JP2002144065A - Method for laser welding and equipment therefor - Google Patents

Method for laser welding and equipment therefor

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JP2002144065A
JP2002144065A JP2000340766A JP2000340766A JP2002144065A JP 2002144065 A JP2002144065 A JP 2002144065A JP 2000340766 A JP2000340766 A JP 2000340766A JP 2000340766 A JP2000340766 A JP 2000340766A JP 2002144065 A JP2002144065 A JP 2002144065A
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Japan
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laser
welding
welded
joint
result
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JP2000340766A
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Japanese (ja)
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Hironori Sakamoto
宏規 坂元
Takakuni Iwase
孝邦 岩瀬
Osamu Niikura
治 新倉
Minoru Kasukawa
実 粕川
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for laser welding by which a put-together hands shaped lapped joints are excellently welded from the outer side of rounded parts, and equipment therefor. SOLUTION: The vicinity of the rounded parts of the put-together hands shaped lapped joints 5 and 6 is heated with sub-laser beams 20 and 30, layers 21 and 31 in which a change in structure occurs is formed, thus the gap between the joints 5 and 6 is narrowed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ溶接方法お
よびその装置に関し、詳しくは、金属板を折り曲げて拝
み型に突合わせて接合する拝み型継手のレーザ溶接方法
およびその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser welding method and an apparatus therefor, and more particularly to a laser welding method and an apparatus for a worship type joint in which a metal plate is bent and butt-joined.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レーザ溶接技術の進歩により様々
な部材や形状の部分にレーザ溶接に用いられている。一
般的なレーザ溶接は、重ね合せ溶接、突合わせ溶接、お
よび拝み型継手溶接などがある。
2. Description of the Related Art In recent years, with the advance of laser welding technology, various members and portions having various shapes have been used for laser welding. Common laser welding includes lap welding, butt welding, and dovetail joint welding.

【0003】これらのレーザ溶接において、良不良を決
定する要因の一つに、被溶接部材間の間隔があり、この
間隔を許容範囲内に抑えることが良好な溶接を行う上で
重要である。
[0003] In these laser weldings, one of the factors that determine the quality is the distance between the members to be welded, and it is important to keep this distance within an allowable range in order to perform good welding.

【0004】例えば重ね合わせ溶接では、図5に示すよ
うに、重ね合わせた被溶接部材51と52の上板52側
から回転ロ−ラ54によって押さえつけることにより被
溶接部材51と52の隙間を矯正しながら、レーザ溶接
機55によってレーザ光53を溶接部位に照射して溶接
している。
For example, in overlap welding, as shown in FIG. 5, the gap between the welded members 51 and 52 is corrected by pressing the overlapped welded members 51 and 52 from the upper plate 52 side by a rotating roller 54. Meanwhile, the laser beam 53 is applied to the welding portion by the laser welding machine 55 to perform welding.

【0005】また、突合わせ溶接では、図6に示すよう
に、突合わせた被溶接部材61と62を、十分に剛性の
高い治具65および66で押さえつけることにより、被
溶接部材61と62の隙間を矯正し、レーザ溶接機55
によってレーザ光53を溶接部位に照射して溶接してい
る。
In the butt welding, as shown in FIG. 6, the butt-welded members 61 and 62 are pressed by jigs 65 and 66 having sufficiently high rigidity to thereby form the butt-welded members 61 and 62. The gap is corrected and the laser welding machine 55
The laser beam 53 is radiated to the welding portion to perform welding.

【0006】また、拝み型継手の場合は、例えば特開平
10−225785に開示されている技術によれば、図
7に示すように、拝み型継手の内側から機械的に被溶接
部材71および72を挟み込み治具75により、被溶接
部材71および72の隙間を矯正し、拝み型継手の内
側、すなわち、平面部材を突合わせた状態となっている
側から溶接を行っている。
In the case of a worship type joint, for example, according to the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-225785, as shown in FIG. The gap between the members to be welded 71 and 72 is corrected by the sandwiching jig 75, and welding is performed from the inside of the worship type joint, that is, from the side where the planar members are in abutted state.

【0007】このように、レーザ溶接時には、被溶接部
材の隙間を機械的に力を加える手段によって矯正するこ
とで、適切な溶接が行えるようにしている。
As described above, at the time of laser welding, the gap between the members to be welded is corrected by means for mechanically applying a force so that appropriate welding can be performed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、拝み型
継手のレーザ溶接においては、R(アール)部分の内側
が閉じた空間になっていることがあり、前記公報記載の
技術のように、内側から溶接できる状態のものばかりで
はない。
However, in laser welding of a worship type joint, there is a case where the inside of the R (R) portion is a closed space. Not only those that can be welded.

【0009】このようにRの内側が閉じた空間、あるい
は内側に治具を入れることができない構造の場合、内側
から溶接できないばかりか拝み型継手となっている部分
を挟み込んで、械的に隙間を矯正することも難しい。こ
のため、隙間がレーザ溶接時に許容できる大きさより開
いてしまい溶接不良を起こすといった問題があった。
In the case of a space in which the inside of the R is closed or a structure in which the jig cannot be inserted inside, a portion which is not only weldable from the inside but also becomes a worship type joint is mechanically interposed. It is also difficult to correct. For this reason, there has been a problem that the gap is opened more than an allowable size at the time of laser welding, resulting in poor welding.

【0010】そこで、本発明の目的は、拝み型継手をR
部分の外側から適切に溶接することができるレーザ溶接
方法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a worship type joint with an R
An object of the present invention is to provide a laser welding method capable of appropriately welding from the outside of a portion.

【0011】また、本発明の目的は、拝み型継手をR部
分の外側から良好に溶接することができるレーザ溶接方
法およびその装置を提供することである。
It is another object of the present invention to provide a laser welding method and a laser welding method capable of satisfactorily welding a worship type joint from the outside of an R portion.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、以下の
構成により達成される。
The object of the present invention is achieved by the following constitution.

【0013】(1)拝み型継手のレ−ザ溶接方法であっ
て、溶接用レーザの照射前に、前記拝み型継手の溶接部
位にあるR部近傍を加熱する補助加熱工程を有すること
を特徴とするレーザ溶接方法。
(1) A laser welding method for a worship joint, which comprises an auxiliary heating step of heating the vicinity of an R portion at a welding portion of the worship joint before irradiation with a welding laser. Laser welding method.

【0014】(2)前記補助加熱工程は、前記溶接部位
のR部頂点からR止まりまでの間で、幅が板厚の1/2
〜3.5倍、深さが板厚の2/5〜3/5の範囲で被溶
接部材の組織を変化させた組織変化層を形成する工程で
あることを特徴とする(1)記載のレーザ溶接方法。
(2) In the auxiliary heating step, the width is 1 / of the plate thickness from the top of the R portion of the welding portion to the stop of the R portion.
(1) The step of forming a structure-changed layer in which the structure of the member to be welded is changed in a range of up to 3.5 times and a depth of 2/5 to 3/5 of the plate thickness. Laser welding method.

【0015】(3)前記補助加熱工程は、10〜50J
/mmのエネルギーを前記R部近傍に加える工程である
ことを特徴とする(1)または(2)記載のレーザ溶接
方法。
(3) The auxiliary heating step is performed in a range of 10 to 50 J.
The laser welding method according to (1) or (2), wherein the step of applying an energy of / mm to the vicinity of the R portion.

