JP2001287060A - 溶接方法及び溶接装置 - Google Patents
溶接方法及び溶接装置Info
- Publication number
- JP2001287060A JP2001287060A JP2000107017A JP2000107017A JP2001287060A JP 2001287060 A JP2001287060 A JP 2001287060A JP 2000107017 A JP2000107017 A JP 2000107017A JP 2000107017 A JP2000107017 A JP 2000107017A JP 2001287060 A JP2001287060 A JP 2001287060A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- arc
- base material
- laser beam
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アーク溶接とレーザ溶接とを併用した溶接に
おいて、低出力で効率良い溶接が行えるとともに、所定
の品質を有する製品を生成可能な溶接方法及び溶接装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 溶接装置１は、母材Ｂの突き合わせ面Ｍ
における開先部Ｋ内部でアークＡｂを発生させるアーク
溶接装置２と、アークＡｂによる熱により母材Ｂに形成
されたクレータ部Ｃの底部ＣｂにレーザビームＬｂを照
射するレーザ溶接装置３と、母材Ｂの突き合わせ面Ｍ近
傍に所定のガスＧを供給するガス供給装置４と、アーク
Ａｂが母材Ｂ内部で発生するよう駆動電力を制御する制
御装置ＣＯＮＴとを備えている。
おいて、低出力で効率良い溶接が行えるとともに、所定
の品質を有する製品を生成可能な溶接方法及び溶接装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 溶接装置１は、母材Ｂの突き合わせ面Ｍ
における開先部Ｋ内部でアークＡｂを発生させるアーク
溶接装置２と、アークＡｂによる熱により母材Ｂに形成
されたクレータ部Ｃの底部ＣｂにレーザビームＬｂを照
射するレーザ溶接装置３と、母材Ｂの突き合わせ面Ｍ近
傍に所定のガスＧを供給するガス供給装置４と、アーク
Ａｂが母材Ｂ内部で発生するよう駆動電力を制御する制
御装置ＣＯＮＴとを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク溶接とレー
ザ溶接とを併用した溶接方法及び溶接装置に関するもの
である。
ザ溶接とを併用した溶接方法及び溶接装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の溶接方法には、例えば、アーク溶
接方法及びレーザ溶接方法がある。アーク溶接方法は、
母材と電極との間、あるいは２つの電極の間にアークを
発生させ、その熱によって母材の突き合わせ面を溶融し
て溶接するものである。一方、レーザ溶接方法は、母材
の突き合わせ面にレーザを照射し、母材を溶融しながら
溶け込みを深くして溶接するものである。
接方法及びレーザ溶接方法がある。アーク溶接方法は、
母材と電極との間、あるいは２つの電極の間にアークを
発生させ、その熱によって母材の突き合わせ面を溶融し
て溶接するものである。一方、レーザ溶接方法は、母材
の突き合わせ面にレーザを照射し、母材を溶融しながら
溶け込みを深くして溶接するものである。
【０００３】ところで、アーク溶接方法は、ギャップ許
容度が大きく、様々な母材に対して広く用いられている
が、入熱量が大きいので大きな熱歪を生じる場合がある
とともに、使用する電力も大きい。したがって、溶接後
の製品が低品質化するとともに製造効率も低下する場合
がある。一方、レーザ溶接方法は、エネルギー密度が高
いため、高速且つ低入熱（低歪）な溶接を行うことがで
きるが、装置自体が高価であるとともに、ギャップ許容
度が小さいため、溶接対象となる母材の形態が限られ
る。このため、近年において、安価な装置を用いるアー
ク溶接方法とレーザ溶接方法とを組み合わせて、深溶け
込みや溶接速度の向上を図る試みがされている。このよ
うなアーク溶接方法とレーザ溶接方法とを組み合わせた
溶接方法として、例えば、特開平１０−２２５７８２号
公報、特開昭５９−６６９９１号公報、特開平１０−２
７２５７７号公報などに開示された技術がある。
容度が大きく、様々な母材に対して広く用いられている
が、入熱量が大きいので大きな熱歪を生じる場合がある
とともに、使用する電力も大きい。したがって、溶接後
の製品が低品質化するとともに製造効率も低下する場合
がある。一方、レーザ溶接方法は、エネルギー密度が高
いため、高速且つ低入熱（低歪）な溶接を行うことがで
きるが、装置自体が高価であるとともに、ギャップ許容
度が小さいため、溶接対象となる母材の形態が限られ
る。このため、近年において、安価な装置を用いるアー
ク溶接方法とレーザ溶接方法とを組み合わせて、深溶け
込みや溶接速度の向上を図る試みがされている。このよ
うなアーク溶接方法とレーザ溶接方法とを組み合わせた
溶接方法として、例えば、特開平１０−２２５７８２号
公報、特開昭５９−６６９９１号公報、特開平１０−２
７２５７７号公報などに開示された技術がある。
【０００４】このうち、特開平１０−２２５７８２号公
報（以下、「従来例１」という）に開示された技術は、
相対向する母材の突き合わせ面間に、開先の底部に続い
てレーザ導光用ギャップを形成し、アーク溶接に先立っ
てレーザ導光用ギャップにレーザを照射し、レーザ導光
用ギャップを形成する母材の表面を板厚方向の全長に亘
ってレーザ熱により溶融し、続いてアーク熱で溶融した
溶湯を開先およびレーザ導光用ギャップに導入して双方
の母材を溶接するものである。
報（以下、「従来例１」という）に開示された技術は、
相対向する母材の突き合わせ面間に、開先の底部に続い
てレーザ導光用ギャップを形成し、アーク溶接に先立っ
てレーザ導光用ギャップにレーザを照射し、レーザ導光
用ギャップを形成する母材の表面を板厚方向の全長に亘
ってレーザ熱により溶融し、続いてアーク熱で溶融した
溶湯を開先およびレーザ導光用ギャップに導入して双方
の母材を溶接するものである。
【０００５】また、特開昭５９−６６９９１号公報（以
下、「従来例２」という）に開示された技術は、ミグ溶
接で母材を溶融させ、液滴の衝撃力およびプラズマ気流
により深く掘込んだクレータの底部近くにレーザ光線の
焦点位置を合わせ、深溶け込みの溶接を行うレーザとミ
グとを併用して溶接するものである。
下、「従来例２」という）に開示された技術は、ミグ溶
接で母材を溶融させ、液滴の衝撃力およびプラズマ気流
により深く掘込んだクレータの底部近くにレーザ光線の
焦点位置を合わせ、深溶け込みの溶接を行うレーザとミ
グとを併用して溶接するものである。
【０００６】特開昭１０−２７２５７７号公報（以下、
「従来例３」という）に開示された技術は、鋼材の開先
をミグ溶接する際、レーザをミグアークに先行して照射
して、鋼材表面を加熱あるいはレーザ誘起プラズマを発
生させ、この照射部にアークの陰極点を誘導することに
より溶接するものである。
「従来例３」という）に開示された技術は、鋼材の開先
をミグ溶接する際、レーザをミグアークに先行して照射
して、鋼材表面を加熱あるいはレーザ誘起プラズマを発
生させ、この照射部にアークの陰極点を誘導することに
より溶接するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来例１においては、開先の底部に続いてレーザ導光用ギ
ャップを形成する構成であり、複数の工程を必要とする
ため、作業性が低下する。また、従来例２、従来例３に
おいては、アークによる溶け込み深さが不十分で、融合
不良を引き起こす場合がある。
来例１においては、開先の底部に続いてレーザ導光用ギ
ャップを形成する構成であり、複数の工程を必要とする
ため、作業性が低下する。また、従来例２、従来例３に
おいては、アークによる溶け込み深さが不十分で、融合
不良を引き起こす場合がある。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、アーク溶接とレーザ溶接とを併用した
溶接において、低出力で効率良い溶接が行えるととも
に、所定の品質を有する製品を生成可能な溶接方法及び
溶接装置を提供することを目的とする。
たものであって、アーク溶接とレーザ溶接とを併用した
溶接において、低出力で効率良い溶接が行えるととも
に、所定の品質を有する製品を生成可能な溶接方法及び
溶接装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の溶接方法は、アーク溶接とレーザ溶接とを
併用した溶接方法において、母材の突き合わせ面におけ
る開先部に対して予め設定された所定の駆動電力によっ
て所定のガス雰囲気下でアークを発生させ、アークによ
る熱により母材内部を溶融してクレータ部を形成すると
ともに、クレータ部の底部にレーザビームを照射し、母
材を溶接することを特徴とする。
め、本発明の溶接方法は、アーク溶接とレーザ溶接とを
併用した溶接方法において、母材の突き合わせ面におけ
る開先部に対して予め設定された所定の駆動電力によっ
て所定のガス雰囲気下でアークを発生させ、アークによ
る熱により母材内部を溶融してクレータ部を形成すると
ともに、クレータ部の底部にレーザビームを照射し、母
材を溶接することを特徴とする。
【００１０】本発明によれば、所定のガス雰囲気下にお
いて所定の駆動電力で母材内部にアークを発生させるこ
とにより、溶融範囲を過剰に拡大させることなく所定の
深さを有する深溶け込みなクレータ部を形成することが
できる。この深く形成されたクレータ部に対してレーザ
を照射することにより、レーザは効率良く母材に吸収さ
れる。そして、レーザを照射した部分からは金属蒸気が
発生するため、この部分にはアークの極点が安定して形
成されるので、アークのエネルギーもクレータ部の底部
に集中する。したがって、母材の突き合わせ面は深く溶
け込むので、安定した溶接を行うことができる。このよ
うに、アークとレーザとの相乗効果によって深溶け込み
なクレータ部を形成することができるので、予め深い開
先部を形成する必要がないなど、作業性を向上させるこ
とができる。また、２種類の溶接方法で深溶け込みを行
う構成であり、使用するエネルギー（電力）を抑えるこ
とができるとともに、低入熱を実現することができるの
で、所望の品質を有する溶接を行うことができる。
いて所定の駆動電力で母材内部にアークを発生させるこ
とにより、溶融範囲を過剰に拡大させることなく所定の
深さを有する深溶け込みなクレータ部を形成することが
できる。この深く形成されたクレータ部に対してレーザ
を照射することにより、レーザは効率良く母材に吸収さ
れる。そして、レーザを照射した部分からは金属蒸気が
発生するため、この部分にはアークの極点が安定して形
成されるので、アークのエネルギーもクレータ部の底部
に集中する。したがって、母材の突き合わせ面は深く溶
け込むので、安定した溶接を行うことができる。このよ
うに、アークとレーザとの相乗効果によって深溶け込み
なクレータ部を形成することができるので、予め深い開
先部を形成する必要がないなど、作業性を向上させるこ
とができる。また、２種類の溶接方法で深溶け込みを行
う構成であり、使用するエネルギー（電力）を抑えるこ
とができるとともに、低入熱を実現することができるの
で、所望の品質を有する溶接を行うことができる。
【００１１】このような溶接方法は、母材の突き合わせ
面における開先部内部でアークを発生させるアーク溶接
装置と、アークによる熱により母材に形成されたクレー
タ部の底部にレーザビームを照射するレーザ溶接装置
と、母材の突き合わせ面近傍に所定のガスを供給するガ
ス供給装置と、アークが母材内部で発生するよう駆動電
力を制御する制御装置とを備えることを特徴とする溶接
装置によって行うことができる。
面における開先部内部でアークを発生させるアーク溶接
装置と、アークによる熱により母材に形成されたクレー
タ部の底部にレーザビームを照射するレーザ溶接装置
と、母材の突き合わせ面近傍に所定のガスを供給するガ
ス供給装置と、アークが母材内部で発生するよう駆動電
力を制御する制御装置とを備えることを特徴とする溶接
装置によって行うことができる。
