【００２１】図１および図２に示すように、主噴射部３
０の上面部には、給気口４０が設けられており、図１に
示すシールドガス源４２からガス量制御装置４４を介し
てこの給気口４０に供給されたシールドガス（アルゴ
ン、ヘリウム、二酸化炭素、窒素等のガス）Ｇは、主噴
射部３０の内部を通って、主噴射部３０の下端部に形成
された主噴射口４６から主シールドガスＧａとして噴射
される。この場合、主噴射口４６は、レーザ照射管１４
の下端部を囲むように形成されており、この主噴射口４
６からの主シールドガスＧａは、レーザ光Ｌの照射方向
と同じ方向に向けて噴射される。
０の上面部には、給気口４０が設けられており、図１に
示すシールドガス源４２からガス量制御装置４４を介し
てこの給気口４０に供給されたシールドガス（アルゴ
ン、ヘリウム、二酸化炭素、窒素等のガス）Ｇは、主噴
射部３０の内部を通って、主噴射部３０の下端部に形成
された主噴射口４６から主シールドガスＧａとして噴射
される。この場合、主噴射口４６は、レーザ照射管１４
の下端部を囲むように形成されており、この主噴射口４
６からの主シールドガスＧａは、レーザ光Ｌの照射方向
と同じ方向に向けて噴射される。
【００２２】また、図１および図２に示すように、主噴
射部３０には、結合部４８を介して副噴射部５０が一体
的に取り付けられている。図１に示すように、副噴射部
５０は、結合部４８を介して主噴射部３０と連通してい
る。また、副噴射部５０の下端部には副噴射口５２が形
成されている。そして、主噴射部３０から結合部４８を
介して供給されたシールドガスＧは、この副噴射口５２
から副シールドガスＧｂとして噴射される。
射部３０には、結合部４８を介して副噴射部５０が一体
的に取り付けられている。図１に示すように、副噴射部
５０は、結合部４８を介して主噴射部３０と連通してい
る。また、副噴射部５０の下端部には副噴射口５２が形
成されている。そして、主噴射部３０から結合部４８を
介して供給されたシールドガスＧは、この副噴射口５２
から副シールドガスＧｂとして噴射される。
【００２３】図１および図２に示すように、副噴射口５
２からの副シールドガスＧｂの噴射方向は、主噴射部３
０の主噴射口４６からの主シールドガスＧａの噴射方向
と略平行となるように設定されている。また、副噴射口
５２から噴射される副シールドガスＧｂの広がり角度
は、主噴射口４６から噴射される主シールドガスＧａの
広がり角度よりも広角となるように設定されている。す
なわち、副噴射口５２からの副シールドガスＧｂは、主
噴射口４６からの主シールドガスＧａよりも広い領域を
覆うこととなる。
２からの副シールドガスＧｂの噴射方向は、主噴射部３
０の主噴射口４６からの主シールドガスＧａの噴射方向
と略平行となるように設定されている。また、副噴射口
５２から噴射される副シールドガスＧｂの広がり角度
は、主噴射口４６から噴射される主シールドガスＧａの
広がり角度よりも広角となるように設定されている。す
なわち、副噴射口５２からの副シールドガスＧｂは、主
噴射口４６からの主シールドガスＧａよりも広い領域を
覆うこととなる。
【００２４】この場合、主噴射部３０からの主シールド
ガスＧａおよび副噴射部５０からの副シールドガスＧｂ
は、連続したシールド領域をワークＷ上に形成する。な
お、主噴射部３０からの主シールドガスＧａの噴射量お
よび副噴射部５０からの副シールドガスＧｂの噴射量
は、ガス量制御装置４４において制御されている。
ガスＧａおよび副噴射部５０からの副シールドガスＧｂ
は、連続したシールド領域をワークＷ上に形成する。な
お、主噴射部３０からの主シールドガスＧａの噴射量お
よび副噴射部５０からの副シールドガスＧｂの噴射量
は、ガス量制御装置４４において制御されている。
【００２５】結合部４８の下面部には、ＣＣＤカメラ５
６が設けられている。このＣＣＤカメラ５６の視野は、
図２に示す溶接部Ｂ上に向けられている。そして、図１
に示すように、ＣＣＤカメラ５６によって得られた溶接
部Ｂの画像情報は、画像認識部５８に送られる。
６が設けられている。このＣＣＤカメラ５６の視野は、
図２に示す溶接部Ｂ上に向けられている。そして、図１
に示すように、ＣＣＤカメラ５６によって得られた溶接