【0016】(4)前記組織変化層は、相変態組織であ
ることを特徴とする(2)記載のレ−ザ溶接方法。
(4) The laser welding method according to (2), wherein the structure change layer has a phase transformation structure.

【0017】(5)前記組織変化層は、溶融凝固組織で
あることを特徴とする(2)記載のレ−ザ溶接方法。
(5) The laser welding method according to (2), wherein the structure change layer is a melt-solidified structure.

【0018】(6)溶接用レーザ照射手段と、前記溶接
用レーザ照射手段による溶接前に、拝み型継手の溶接部
位にあるR部近傍を加熱する補助加熱手段と、を有する
ことを特徴とするレーザ溶接装置。
(6) A laser irradiation means for welding, and an auxiliary heating means for heating the vicinity of the R portion in the welding portion of the dovetail joint before welding by the laser irradiation means for welding. Laser welding equipment.

【0019】(7)前記補助加熱手段は、10〜50J
/mmのエネルギーを前記R部近傍に加えることを特徴
とする(6)記載のレーザ溶接装置。
(7) The auxiliary heating means is 10 to 50 J
The laser welding apparatus according to (6), wherein an energy of / mm is applied to the vicinity of the R portion.

【0020】(8)前記補助加熱手段は、レーザである
ことを特徴とする(6)または(7)記載のレーザ溶接
装置。
(8) The laser welding apparatus according to (6) or (7), wherein the auxiliary heating means is a laser.

【0021】(9)前記レーザは、Nd:YAGレーザ
であり、該Nd:YAGレーザのレーザ光出力が、スポ
ット径0.45〜8mm、レーザ出力0.8〜3.5k
W、および加熱時間0.0054〜0.096秒の範囲
で、前記R部近傍にレーザ光を照射して加熱とすること
を特徴とする(8)記載のレーザ溶接装置。
(9) The laser is an Nd: YAG laser, and the laser light output of the Nd: YAG laser has a spot diameter of 0.45 to 8 mm and a laser output of 0.8 to 3.5 k.
(8) The laser welding apparatus according to (8), wherein the laser beam is irradiated to the vicinity of the R portion for heating in a range of W and a heating time of 0.0054 to 0.096 seconds.

【0022】[0022]

【発明の効果】請求項1記載の発明に係るレーザ溶接方
法によれば、溶接用レーザの照射前に、拝み型継手の溶
接部位にあるR部近傍を補助加熱することとしたので、
この補助加熱によりR部近傍が組織変化を起こして膨張
し、拝み型継手の合わせ部分の隙間が狭くなり良好な溶
接を行うことができるようになる。
According to the laser welding method according to the first aspect of the present invention, before the irradiation of the welding laser, the vicinity of the R portion in the welded portion of the joint type joint is auxiliary-heated.
Due to this auxiliary heating, the vicinity of the R portion undergoes a structural change and expands, and the gap at the mating portion of the joint is narrowed, so that good welding can be performed.

【0023】請求項2記載の発明に係るレーザ溶接方法
によれば、補助加熱によって、溶接部位のR部頂点から
R止まりまでの間で、幅が板厚の1/2〜3.5倍、深
さが板厚の2/5〜3/5の範囲で被溶接部材の組織を
変化させた組織変化層を形成することとしたので、この
組織変化層により効果的に被溶接部材を膨張させて、拝
み型継手の合わせ部分の隙間を狭くすることが可能とな
り、拝み型継手の良好な溶接ができるようになる。
According to the laser welding method according to the second aspect of the present invention, the width of the welded portion is 1/2 to 3.5 times the plate thickness from the top of the R portion to the stop of the R by the auxiliary heating. Since the structure change layer in which the structure of the member to be welded is changed is formed in a depth range of 2/5 to 3/5 of the plate thickness, the member to be welded is effectively expanded by the structure change layer. As a result, it is possible to narrow the gap at the mating portion of the worship joint, and to perform good welding of the worship joint.

【0024】請求項3記載の発明に係るレーザ溶接方法
によれば、補助加熱工程として、10〜50J/mmの
エネルギーをR部近傍に加えて加熱することとしたの
で、効果的にR部近傍に組織変化層を形成して、拝み型
継手の合わせ部分の隙間を狭くすることが可能となり、
拝み型継手の良好な溶接ができるようになる。
According to the laser welding method according to the third aspect of the present invention, as the auxiliary heating step, heating is performed by applying an energy of 10 to 50 J / mm to the vicinity of the R portion. It is possible to form a structure change layer in the joint and narrow the gap at the joint of the worship type joint,
Good welding of the worship type joint can be performed.

【0025】請求項4記載の発明に係るレーザ溶接方法
によれば、組織変化層を相変態組織としたので、効果的
に拝み型継手の合わせ部分の隙間を狭くすることが可能
となり、拝み型継手の良好な溶接ができるようになる。
According to the laser welding method according to the fourth aspect of the present invention, since the structure change layer has a phase-transformed structure, it is possible to effectively reduce the gap at the joint portion of the worship joint. Good joints can be welded.

【0026】請求項5記載の発明に係るレーザ溶接方法
によれば、組織変化層を溶融凝固組織としたので、効果
的に拝み型継手の合わせ部分の隙間を狭くすることが可
能となり、拝み型継手の良好な溶接ができるようにな
る。
According to the laser welding method according to the fifth aspect of the present invention, since the structure-change layer is made of a melt-solidified structure, it is possible to effectively narrow the gap between the joints of the worship joint. Good joints can be welded.

【0027】請求項6記載の発明に係るレーザ溶接装置
によれば、溶接用レーザ照射手段による溶接前に、拝み
型継手の溶接部位にあるR部近傍を加熱する補助加熱手
段を設けたので、この補助加熱手段による補助加熱によ
って、R部近傍に組織変化を起こさせて膨張させ、拝み
型継手の合わせ部分の隙間を狭くすることが可能とな
り、良好な溶接を行うことができるようになる。
According to the laser welding apparatus according to the sixth aspect of the present invention, before the welding by the welding laser irradiation means, the auxiliary heating means for heating the vicinity of the R portion in the welded portion of the joint is provided. By the auxiliary heating by the auxiliary heating means, a structure change is caused in the vicinity of the R portion to cause expansion, thereby making it possible to narrow the gap at the mating portion of the wedge-shaped joint and to perform good welding.

【0028】請求項7記載の発明に係るレーザ溶接装置
によれば、補助加熱手段が、10〜50J/mmのエネ
ルギーを加えることでR部近傍を加熱することとしたの
で、効果的にR部近傍に組織変化を起こさせて膨張さ
せ、拝み型継手の合わせ部分の隙間を狭くすることが可
能となり、良好な溶接を行うことができるようになる。
According to the laser welding apparatus of the present invention, since the auxiliary heating means heats the vicinity of the R portion by applying an energy of 10 to 50 J / mm, the R portion can be effectively formed. Structural change is caused in the vicinity to expand the structure, thereby making it possible to narrow the gap at the mating portion of the worship type joint, and to perform good welding.

【0029】請求項8記載の発明に係るレーザ溶接装置
によれば、補助加熱手段としてレーザを用いることとし
たので、レーザ溶接用のレーザ光を補助加熱手段として
用いることが可能となり、簡単に良好な溶接を行うこと
ができる。
According to the laser welding apparatus of the present invention, the laser is used as the auxiliary heating means, so that the laser beam for laser welding can be used as the auxiliary heating means, so that it is easy to improve the laser welding. Welding can be performed.