【００１２】なお、このときの所定のガスは、解離性ガ
スなどの電位傾度の高いガス、これらの混合ガス、ある
いはこれらを含むガスであり、これらのガスを用いて予
め設定しておいた駆動電力によってアークを発生させる
ことにより、このアークによって母材を深く溶け込ます
ことができる。
スなどの電位傾度の高いガス、これらの混合ガス、ある
いはこれらを含むガスであり、これらのガスを用いて予
め設定しておいた駆動電力によってアークを発生させる
ことにより、このアークによって母材を深く溶け込ます
ことができる。
【００１３】また、レーザビームの集光角度に応じて、
開先部の開先角度を設定することにより、開先部に照射
されたレーザビームは開先部の外部で反射されることな
く安定して開先部の内部に照射される。
開先部の開先角度を設定することにより、開先部に照射
されたレーザビームは開先部の外部で反射されることな
く安定して開先部の内部に照射される。
【００１４】この場合、レーザビームの集光角度をθ
Ａ、開先角度をθＢとしたとき、 θＡ ＜ θＢ ≦ θＡ＋３０° に設定することにより、母材の開先部におけるレーザビ
ームの吸収率は所定値以上となる。したがって、レーザ
ビームによる溶接を効率良く行うことができる。
Ａ、開先角度をθＢとしたとき、 θＡ ＜ θＢ ≦ θＡ＋３０° に設定することにより、母材の開先部におけるレーザビ
ームの吸収率は所定値以上となる。したがって、レーザ
ビームによる溶接を効率良く行うことができる。
【００１５】また、アークとレーザビームとのそれぞれ
の出力信号を所定の周期を有するパルス信号とするとと
もに、それぞれの信号を同期させつつ母材に対して作用
させることによっても、アーク及びレーザビームのエネ
ルギーを効率良く母材に吸収させることができる。この
とき、それぞれの信号を所定時間の位相差で同期させる
ことにより、さらに効率良く溶接を行うことができる。
の出力信号を所定の周期を有するパルス信号とするとと
もに、それぞれの信号を同期させつつ母材に対して作用
させることによっても、アーク及びレーザビームのエネ
ルギーを効率良く母材に吸収させることができる。この
とき、それぞれの信号を所定時間の位相差で同期させる
ことにより、さらに効率良く溶接を行うことができる。
【００１６】このような溶接方法は、前記溶接装置にお
いて、制御装置が、アーク溶接装置及びレーザ溶接装置
から出力されるアーク及びレーザビームのそれぞれの出
力信号を所定の周期を有するパルス信号とするととも
に、それぞれの信号を同期させつつ出力させることによ
り行うことができる。
いて、制御装置が、アーク溶接装置及びレーザ溶接装置
から出力されるアーク及びレーザビームのそれぞれの出
力信号を所定の周期を有するパルス信号とするととも
に、それぞれの信号を同期させつつ出力させることによ
り行うことができる。
【００１７】本発明のもう一つの溶接方法は、アーク溶
接とレーザ溶接とを併用した溶接方法において、アーク
及びレーザビームのそれぞれの出力信号を所定の周期を
有するパルス信号とするとともに、前記それぞれの信号
を同期させつつ前記母材に対して作用させることを特徴
とする。
接とレーザ溶接とを併用した溶接方法において、アーク
及びレーザビームのそれぞれの出力信号を所定の周期を
有するパルス信号とするとともに、前記それぞれの信号
を同期させつつ前記母材に対して作用させることを特徴
とする。
【００１８】本発明によれば、レーザビームによって照
射された位置からは金属蒸気が発生し、この金属蒸気発
生位置にアークが導かれる。そして、このレーザビーム
及びアークのそれぞれの出力信号を、所定の周期を有す
るパルス信号とするとともに、それぞれの信号を同期さ
せつつ母材に対して作用させることにより、レーザビー
ム及びアークのエネルギーを効率良く母材に吸収させる
ことができる。すなわち、母材に開先部を設けない構成
であっても、アークとレーザビームとのパルスを同期さ
せつつ出力することにより、母材は効率良く溶接され
る。
射された位置からは金属蒸気が発生し、この金属蒸気発
生位置にアークが導かれる。そして、このレーザビーム
及びアークのそれぞれの出力信号を、所定の周期を有す
るパルス信号とするとともに、それぞれの信号を同期さ
せつつ母材に対して作用させることにより、レーザビー
ム及びアークのエネルギーを効率良く母材に吸収させる
ことができる。すなわち、母材に開先部を設けない構成
であっても、アークとレーザビームとのパルスを同期さ
せつつ出力することにより、母材は効率良く溶接され
る。
【００１９】このような溶接方法は、母材の突き合わせ
面でアークを発生させるアーク溶接装置と、母材におけ
るアーク発生点近傍にレーザビームを照射するレーザ溶
接装置と、アーク及びレーザビームのそれぞれの出力信
号を所定の周期を有するパルス信号とするとともに、そ
れぞれの信号を同期させつつ出力させる制御装置とを備
えることを特徴とする溶接装置によって行うことができ
る。
面でアークを発生させるアーク溶接装置と、母材におけ
るアーク発生点近傍にレーザビームを照射するレーザ溶
接装置と、アーク及びレーザビームのそれぞれの出力信
号を所定の周期を有するパルス信号とするとともに、そ
れぞれの信号を同期させつつ出力させる制御装置とを備
えることを特徴とする溶接装置によって行うことができ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る溶接方法及び
溶接装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明す
る。図１は本発明の溶接方法及び溶接装置の一実施形態
を説明するための概略構成図である。
溶接装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明す
る。図１は本発明の溶接方法及び溶接装置の一実施形態
を説明するための概略構成図である。
【００２１】図１において、溶接装置１は、支持台Ｔに
保持された母材Ｂの突き合わせ面Ｍにおける開先部Ｋに
対してアークＡｂを作用させるアーク溶接装置２と、レ
ーザビームＬｂを照射するレーザ溶接装置３と、溶接部
分（突き合わせ面Ｍ）近傍に所定ガスＧを供給し、この
溶接部分近傍を所定ガス雰囲気下にするガス供給装置４
とを備えている。そして、溶接装置１は制御装置ＣＯＮ
Ｔの指示に基づいて動作されるようになっている。
保持された母材Ｂの突き合わせ面Ｍにおける開先部Ｋに
対してアークＡｂを作用させるアーク溶接装置２と、レ
ーザビームＬｂを照射するレーザ溶接装置３と、溶接部
分（突き合わせ面Ｍ）近傍に所定ガスＧを供給し、この
溶接部分近傍を所定ガス雰囲気下にするガス供給装置４
とを備えている。そして、溶接装置１は制御装置ＣＯＮ
Ｔの指示に基づいて動作されるようになっている。
【００２２】アーク溶接装置２は、母材（被溶接物）Ｂ
に近接して設けられた溶接トーチ５と、この溶接トーチ
５から突出する溶接電極（ワイヤ）６と、溶接トーチ５
及びワイヤ６に電力を供給する駆動電源７と、溶接トー
チ５にワイヤ６を連続的に供給可能なワイヤ供給装置８
と、駆動電源７と母材Ｂとを連結する給電ケーブル９
と、この給電ケーブル９に設けられた電流計１０及び電
圧計１１とを備えている。このとき、ワイヤ６は駆動電
源７の陽極（＋極）側に接続されて通電可能となってい
る。一方、母材Ｂに接続された給電ケーブル９は駆動電
源７の陰極（−極）側に接続されて通電可能となってい
る。この場合、ワイヤ６を陰極側に、給電ケーブル９を
陽極側に接続することも可能である。なお、本実施形態
においては、アーク溶接装置２は、ミグ溶接装置によっ
て構成されているが、ＴＩＧ、プラズマなどを用いた種
々のアーク溶接装置によって構成することができる。
に近接して設けられた溶接トーチ５と、この溶接トーチ
５から突出する溶接電極（ワイヤ）６と、溶接トーチ５
及びワイヤ６に電力を供給する駆動電源７と、溶接トー
チ５にワイヤ６を連続的に供給可能なワイヤ供給装置８
と、駆動電源７と母材Ｂとを連結する給電ケーブル９
と、この給電ケーブル９に設けられた電流計１０及び電
圧計１１とを備えている。このとき、ワイヤ６は駆動電
源７の陽極（＋極）側に接続されて通電可能となってい
る。一方、母材Ｂに接続された給電ケーブル９は駆動電
源７の陰極（−極）側に接続されて通電可能となってい
る。この場合、ワイヤ６を陰極側に、給電ケーブル９を
陽極側に接続することも可能である。なお、本実施形態
においては、アーク溶接装置２は、ミグ溶接装置によっ
て構成されているが、ＴＩＧ、プラズマなどを用いた種
々のアーク溶接装置によって構成することができる。
【００２３】レーザ溶接装置３は、母材Ｂに近接して設
けられたレーザヘッド１２と、レーザ発振器１３と、レ
ーザ発振器１３から出射したレーザビームＬｂをレーザ
ヘッド１２に伝送するためのファイバケーブル１４とを
備えている。レーザ発振器１３は、ロッド１３ａ、出力
鏡１３ｂ、パワーメータ１３ｃを備えており、所定の出
力でレーザビームＬｂを出射するようになっている。ま
た、レーザヘッド１２は、レーザ発振器１３からファイ
バケーブル１４によって伝送されたレーザビームＬｂを
集光するための集光光学系１５を備えており、母材Ｂの
所定の位置に、集光したレーザビームＬｂを照射するよ
うになっている。なお、本実施形態においては、レーザ
溶接装置３は、ＹＡＧレーザ溶接装置によって構成され
ているが、ＣＯ2レーザなど、種々のレーザ溶接装置に
よって構成することができる。また、レーザ光学部品の
汚染を低減するために、レーザビームＬｂの光軸に対し
て垂直方向に高速のガス流が供給されるようになってい
る。
けられたレーザヘッド１２と、レーザ発振器１３と、レ
ーザ発振器１３から出射したレーザビームＬｂをレーザ
ヘッド１２に伝送するためのファイバケーブル１４とを
備えている。レーザ発振器１３は、ロッド１３ａ、出力
鏡１３ｂ、パワーメータ１３ｃを備えており、所定の出
力でレーザビームＬｂを出射するようになっている。ま
た、レーザヘッド１２は、レーザ発振器１３からファイ
バケーブル１４によって伝送されたレーザビームＬｂを
集光するための集光光学系１５を備えており、母材Ｂの
所定の位置に、集光したレーザビームＬｂを照射するよ
うになっている。なお、本実施形態においては、レーザ
溶接装置３は、ＹＡＧレーザ溶接装置によって構成され
ているが、ＣＯ2レーザなど、種々のレーザ溶接装置に
よって構成することができる。また、レーザ光学部品の
汚染を低減するために、レーザビームＬｂの光軸に対し
て垂直方向に高速のガス流が供給されるようになってい
る。
【００２４】母材（被溶接物）Ｂを保持する支持台Ｔ
は、不図示の駆動機構によって図１中、＋Ｘ方向に移動
するように設けられている。すなわち、母材Ｂに対する
溶接方向は＋Ｘとなっている。このとき、図１に示すよ
うに、アーク溶接装置２の溶接トーチ５及びワイヤ６
は、レーザ溶接装置３のレーザヘッド１２に対して−Ｘ
側に配置されている。すなわち、母材Ｂに対する溶接方
向の上流側にレーザ溶接装置３が配置され、下流側にア
ーク溶接装置２が配置された構成となっている。このた
め、母材Ｂに対する溶接は、レーザビームＬｂによるも
のが先行される構成となっている。また、溶接トーチ５
とレーザヘッド１２とは、Ｚ軸（垂線）に対して所定角
度ずつ、同じ角度で傾斜して配置されている。すなわ
ち、溶接トーチ５は溶接方向に対して上流側に、レーザ
ヘッド１２は下流側に向けて傾斜して配置されている。
なお、本実施形態においては、支持台Ｔに保持された母
材Ｂ側を移動する構成であるが、溶接トーチ５及びレー
ザヘッド１２側を移動させることももちろん可能であ
る。すなわち、母材Ｂは、アーク溶接装置２及びレーザ
溶接装置３に対して相対的に移動可能となっている。
は、不図示の駆動機構によって図１中、＋Ｘ方向に移動
するように設けられている。すなわち、母材Ｂに対する
溶接方向は＋Ｘとなっている。このとき、図１に示すよ
うに、アーク溶接装置２の溶接トーチ５及びワイヤ６
は、レーザ溶接装置３のレーザヘッド１２に対して−Ｘ
側に配置されている。すなわち、母材Ｂに対する溶接方
向の上流側にレーザ溶接装置３が配置され、下流側にア
ーク溶接装置２が配置された構成となっている。このた
め、母材Ｂに対する溶接は、レーザビームＬｂによるも
のが先行される構成となっている。また、溶接トーチ５
とレーザヘッド１２とは、Ｚ軸（垂線）に対して所定角
度ずつ、同じ角度で傾斜して配置されている。すなわ
ち、溶接トーチ５は溶接方向に対して上流側に、レーザ