部Ｂの画像情報は、画像認識部５８に送られる。
【００２６】ヘッド部１２には、レーザヘッド移動機構
６０を構成するアーム６２が連結されている。そして、
ヘッド部１２は、レーザヘッド移動機構６０によって、
所望の経路に沿って移動される。
６０を構成するアーム６２が連結されている。そして、
ヘッド部１２は、レーザヘッド移動機構６０によって、
所望の経路に沿って移動される。
【００２７】レーザ溶接装置１０は、システムコントロ
ーラ７０を備えている。このシステムコントローラ７０
は、レーザ発振器２０、ドライバ３８、ガス量制御装置
４４およびレーザヘッド移動機構６０とそれぞれ電気的
に接続されており、これらレーザ発振器２０、ドライバ
３８、ガス量制御装置４４およびレーザヘッド移動機構
６０は、システムコントローラ７０からの制御信号によ
って制御されている。
ーラ７０を備えている。このシステムコントローラ７０
は、レーザ発振器２０、ドライバ３８、ガス量制御装置
４４およびレーザヘッド移動機構６０とそれぞれ電気的
に接続されており、これらレーザ発振器２０、ドライバ
３８、ガス量制御装置４４およびレーザヘッド移動機構
６０は、システムコントローラ７０からの制御信号によ
って制御されている。
【００２８】また、システムコントローラ７０は、画像
認識部５８と電気的に接続されており、システムコント
ローラ７０には、この画像認識部５８を介して、ＣＣＤ
カメラ５６からの画像情報が供給される。
認識部５８と電気的に接続されており、システムコント
ローラ７０には、この画像認識部５８を介して、ＣＣＤ
カメラ５６からの画像情報が供給される。
【００２９】レーザ溶接装置１０は、ティーチングボッ
クス７２を備えており、このティーチングボックス７２
を介して作業者によって入力された動作手順は、システ
ムコントローラ７０に供給される。システムコントロー
ラ７０は、この動作手順に従ってレーザ発振器２０、ド
ライバ３８、ガス量制御装置４４、レーザヘッド移動機
構６０等を制御することによって、ヘッド部１２を介し
て所定の溶接動作を実行させる。
クス７２を備えており、このティーチングボックス７２
を介して作業者によって入力された動作手順は、システ
ムコントローラ７０に供給される。システムコントロー
ラ７０は、この動作手順に従ってレーザ発振器２０、ド
ライバ３８、ガス量制御装置４４、レーザヘッド移動機
構６０等を制御することによって、ヘッド部１２を介し
て所定の溶接動作を実行させる。
【００３０】次に、以上のように構成されたレーザ溶接
装置１０による、主に、溶接作業時の動作について説明
する。
装置１０による、主に、溶接作業時の動作について説明
する。
【００３１】図４は、ヘッド部１２の移動経路を平面視
的に示している。この図４中、１点鎖線は、ワークＷに
溶接を施すべき所望の経路Ｃを示している。この経路Ｃ
は、図１に示すティーチングボックス７２を介して、作
業者によって教示される。
的に示している。この図４中、１点鎖線は、ワークＷに
溶接を施すべき所望の経路Ｃを示している。この経路Ｃ
は、図１に示すティーチングボックス７２を介して、作
業者によって教示される。
【００３２】図１に示すように、システムコントローラ
７０からの制御信号に従って、レーザ発振器２０からヘ
ッド部１２のレーザ収束部１６にレーザ光Ｌが導入され
ると、このレーザ光Ｌは、レーザ収束部１６において収
束された後に、図２に示すワークＷの被照射部Ａに照射
される。なお、レーザ発振器２０からのレーザ光Ｌの出
力は、システムコントローラ７０からの制御信号によっ
て制御されている。
７０からの制御信号に従って、レーザ発振器２０からヘ
ッド部１２のレーザ収束部１６にレーザ光Ｌが導入され
ると、このレーザ光Ｌは、レーザ収束部１６において収
束された後に、図２に示すワークＷの被照射部Ａに照射
される。なお、レーザ発振器２０からのレーザ光Ｌの出
力は、システムコントローラ７０からの制御信号によっ
て制御されている。
【００３３】図１および図４に示すように、レーザ光Ｌ
の被照射部Ａを図４の経路Ｃに沿って変位させるよう
に、レーザヘッド移動機構６０がシステムコントローラ
７０からの制御信号に従って駆動される。このとき、図