【0030】請求項9記載の発明に係るレーザ溶接装置
によれば、Nd:YAGレーザを用いて、このNd:Y
AGレーザのレーザ光出力を、スポット径0.45〜8
mm、レーザ出力0.8〜3.5kW、および加熱時間
0.0054〜0.096秒の範囲として、R部近傍に
レーザ光を照射して加熱とすることとしたので、加熱手
段としてレーザを用いた場合に、確実にR部近傍に組織
変化を起こさせて膨張させ、拝み型継手の合わせ部分の
隙間を狭くすることが可能となり、良好な溶接を行うこ
とができるようになる。
According to the laser welding apparatus according to the ninth aspect of the present invention, the Nd: YAG laser is used for the Nd: YAG laser.
The laser beam output of the AG laser is adjusted to a spot diameter of 0.45 to 8
mm, a laser output of 0.8 to 3.5 kW, and a heating time of 0.0054 to 0.096 seconds. When used, it is possible to surely cause a change in the structure near the R portion and expand the structure, thereby making it possible to narrow the gap between the mating portions of the worship joint, and to perform good welding.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下添付した図面を参照して本発
明の一実施の形態を説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0032】図1は、本発明を適用したレーザ溶接装置
の主要部を示す図面であり、図2は、溶接部断面を拡大
した図面である。
FIG. 1 is a view showing a main part of a laser welding apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is an enlarged view of a cross section of a welded part.

【0033】本発明を適用したレーザ溶接装置は、図1
に示すように、金属板を折り曲げて拝み型に突合わせた
被溶接部材5および6を拝み型形状のR部分外側から溶
接するためのものである。その構成は、実際の溶接を行
うための主レーザ光10を射出する主レーザ射出部1
と、後述する隙間矯正のための副レーザ光20および3
0を射出する2つの副レーザ射出部2および3と、これ
ら副レーザ射出部2および3を支持収納するケース4を
備える。
FIG. 1 shows a laser welding apparatus to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 7, the welded members 5 and 6 which are formed by bending a metal plate and butting against a dowel shape are to be welded from the outside of the R portion of the dovetail shape. The main laser emitting unit 1 for emitting a main laser beam 10 for performing actual welding
And auxiliary laser beams 20 and 3 for gap correction described later.
It has two sub-laser emitting units 2 and 3 for emitting 0, and a case 4 for supporting and storing these sub-laser emitting units 2 and 3.

【0034】各レーザ射出部1、2、および3は、いず
れも通常のレーザ溶接機同様に、レーザ光源(不図示)
に光ファイバーケーブル(不図示)などによって接続さ
れていて、各レーザ射出部1、2、および3から照射さ
れるレーザ光の出力エネルギーは、レーザ光原に接続さ
れるコントローラ(不図示)によって制御されている。
Each of the laser emitting units 1, 2, and 3 is provided with a laser light source (not shown), similarly to a normal laser welding machine.
The output energy of the laser light emitted from each of the laser emitting units 1, 2, and 3 is controlled by a controller (not shown) connected to the laser light source. ing.

【0035】次に、このレーザ溶接装置を用いた拝み型
継手のレーザ溶接方法について説明する。
Next, a description will be given of a laser welding method for a worship type joint using the laser welding apparatus.

【0036】まず、溶接のための主レ−ザ照射前に、副
レーザ光20および30により、被溶接部材5および6
のR部近傍を加熱して組織変化層21および31を形成
する。この加熱工程を補助加熱工程と称する。
First, before irradiation of the main laser for welding, the members to be welded 5 and 6 are irradiated with the sub-laser beams 20 and 30.
Is heated in the vicinity of the R portion to form the structure change layers 21 and 31. This heating step is called an auxiliary heating step.

【0037】この補助加熱工程によって形成する組織変
化層21および31は、図2に示すように、溶接部位の
R部頂点からR止まりまでの間で、幅Lが板厚の1/2
〜3.5倍、深さDが板厚の2/5〜2/5の範囲であ
ることが好ましい(後述する実施例参照)。この範囲を
組織変化させることで、拝み型継手の接合部分の隙間
が、組織変化による膨張によって狭くなり、適切な隙間
の許容範囲とすることができる。なお、R止まりとは被
溶接部材の曲率のついたR部分と曲率のない真直部との
境界を言い、R部頂点とは被溶接部材の一方のR止まり
と他方のR止まりの間の中心を言う。また加熱による組
織変化層の幅とは、加熱によって組織が変化した層の板
厚方向に垂直な方向の長さを言う。
As shown in FIG. 2, the structure-changed layers 21 and 31 formed by the auxiliary heating step have a width L equal to 板 of the plate thickness from the top of the R portion of the welded portion to the R stop.
It is preferable that the depth D is in the range of 2/5 to 2/5 of the plate thickness (see Example below). By changing the structure in this range, the gap at the joint of the worship joint becomes narrower due to expansion due to the change in structure, and an appropriate gap tolerance can be set. The term "R stop" refers to a boundary between a curved R portion of a member to be welded and a straight portion having no curvature, and the R portion apex is a center between one R stop and the other R stop of the member to be welded. Say The width of the structure-changed layer by heating refers to the length in the direction perpendicular to the thickness direction of the layer whose structure has been changed by heating.

【0038】このような範囲の組織変化層を得るために
は、後述する実施例の結果からわかるように、副レーザ
光20および30のレーザとして、Nd:YAGレーザ
を用いた場合、レーザスポット径0.45〜8mm、レ
ーザ出力0.8〜3kW、および加熱時間0.0054
〜0.096秒の範囲で加熱することが好ましい。この
とき加えられたエネルギー量は、約10〜50J/mm
となっている。
In order to obtain a texture change layer in such a range, as will be understood from the results of the examples described later, when a Nd: YAG laser is used as the laser of 0.45-8 mm, laser power 0.8-3 kW, and heating time 0.0054
It is preferable to heat in a range of 0.096 seconds. The amount of energy applied at this time is about 10 to 50 J / mm.
It has become.

【0039】したがって、Nd:YAGレーザ以外のレ
ーザ、例えば炭酸ガスレーザなどを用いた場合でも、約
10〜50J/mmのエネルギーを加えてR部近傍を加
熱することで、組織変化層を形成させることが可能であ
る。また、同様にレーザ以外の加熱手段により約10〜
50J/mmのエネルギーを加えても実施可能である。
Therefore, even when using a laser other than the Nd: YAG laser, for example, a carbon dioxide gas laser, it is possible to form an organization change layer by applying energy of about 10 to 50 J / mm and heating the vicinity of the R portion. Is possible. Similarly, about 10 to 10 by heating means other than laser.
It can be implemented even when an energy of 50 J / mm is applied.

【0040】このような組織変化層の形成後、主レーザ
射出部1から主レーザ光10による溶接を行う。このと
き、組織変化層21および31を形成したことで被溶接
部材5および6の隙間は、許容範囲内となっているの
で、良好な溶接ビード11が形成される。
After the formation of such a structure change layer, welding is performed by the main laser beam 10 from the main laser emitting section 1. At this time, the gap between the members to be welded 5 and 6 is within the allowable range due to the formation of the structure change layers 21 and 31, so that a good weld bead 11 is formed.