ヘッド１２は下流側に向けて傾斜して配置されている。
なお、本実施形態においては、支持台Ｔに保持された母
材Ｂ側を移動する構成であるが、溶接トーチ５及びレー
ザヘッド１２側を移動させることももちろん可能であ
る。すなわち、母材Ｂは、アーク溶接装置２及びレーザ
溶接装置３に対して相対的に移動可能となっている。
【００２５】ガス供給装置４は、溶接部分（突き合わせ
面Ｍ）近傍に所定ガス（シールドガス）Ｇを供給し、こ
の溶接部分近傍を所定ガスＧ雰囲気下にするものであ
る。ガス供給装置４は、シールドガスＧを収容したガス
収容部（シールドガスボンベ）４ａと、このシールドガ
スボンベ４ａと溶接トーチ５とを接続する配管４ｂとを
備えている。そして、シールドガスＧは、溶接トーチ５
から溶接部分に供給されるようになっており、溶接部分
近傍はこのシールドガスＧによってシールドされる。な
お、溶接部分近傍をシールドボックスで囲み、このシー
ルドボックス内にシールドガスＧを供給する構成とする
ことも可能である。
面Ｍ）近傍に所定ガス（シールドガス）Ｇを供給し、こ
の溶接部分近傍を所定ガスＧ雰囲気下にするものであ
る。ガス供給装置４は、シールドガスＧを収容したガス
収容部（シールドガスボンベ）４ａと、このシールドガ
スボンベ４ａと溶接トーチ５とを接続する配管４ｂとを
備えている。そして、シールドガスＧは、溶接トーチ５
から溶接部分に供給されるようになっており、溶接部分
近傍はこのシールドガスＧによってシールドされる。な
お、溶接部分近傍をシールドボックスで囲み、このシー
ルドボックス内にシールドガスＧを供給する構成とする
ことも可能である。
【００２６】所定ガス（シールドガス）Ｇは、電位傾度
の高いガス（解離性ガス等）、これらの混合ガス、ある
いはこれらを含む混合ガスによって構成されている。例
えば、電位傾度の高いガスはＮ2、Ｈｅ、Ｈ2、ＣＯ2、
混合ガスはＡｒ＋Ｎ2、Ａｒ＋Ｈｅ、空気である。
の高いガス（解離性ガス等）、これらの混合ガス、ある
いはこれらを含む混合ガスによって構成されている。例
えば、電位傾度の高いガスはＮ2、Ｈｅ、Ｈ2、ＣＯ2、
混合ガスはＡｒ＋Ｎ2、Ａｒ＋Ｈｅ、空気である。
【００２７】ところで、上記シールドガスＧ雰囲気下で
アーク溶接を行った場合、アークＡｂは母材Ｂの内部
（深部）で発生可能となる。すなわち、通常のアーク溶
接では、アークＡｂは母材Ｂ表面よりも出た状態となる
が、シールドガスＧとして上記所定ガスを用いるととも
に所定の条件下（所定の駆動電力）で溶接を行うことに
より、母材Ｂ内部でアークＡｂを発生させることができ
る。このことについて、以下、図２、図３、図４を参照
しながら説明する。なお、母材Ｂ内部にアークＡｂが発
生する状態を、以降「埋もれアーク状態」と称する。
アーク溶接を行った場合、アークＡｂは母材Ｂの内部
（深部）で発生可能となる。すなわち、通常のアーク溶
接では、アークＡｂは母材Ｂ表面よりも出た状態となる
が、シールドガスＧとして上記所定ガスを用いるととも
に所定の条件下（所定の駆動電力）で溶接を行うことに
より、母材Ｂ内部でアークＡｂを発生させることができ
る。このことについて、以下、図２、図３、図４を参照
しながら説明する。なお、母材Ｂ内部にアークＡｂが発
生する状態を、以降「埋もれアーク状態」と称する。
【００２８】例えば、アーク溶接近傍のシールドガスが
上記所定ガスでない場合、母材Ｂを溶融させるために
は、図２（ａ）に示すように、アーク長を所定の長さ確
保しなければ、溶接を行うのに十分なエネルギーを得る
ことができない。このアーク長が長い状態で、母材Ｂの
内部（深部）まで溶融させようとすると、溶融範囲（溶
融池）１６が広がるとともに、入熱量や熱歪が大きくな
る。アーク長を短く設定することができれば狭い範囲を
集中的に溶融させることができるが、アーク長を短くす
るためにはアーク電圧を低く設定する必要があり、アー
ク電圧を低くするとアークが維持できなくなり短絡して
しまう。
上記所定ガスでない場合、母材Ｂを溶融させるために
は、図２（ａ）に示すように、アーク長を所定の長さ確
保しなければ、溶接を行うのに十分なエネルギーを得る
ことができない。このアーク長が長い状態で、母材Ｂの
内部（深部）まで溶融させようとすると、溶融範囲（溶
融池）１６が広がるとともに、入熱量や熱歪が大きくな
る。アーク長を短く設定することができれば狭い範囲を
集中的に溶融させることができるが、アーク長を短くす
るためにはアーク電圧を低く設定する必要があり、アー
ク電圧を低くするとアークが維持できなくなり短絡して
しまう。
【００２９】一方、上記所定ガスＧの雰囲気下でアーク
溶接を行う場合、図２（ｂ）に示すように、溶接するの
に十分な熱量を確保しつつアーク長を短くし、母材Ｂに
対して集中的にアークＡｂを作用させることができる。
すなわち、高温度のアークＡｂが作用したとき、所定ガ
スである解離性ガスは解離するが、解離に際しエネルギ
ーを奪われる。すると、アークＡｂを維持するためにア
ークＡｂは縮まろうとし、エネルギー密度があがる。し
たがって、母材Ｂを溶融するのに十分なエネルギーを維
持しつつアーク長を短くすることができる。したがっ
て、溶融池１６の範囲を拡大させずに、つまり、熱歪
（入熱量）を抑えつつ、母材Ｂを内部（深部）まで溶融
させることができる。
溶接を行う場合、図２（ｂ）に示すように、溶接するの
に十分な熱量を確保しつつアーク長を短くし、母材Ｂに
対して集中的にアークＡｂを作用させることができる。
すなわち、高温度のアークＡｂが作用したとき、所定ガ
スである解離性ガスは解離するが、解離に際しエネルギ
ーを奪われる。すると、アークＡｂを維持するためにア
ークＡｂは縮まろうとし、エネルギー密度があがる。し
たがって、母材Ｂを溶融するのに十分なエネルギーを維
持しつつアーク長を短くすることができる。したがっ
て、溶融池１６の範囲を拡大させずに、つまり、熱歪
（入熱量）を抑えつつ、母材Ｂを内部（深部）まで溶融
させることができる。
【００３０】なお、Ｈｅガスは解離性ガスではないが、
密度が小さいため拡散速度が速い。したがって、解離性
ガスと同様、アークＡｂを維持するために多くのエネル
ギーを必要とする。その結果、所定のエネルギーを維持
したままアーク長を短くすることができる。
密度が小さいため拡散速度が速い。したがって、解離性
ガスと同様、アークＡｂを維持するために多くのエネル
ギーを必要とする。その結果、所定のエネルギーを維持
したままアーク長を短くすることができる。
【００３１】このように、狭い範囲に対して集中的にア
ークＡｂを作用させることができるので、図２に示すよ
うに溶融池１６の範囲を広げることなく（つまり、入熱
量や熱歪を大きくすることなく）、母材Ｂに対して内部
（深部）まで溶融させることができる。
ークＡｂを作用させることができるので、図２に示すよ
うに溶融池１６の範囲を広げることなく（つまり、入熱
量や熱歪を大きくすることなく）、母材Ｂに対して内部
（深部）まで溶融させることができる。
【００３２】さらに、図２（ｃ）に示すように、この埋
もれアークによって形成されたクレータ部Ｃの底部Ｃｂ
にレーザビームＬｂが焦点を結ぶように照射することに
より、クレータ部Ｃをさらに狭い範囲で集中的に深く形
成することができる。すなわち、図３（ａ）に示すよう
に、母材Ｂに対してアークＡｂのみを作用させた場合、
アーク発生点は安定しない場合がある。しかしながら、
図３（ｂ）に示すように、母材Ｂであるクレータ部Ｃの
所定位置ＣｂにレーザビームＬｂを照射することによ
り、このレーザビーム照射位置Ｃｂにアーク発生点が導
かれる現象がおこる。これは、レーザビームＬｂが照射
された位置Ｃｂは高温となり、電子の移動が容易になる
とともにプラズマ状態である金属蒸気が発生し、アーク
の極点（この場合、陰極）が生成されやすくなる。する
と、ワイヤ６からのアークＡｂは、図３（ｂ）に示すよ
うに、この金属蒸気が生じるレーザビームＬｂの照射位
置Ｃｂに導かれる。したがって、レーザビームＬｂの照
射位置ＣｂにアークＡｂを作用させることができるの
で、アークＡｂを所定の位置に集中させつつ安定して作
用させることができる。
もれアークによって形成されたクレータ部Ｃの底部Ｃｂ
にレーザビームＬｂが焦点を結ぶように照射することに
より、クレータ部Ｃをさらに狭い範囲で集中的に深く形
成することができる。すなわち、図３（ａ）に示すよう
に、母材Ｂに対してアークＡｂのみを作用させた場合、
アーク発生点は安定しない場合がある。しかしながら、
図３（ｂ）に示すように、母材Ｂであるクレータ部Ｃの
所定位置ＣｂにレーザビームＬｂを照射することによ
り、このレーザビーム照射位置Ｃｂにアーク発生点が導
かれる現象がおこる。これは、レーザビームＬｂが照射
された位置Ｃｂは高温となり、電子の移動が容易になる
とともにプラズマ状態である金属蒸気が発生し、アーク
の極点（この場合、陰極）が生成されやすくなる。する
と、ワイヤ６からのアークＡｂは、図３（ｂ）に示すよ
うに、この金属蒸気が生じるレーザビームＬｂの照射位
置Ｃｂに導かれる。したがって、レーザビームＬｂの照
射位置ＣｂにアークＡｂを作用させることができるの
で、アークＡｂを所定の位置に集中させつつ安定して作
用させることができる。
【００３３】さらに、クレータ部Ｃ（開先部Ｋ）によっ
て、照射されるレーザビームＬｂは母材Ｂに対して効率
良く吸収される。すなわち、母材Ｂに開先部Ｋがない状
態（すなわち、母材Ｂが平板状である状態）では、図４
（ａ）に示すように、レーザビームＬｂは母材Ｂの表面
で反射して、母材Ｂに十分に吸収されない場合がある。
一方、開先部Ｋがある状態では、図４（ｂ）に示すよう
に、照射されたレーザビームＬｂは開先部Ｋの内部で反
射を繰り返す（多重反射）ので、レーザビームＬｂの吸
収効率を向上させることができる。
て、照射されるレーザビームＬｂは母材Ｂに対して効率
良く吸収される。すなわち、母材Ｂに開先部Ｋがない状
態（すなわち、母材Ｂが平板状である状態）では、図４
（ａ）に示すように、レーザビームＬｂは母材Ｂの表面
で反射して、母材Ｂに十分に吸収されない場合がある。
一方、開先部Ｋがある状態では、図４（ｂ）に示すよう
に、照射されたレーザビームＬｂは開先部Ｋの内部で反
射を繰り返す（多重反射）ので、レーザビームＬｂの吸
収効率を向上させることができる。
【００３４】以上説明したような構成を備える溶接装置
を用いて、母材Ｂに対して溶接する方法について説明す
る。ここで、本発明の溶接方法は、予め、母材Ｂに対し
て所定の開先角度θＢを設定する工程（工程１）と、埋
もれアーク状態が生成される条件を求める工程（工程
２）と、前記設定された開先角度θＢを有する開先部Ｋ
に対して、埋もれアーク溶接を施すとともにレーザを照
射する工程（工程３）とを備えている。
を用いて、母材Ｂに対して溶接する方法について説明す
る。ここで、本発明の溶接方法は、予め、母材Ｂに対し
て所定の開先角度θＢを設定する工程（工程１）と、埋
もれアーク状態が生成される条件を求める工程（工程
２）と、前記設定された開先角度θＢを有する開先部Ｋ
に対して、埋もれアーク溶接を施すとともにレーザを照
射する工程（工程３）とを備えている。
【００３５】＜工程１＞まず、図１に示すように、支持
台Ｔに被溶接物である母材Ｂを保持させる。このとき、
母材Ｂの開先部Ｋの開先角度θＢを、集光光学系１５に
よるレーザビームＬｂの集光角度θＡに応じて予め設定
しておく。
台Ｔに被溶接物である母材Ｂを保持させる。このとき、
母材Ｂの開先部Ｋの開先角度θＢを、集光光学系１５に
よるレーザビームＬｂの集光角度θＡに応じて予め設定
しておく。
【００３６】このとき、開先部Ｋの開先角度を２θ（＝
θＢ）、レーザビームＬｂの集光角度を２γ（＝θＡ）
とした場合、 ２γ ＜ ２θ ≦ ２γ＋３０° （１） に設定することにより、開先部Ｋにおけるレーザビーム
Ｌｂの多重反射の回数が多くなり、レーザビームＬｂの
エネルギーの吸収効率が向上するので好ましい。この最
適な開先角度２θを求める手順について、以下に説明す
る。
θＢ）、レーザビームＬｂの集光角度を２γ（＝θＡ）
とした場合、 ２γ ＜ ２θ ≦ ２γ＋３０° （１） に設定することにより、開先部Ｋにおけるレーザビーム
Ｌｂの多重反射の回数が多くなり、レーザビームＬｂの
エネルギーの吸収効率が向上するので好ましい。この最
適な開先角度２θを求める手順について、以下に説明す
る。
【００３７】＜開先角度の設定＞ここで、最適な開先角
度２θの設定の仕方について説明する。図５に示すよう