２に示すように、被照射部Ａの軌跡に沿って、溶接部Ｂ
が連続的に形成される。
の被照射部Ａを図４の経路Ｃに沿って変位させるよう
に、レーザヘッド移動機構６０がシステムコントローラ
７０からの制御信号に従って駆動される。このとき、図
２に示すように、被照射部Ａの軌跡に沿って、溶接部Ｂ
が連続的に形成される。
【００３４】図４に示すように、経路Ｃが曲線状である
場合には、ヘッド部１２の移動に伴って、副噴射部５０
から副シールドガスＧｂを噴射させる方向を溶接部Ｂに
向けて変更する必要がある。
場合には、ヘッド部１２の移動に伴って、副噴射部５０
から副シールドガスＧｂを噴射させる方向を溶接部Ｂに
向けて変更する必要がある。
【００３５】例えば、ヘッド部１２が、位置ａから位置
ｂまで移動した場合、すなわち、ヘッド部１２が右方向
にカーブしながら移動した場合には、図１に示すシステ
ムコントローラ７０からの制御信号に従ってモータ３２
を回転させて、副噴射部５０を右方向に変位させるよう
にする。
ｂまで移動した場合、すなわち、ヘッド部１２が右方向
にカーブしながら移動した場合には、図１に示すシステ
ムコントローラ７０からの制御信号に従ってモータ３２
を回転させて、副噴射部５０を右方向に変位させるよう
にする。
【００３６】また、ヘッド部１２が位置ｂから位置ｃま
で移動した場合、すなわち、ヘッド部１２が左方向にカ
ーブしながら移動した場合には、副噴射部５０を左方向
に変位させるようにする。
で移動した場合、すなわち、ヘッド部１２が左方向にカ
ーブしながら移動した場合には、副噴射部５０を左方向
に変位させるようにする。
【００３７】この場合、副噴射部５０を回転させる角度
は、ティーチングボックス７２を介して予め設定してお
くようにしてもよく、または、ティーチングされた経路
Ｃから自動的に算出するようにしてもよい。さらには、
ＣＣＤカメラ５６で得られた画像に基づく画像処理によ
って、副噴射部５０が溶接部Ｂを追尾するようにしても
よい。
は、ティーチングボックス７２を介して予め設定してお
くようにしてもよく、または、ティーチングされた経路
Ｃから自動的に算出するようにしてもよい。さらには、
ＣＣＤカメラ５６で得られた画像に基づく画像処理によ
って、副噴射部５０が溶接部Ｂを追尾するようにしても
よい。
【００３８】このように、副噴射部５０からの副シール
ドガスＧｂの噴射方向を溶接部Ｂに倣わせる（追従させ
る）ことによって、図２に示すように、被照射部Ａおよ
び該被照射部Ａから所定の距離ｄの範囲内に含まれる溶
接部Ｂは、主シールドガスＧａおよび副シールドガスＧ
ｂで覆われることになる。
ドガスＧｂの噴射方向を溶接部Ｂに倣わせる（追従させ
る）ことによって、図２に示すように、被照射部Ａおよ
び該被照射部Ａから所定の距離ｄの範囲内に含まれる溶
接部Ｂは、主シールドガスＧａおよび副シールドガスＧ
ｂで覆われることになる。
【００３９】この場合、距離ｄは、ヘッド部１２を２〜
４ｍ／ｍｉｎ程度の高速で移動させた場合に、溶接部Ｂ
の温度Ｔが約３００℃（好ましくは、２９８℃）まで低
下した後に、溶接部Ｂが主シールドガスＧａおよび副シ
ールドガスＧｂによるシールド領域の外に出るような距
離（例えば、ｄ＝０．１ｍ）に設定される。なお、温度
Ｔ（２９８℃）は、ワークＷを構成する金属（この場
合、鉄）の酸素に対する活性が十分に低下する温度であ
る。従って、温度Ｔは、ワークＷを構成する金属の種類
に応じて変化することとなる。
４ｍ／ｍｉｎ程度の高速で移動させた場合に、溶接部Ｂ
の温度Ｔが約３００℃（好ましくは、２９８℃）まで低
下した後に、溶接部Ｂが主シールドガスＧａおよび副シ
ールドガスＧｂによるシールド領域の外に出るような距
離（例えば、ｄ＝０．１ｍ）に設定される。なお、温度
Ｔ（２９８℃）は、ワークＷを構成する金属（この場
合、鉄）の酸素に対する活性が十分に低下する温度であ
る。従って、温度Ｔは、ワークＷを構成する金属の種類
に応じて変化することとなる。
【００４０】なお、主シールドガスＧａおよび副シール
ドガスＧｂは、溶接部Ｂの冷却にも寄与している。
ドガスＧｂは、溶接部Ｂの冷却にも寄与している。
【００４１】図１および図２に示すように、溶接部Ｂの