【0041】なお、ここで、組織変化層とは、材料の組
織形態が加熱前とは異なる組織に変化することを言う。
例えば相変態組織や溶融凝固組織となることである。相
変態組織とは、材料の組織形態が加熱前の組織から加熱
によって相が変態することにより変化した組織を言い、
溶融凝固組織とは、材料の組織形態が加熱前の組織から
加熱によって溶融して凝固することにより変化した変化
した組織を言う。
Here, the structure changing layer means that the structure of the material changes to a structure different from that before heating.
For example, it becomes a phase transformation structure or a melt-solidified structure. The phase transformation structure refers to a structure in which the structure of the material has changed due to transformation of the phase by heating from the structure before heating,
The melt-solidified structure refers to a changed structure in which the structure of the material has changed by melting and solidifying by heating from the structure before heating.

【0042】このような組織変化によりR部近傍が膨張
するため、単なる熱膨張などとは異なり、補助加熱を終
わった後、すなわち補助加熱した部分が冷えた状態で
も、拝み型継手の隙間は溶接に適した状態が保たれてい
る。
Since the vicinity of the R portion expands due to such a structural change, unlike the mere thermal expansion or the like, after the auxiliary heating is completed, that is, even when the auxiliary heated portion is cooled, the gap of the worship type joint is welded. The condition suitable for is maintained.

【0043】次に、本実施の形態における作用を説明す
る。
Next, the operation of this embodiment will be described.

【0044】図3は、副レーザ光の出力を1kW、スポ
ット径0.45mmとし、拝み型継手のR部頂点に対し
て走査速度3〜7m/minで移動させながらレーザ光
を照射したときの変形量を説明するための図面で、図3
Aに、拝み型継手の一方の部材6にレーザ光30’を照
射したときの照射位置およびレーザ光の状態の概略を示
し、図3Bに、走査速度に対する被溶接部材の変形量を
示す。ここで、変形量は図3Aに示すように拝み型継手
の隙間が狭くなる方向を「−」、隙間が広がる方向を
「+」としている。
FIG. 3 shows the case where the output of the auxiliary laser beam is 1 kW, the spot diameter is 0.45 mm, and the laser beam is irradiated while moving at the scanning speed of 3 to 7 m / min to the apex of the R-shaped joint. FIG. 3 is a drawing for explaining the amount of deformation.
FIG. 3A schematically shows the irradiation position and the state of the laser beam when one of the members 6 of the worship joint is irradiated with the laser beam 30 ′, and FIG. 3B shows the amount of deformation of the member to be welded with respect to the scanning speed. Here, as shown in FIG. 3A, the amount of deformation is indicated by “−” in the direction in which the gap of the worship-type joint is reduced, and “+” in the direction in which the gap is expanded.

【0045】図3Bからわかるように、補助加熱によっ
て、「−」方向に最大0.5mm程度変形している。拝
み型継手の2つの被溶接部材は、通常、特別な治具を使
用せずに合わせた状態のとき、その隙間は1mm未満で
ある。したがって、片側の被溶接部材で最大0.5mm
程度得られれば、両側の部材で、1mm程度の変形とな
り、拝み型継手の隙間は十分少なくなる。
As can be seen from FIG. 3B, a maximum deformation of about 0.5 mm occurs in the "-" direction due to the auxiliary heating. The gap between the two welded members of the worship type joint is usually less than 1 mm when they are fitted together without using a special jig. Therefore, a maximum of 0.5 mm
If it can be obtained, the members on both sides are deformed by about 1 mm, and the clearance of the worship joint is sufficiently reduced.

【0046】図4は、副レーザ光の出力を3kW、スポ
ット径8mm(焦点が甘くなるデフォーカス状態)と
し、拝み型継手のR部頂点に対して走査速度2〜7m/
minで移動させながらレーザ光を照射したときの変形
量を説明するための図面で、図4Aに、拝み型継手の一
方の部材6にレーザ光30’’を照射したときの照射位
置およびレーザ光の状態の概略を示し、図4Bに、走査
速度に対する被溶接部材の変形量を示す。変形量は図4
Aに示すように拝み型継手の隙間が狭くなる方向を
「−」、隙間が広がる方向を「+」としている。
FIG. 4 shows that the output of the auxiliary laser beam is 3 kW, the spot diameter is 8 mm (the defocus state where the focus is weakened), and the scanning speed is 2 to 7 m / sec.
FIG. 4A is a view for explaining the amount of deformation when irradiating laser light while moving the laser beam at a distance of min. FIG. 4B shows the deformation amount of the member to be welded with respect to the scanning speed. Fig. 4
As shown in A, the direction in which the gap of the worship type joint is narrowed is “−”, and the direction in which the gap is widened is “+”.

【0047】図4Bからわかるように、補助加熱によっ
て、「−」方向に最大0.4mm程度変形しているが、
走査速度を遅くした場合、1m/minでは、表面が溶
融状態となり好ましくなく、また2m/minでは、溶
融はしなかったものの、「+」方向、すなわち、隙間が
広がる方向へ変形してしまっている。この結果は、走査
速度を遅くして、被溶接部材に加えるエネルギー量を多
くすると、被溶接部材表面が溶融したり、溶融にまでは
いたらなくても所望するような変形が得られないことが
あることを示している。一方、走査速度を適切な値とし
て被溶接部材に加えるエネルギー量を調節することで、
最大0.4mm程度の変形量とすることができ、拝み型
継手の隙間を狭くするための最適なエネルギー量を得る
ことが可能である。
As can be seen from FIG. 4B, the shape is deformed in the "-" direction by a maximum of about 0.4 mm by the auxiliary heating.
When the scanning speed is reduced, at 1 m / min, the surface is in a molten state, which is not preferable. At 2 m / min, the surface does not melt, but is deformed in the “+” direction, that is, the direction in which the gap is widened. I have. The result is that if the scanning speed is reduced and the amount of energy applied to the member to be welded is increased, the surface of the member to be welded may be melted, or the desired deformation may not be obtained without melting. It indicates that there is. On the other hand, by adjusting the amount of energy applied to the member to be welded as an appropriate value of the scanning speed,
The deformation amount can be about 0.4 mm at the maximum, and it is possible to obtain an optimum amount of energy for narrowing the gap of the worship joint.

【0048】[0048]

【実施例】次に、実際に拝み型継手の溶接を上述した実
施の形態に沿って様々な条件で行った実施例と比較例を
説明する。
EXAMPLES Next, examples and comparative examples in which welding of a joint of a worship type were actually performed under various conditions in accordance with the above-described embodiment will be described.

【0049】実施例1 拝み型継手として溶接する被溶接部材5および6とし
て、板厚1.6mmの軟鋼板を用い、拝み型となってい
る折り曲げ部分の曲率半径を内側で5mmに成形し、突
合わせた。
Example 1 Mild steel plates having a thickness of 1.6 mm were used as the members 5 and 6 to be welded as the worship type joint, and the radius of curvature of the bent portion of the worship type was formed to 5 mm on the inner side. Butted.

【0050】この被溶接部材5および6に対し、副レー
ザ射出部2および3から、レーザ出力1kWのNd:Y
aGレーザを用い、スポット径0.45mmに集光した
レーザ光20および30を、R止まりからR部頂点の方
向に2mmずらした位置に走査速度5m/minで移動
させながら照射した。
For the members 5 and 6 to be welded, Nd: Y with a laser output of 1 kW is output from the sub-laser emitting portions 2 and 3.
Using an aG laser, laser beams 20 and 30 condensed to a spot diameter of 0.45 mm were irradiated at a scanning speed of 5 m / min to a position shifted by 2 mm from the end of R to the direction of the apex of the R portion.