に、開先角度２θの開先部に対して、集光角度２γでレ
ーザビームＬｂが照射された場合、図中、θ1、θ2は、 θ1＝θ−γ （２） θ2＝θ1＋２θ＝３θ−γ （３） となる。したがって、ｎ回目の反射時における角度θn
は、 θn＝（２ｎ−１）θ−γ （４） となる。
度２θの設定の仕方について説明する。図５に示すよう
に、開先角度２θの開先部に対して、集光角度２γでレ
ーザビームＬｂが照射された場合、図中、θ1、θ2は、 θ1＝θ−γ （２） θ2＝θ1＋２θ＝３θ−γ （３） となる。したがって、ｎ回目の反射時における角度θn
は、 θn＝（２ｎ−１）θ−γ （４） となる。
【００３８】θn＜９０°のときは、レーザビームＬｂ
は、図６（ａ）に示すように開先部Ｋの内部へ反射する
が、θn＞９０°のときは、図６（ｂ）に示すように開
先部Kの外部へ反射していく。そして、図６（ｃ）に示
すように、 θn＞１８０°−２θ （５） になると、レーザビームＬｂは開先部Ｋの外部に出てい
く。
は、図６（ａ）に示すように開先部Ｋの内部へ反射する
が、θn＞９０°のときは、図６（ｂ）に示すように開
先部Kの外部へ反射していく。そして、図６（ｃ）に示
すように、 θn＞１８０°−２θ （５） になると、レーザビームＬｂは開先部Ｋの外部に出てい
く。
【００３９】具体例を図７、図８を用いて説明する。ま
ず、図７に示すように、 開先角度：２θ＝３０°（θ＝１５°） レーザビーム集光角度：２γ＝２０°（γ＝１０°）
（図７（ａ）参照） である場合、（４）式より、θ1＝５°、θ2＝３５°、
θ3＝６５°、θ4＝９５°、θ5＝１２５°、θ6＝１５
５°・・・となる（図７（ｂ）参照）。この場合、
（５）式より、レーザビームＬｂは６回目の反射で開先
部Ｋより外部に出る。
ず、図７に示すように、 開先角度：２θ＝３０°（θ＝１５°） レーザビーム集光角度：２γ＝２０°（γ＝１０°）
（図７（ａ）参照） である場合、（４）式より、θ1＝５°、θ2＝３５°、
θ3＝６５°、θ4＝９５°、θ5＝１２５°、θ6＝１５
５°・・・となる（図７（ｂ）参照）。この場合、
（５）式より、レーザビームＬｂは６回目の反射で開先
部Ｋより外部に出る。
【００４０】同様に、図８に示すように、 開先角度：２θ＝７０°（θ＝３５°） レーザビーム集光角度：２γ＝２０°（γ＝１０°）
（図８（ａ）参照） である場合、（４）式より、θ1＝２５°、θ2＝９５
°、θ3＝１６５°・・・となる（図８（ｂ）参照）。
この場合、（５）式より、レーザビームＬｂは３回目の
反射で開先部Ｋより外部に出る。
（図８（ａ）参照） である場合、（４）式より、θ1＝２５°、θ2＝９５
°、θ3＝１６５°・・・となる（図８（ｂ）参照）。
この場合、（５）式より、レーザビームＬｂは３回目の
反射で開先部Ｋより外部に出る。
【００４１】これらをまとめると、レーザビーム集光角
度２γ＝２０°（レンズ径：５０ｍｍ、焦点距離：１０
０ｍｍ）である場合、（４）式より、 θn＝（２ｎ−１）θ−γ ＝（２ｎ−１）θ−１０ （６） となる。したがって、（５）式より、レーザビームＬｂ
が開先部Ｋより外部に出るまでの反射回数は、 （２ｎ−１）θ−γ ＞ １８０°−２θ （７） となり、これをｎについてまとめると、 ｎ ＞ （１８０°＋γ）／２θ − １／２ （８） となる。レーザビームＬｂが開先部Ｋより外部に出るま
での反射回数ｎは、（８）式を満たす最も小さい整数と
なる。つまり、 開先角度２θ＝２５°の場合 → ｎ＝８ ２θ＝３０°の場合 → ｎ＝６ ２θ＝４０°の場合 → ｎ＝５ ２θ＝５０°の場合 → ｎ＝４ ２θ＝６０°の場合 → ｎ＝３ ２θ＝７０°の場合 → ｎ＝３ ２θ＝８０°の場合 → ｎ＝２ ２θ＝９０°の場合 → ｎ＝２ となる。これをグラフ化したものを、図９の線Ｒ１に示
す。
度２γ＝２０°（レンズ径：５０ｍｍ、焦点距離：１０
０ｍｍ）である場合、（４）式より、 θn＝（２ｎ−１）θ−γ ＝（２ｎ−１）θ−１０ （６） となる。したがって、（５）式より、レーザビームＬｂ
が開先部Ｋより外部に出るまでの反射回数は、 （２ｎ−１）θ−γ ＞ １８０°−２θ （７） となり、これをｎについてまとめると、 ｎ ＞ （１８０°＋γ）／２θ − １／２ （８） となる。レーザビームＬｂが開先部Ｋより外部に出るま
での反射回数ｎは、（８）式を満たす最も小さい整数と
なる。つまり、 開先角度２θ＝２５°の場合 → ｎ＝８ ２θ＝３０°の場合 → ｎ＝６ ２θ＝４０°の場合 → ｎ＝５ ２θ＝５０°の場合 → ｎ＝４ ２θ＝６０°の場合 → ｎ＝３ ２θ＝７０°の場合 → ｎ＝３ ２θ＝８０°の場合 → ｎ＝２ ２θ＝９０°の場合 → ｎ＝２ となる。これをグラフ化したものを、図９の線Ｒ１に示
す。
【００４２】ところで、強度Ｗ0のレーザビームＬｂが
開先部Ｋに入射した場合、開先部Ｋの壁面におけるビー
ムの吸収率をＡとすると、１回目の反射時における開先
部の壁面での吸収量Ｗ1は、 Ｗ1＝ＡＷ0 （９） となる。同様に、２回目及び３回目の反射時における開
先部の壁面での吸収量Ｗ 2及びＷ3は、 Ｗ2＝Ａ（１−Ａ）Ｗ0 （１０） Ｗ3＝Ａ［１−｛Ａ＋Ａ（１−Ａ）｝］Ｗ0 （１１） となる。すると、（９）、（１０）、（１１）式より、
計３回の反射による開先部Ｋに対するレーザビームＬｂ
の吸収量Ｗは、 Ｗ＝Ｗ1＋Ｗ2＋Ｗ3 （１２） となる。以上のようにして得られる開先部Ｋ（母材Ｂ）
に対するレーザビームＬｂの反射回数と吸収率Ｗ／Ｗ0
との関係を図１０に示す。なお、この場合、母材Ｂをア
ルミニウム合金とし、レーザをＹＡＧレーザとして、母
材Ｂのレーザビーム吸収率Ａ＝０．２とした。さらに、
開先角度２θと吸収率Ｗ／Ｗ0 との関係を図９に線Ｒ２
として示す。
開先部Ｋに入射した場合、開先部Ｋの壁面におけるビー
ムの吸収率をＡとすると、１回目の反射時における開先
部の壁面での吸収量Ｗ1は、 Ｗ1＝ＡＷ0 （９） となる。同様に、２回目及び３回目の反射時における開
先部の壁面での吸収量Ｗ 2及びＷ3は、 Ｗ2＝Ａ（１−Ａ）Ｗ0 （１０） Ｗ3＝Ａ［１−｛Ａ＋Ａ（１−Ａ）｝］Ｗ0 （１１） となる。すると、（９）、（１０）、（１１）式より、
計３回の反射による開先部Ｋに対するレーザビームＬｂ
の吸収量Ｗは、 Ｗ＝Ｗ1＋Ｗ2＋Ｗ3 （１２） となる。以上のようにして得られる開先部Ｋ（母材Ｂ）
に対するレーザビームＬｂの反射回数と吸収率Ｗ／Ｗ0
との関係を図１０に示す。なお、この場合、母材Ｂをア
ルミニウム合金とし、レーザをＹＡＧレーザとして、母
材Ｂのレーザビーム吸収率Ａ＝０．２とした。さらに、
開先角度２θと吸収率Ｗ／Ｗ0 との関係を図９に線Ｒ２
として示す。
【００４３】以上のように、開先角度２θは、レーザビ
ーム集光角度２γに等しいほうがビーム吸収率Ａは向上
することが分かる。したがって、所望のレーザビーム吸
収率に応じて、集光角度２γに基づいて開先角度２θを
設定することができる。例えば、所望のビーム吸収率と
して６０％の吸収率を確保したい場合には、２γ＝２０
°の場合、開先角度２θ＝５０°、つまり、ビーム集光
角度２γ＋３０°以下の開先角度２θが効果的である。
ーム集光角度２γに等しいほうがビーム吸収率Ａは向上
することが分かる。したがって、所望のレーザビーム吸
収率に応じて、集光角度２γに基づいて開先角度２θを
設定することができる。例えば、所望のビーム吸収率と
して６０％の吸収率を確保したい場合には、２γ＝２０
°の場合、開先角度２θ＝５０°、つまり、ビーム集光
角度２γ＋３０°以下の開先角度２θが効果的である。
【００４４】一方、開先角度２θの下限値について、図
１１を参照しながら説明する。図１１に示すように、集
光光学系１５によって集光されるレーザビームＬｂは、
以下の式を満たすガウス分布を示す。 ｆ（ρ）＝ｅ-(ρ/ω)2 （１３） ここで、 ρ：レーザビームＬｂの光軸と垂直方向の座
標 ω：レーザビーム径 ｆ：集光光学系１５の焦点距離 図１１に示すように、ガウス曲線の振幅が中心の１／ｅ
に減少する位置がレーザビーム径ωとなる。しかしなが
ら、レーザビーム径ωの範囲中には、レーザビーム全体
のエネルギーの８６．５％しか含まれていないことにな
る。そこで、ガウス曲線の振幅が中心の１／ｅ2まで減
少するまでの距離をとると、レーザビーム全体のエネル
ギーをほぼ１００％使用することができる。すなわち、
ｆ（ρ）＝１／ｅ2となる位置ρは、 ρ＝２(1/2)ω＝ω’ （１４） γ＝ｔａｎ(-1)（ω／ｆ） （１５） γ’＝ｔａｎ(-1)（２(1/2)ω／ｆ） （１６） となる。ω＝２０mm、ｆ＝１００ｍｍとすると、γ＝１
０°、γ’＝１５°となり、２γ’＝３０°≦開先角度
（２θ）となる。
１１を参照しながら説明する。図１１に示すように、集
光光学系１５によって集光されるレーザビームＬｂは、
以下の式を満たすガウス分布を示す。 ｆ（ρ）＝ｅ-(ρ/ω)2 （１３） ここで、 ρ：レーザビームＬｂの光軸と垂直方向の座
標 ω：レーザビーム径 ｆ：集光光学系１５の焦点距離 図１１に示すように、ガウス曲線の振幅が中心の１／ｅ
に減少する位置がレーザビーム径ωとなる。しかしなが
ら、レーザビーム径ωの範囲中には、レーザビーム全体
のエネルギーの８６．５％しか含まれていないことにな
る。そこで、ガウス曲線の振幅が中心の１／ｅ2まで減
少するまでの距離をとると、レーザビーム全体のエネル
ギーをほぼ１００％使用することができる。すなわち、
ｆ（ρ）＝１／ｅ2となる位置ρは、 ρ＝２(1/2)ω＝ω’ （１４） γ＝ｔａｎ(-1)（ω／ｆ） （１５） γ’＝ｔａｎ(-1)（２(1/2)ω／ｆ） （１６） となる。ω＝２０mm、ｆ＝１００ｍｍとすると、γ＝１
０°、γ’＝１５°となり、２γ’＝３０°≦開先角度
（２θ）となる。
【００４５】以上説明したように、開先角度２θがレー
ザビーム集光角度２γに近すぎると開先部の外部で反射
されて開先部の内部へ導入できないビームが生じレーザ
ビームＬｂの母材Ｂに対する吸収率が低下する。一方、
開先角度２θが大きくなると開先部Ｋ内部でのレーザビ
ームＬｂの反射回数が減少し吸収率が低下する。したが
って、（１）式で示した関係を満たすように、集光角度
２γに応じて開先角度２θを設定することにより、レー
ザビームＬｂの母材Ｂに対する吸収率を所定値以上にす
ることができる。さらに、一例として、レーザビーム集
光角度２γ＝２０°の場合、 ２γ＋１０°＝３０°≦ ２θ ≦ ５０°＝ ２γ＋
３０° とすることにより、さらに所望の効果を得ることができ
る。
ザビーム集光角度２γに近すぎると開先部の外部で反射
されて開先部の内部へ導入できないビームが生じレーザ
ビームＬｂの母材Ｂに対する吸収率が低下する。一方、
開先角度２θが大きくなると開先部Ｋ内部でのレーザビ
ームＬｂの反射回数が減少し吸収率が低下する。したが
って、（１）式で示した関係を満たすように、集光角度
２γに応じて開先角度２θを設定することにより、レー
ザビームＬｂの母材Ｂに対する吸収率を所定値以上にす
ることができる。さらに、一例として、レーザビーム集
光角度２γ＝２０°の場合、 ２γ＋１０°＝３０°≦ ２θ ≦ ５０°＝ ２γ＋
３０° とすることにより、さらに所望の効果を得ることができ
る。
【００４６】＜工程２＞次に、埋もれアーク状態が生成
される条件を求める。前述したように、アーク溶接を埋
もれアーク状態とする。埋もれアーク状態は、所定ガス
Ｇ雰囲気下において所定条件下でアーク溶接を施すこと
により生成される。この所定条件とは、使用するシール
ドガスＧの種類やアークの駆動電源の出力に応じて変化
するものであって、予め実験によって設定することが可
能である。この所定条件を設定するための実験結果の一
例を図１２に示す。
される条件を求める。前述したように、アーク溶接を埋
もれアーク状態とする。埋もれアーク状態は、所定ガス
Ｇ雰囲気下において所定条件下でアーク溶接を施すこと
により生成される。この所定条件とは、使用するシール
ドガスＧの種類やアークの駆動電源の出力に応じて変化
するものであって、予め実験によって設定することが可
能である。この所定条件を設定するための実験結果の一
例を図１２に示す。
【００４７】図１２は、所定ガスＧの組成とアーク電圧
との関係を示すグラフであって、横軸は所定ガスＧの組
成のうちＡｒとＮ2との混合比を、縦軸はアーク電圧を
示している。そして、アーク電圧と所定ガスＧの組成と
の組み合わせに応じて、図１２中、斜線部の範囲に示す
ように埋もれアーク状態が生成される。このように、所
定ガスＧの組成やアーク駆動電力をはじめとする溶接時