画像はＣＣＤカメラ５６で撮像され、得られた画像情報
は画像認識部５８を介してシステムコントローラ７０に
送られる。そして、この画像情報に基づく溶接部Ｂの画
像が、図示しないモニタ等に表示される。このため、作
業者は、この画像から溶接部Ｂの溶接品質を確認するこ
とができる。
画像はＣＣＤカメラ５６で撮像され、得られた画像情報
は画像認識部５８を介してシステムコントローラ７０に
送られる。そして、この画像情報に基づく溶接部Ｂの画
像が、図示しないモニタ等に表示される。このため、作
業者は、この画像から溶接部Ｂの溶接品質を確認するこ
とができる。
【００４２】このように、本実施の形態においては、レ
ーザ光Ｌの被照射部Ａに向けて主シールドガスＧａを噴
射する主噴射部３０に加えて、被照射部Ａから所定の距
離ｄの範囲内に含まれる溶接部Ｂを覆わせるべく、溶接
部Ｂに向けて副シールドガスＧｂを噴射する副噴射部５
０を設けるようにしている。
ーザ光Ｌの被照射部Ａに向けて主シールドガスＧａを噴
射する主噴射部３０に加えて、被照射部Ａから所定の距
離ｄの範囲内に含まれる溶接部Ｂを覆わせるべく、溶接
部Ｂに向けて副シールドガスＧｂを噴射する副噴射部５
０を設けるようにしている。
【００４３】このため、溶接部Ｂは、温度が所定の温度
Ｔまで低下した後に、主シールドガスＧａおよび副シー
ルドガスＧｂによるシールド領域の外に出ることとな
る。従って、溶接部Ｂに酸化皮膜（ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、
Ｆｅ3Ｏ4等）が形成されることを確実に防止することが
できる。この場合、塗装作業によって溶接部Ｂ上に形成
された塗膜の密着性が低下することがなく、その結果、
溶接部Ｂにおける優れた外観品質および耐食性を得るこ
とができる。
Ｔまで低下した後に、主シールドガスＧａおよび副シー
ルドガスＧｂによるシールド領域の外に出ることとな
る。従って、溶接部Ｂに酸化皮膜（ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、
Ｆｅ3Ｏ4等）が形成されることを確実に防止することが
できる。この場合、塗装作業によって溶接部Ｂ上に形成
された塗膜の密着性が低下することがなく、その結果、
溶接部Ｂにおける優れた外観品質および耐食性を得るこ
とができる。
【００４４】また、副噴射部５０は、レーザ照射管１４
と一体的に移動し、溶接部Ｂが曲線状となっている場合
には、溶接部Ｂの位置の変化に追従すべく、レーザ照射
管１４に対して変位駆動される。このため、被照射部Ａ
から所定の距離ｄの範囲内に含まれる溶接部Ｂを確実に
シールドし、溶接部Ｂに酸化が生じることを確実に防止
することができる。
と一体的に移動し、溶接部Ｂが曲線状となっている場合
には、溶接部Ｂの位置の変化に追従すべく、レーザ照射
管１４に対して変位駆動される。このため、被照射部Ａ
から所定の距離ｄの範囲内に含まれる溶接部Ｂを確実に
シールドし、溶接部Ｂに酸化が生じることを確実に防止
することができる。
【００４５】この場合、副噴射部５０は、レーザ照射管
１４に対して回転自在な主噴射部３０に一体的に装着さ
れている。このため、主噴射部３０および副噴射部５０
をレーザ照射管１４に対して回転させるという簡単な動
作によって、副噴射部５０から副シールドガスＧｂが噴
射する方向を溶接部Ｂに倣わせる作業を確実に実行させ
ることができる。
１４に対して回転自在な主噴射部３０に一体的に装着さ
れている。このため、主噴射部３０および副噴射部５０
をレーザ照射管１４に対して回転させるという簡単な動
作によって、副噴射部５０から副シールドガスＧｂが噴
射する方向を溶接部Ｂに倣わせる作業を確実に実行させ
ることができる。
【００４６】
【発明の効果】本発明に係るレーザ溶接方法および装置
によれば、主噴射部からの主シールドガスおよび副噴射
部からの副シールドガスによって、ワークの溶接部をシ
ールドさせるようにしている。この場合、副噴射部は、
溶接部に倣わせるように変位駆動される。このため、溶
接部を確実にシールドし、溶接部に酸化が生じることを
確実に防止することができる。
によれば、主噴射部からの主シールドガスおよび副噴射