【0051】その後引き続いて、主レーザ射出部1から
レーザ出力2kWのNd:YaGレ−ザ光10を上記と
同じ走査速度5m/minで移動させながら照射した。
これにより、溶接ビ−ド11が形成され、被溶接部材5
および6が拝み型継手として接合された。
Subsequently, Nd: YaG laser light 10 having a laser output of 2 kW was irradiated from the main laser emitting portion 1 while moving at the same scanning speed of 5 m / min as described above.
As a result, a weld bead 11 is formed, and the workpiece 5
And 6 were joined as a dovetail joint.

【0052】溶接部分の目視評価を行ったところ、穴明
きなどがなく肉盛りの状態も良好な溶接ビードが得られ
確実に溶接されていた。
When the welded portion was visually evaluated, it was found that a weld bead having no perforation or the like and a good build-up state was obtained, and the weld was surely welded.

【0053】実施例2 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の照射位置をR止まりからR部頂点の方向に0mmと
したことを除いては、前記実施例1と同じ条件で溶接を
行った。その結果、組織変化層21および31の幅およ
び深さが若干変化したものの、溶接ビード部分は、目視
検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができた。
Embodiment 2 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the irradiation position of 0 was 0 mm in the direction from the stop of R to the vertex of the R portion. As a result, although the width and depth of the structure-changed layers 21 and 31 were slightly changed, the weld bead portion was found to have a sound weld with no holes as a result of a visual inspection.

【0054】実施例3 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の照射位置をR止まりからR部頂点の方向に4mmと
したことを除いては、前記実施例1と同じ条件で溶接を
行なった。その結果、組織変化層21および31の幅お
よび深さが若干変化したものの、溶接ビード部分は、目
視検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができた。
Embodiment 3 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 1 except that the irradiation position of 0 was 4 mm from the stop of R to the top of the R portion. As a result, although the width and depth of the structure-changed layers 21 and 31 were slightly changed, the weld bead portion was found to have a sound weld with no holes as a result of a visual inspection.

【0055】実施例4 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0のレーザ出力を0.8kWとしたことを除いては、前
記実施例1と同じ条件で溶接を行った。その結果、組織
変化層21および31の幅および深さが実施例1と比較
して若干小さくなったものの、溶接ビード部分は、目視
検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができた。
Embodiment 4 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the laser output of 0 was set to 0.8 kW. As a result, although the widths and depths of the microstructure-changed layers 21 and 31 were slightly smaller than those in Example 1, as a result of a visual inspection, a sound weld without any perforations was formed in the weld bead portion.

【0056】実施例5 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0のレーザ出力を1.6kWとしたことを除いては、前
記実施例1と同じ条件で溶接を行った。その結果、組織
変化層21および31の幅および深さが実施例1と比較
して若干大きくなったものの、溶接ビード部分は、目視
検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができた。
Embodiment 5 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 1 except that the laser output of No. 0 was set to 1.6 kW. As a result, although the widths and depths of the structure-changed layers 21 and 31 were slightly larger than those in Example 1, as a result of the visual inspection, a sound weld without a hole was formed in the weld bead portion.

【0057】実施例6 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の走査速度を4.0m/minとしたことを除いて
は、前記実施例1と同じ条件で溶接を行った。その結
果、組織変化層21および31の幅および深さが実施例
1と比較して若干大きくなったものの、溶接ビード部分
は、目視検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができ
た。
Embodiment 6 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 1 except that the scanning speed of 0 was 4.0 m / min. As a result, although the widths and depths of the structure-changed layers 21 and 31 were slightly larger than those in Example 1, as a result of the visual inspection, a sound weld without a hole was formed in the weld bead portion.

【0058】実施例7 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の走査速度を6.0m/minとしたことを除いて
は、前記実施例1と同じ条件で溶接を行った。その結
果、組織変化層21および31の幅および深さが実施例
1と比較して若干大きくなったものの、溶接ビード部分
は、目視検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができ
た。
Embodiment 7 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 1 except that the scanning speed of 0 was set to 6.0 m / min. As a result, although the widths and depths of the structure-changed layers 21 and 31 were slightly larger than those in Example 1, as a result of the visual inspection, a sound weld without a hole was formed in the weld bead portion.

【0059】比較例1 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の照射位置をR止まりからR部頂点の方向に5mmと
したことを除いては、前記実施例1と同じ条件で溶接を
行った。その結果、組織変化層21および31の幅およ
び深さが大きく減少し、溶接ビード部分は、目視検査の
結果、穴明きが発生して健全な溶接ができなかった。
Comparative Example 1 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 1 except that the irradiation position of 0 was 5 mm from the stop of R to the direction of the apex of the R portion. As a result, the widths and depths of the structure-changed layers 21 and 31 were greatly reduced, and as a result of a visual inspection, a hole was formed in the weld bead portion, and sound welding could not be performed.

【0060】比較例2 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の照射位置をR止まりからR部頂点の方向に−3mm
としたことを除いては、前記実施例1と同じ条件で溶接
を行った。その結果、組織変化層は得られたものの、突
合わせの隙間が十分小さくならず、目視検査の結果、穴
明きが発生して健全な溶接ができなかった。
Comparative Example 2 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The irradiation position of 0 is -3 mm from the end of R to the top of the R part.
The welding was performed under the same conditions as in Example 1 except that the welding was performed. As a result, although a structure-changed layer was obtained, the gap of the butt was not sufficiently reduced, and as a result of a visual inspection, a hole was formed and sound welding could not be performed.

【0061】比較例3 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0のレーザ出力を12kWとしたことを除いては、前記
実施例1と同じ条件で溶接を行った。その結果、組織変
化層が被溶接部材を貫通してしまい、突合わせの隙間が
広がる方向へ変形して溶接ビードが形成されず、溶接で
きなかった。
Comparative Example 3 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 1 except that the laser output of 0 was set to 12 kW. As a result, the structure change layer penetrated the member to be welded and was deformed in a direction in which the gap of the butt was widened, so that no weld bead was formed and welding could not be performed.

【0062】比較例4 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0のレーザ出力を0.05kWとしたことを除いては、
前記実施例1と同じ条件で溶接を行った。その結果、ほ
とんど組織変化層が形成されず、目視評価の結果、溶接
ビード部分に穴明きが発生して健全な溶接ができなかっ
た。
Comparative Example 4 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
Except that the laser power of 0 was set to 0.05 kW,
The welding was performed under the same conditions as in Example 1. As a result, a microstructure-changed layer was hardly formed, and as a result of the visual evaluation, a hole was formed in the weld bead portion, so that sound welding could not be performed.

【0063】比較例5 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の走査速度を30m/minとしたことを除いては、
前記実施例1と同じ条件で溶接を行った。その結果、ほ
とんど組織変化層が形成されず、目視評価の結果、溶接
ビード部分に穴明きが発生して健全な溶接ができなかっ
た。
Comparative Example 5 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
Except that the scanning speed of 0 was set to 30 m / min,
The welding was performed under the same conditions as in Example 1. As a result, a microstructure-changed layer was hardly formed, and as a result of the visual evaluation, a hole was formed in the weld bead portion, so that sound welding could not be performed.