における様々な条件によって、埋もれアーク状態が生成
されるか否かが決定される。埋もれアーク状態が生成さ
れるか否かの条件は、予め実験によって求めることがで
きる。なお、図１２に示す埋もれアーク状態は一例であ
って、使用するシールドガスＧやアーク溶接装置２の種
類、アーク電圧によって異なり、予め実験によって最適
な条件を求めることができる。
との関係を示すグラフであって、横軸は所定ガスＧの組
成のうちＡｒとＮ2との混合比を、縦軸はアーク電圧を
示している。そして、アーク電圧と所定ガスＧの組成と
の組み合わせに応じて、図１２中、斜線部の範囲に示す
ように埋もれアーク状態が生成される。このように、所
定ガスＧの組成やアーク駆動電力をはじめとする溶接時
における様々な条件によって、埋もれアーク状態が生成
されるか否かが決定される。埋もれアーク状態が生成さ
れるか否かの条件は、予め実験によって求めることがで
きる。なお、図１２に示す埋もれアーク状態は一例であ
って、使用するシールドガスＧやアーク溶接装置２の種
類、アーク電圧によって異なり、予め実験によって最適
な条件を求めることができる。
【００４８】＜工程３＞工程１で設定したような開先角
度２θを備える開先部Ｋに対してアーク溶接及びレーザ
溶接を施す。すなわち、支持台Ｔに保持された母材Ｂに
対して、シールドガスＧをガス供給装置４から供給しつ
つ、所定の出力で埋もれアーク溶接を行うとともに、形
成されるクレータ部Ｃの底部Ｃｂに向かってレーザビー
ムＬｂを照射する。レーザビームＬｂが照射された位置
からは、図３で説明したように、金属蒸気が発生しこの
ビーム照射位置に向かってアークＡｂが導かれるように
なる。すなわち、照射位置を制御しやすいレーザビーム
Ｌｂを、所定の位置に焦点を結ぶように照射することに
よって、アークＡｂの発生点を制御することができる。
このようにして、溶接部分の所望の位置に対してアーク
エネルギー及びレーザエネルギーを集中させることがで
きる。
度２θを備える開先部Ｋに対してアーク溶接及びレーザ
溶接を施す。すなわち、支持台Ｔに保持された母材Ｂに
対して、シールドガスＧをガス供給装置４から供給しつ
つ、所定の出力で埋もれアーク溶接を行うとともに、形
成されるクレータ部Ｃの底部Ｃｂに向かってレーザビー
ムＬｂを照射する。レーザビームＬｂが照射された位置
からは、図３で説明したように、金属蒸気が発生しこの
ビーム照射位置に向かってアークＡｂが導かれるように
なる。すなわち、照射位置を制御しやすいレーザビーム
Ｌｂを、所定の位置に焦点を結ぶように照射することに
よって、アークＡｂの発生点を制御することができる。
このようにして、溶接部分の所望の位置に対してアーク
エネルギー及びレーザエネルギーを集中させることがで
きる。
【００４９】さらに、所定の開先角度２θを有する開先
部ＫにレーザビームＬｂを照射することにより、このレ
ーザビームＬｂは開先部Ｋの壁面において反射を繰り返
すので、レーザビームＬｂのエネルギーは効率良く母材
Ｂに吸収される。このようにして、アーク溶接とレーザ
溶接とを併用した溶接方法によって母材Ｂに対する溶接
が行われる。
部ＫにレーザビームＬｂを照射することにより、このレ
ーザビームＬｂは開先部Ｋの壁面において反射を繰り返
すので、レーザビームＬｂのエネルギーは効率良く母材
Ｂに吸収される。このようにして、アーク溶接とレーザ
溶接とを併用した溶接方法によって母材Ｂに対する溶接
が行われる。
【００５０】以上説明したように、母材Ｂ内部の開先部
ＫにおいてアークＡｂを発生させることにより、溶融範
囲（溶融池）１６を過剰に拡大させることなく所定の深
さを有する深溶け込みなクレータ部Ｃを形成することが
できる。そして、このクレータ部Ｃに対してレーザビー
ムＬｂを照射するすることにより、レーザビームＬｂは
母材Ｂに効率良く吸収される。さらに、レーザビームＬ
ｂを照射した位置（底部）Ｃｂからは金属蒸気が発生し
この位置ＣｂにアークＡｂの極点が安定して形成される
ので、アークエネルギーもクレータ部Ｃの底部Ｃｂに安
定して集中させることができる。したがって、少ない駆
動電力で深溶け込みな溶接を高速且つ安定して行うこと
ができる。
ＫにおいてアークＡｂを発生させることにより、溶融範
囲（溶融池）１６を過剰に拡大させることなく所定の深
さを有する深溶け込みなクレータ部Ｃを形成することが
できる。そして、このクレータ部Ｃに対してレーザビー
ムＬｂを照射するすることにより、レーザビームＬｂは
母材Ｂに効率良く吸収される。さらに、レーザビームＬ
ｂを照射した位置（底部）Ｃｂからは金属蒸気が発生し
この位置ＣｂにアークＡｂの極点が安定して形成される
ので、アークエネルギーもクレータ部Ｃの底部Ｃｂに安
定して集中させることができる。したがって、少ない駆
動電力で深溶け込みな溶接を高速且つ安定して行うこと
ができる。
【００５１】そして、アークＡｂとレーザビームＬｂと
の相乗効果によって深溶け込みなクレータ部Ｃを形成す
ることができるので、予め、深い開先部Ｋを形成する必
要がないなど、作業性を向上させることができる。ま
た、２種類の溶接方法で深溶け込みを行う構成であり、
使用するエネルギー（電力）を抑えることができるとと
もに高速な溶接が可能となるので、低入熱を実現するこ
とができる。したがって、熱歪の少ない所望の品質を有
する溶接を行うことができる。
の相乗効果によって深溶け込みなクレータ部Ｃを形成す
ることができるので、予め、深い開先部Ｋを形成する必
要がないなど、作業性を向上させることができる。ま
た、２種類の溶接方法で深溶け込みを行う構成であり、
使用するエネルギー（電力）を抑えることができるとと
もに高速な溶接が可能となるので、低入熱を実現するこ
とができる。したがって、熱歪の少ない所望の品質を有
する溶接を行うことができる。
【００５２】すなわち、溶接速度の向上や、低出力且つ
低歪化による歪取工数低減を実現することができるの
で、高効率な溶接作業を行うことができる。さらに、銅
合金やアルミニウム合金など、レーザ反射率の高い材料
における溶接割れやブローホール生成などの溶接欠陥を
低減することができるので、高品質な製品を生成するこ
とができる。
低歪化による歪取工数低減を実現することができるの
で、高効率な溶接作業を行うことができる。さらに、銅
合金やアルミニウム合金など、レーザ反射率の高い材料
における溶接割れやブローホール生成などの溶接欠陥を
低減することができるので、高品質な製品を生成するこ
とができる。
【００５３】また、レーザビームＬｂの集光角度２γ
（θＡ）に応じて、開先部Ｋの開先角度２θ（θＢ）を
設定することにより、レーザビームＬｂは開先部の外部
で反射されることなく安定して開先部Ｋの内部に照射さ
れる。そして、レーザビームＬｂの集光角度を２γ、開
先角度を２θとしたとき、 ２γ ＜ ２θ ≦ ２γ＋３０° に設定することにより、母材Ｂの開先部Ｋにおけるレー
ザビームＬｂの吸収率を所望の値以上とすることができ
る。したがって、レーザビームＬｂによる溶接を効率良
く行うことができる。
（θＡ）に応じて、開先部Ｋの開先角度２θ（θＢ）を
設定することにより、レーザビームＬｂは開先部の外部
で反射されることなく安定して開先部Ｋの内部に照射さ
れる。そして、レーザビームＬｂの集光角度を２γ、開
先角度を２θとしたとき、 ２γ ＜ ２θ ≦ ２γ＋３０° に設定することにより、母材Ｂの開先部Ｋにおけるレー
ザビームＬｂの吸収率を所望の値以上とすることができ
る。したがって、レーザビームＬｂによる溶接を効率良
く行うことができる。
【００５４】ところで、アーク電流及びレーザビーム出
力をそれぞれ所定の周期でパルス化することにより、母
材Ｂに対して効率良くエネルギーを吸収させることがで
き、母材Ｂの溶融を大きくすることができる。さらに、
パルス化されたアークＡｂ及びレーザビームＬｂの出力
を、所定の位相差で同期させつつ、母材Ｂに対して作用
させることにより、母材Ｂの溶融を更に効率良く行うこ
とができる。
力をそれぞれ所定の周期でパルス化することにより、母
材Ｂに対して効率良くエネルギーを吸収させることがで
き、母材Ｂの溶融を大きくすることができる。さらに、
パルス化されたアークＡｂ及びレーザビームＬｂの出力
を、所定の位相差で同期させつつ、母材Ｂに対して作用
させることにより、母材Ｂの溶融を更に効率良く行うこ
とができる。
【００５５】この場合、図１３に示すパルス同期装置に
おいて、パルス化されたアークＡｂを出力するアーク溶
接駆動電源７のアーク電流波形を検出し、この検出結果
をレーザ溶接駆動電源３０のパルス制御回路３１に入力
する。このように制御することにより、図１４に示すよ
うに、所定の周期ｔ１でパルス幅ｔ２を有するパルス化
されたアークＡｂ及びレーザビームＬｂを、位相差ｔ３
で同期させつつ母材Ｂに対して作用させることができ
る。ここで、図１４（ａ）はレーザ出力波形を、図１４
（ｂ）はアーク電流を示す。
おいて、パルス化されたアークＡｂを出力するアーク溶
接駆動電源７のアーク電流波形を検出し、この検出結果
をレーザ溶接駆動電源３０のパルス制御回路３１に入力
する。このように制御することにより、図１４に示すよ
うに、所定の周期ｔ１でパルス幅ｔ２を有するパルス化
されたアークＡｂ及びレーザビームＬｂを、位相差ｔ３
で同期させつつ母材Ｂに対して作用させることができ
る。ここで、図１４（ａ）はレーザ出力波形を、図１４
（ｂ）はアーク電流を示す。
【００５６】この場合、位相差ｔ３は任意に設定可能で
ある。しかしながら、母材Ｂに対してレーザビームＬｂ
を照射し金属蒸気が発生するまで（あるいは、キーホー
ルが形成されるまで）に所定時間（例えば１ｍｓ以上）
かかるとともに、レーザビームＬｂの照射を止めた時点
で金属蒸気の発生（キーホールの形成）が止まることを
考慮すると、位相差ｔ３を、周期ｔ１やパルス時間ｔ２
に基づいて、予め最適な時間に設定することが好まし
い。
ある。しかしながら、母材Ｂに対してレーザビームＬｂ
を照射し金属蒸気が発生するまで（あるいは、キーホー
ルが形成されるまで）に所定時間（例えば１ｍｓ以上）
かかるとともに、レーザビームＬｂの照射を止めた時点
で金属蒸気の発生（キーホールの形成）が止まることを
考慮すると、位相差ｔ３を、周期ｔ１やパルス時間ｔ２
に基づいて、予め最適な時間に設定することが好まし
い。
【００５７】すなわち、母材Ｂに対してレーザビームＬ
ｂを照射し金属蒸気が発生した位置がアーク発生点とな
るので、レーザビームＬｂを照射して十分に金属蒸気が
発生した後、アークＡｂを出力することにより、より安
定した溶接が可能となる。つまり、金属蒸気の発生時間
（あるいは、キーホールの形成時間）に応じて位相差ｔ
３を設定することが可能である。例えば、パルス波形の
１／４周期に相当する時間に設定することができる。
ｂを照射し金属蒸気が発生した位置がアーク発生点とな
るので、レーザビームＬｂを照射して十分に金属蒸気が
発生した後、アークＡｂを出力することにより、より安
定した溶接が可能となる。つまり、金属蒸気の発生時間
（あるいは、キーホールの形成時間）に応じて位相差ｔ
３を設定することが可能である。例えば、パルス波形の
１／４周期に相当する時間に設定することができる。
【００５８】このように、アークＡｂ及びレーザビーム
Ｌｂのそれぞれの出力を所定の周期でパルス化するとと
もに、それぞれの出力を同期させつつ母材Ｂに対して作
用させることにより、アークＡｂ及びレーザビームＬｂ
のそれぞれのエネルギーを効率良く母材Ｂに吸収させる
ことができる。
Ｌｂのそれぞれの出力を所定の周期でパルス化するとと
もに、それぞれの出力を同期させつつ母材Ｂに対して作
用させることにより、アークＡｂ及びレーザビームＬｂ
のそれぞれのエネルギーを効率良く母材Ｂに吸収させる
ことができる。
【００５９】なお、上述した実施形態においては、開先
部ＫにレーザビームＬｂを照射し、この開先部Ｋの内部
でレーザビームＬｂを反射させるように説明したが、例
えば、鉄など、レーザビームＬｂを吸収する特性を有す
る材料に対しては、開先部Ｋを設けなくても所望の効果
を得ることができる。すなわち、レーザビームＬｂによ
ってキーホールを形成し、このキーホールに対して埋も
れアーク溶接を施すようにしてもよい。
部ＫにレーザビームＬｂを照射し、この開先部Ｋの内部
でレーザビームＬｂを反射させるように説明したが、例
えば、鉄など、レーザビームＬｂを吸収する特性を有す
る材料に対しては、開先部Ｋを設けなくても所望の効果
を得ることができる。すなわち、レーザビームＬｂによ