部からの副シールドガスによって、ワークの溶接部をシ
ールドさせるようにしている。この場合、副噴射部は、
溶接部に倣わせるように変位駆動される。このため、溶
接部を確実にシールドし、溶接部に酸化が生じることを
確実に防止することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るレーザ溶接装置の概
略的な構成を示すブロック図である。
略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１のレーザ溶接装置を構成するヘッド部を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図３】ワークとしての自動車のドア部を示す平面図で
ある。
ある。
【図４】図２のヘッド部の移動経路を示す平面図であ
る。
る。
１０…レーザ溶接装置 １２…ヘッド部 １４…レーザ照射管 １６…レーザ収束部 ２０…レーザ発振器 ３０…主噴射部 ３２…モータ ３４、３６…ギア ３８…ドライバ ４２…シールドガス源 ４４…ガス量制御装置 ４６…主噴射口 ５０…副噴射部 ５２…副噴射口 ５６…ＣＣＤカメラ ５８…画像認識部 ６０…レーザヘッド移動機構 ７０…システムコント
ローラ ７２…ティーチングボックス
ローラ ７２…ティーチングボックス
Claims (6)
- 【請求項１】レーザ光をワークの被照射部に照射させる
工程と、 前記被照射部を連続的に変位させる工程と、 前記レーザ光の照射時に前記被照射部を主シールドガス
で覆わせる工程と、 前記被照射部の軌跡に沿って形成された溶接部を、副シ
ールドガスによって、前記主シールドガスと連続的に覆
わせる工程と、 前記副シールドガスの噴射方向を前記溶接部に倣わせる
工程と、 を含むことを特徴とするレーザ溶接方法。 - 【請求項２】請求項１記載のレーザ溶接方法において、 前記溶接部は、約３００℃以下まで冷却された後に、前
記主シールドガスおよび前記副シールドガスで覆われた
領域の外に出されることを特徴とするレーザ溶接方法。 - 【請求項３】レーザ発振器から導入されたレーザ光を収
束させてワークに照射するレーザヘッドと、 前記レーザヘッドを移動させるレーザヘッド移動機構
と、 前記レーザヘッドとともに移動しつつ、前記ワークにお
ける前記レーザ光の被照射部を覆わせるように主シール
ドガスを噴射する主噴射部と、 前記レーザヘッドとともに移動しつつ、前記ワークにお
ける前記被照射部の軌跡に沿って形成された溶接部を前
記主シールドガスと連続的に覆わせるように副シールド
ガスを噴射する副噴射部と、 前記副噴射部からの前記副シールドガスの噴射方向を前
記溶接部に倣わせるべく、該副噴射部を前記レーザヘッ
ドに対して変位させる副噴射部変位機構と、 を有することを特徴とするレーザ溶接装置。 - 【請求項４】請求項３記載のレーザ溶接装置において、 前記副噴射部は前記レーザヘッドに対して回転自在であ
り、 前記副噴射部変位機構は、前記副噴射部を前記レーザヘ
ッドに対して回転させる回転機構であることを特徴とす
るレーザ溶接装置。 - 【請求項５】請求項４記載のレーザ溶接装置において、 前記主噴射部は前記レーザヘッドに回転自在に装着され
ており、 前記副噴射部は前記主噴射部に一体的に取り付けられて
いることを特徴とするレーザ溶接装置。 - 【請求項６】請求項３〜５のいずれか１項に記載のレー
ザ溶接装置において、 前記溶接部は、約３００℃以下まで冷却された後に、前
記主シールドガスおよび前記副シールドガスで覆われた
領域の外に出されることを特徴とするレーザ溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000021509A JP4583535B2 (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | レーザ溶接方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000021509A JP4583535B2 (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | レーザ溶接方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001212688A true JP2001212688A (ja) | 2001-08-07 |