【0064】比較例6 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の走査速度を30m/minとしたことを除いては、
前記実施例1と同じ条件で溶接を行った。その結果、組
織変化層が被溶接部材を貫通してしまい、突合わせの隙
間が広がる方向へ変形して溶接ビードが形成されず、溶
接できなかった。
Comparative Example 6 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
Except that the scanning speed of 0 was set to 30 m / min,
The welding was performed under the same conditions as in Example 1. As a result, the structure change layer penetrated the member to be welded and was deformed in a direction in which the gap of the butt was widened, so that no weld bead was formed and welding could not be performed.

【0065】実施例8 拝み型継手として溶接する被溶接部材5および6とし
て、前述の実施例1同様に、板厚1.6mmの軟鋼板を
用い、拝み型となっている折り曲げ部分の曲率半径を内
側で5mmに成形して突合わせ、この被溶接部材5およ
び6に対し、副レーザ射出部2および3から、レーザ出
力3kWのNd:YaGレーザを用い、スポット径8m
mにデフォーカス状態で集光したレーザ光20および3
0を、R止まりからR部頂点の方向に2mmずらした位
置に走査速度6m/minで移動させながら照射した。
Example 8 Mild steel plates having a thickness of 1.6 mm were used as the welded members 5 and 6 to be welded as the worship-type joints in the same manner as in the first embodiment. Is formed to 5 mm on the inner side and butted. The Nd: YaG laser having a laser output of 3 kW is applied to the members to be welded 5 and 6 from the sub-laser emitting units 2 and 3 using a spot diameter of 8 m.
m and defocused laser beams 20 and 3
Irradiation was carried out at a scanning speed of 6 m / min at a scanning speed of 6 m / min to a position shifted by 2 mm in the direction of the R portion apex from the R stop.

【0066】その後引き続いて、主レーザ射出部1から
レーザ出力2kWのNd:YaGレ−ザ光10を上記と
同じ走査速度5m/minで移動させながら照射した。
これにより、溶接ビ−ド11が形成され、被溶接部材5
および6が拝み型継手として接合された。
Subsequently, Nd: YaG laser light 10 having a laser output of 2 kW was emitted from the main laser emitting section 1 while moving at the same scanning speed of 5 m / min as described above.
As a result, a weld bead 11 is formed, and the workpiece 5
And 6 were joined as a dovetail joint.

【0067】溶接部分の目視評価を行ったところ、穴明
きなどがなく肉盛りの状態も良好な溶接ビードが得られ
確実に溶接されていた。
When the welded portion was visually evaluated, it was found that a weld bead having no perforation or the like and a good build-up state was obtained, and the weld was surely welded.

【0068】実施例9 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の照射位置をR止まりからR部頂点の方向に0mmと
したことを除いては、前記実施例8と同じ条件で溶接を
行った。その結果、組織変化層21および31の幅およ
び深さが若干変化したものの、溶接ビード部分は、目視
検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができた。
Embodiment 9 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 8 except that the irradiation position of 0 was 0 mm from the stop of R to the top of the R portion. As a result, although the width and depth of the structure-changed layers 21 and 31 were slightly changed, the weld bead portion was found to have a sound weld with no holes as a result of a visual inspection.

【0069】実施例10 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の照射位置をR止まりからR部頂点の方向に4mmと
したことを除いては、前記実施例8と同じ条件で溶接を
行なった。その結果、組織変化層21および31の幅お
よび深さが若干変化したものの、溶接ビード部分は、目
視検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができた。
Embodiment 10 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 8 except that the irradiation position of 0 was 4 mm from the stop of R to the top of the R portion. As a result, although the width and depth of the structure-changed layers 21 and 31 were slightly changed, the weld bead portion was found to have a sound weld with no holes as a result of a visual inspection.

【0070】実施例11 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0のレーザ出力を2.5kWとしたことを除いては、前
記実施例8と同じ条件で溶接を行った。その結果、組織
変化層21および31の幅および深さが実施例8と比較
して若干小さくなったものの、溶接ビード部分は、目視
検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができた。
Embodiment 11 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 8 except that the laser output of the laser beam of 0 was set to 2.5 kW. As a result, although the widths and depths of the structure-changed layers 21 and 31 were slightly smaller than those in Example 8, as a result of the visual inspection, a sound welding without holes was formed in the weld bead portion.

【0071】実施例12 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0のレーザ出力を3.5kWとしたことを除いては、前
記実施例8と同じ条件で溶接を行った。その結果、組織
変化層21および31の幅および深さが実施例8と比較
して若干大きくなったものの、溶接ビード部分は、目視
検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができた。
Embodiment 12 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 8 except that the laser output of the laser beam of 0 was set to 3.5 kW. As a result, although the widths and depths of the structure-changed layers 21 and 31 were slightly larger than those in Example 8, as a result of the visual inspection, a sound weld having no holes was formed in the weld bead portion.

【0072】実施例13 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の走査速度を5.0m/minとしたことを除いて
は、前記実施例8と同じ条件で溶接を行った。その結
果、組織変化層21および31の幅および深さが実施例
8と比較して若干大きくなったものの、溶接ビード部分
は、目視検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができ
た。
Embodiment 13 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 8 except that the scanning speed of 0 was 5.0 m / min. As a result, although the widths and depths of the structure-changed layers 21 and 31 were slightly larger than those in Example 8, as a result of the visual inspection, a sound weld having no holes was formed in the weld bead portion.

【0073】実施例14 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の走査速度を7.0m/minとしたことを除いて
は、前記実施例8と同じ条件で溶接を行った。その結
果、組織変化層21および31の幅および深さが実施例
8と比較して若干大きくなったものの、溶接ビード部分
は、目視検査の結果、穴明きの無い健全な溶接ができ
た。
Embodiment 14 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 8 except that the scanning speed of 0 was set to 7.0 m / min. As a result, although the widths and depths of the structure-changed layers 21 and 31 were slightly larger than those in Example 8, as a result of the visual inspection, a sound weld having no holes was formed in the weld bead portion.

【0074】比較例7 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の照射位置をR止まりからR部頂点の方向に5mmと
したことを除いては、前記実施例8と同じ条件で溶接を
行った。その結果、組織変化層21および31の幅およ
び深さが大きく減少し、溶接ビード部分は、目視検査の
結果、穴明きが発生して健全な溶接ができなかった。
Comparative Example 7 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 8 except that the irradiation position of 0 was 5 mm from the stop of R to the direction of the apex of the R portion. As a result, the widths and depths of the structure-changed layers 21 and 31 were greatly reduced, and as a result of a visual inspection, a hole was formed in the weld bead portion, and sound welding could not be performed.

【0075】比較例8 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の照射位置をR止まりからR部頂点の方向に−3mm
としたことを除いては、前記実施例8と同じ条件で溶接
を行った。その結果、組織変化層は得られたものの、突
合わせの隙間が十分小さくならず、目視検査の結果、穴
明きが発生して健全な溶接ができなかった。
Comparative Example 8 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The irradiation position of 0 is -3 mm from the end of R to the top of the R part.
The welding was performed under the same conditions as in Example 8 except that the welding was performed. As a result, although a structure-changed layer was obtained, the gap of the butt was not sufficiently reduced, and as a result of a visual inspection, a hole was formed and sound welding could not be performed.