ってキーホールを形成し、このキーホールに対して埋も
れアーク溶接を施すようにしてもよい。
【００６０】一方、銅合金やアルミニウム合金、あるい
はステンレスなどは、レーザビームＬｂを反射する特性
を有するので、レーザビームＬｂを照射しただけではキ
ーホールは形成されにくい。したがって、この場合にお
いては、開先部Ｋを形成し、この開先部Ｋに対してレー
ザビームＬｂを照射することにより、レーザビームＬｂ
はこの開先部Ｋ内部で多重反射するので有効である。
はステンレスなどは、レーザビームＬｂを反射する特性
を有するので、レーザビームＬｂを照射しただけではキ
ーホールは形成されにくい。したがって、この場合にお
いては、開先部Ｋを形成し、この開先部Ｋに対してレー
ザビームＬｂを照射することにより、レーザビームＬｂ
はこの開先部Ｋ内部で多重反射するので有効である。
【００６１】＜実験例１＞次に、本発明の溶接装置１に
よって母材Ｂに対して行った溶接方法の第１実験例につ
いて、図１５、図１６、図１７を参照しながら説明す
る。図１５に示すような２種類の母材Ｂに対して、それ
ぞれ溶接を施した。すなわち、図１５（ａ）に示すよう
に、開先部Ｋが形成された母材Ｂと、図１５（ｂ）に示
すように、開先部がない母材Ｂとに対して、それぞれ所
定の条件で溶接を施した。なお、それぞれの母材Ｂとし
て板厚が２．８ｍｍのアルミニウム合金を用いた。
よって母材Ｂに対して行った溶接方法の第１実験例につ
いて、図１５、図１６、図１７を参照しながら説明す
る。図１５に示すような２種類の母材Ｂに対して、それ
ぞれ溶接を施した。すなわち、図１５（ａ）に示すよう
に、開先部Ｋが形成された母材Ｂと、図１５（ｂ）に示
すように、開先部がない母材Ｂとに対して、それぞれ所
定の条件で溶接を施した。なお、それぞれの母材Ｂとし
て板厚が２．８ｍｍのアルミニウム合金を用いた。
【００６２】そして、上述したような母材Ｂに対して、
レーザ溶接法のみによる溶接、アーク溶接法のみによる
溶接、レーザ溶接法とアーク溶接法とを併用した溶接の
３つの方法による溶接を施した。用いた溶接装置は図１
において説明したものであり、アーク溶接装置２として
ミグ溶接装置を用いた。一方、レーザ溶接装置３として
ＹＡＧレーザ装置を用いた。ワイヤはワイヤ径１．２ｍ
ｍとした。レーザビーム出力は２ｋＷ、溶接速度は３ｍ
／ｍｉｎ．とした。ミグ電源はパルスミグに設定し、平
均溶接電流及び電圧はそれぞれ２１０Ａ、１９Ｖ（パル
ス電流３４０Ａ、パルス幅１．２ｍｓ、周波数２４０Ｈ
ｚ）とした。シールドガスはＡｒを用い、流量は２５Ｌ
／ｍｉｎ．とした。また、集光光学系１５によるレーザ
ビームＬｂの集光角度２γは２２°であり、この集光角
度２γに基づいて、レーザビームＬｂのエネルギーの吸
収率を向上させ、溶着量を小さくし入熱を低く抑えるた
めに開催角度２θを３０°とした。
レーザ溶接法のみによる溶接、アーク溶接法のみによる
溶接、レーザ溶接法とアーク溶接法とを併用した溶接の
３つの方法による溶接を施した。用いた溶接装置は図１
において説明したものであり、アーク溶接装置２として
ミグ溶接装置を用いた。一方、レーザ溶接装置３として
ＹＡＧレーザ装置を用いた。ワイヤはワイヤ径１．２ｍ
ｍとした。レーザビーム出力は２ｋＷ、溶接速度は３ｍ
／ｍｉｎ．とした。ミグ電源はパルスミグに設定し、平
均溶接電流及び電圧はそれぞれ２１０Ａ、１９Ｖ（パル
ス電流３４０Ａ、パルス幅１．２ｍｓ、周波数２４０Ｈ
ｚ）とした。シールドガスはＡｒを用い、流量は２５Ｌ
／ｍｉｎ．とした。また、集光光学系１５によるレーザ
ビームＬｂの集光角度２γは２２°であり、この集光角
度２γに基づいて、レーザビームＬｂのエネルギーの吸
収率を向上させ、溶着量を小さくし入熱を低く抑えるた
めに開催角度２θを３０°とした。
【００６３】実験結果を図１６、図１７に示す。このう
ち、図１６は、開先部Ｋが形成された母材Ｂ（図１５
（ａ）参照）に対して溶接を施した場合の結果であり、
図１７は、開先部Ｋが形成されていない平板状の母材Ｂ
（図１５（ｂ）参照）に対して溶接を施した場合の結果
である。そして、それぞれ図１６、図１７のうち、
（ａ）はレーザ溶接とアーク溶接とを複合した溶接（以
下、「ハイブリッド溶接」と称する）、（ｂ）はアーク
溶接のみ、（ｃ）はレーザ溶接のみ、を施した場合の溶
接部分近傍の拡大図である。なお、図２１、図２２に
は、図１６、図１７の各写真に対応する模式図及び埋も
れアークハイブリッド溶接（開先部あり）を施した場合
の模式図が示されている。
ち、図１６は、開先部Ｋが形成された母材Ｂ（図１５
（ａ）参照）に対して溶接を施した場合の結果であり、
図１７は、開先部Ｋが形成されていない平板状の母材Ｂ
（図１５（ｂ）参照）に対して溶接を施した場合の結果
である。そして、それぞれ図１６、図１７のうち、
（ａ）はレーザ溶接とアーク溶接とを複合した溶接（以
下、「ハイブリッド溶接」と称する）、（ｂ）はアーク
溶接のみ、（ｃ）はレーザ溶接のみ、を施した場合の溶
接部分近傍の拡大図である。なお、図２１、図２２に
は、図１６、図１７の各写真に対応する模式図及び埋も
れアークハイブリッド溶接（開先部あり）を施した場合
の模式図が示されている。
【００６４】図１６（ａ）に示すように、開先部Ｋが形
成された母材Ｂに対してハイブリッド溶接を施した場
合、母材Ｂは裏面側まで溶融されており、大幅に溶融部
分が増大している。ところが、図１６（ｂ）に示すよう
に、アーク溶接のみの場合においては、開先部Ｋの底部
に融合不良が生じている。また、図１６（ｃ）に示すよ
うに、レーザ溶接のみの場合においては、開先部Ｋの内
部でのレーザビームＬｂの多重反射によって、突き合わ
せ面は溶融するが、十分に接合するに至っていない。さ
らにＡｒ＋４０％Ｎ2を使用して埋もれアークにする
と、図２３に示すように埋もれアークのみの場合でも溶
込み深さが大幅に大きくなっていることからレーザとの
併用によりさらに深溶込み溶接が可能になる。
成された母材Ｂに対してハイブリッド溶接を施した場
合、母材Ｂは裏面側まで溶融されており、大幅に溶融部
分が増大している。ところが、図１６（ｂ）に示すよう
に、アーク溶接のみの場合においては、開先部Ｋの底部
に融合不良が生じている。また、図１６（ｃ）に示すよ
うに、レーザ溶接のみの場合においては、開先部Ｋの内
部でのレーザビームＬｂの多重反射によって、突き合わ
せ面は溶融するが、十分に接合するに至っていない。さ
らにＡｒ＋４０％Ｎ2を使用して埋もれアークにする
と、図２３に示すように埋もれアークのみの場合でも溶
込み深さが大幅に大きくなっていることからレーザとの
併用によりさらに深溶込み溶接が可能になる。
【００６５】図１７（ａ）に示すように、平板溶接の母
材Ｂに対してハイブリッド溶接を施した場合、母材Ｂの
溶融部分は大きい。また、図１７（ｂ）に示すように、
アーク溶接によって平板溶接を行った場合、母材Ｂの溶
融部分は小さくなっている。図１７（ｃ）に示すよう
に、レーザ溶接を施した場合には、レーザビームはアル
ミニウム合金からなる母材Ｂに対して反射し、十分に溶
融させることができない。また、図１６（ａ）と図１７
（ａ）とから分かるように、平板溶接のほうが、開先部
Ｋを設けた場合に比べて溶融部分が小さい。これは、開
先部Ｋを設けたことによるレーザビームＬｂの母材Ｂに
対する吸収性が向上されたとともに、開先部Ｋ底部にア
ークエネルギーが集中されたためである。
材Ｂに対してハイブリッド溶接を施した場合、母材Ｂの
溶融部分は大きい。また、図１７（ｂ）に示すように、
アーク溶接によって平板溶接を行った場合、母材Ｂの溶
融部分は小さくなっている。図１７（ｃ）に示すよう
に、レーザ溶接を施した場合には、レーザビームはアル
ミニウム合金からなる母材Ｂに対して反射し、十分に溶
融させることができない。また、図１６（ａ）と図１７
（ａ）とから分かるように、平板溶接のほうが、開先部
Ｋを設けた場合に比べて溶融部分が小さい。これは、開
先部Ｋを設けたことによるレーザビームＬｂの母材Ｂに
対する吸収性が向上されたとともに、開先部Ｋ底部にア
ークエネルギーが集中されたためである。
【００６６】このように、母材Ｂの突き合わせ面Ｍに所
定の角度を有する開先部Ｋを形成し、この開先部Ｋに対
してハイブリッド溶接を施すことにより、突き合わせ面
Ｍの溶融部分を増大させることができ、安定した溶接を
行うことが確認できる。
定の角度を有する開先部Ｋを形成し、この開先部Ｋに対
してハイブリッド溶接を施すことにより、突き合わせ面
Ｍの溶融部分を増大させることができ、安定した溶接を
行うことが確認できる。
【００６７】すなわち、レーザビームＬｂを照射するこ
とによってアークＡｂを所定位置へ誘導することができ
るとともに、アークＡｂの発生を安定化させることがで
きる。そして、従来のミグ溶接方法では、開先部Ｋにお
いて図１６（ｂ）に示したように融合不良など溶接欠陥
が発生する場合が生じるが、アークＡｂと同時にレーザ
ビームＬｂを照射することにより、深溶け込み溶接が可
能であることが確認できる。
とによってアークＡｂを所定位置へ誘導することができ
るとともに、アークＡｂの発生を安定化させることがで
きる。そして、従来のミグ溶接方法では、開先部Ｋにお
いて図１６（ｂ）に示したように融合不良など溶接欠陥
が発生する場合が生じるが、アークＡｂと同時にレーザ
ビームＬｂを照射することにより、深溶け込み溶接が可
能であることが確認できる。
【００６８】さらに、ハイブリッド法により、溶接速度
が３ｍ／ｍｉｎ．（従来のミグ溶接法の約３倍）といっ
た高速溶接を実現することができるとともに、この場
合、溶接入熱１．２ｋＪ（従来のミグ溶接法の約１／
２）といった低入熱溶接を実現することができる。この
ため、作業性は向上するとともに、熱歪を抑えることが
できるので、高精度な溶接が可能であることが確認でき
る。
が３ｍ／ｍｉｎ．（従来のミグ溶接法の約３倍）といっ
た高速溶接を実現することができるとともに、この場
合、溶接入熱１．２ｋＪ（従来のミグ溶接法の約１／
２）といった低入熱溶接を実現することができる。この
ため、作業性は向上するとともに、熱歪を抑えることが
できるので、高精度な溶接が可能であることが確認でき
る。
【００６９】＜実験例２＞次に、本発明の溶接装置１に
よって母材Ｂに対して行った溶接方法の第２実験例につ
いて、図１８、図１９、図２０を参照しながら説明す
る。第２実験例は、溶融特性に及ぼすレーザビーム波形
の影響を調べるためのものであり、レーザビームＬｂを
連続発振した場合と、パルス発振した場合とにおける溶
融特性を調べた。この場合、レーザビーム平均出力は、
第１実験例と同様、２ｋＷに設定し、レーザビームを連
続発振した場合と、ピーク出力３．５ｋＷ、周波数５０
０Ｈｚでパルス発振した場合と、ピーク出力５ｋＷ、周
波数１００Ｈｚでパルス発振した場合との３つの条件に
おいて実験を行った。また、第１実験例と同様、溶接速
度を３ｍ／ｍｉｎ．に設定し、ミグ溶接の駆動電流は２
００Ａ、駆動電圧は２０Ｖに設定した。
よって母材Ｂに対して行った溶接方法の第２実験例につ
いて、図１８、図１９、図２０を参照しながら説明す
る。第２実験例は、溶融特性に及ぼすレーザビーム波形
の影響を調べるためのものであり、レーザビームＬｂを
連続発振した場合と、パルス発振した場合とにおける溶
融特性を調べた。この場合、レーザビーム平均出力は、
第１実験例と同様、２ｋＷに設定し、レーザビームを連
続発振した場合と、ピーク出力３．５ｋＷ、周波数５０
０Ｈｚでパルス発振した場合と、ピーク出力５ｋＷ、周
波数１００Ｈｚでパルス発振した場合との３つの条件に
おいて実験を行った。また、第１実験例と同様、溶接速
度を３ｍ／ｍｉｎ．に設定し、ミグ溶接の駆動電流は２
００Ａ、駆動電圧は２０Ｖに設定した。
【００７０】図１８、図１９、図２０に実験結果を示
す。このとき、各図の（ａ）は、溶接部分近傍の拡大図
であり、各図の（ｂ）は、そのときのレーザビーム波形
であって、縦軸はレーザビーム出力を、横軸は時間を示
している。そして、図１８はレーザビームを連続発振し
た場合、図１９はレーザビームをピーク出力３．５ｋ
Ｗ、周波数５００Ｈｚでパルス発振した場合、図２０は
レーザビームをピーク出力５ｋＷ、周波数１００Ｈｚで
パルス発振した場合をそれぞれ示している。
す。このとき、各図の（ａ）は、溶接部分近傍の拡大図
であり、各図の（ｂ）は、そのときのレーザビーム波形
であって、縦軸はレーザビーム出力を、横軸は時間を示
している。そして、図１８はレーザビームを連続発振し