| JP4583535B2 JP4583535B2 (ja) | 2010-11-17 |
Family
ID=18547909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000021509A Expired - Fee Related JP4583535B2 (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | レーザ溶接方法および装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4583535B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015526298A (ja) * | 2012-08-31 | 2015-09-10 | ポスコ | レーザ溶接方法及びこれを用いたレーザ溶接部材 |
| CN105817621A (zh) * | 2015-01-27 | 2016-08-03 | 通用电器技术有限公司 | 用于加工材料的方法 |
| CN113573835A (zh) * | 2019-03-13 | 2021-10-29 | 本田技研工业株式会社 | 钎焊方法和钎焊装置 |
| DE112018008088B4 (de) | 2018-12-03 | 2022-07-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62151091U (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-25 | ||
| JPH02284789A (ja) * | 1989-04-27 | 1990-11-22 | Amada Co Ltd | レーザ加工機 |
| JPH05208290A (ja) * | 1992-01-31 | 1993-08-20 | Amada Co Ltd | レーザ溶接装置のアシストガス噴射制御装置 |
| JPH07100681A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-18 | Honda Motor Co Ltd | アルミニウム等の金属材のレーザー切断方法及び同レーザー切断用ノズル |
| JPH10328876A (ja) * | 1997-06-02 | 1998-12-15 | Nippon Koki Co Ltd | レーザ加工方法およびその装置 |
| JPH11788A (ja) * | 1997-04-11 | 1999-01-06 | Amada Co Ltd | レーザ加工方法およびこの加工方法に用いるレーザ加工機のノズル |
| JPH11104879A (ja) * | 1997-10-01 | 1999-04-20 | Nkk Corp | レーザ切断ノズルおよびレーザ切断方法 |
-
2000
- 2000-01-31 JP JP2000021509A patent/JP4583535B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| DE112018008088B4 (de) | 2018-12-03 | 2022-07-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren |
| CN113573835A (zh) * | 2019-03-13 | 2021-10-29 | 本田技研工业株式会社 | 钎焊方法和钎焊装置 |
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|---|---|
| JP4583535B2 (ja) | 2010-11-17 |
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