【0076】比較例9 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0のレーザ出力を12kWとしたことを除いては、前記
実施例8と同じ条件で溶接を行った。その結果、組織変
化層が被溶接部材を貫通してしまい、突合わせの隙間が
広がる方向へ変形して溶接ビードが形成されず、溶接で
きなかった。
Comparative Example 9 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 8 except that the laser output of 0 was set to 12 kW. As a result, the structure change layer penetrated the member to be welded and was deformed in a direction in which the gap of the butt was widened, so that no weld bead was formed and welding could not be performed.

【0077】比較例10 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0のレーザ出力を0.05kWとしたことを除いては、
前記実施例8と同じ条件で溶接を行った。その結果、ほ
とんど組織変化層が形成されず、目視評価の結果、溶接
ビード部分に穴明きが発生して健全な溶接ができなかっ
た。
Comparative Example 10 Laser Lights 20 and 3 from Sub-Laser Emitting Units 2 and 3
Except that the laser power of 0 was set to 0.05 kW,
Welding was performed under the same conditions as in Example 8. As a result, a microstructure-changed layer was hardly formed, and as a result of the visual evaluation, a hole was formed in the weld bead portion, so that sound welding could not be performed.

【0078】比較例11 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の走査速度を600m/minとしたことを除いて
は、前記実施例8と同じ条件で溶接を行った。その結
果、ほとんど組織変化層が形成されず、目視評価の結
果、溶接ビード部分に穴明きが発生して健全な溶接がで
きなかった。
Comparative Example 11 Laser beams 20 and 3 from sub-laser emitting units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 8 except that the scanning speed of 0 was set to 600 m / min. As a result, a microstructure-changed layer was hardly formed, and as a result of the visual evaluation, a hole was formed in the weld bead portion, so that sound welding could not be performed.

【0079】比較例12 副レーザ射出部2および3からのレーザ光20および3
0の走査速度を0.1m/minとしたことを除いて
は、前記実施例8と同じ条件で溶接を行った。その結
果、組織変化層が被溶接部材を貫通してしまい、突合わ
せの隙間が広がる方向へ変形して溶接ビードが形成され
ず、溶接できなかった。
COMPARATIVE EXAMPLE 12 Laser Lights 20 and 3 from Secondary Laser Emitting Units 2 and 3
The welding was performed under the same conditions as in Example 8 except that the scanning speed of 0 was set to 0.1 m / min. As a result, the structure change layer penetrated the member to be welded and was deformed in a direction in which the gap of the butt was widened, so that no weld bead was formed and welding could not be performed.

【0080】以上の各実施例と比較例の条件および目視
評価による結果をまとめて、表1および表2に示す。な
お、表1には、実施例1〜7および比較例1〜6を示
し、表2には、実施例8〜14および比較例7〜12を
示す。
Tables 1 and 2 summarize the conditions of the above Examples and Comparative Examples and the results of the visual evaluation. Table 1 shows Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6, and Table 2 shows Examples 8 to 14 and Comparative Examples 7 to 12.

【0081】[0081]

【表1】 [Table 1]

【0082】[0082]

【表2】 [Table 2]

【0083】これらの実施例および比較例の結果から、
拝み型継手のレーザ溶接を良好に行うために、副レーザ
により拝み型継手のR部分を外側から加熱し、その部分
を組織変化させることが有効であることがわかる。
From the results of these Examples and Comparative Examples,
It can be seen that it is effective to heat the R portion of the worship joint from the outside with the sub-laser and change the structure of that portion in order to perform laser welding of the worship joint satisfactorily.

【0084】特に、その加熱範囲としては、溶接部位の
R部頂点からR止まりまでの間で、幅Lが板厚の1/2
〜10倍、深さDが板厚の1/3〜2/3の範囲である
ことが好ましいことがわかる。また、副レーザ光の照射
出力は、Nd:YAGレーザを用いた場合に、レーザス
ポット径0.45〜8mm、レーザ出力0.8〜3k
W、および加熱時間0.0054〜0.096秒の範囲
で加熱することが好ましいことがわかる。
In particular, the heating range is such that the width L is 1 / of the plate thickness from the top of the R portion of the welded portion to the stop of the R portion.
It can be seen that the depth D is preferably in the range of 1/3 to 2/3 of the plate thickness. The irradiation output of the sub-laser light is as follows: when an Nd: YAG laser is used, the laser spot diameter is 0.45 to 8 mm, and the laser output is 0.8 to 3 k.
It is understood that it is preferable to heat W and the heating time in the range of 0.0054 to 0.096 seconds.

【0085】これらの結果から、被溶接部材に補助加熱
として加えられたエネルギーは、下限値としては、 (800(W)/((0.45(mm)/2)2×
π))×0.0054(sec)×0.45(mm)=
12.2(J/mm) となる。
From these results, the energy applied to the member to be welded as auxiliary heating is, as the lower limit, (800 (W) / ((0.45 (mm) / 2) 2 ×
π)) × 0.0054 (sec) × 0.45 (mm) =
12.2 (J / mm)

【0086】また、上限値としては、 (3000(W)/((8(mm)/2)2×π))×
0.096(sec)×0.8(mm)=45.9(J
/mm) となる。
The upper limit is (3000 (W) / ((8 (mm) / 2) 2 × π)) ×
0.096 (sec) × 0.8 (mm) = 45.9 (J
/ Mm).

【0087】したがって、約10〜50J/mm、好ま
しくは12〜46(J/mm)程度のエネルギーを被溶
接部材のR部近傍に加えることで、所望の組織変化層が
形成され、適切な溶接が行えるようになる。
Therefore, by applying an energy of about 10 to 50 J / mm, preferably about 12 to 46 (J / mm) to the vicinity of the R portion of the member to be welded, a desired structure change layer is formed, and an appropriate welding is performed. Can be performed.

【0088】以上、本発明を適用した実施の形態および
実施例を説明したが、本発明は、このような実施の形態
や実施例に限定されるものではない。
Although the embodiments and examples to which the present invention is applied have been described above, the present invention is not limited to such embodiments and examples.

【0089】例えば、上述した実施の形態では、レーザ
溶接を行うための主レーザ射出部と、補助加熱を行うた
めの副レーザ副レーザ射出部を別々に設けたが、これ
は、1つのレーザ射出部を備えたレーザ溶接装置であっ
ても本発明を実施することは可能である。この場合、ま
ず、レーザ溶接の前にレーザ光の出力を約10〜50J
/mmのエネルギーが被溶接部材のR部近傍に加わるよ
うに調整して補助加熱を行い、その後、レーザ光の出力
を溶接のためのエネルギーに調整して溶接を行うように
する。この場合、補助加熱手段として別途レーザ装置を
用意する必要がないので、容易に本発明を実施すること
ができる。
For example, in the above-described embodiment, the main laser emitting section for performing the laser welding and the sub-laser sub-laser emitting section for performing the auxiliary heating are separately provided. The present invention can be implemented even with a laser welding device having a part. In this case, first, before the laser welding, the output of the laser beam is set to about 10 to 50 J.
The auxiliary heating is performed by adjusting the energy of / mm to be applied to the vicinity of the R portion of the member to be welded, and then the output of the laser beam is adjusted to the energy for welding to perform the welding. In this case, there is no need to prepare a separate laser device as the auxiliary heating means, so that the present invention can be easily implemented.