た場合、図１９はレーザビームをピーク出力３．５ｋ
Ｗ、周波数５００Ｈｚでパルス発振した場合、図２０は
レーザビームをピーク出力５ｋＷ、周波数１００Ｈｚで
パルス発振した場合をそれぞれ示している。
【００７１】これらの図に示したように、レーザビーム
を連続発振した場合では溶融量はほとんど増大していな
いが、パルス発振で３．５ｋＷ程度のピークがあれば深
く安定した溶融が得られることがわかる。さらにパルス
化されたアークとレーザビームとを同期させることによ
って、アークとレーザとのエネルギーを効率良く母材に
吸収させることができ、深溶込み溶接が可能になる。
を連続発振した場合では溶融量はほとんど増大していな
いが、パルス発振で３．５ｋＷ程度のピークがあれば深
く安定した溶融が得られることがわかる。さらにパルス
化されたアークとレーザビームとを同期させることによ
って、アークとレーザとのエネルギーを効率良く母材に
吸収させることができ、深溶込み溶接が可能になる。
【００７２】
【発明の効果】本発明の溶接方法及び溶接装置は以下の
ような効果を有するものである。本発明によれば、所定
のガス雰囲気下において所定の駆動電力で母材内部にア
ークを発生させることにより、溶融範囲を過剰に拡大さ
せることなく所定の深さを有する深溶け込みなクレータ
部を形成することができる。この深く形成されたクレー
タ部に対してレーザを照射するすることにより、レーザ
は効率良く母材に吸収される。そして、レーザを照射し
た部分からは金属蒸気が発生するため、この部分にはア
ークの極点が安定して形成されるので、アークのエネル
ギーもクレータ部の底部に集中する。したがって、母材
の突き合わせ面は深く溶け込むので、安定した溶接を行
うことができる。このように、アークとレーザとの相乗
効果によって深溶け込みなクレータ部を形成することが
できるので、予め深い開先部を形成する必要がないな
ど、作業性を向上させることができる。また、２種類の
溶接方法で深溶け込みを行う構成であり、使用するエネ
ルギー（電力）を抑えることができるとともに、低入熱
を実現することができるので、所望の品質を有する溶接
を行うことができる。
ような効果を有するものである。本発明によれば、所定
のガス雰囲気下において所定の駆動電力で母材内部にア
ークを発生させることにより、溶融範囲を過剰に拡大さ
せることなく所定の深さを有する深溶け込みなクレータ
部を形成することができる。この深く形成されたクレー
タ部に対してレーザを照射するすることにより、レーザ
は効率良く母材に吸収される。そして、レーザを照射し
た部分からは金属蒸気が発生するため、この部分にはア
ークの極点が安定して形成されるので、アークのエネル
ギーもクレータ部の底部に集中する。したがって、母材
の突き合わせ面は深く溶け込むので、安定した溶接を行
うことができる。このように、アークとレーザとの相乗
効果によって深溶け込みなクレータ部を形成することが
できるので、予め深い開先部を形成する必要がないな
ど、作業性を向上させることができる。また、２種類の
溶接方法で深溶け込みを行う構成であり、使用するエネ
ルギー（電力）を抑えることができるとともに、低入熱
を実現することができるので、所望の品質を有する溶接
を行うことができる。
【００７３】所定のガスは、電位傾度の高いガス、これ
らの混合ガス、あるいはこれらを含むガスであり、これ
らのガスを用いて予め設定しておいた駆動電力によって
アークを発生させることにより、このアークによって母
材を深く溶け込ますことができる。
らの混合ガス、あるいはこれらを含むガスであり、これ
らのガスを用いて予め設定しておいた駆動電力によって
アークを発生させることにより、このアークによって母
材を深く溶け込ますことができる。
【００７４】レーザビームの集光角度に応じて、開先部
の開先角度を設定することにより、開先部に照射された
レーザビームは反射されることなく安定して開先部の内
部に照射される。この場合、レーザビームの集光角度を
θＡ、開先角度をθＢとしたとき、 θＡ ＜ θＢ ≦ θＡ＋３０° に設定することにより、母材の開先部におけるレーザビ
ームの吸収率は所定値以上となる。したがって、レーザ
ビームによる溶接を効率良く行うことができる。
の開先角度を設定することにより、開先部に照射された
レーザビームは反射されることなく安定して開先部の内
部に照射される。この場合、レーザビームの集光角度を
θＡ、開先角度をθＢとしたとき、 θＡ ＜ θＢ ≦ θＡ＋３０° に設定することにより、母材の開先部におけるレーザビ
ームの吸収率は所定値以上となる。したがって、レーザ
ビームによる溶接を効率良く行うことができる。
【００７５】アークとレーザビームとのそれぞれの出力
信号を所定の周期を有するパルス信号とするとともに、
それぞれの信号を同期させつつ母材に対して作用させる
ことによっても、アーク及びレーザビームのエネルギー
を効率良く母材に吸収させることができる。このとき、
それぞれの信号を所定時間位相させることにより、さら
に効率良く溶接を行うことができる。
信号を所定の周期を有するパルス信号とするとともに、
それぞれの信号を同期させつつ母材に対して作用させる
ことによっても、アーク及びレーザビームのエネルギー
を効率良く母材に吸収させることができる。このとき、
それぞれの信号を所定時間位相させることにより、さら
に効率良く溶接を行うことができる。
【図１】本発明の溶接装置の一実施形態を示す全体構成
図である。
図である。
【図２】埋もれアーク状態を説明するための模式図であ
る。
る。
【図３】アークがレーザビーム照射位置に導かれる様子
を説明するための模式図である。
を説明するための模式図である。
【図４】開先部内部においてレーザビームが母材に吸収
・反射される様子を説明するための模式図である。
・反射される様子を説明するための模式図である。
【図５】レーザビーム集光角度と開先部の開先角度との
関係を説明するための図である。
関係を説明するための図である。
【図６】レーザビームが反射する様子を説明するための
図である。
図である。
【図７】レーザビーム集光角度と開先部の開先角度との
関係を説明するための図である。
関係を説明するための図である。
【図８】レーザビーム集光角度と開先部の開先角度との
関係を説明するための図である。
関係を説明するための図である。
【図９】母材のレーザビーム吸収率と開先部の開先角度
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図１０】母材のレーザビーム吸収率と開先部における
反射回数との関係を示す図である。
反射回数との関係を示す図である。
【図１１】レーザビーム集光角度と開先部の開先角度と
の関係を説明するための図である。
の関係を説明するための図である。
【図１２】埋もれアーク状態が生成される条件を説明す
るための図である。
るための図である。
【図１３】レーザビームとアークとを同期させる同期装
置を説明するための図である。
置を説明するための図である。
【図１４】レーザビームとアークとの出力波形を説明す
るための図である。
るための図である。
【図１５】第１実験例を説明するための図であって実験
に使用した母材を説明するための図である。
に使用した母材を説明するための図である。
【図１６】第１実験例を説明するための図であって開先
部を備えた母材に対して溶接を行ったときの実験結果を
示す図である。
部を備えた母材に対して溶接を行ったときの実験結果を
示す図である。
【図１７】第１実験例を説明するための図であって平板
状の母材に対して溶接を行ったときの実験結果を示す図
である。
状の母材に対して溶接を行ったときの実験結果を示す図
である。
【図１８】第２実験例を説明するための図であってレー
ザビームを連続発振したときの溶接の状態を説明するた
めの図である。
ザビームを連続発振したときの溶接の状態を説明するた
めの図である。
【図１９】第２実験例を説明するための図であってレー
ザビームをパルス発振したときの溶接の状態を説明する
ための図である。
ザビームをパルス発振したときの溶接の状態を説明する
ための図である。
【図２０】第２実験例を説明するための図であってレー
ザビームをパルス振したときの溶接の状態を説明するた
めの図である。
ザビームをパルス振したときの溶接の状態を説明するた
めの図である。
【図２１】図１６に対応する模式図及び埋もれアークハ
イブリッド溶接の状態の模式図である。
イブリッド溶接の状態の模式図である。
【図２２】図１７に対応する模式図である。
【図２３】開先部を備えた母材に対して埋もれアーク溶
接を行ったときの実験結果を示す図である。
接を行ったときの実験結果を示す図である。
１ 溶接装置 ２ アーク溶接装置 ３ レーザ溶接装置 ４ ガス供給装置 １５ 集光光学系 Ｂ 母材 Ｃ クレータ部 Ｇ 所定ガス Ｍ 突き合わせ面 Ｋ 開先部 Ａｂ アーク Ｌｂ レーザビーム θＡ（２γ） レーザビーム集光角度 θＢ（２θ） 開先角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 裕二郎 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB06 BB12 DE04 4E068 BC01 CA03 CA08
Claims (10)
- 【請求項１】 アーク溶接とレーザ溶接とを併用した溶
接方法において、 母材の突き合わせ面における開先部に対して予め設定さ
れた所定の駆動電力によって所定のガス雰囲気下でアー
クを発生させ、該アークによる熱により母材内部を溶融
してクレータ部を形成するとともに、該クレータ部の底
部にレーザビームを照射し、前記母材を溶接することを
特徴とする溶接方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の溶接方法において、 前記所定のガスは、解離性ガスなどの電位傾度の高いガ
ス、これらの混合ガス、あるいはこれらを含むガスであ
ることを特徴とする溶接方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の溶接方法におい
て、 前記レーザビームの集光角度に応じて、前記開先部の開
先角度を設定することを特徴とする溶接方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の溶接方法において、 前記レーザビームの集光角度をθＡ、開先角度をθＢと
したとき、 θＡ ＜ θＢ ≦ θＡ＋３０° に設定することを特徴とする溶接方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶
接方法において、前記アーク及びレーザビームのそれぞ
れの出力信号を所定の周期を有するパル ス信号とするとともに、前記それぞれの信号を同期させ
つつ前記母材に対して作用させることを特徴とする溶接
方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の溶接方法において、 前記それぞれの信号を所定時間の位相差で同期させるこ
とを特徴とする溶接方法。 - 【請求項７】 アーク溶接とレーザ溶接とを併用した溶
接方法において、 アーク及びレーザビームのそれぞれの出力信号を所定の
周期を有するパルス信号とするとともに、前記それぞれ
の信号を同期させつつ前記母材に対して作用させること
を特徴とする溶接方法。 - 【請求項８】 母材の突き合わせ面における開先部内部
でアークを発生させるアーク溶接装置と、 前記アークによる熱により前記母材に形成されたクレー
タ部の底部にレーザビームを照射するレーザ溶接装置
と、 前記母材の突き合わせ面近傍に所定のガスを供給するガ
ス供給装置と、 前記アークが母材内部で発生するよう駆動電力を制御す
る制御装置とを備えることを特徴とする溶接装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の溶接装置において、 前記制御装置は、前記アーク溶接装置及びレーザ溶接装
置から出力されるアーク及びレーザビームのそれぞれの
出力信号を所定の周期を有するパルス信号とするととも
に、前記それぞれの信号を同期させつつ出力させること
を特徴とする溶接装置。 - 【請求項１０】 母材の突き合わせ面でアークを発生さ
せるアーク溶接装置と、 母材におけるアーク発生点近傍にレーザビームを照射す
るレーザ溶接装置と、 前記アーク及びレーザビームのそれぞれの出力信号を所
定の周期を有するパルス信号とするとともに、前記それ