【0090】また、本発明では、既に説明したように、
補助加熱により溶接部材に組織変化を起こさせて隙間を
狭くしているので、1つのレーザ光によって補助加熱を
行い、その後溶接を行うまでの間に補助加熱部分が冷え
たとしても、狭くなった隙間はそのままとなっているの
で、十分良好な溶接を行うことができる。
In the present invention, as described above,
Since the gap is narrowed by causing a structural change in the welded member by the auxiliary heating, the auxiliary heating is performed by one laser beam, and even if the auxiliary heating part cools before welding is performed, the width is reduced. Since the gap is left as it is, sufficiently good welding can be performed.

【0091】さらに、補助加熱手段としては、約10〜
50J/mmのエネルギーを被溶接部材のR部近傍に加
えることができれば、レーザ光に限らず、ガスバーナー
などを用いてもよい。
Further, as the auxiliary heating means, about 10 to
As long as the energy of 50 J / mm can be applied to the vicinity of the R portion of the member to be welded, a gas burner or the like may be used instead of the laser beam.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明を適用したレーザ溶接装置の主要部を
示す図面である。
FIG. 1 is a drawing showing a main part of a laser welding apparatus to which the present invention is applied.

【図2】 溶接部断面を拡大した図面である。FIG. 2 is an enlarged view of a cross section of a welded portion.

【図3】 副レーザ光の出力を1kW、スポット径0.
45mmとし、拝み型継手のR部頂点に対して走査速度
3〜7m/minで移動させながらレーザ光を照射した
ときの変形量を説明するための図面である。
FIG. 3 shows an output of a sub laser beam of 1 kW and a spot diameter of 0.1 kW.
It is 45 mm and is a figure for demonstrating the deformation | transformation amount when irradiating a laser beam, moving at the scanning speed of 3-7 m / min with respect to the R part vertex of a dovetail joint.

【図4】 副レーザ光の出力を3kW、スポット径8m
mとし、拝み型継手のR部頂点に対して走査速度2〜7
m/minで移動させながらレーザ光を照射したときの
変形量を説明するための図面である。
FIG. 4 shows an output of a sub laser beam of 3 kW and a spot diameter of 8 m.
m, and scanning speed 2 to 7 with respect to the apex of the R-shaped joint
It is a drawing for explaining an amount of deformation when irradiating a laser beam while moving at m / min.

【図5】 従来の重ね合せ溶接方法を示す図面である。FIG. 5 is a view showing a conventional lap welding method.

【図6】 従来の突合わせ溶接方法を示す図面である。FIG. 6 is a view showing a conventional butt welding method.

【図7】 従来の拝み型継手の端部を内側から溶接する
方法を示す図面である。
FIG. 7 is a view showing a method of welding an end of a conventional worship type joint from the inside.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…主レーザ射出部、 2、3…副レーザ射出部、 4…副レーザ射出部収納ケース、 5、6…被溶接部材、 10…主レーザ光、 11…溶接ビード、 20、30、30’、30’’…副レーザ光、 21、31…組織変化層。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main laser emission part, 2, 3 ... Sub-laser emission part, 4 ... Sub-laser emission part storage case, 5, 6 ... Member to be welded, 10 ... Main laser beam, 11 ... Weld bead, 20, 30, 30 ' .., 30 ″... Sub-laser beam, 21, 31.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新倉 治 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 粕川 実 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 4E068 AA05 AH01 AJ03 BD00 DA14 DB01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Osamu Niikura Nissan Motor Co., Ltd., 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture (72) Minoru Kasukawa Nissan Motor Co., Ltd. 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture F Term (reference) 4E068 AA05 AH01 AJ03 BD00 DA14 DB01

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 拝み型継手のレ−ザ溶接方法であって、 溶接用レーザの照射前に、前記拝み型継手の溶接部位に
あるR部近傍を加熱する補助加熱工程を有することを特
徴とするレーザ溶接方法。
1. A laser welding method for a worship joint, comprising an auxiliary heating step of heating the vicinity of an R portion at a welding portion of the worship joint before irradiation with a welding laser. Laser welding method.
【請求項2】 前記補助加熱工程は、前記溶接部位のR
部頂点からR止まりまでの間で、幅が板厚の1/2〜
3.5倍、深さが板厚の2/5〜3/5の範囲で被溶接
部材の組織を変化させた組織変化層を形成する工程であ
ることを特徴とする請求項1記載のレーザ溶接方法。
2. The method according to claim 1, wherein the auxiliary heating step includes:
Between the top of the part and the R stop, the width is 1/2 of the plate thickness
2. The laser according to claim 1, wherein said step is a step of forming a structure-changed layer in which the structure of the member to be welded is changed in a range of 3.5 times and a depth of 2/5 to 3/5 of the plate thickness. Welding method.
【請求項3】 前記補助加熱工程は、10〜50J/m
mのエネルギーを前記R部近傍に加える工程であること
を特徴とする特徴とする請求項1または2記載のレーザ
溶接方法。
3. The method according to claim 1, wherein the auxiliary heating step is performed at 10 to 50 J / m.
3. The laser welding method according to claim 1, wherein the step of applying m energy to the vicinity of the R portion.
【請求項4】 前記組織変化層は、相変態組織であるこ
とを特徴とする請求項2記載のレ−ザ溶接方法。
4. The laser welding method according to claim 2, wherein the structure change layer has a phase transformation structure.
【請求項5】 前記組織変化層は、溶融凝固組織である
ことを特徴とする請求項2記載のレ−ザ溶接方法。
5. The laser welding method according to claim 2, wherein the structure change layer is a melt-solidified structure.
【請求項6】 溶接用レーザ照射手段と、 前記溶接用レーザ照射手段による溶接前に、拝み型継手
の溶接部位にあるR部近傍を加熱する補助加熱手段と、
を有することを特徴とするレーザ溶接装置。
6. A laser irradiation means for welding, and an auxiliary heating means for heating the vicinity of an R portion at a welding portion of the joint, before welding by the laser irradiation means for welding,
A laser welding apparatus comprising:
【請求項7】 前記補助加熱手段は、10〜50J/m
mのエネルギーを前記R部近傍に加えることを特徴とす
る請求項6記載のレーザ溶接装置。
7. The auxiliary heating means may be 10 to 50 J / m.
7. The laser welding apparatus according to claim 6, wherein m energy is applied to the vicinity of the R portion.
【請求項8】 前記補助加熱手段は、レーザであること
を特徴とする請求項6または7記載のレーザ溶接装置。
8. The laser welding apparatus according to claim 6, wherein said auxiliary heating means is a laser.
【請求項9】 前記レーザは、Nd:YAGレーザであ
り、 該Nd:YAGレーザのレーザ光出力が、スポット径
0.45〜8mm、レーザ出力0.8〜3.5kW、お
よび加熱時間0.0054〜0.096秒の範囲で、前
記R部近傍にレーザ光を照射して加熱とすることを特徴
とする請求項8記載のレーザ溶接装置。
9. The laser is an Nd: YAG laser, and the laser light output of the Nd: YAG laser has a spot diameter of 0.45 to 8 mm, a laser output of 0.8 to 3.5 kW, and a heating time of 0.1 to 3.5 kW. 9. The laser welding apparatus according to claim 8, wherein a laser beam is irradiated to the vicinity of the R portion for heating in a range of 0054 to 0.096 seconds.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010279965A (en) * 2009-06-03 2010-12-16 Nissan Motor Co Ltd Laser welding method
JP2011218424A (en) * 2010-04-12 2011-11-04 Nippon Steel Corp Laser arc brazing method
JP2012130939A (en) * 2010-12-21 2012-07-12 Suzuki Motor Corp Device for taking in image in bead region in welding material

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