ぞれの信号を同期させつつ出力させる制御装置とを備え
ることを特徴とする溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000107017A JP3631936B2 (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 溶接方法及び溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000107017A JP3631936B2 (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 溶接方法及び溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001287060A true JP2001287060A (ja) | 2001-10-16 |
| JP3631936B2 JP3631936B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=18620075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000107017A Expired - Fee Related JP3631936B2 (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 溶接方法及び溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3631936B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005123325A1 (en) * | 2004-06-16 | 2005-12-29 | Ls Cable Ltd. | Continuous butt welding method using plasma and laser, and method for fabricating metal tube using the same |
| US7009139B2 (en) | 2001-12-27 | 2006-03-07 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for composite YAG laser/arc welding |
| JP2006192995A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 押出し中空型材及びその型材によって形成された鉄道車両構体 |
| JP2010167483A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Kobe Steel Ltd | レーザ・アーク複合溶接法 |
| JP2011098371A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Ihi Corp | レーザ・アークハイブリッド溶接方法 |
| US8378248B2 (en) | 2010-05-21 | 2013-02-19 | General Electric Company | System and method for heat treating a weld joint |
| CN113695741A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-11-26 | 德州职业技术学院（德州市技师学院） | 自动激光焊接装置 |
| CN116475578A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-07-25 | 南京斯迪兰德机械科技有限公司 | 一种新能源汽车电池盒弧焊工艺 |
-
2000
- 2000-04-07 JP JP2000107017A patent/JP3631936B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7009139B2 (en) | 2001-12-27 | 2006-03-07 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for composite YAG laser/arc welding |
| US7019256B2 (en) | 2001-12-27 | 2006-03-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for composite YAG laser/arc welding |
| WO2005123325A1 (en) * | 2004-06-16 | 2005-12-29 | Ls Cable Ltd. | Continuous butt welding method using plasma and laser, and method for fabricating metal tube using the same |
| JP2006192995A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | 押出し中空型材及びその型材によって形成された鉄道車両構体 |
| JP4578985B2 (ja) * | 2005-01-12 | 2010-11-10 | 日本車輌製造株式会社 | 押出し中空形材及びその形材によって形成された鉄道車両構体 |
| JP2010167483A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Kobe Steel Ltd | レーザ・アーク複合溶接法 |
| JP2011098371A (ja) * | 2009-11-05 | 2011-05-19 | Ihi Corp | レーザ・アークハイブリッド溶接方法 |
| US8378248B2 (en) | 2010-05-21 | 2013-02-19 | General Electric Company | System and method for heat treating a weld joint |
| CN113695741A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-11-26 | 德州职业技术学院（德州市技师学院） | 自动激光焊接装置 |
| CN113695741B (zh) * | 2021-09-18 | 2023-01-10 | 德州职业技术学院（德州市技师学院） | 自动激光焊接装置 |
| CN116475578A (zh) * | 2023-05-24 | 2023-07-25 | 南京斯迪兰德机械科技有限公司 | 一种新能源汽车电池盒弧焊工艺 |
| CN116475578B (zh) * | 2023-05-24 | 2023-11-14 | 南京斯迪兰德机械科技有限公司 | 一种新能源汽车电池盒弧焊工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3631936B2 (ja) | 2005-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3762676B2 (ja) | ワークの溶接方法 | |
| CN103801845B (zh) | 基于光束扫描的铁或镍基材料激光mig复合堆焊方法 | |
| JP5398165B2 (ja) | レーザ・アーク複合溶接ヘッド及びその方法 | |
| US20040188395A1 (en) | Laser-hybrid welding with beam oscillation | |
| CN104907696B (zh) | 一种考虑焊接电流值的激光-电弧复合焊接方法 | |
| US20080116175A1 (en) | Laser welding process with improved penetration | |
| RU2572671C1 (ru) | Способ лазерно-дуговой сварки плавящимся электродом стыковых соединений из алюминиевых сплавов | |
| JP2006224130A (ja) | レーザとマグアークによる複合溶接方法 | |
| CN102161134A (zh) | 变极性方波钨极氩弧和激光复合焊接方法 | |
| JP2005501737A (ja) | ガス流量調節を伴うハイブリッドレーザー−アーク溶接方法 | |
| JP2010172911A (ja) | 低温用鋼板の溶接方法 | |
| Zhang et al. | Stability evaluation of laser-MAG hybrid welding process | |
| CN101992354A (zh) | 微束等离子弧和激光复合焊接方法 | |
| JP5812527B2 (ja) | ホットワイヤレーザ溶接方法と装置 | |
| EP1136167B1 (en) | Method for guiding arc by laser, and arc guiding welding and device by the method | |
| JP3631936B2 (ja) | 溶接方法及び溶接装置 | |
| JP2005501736A (ja) | ハイブリッドレーザー−アーク溶接で電気アークを点弧するための方法 | |
| JP4153218B2 (ja) | レーザ併用交流ミグパルスアーク溶接方法 | |
| JP2014079783A (ja) | レーザ・アークハイブリッド溶接方法、ハイブリッド溶接用ヘッド、及びハイブリッド溶接装置 | |
| CN108465938A (zh) | 前置电弧液化电热元件表层的激光复合焊接方法 | |
| CN105618933B (zh) | 一种高效高质的激光‑微弧等离子复合焊接方法 | |
| JP2004090069A (ja) | レーザとアークの複合溶接方法およびそれに用いる溶接継手の開先形状 | |
| JP2005329430A (ja) | レーザ・アーク複合溶接方法 | |
| JP2002144064A (ja) | 金属部材の溶接方法及び装置 | |
| JP2001205465A (ja) | レーザ−アーク複合溶接方法および溶接装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040823 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040907 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041014 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041130 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041220 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3631936 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071224 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101224 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101224 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111224 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111224 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121224 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131224 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |