JP2002219589A - レーザビーム溶接装置及びレーザビーム溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接時間を短縮できるとともに、溶接する二
つの被溶接材の板厚が異なる場合でも溶接継手形状を改
善できるレーザビーム溶接装置を得る。 【解決手段】 図示しない先行ストリップの端部と後行
ストリップの端部とを突き合わせた突き合わせ部を誘導
加熱する誘導加熱ヘッド９ｃ、誘導加熱された突き合わ
せ部を各ストリップの板厚方向（図２の上下方向）に押
圧して変形させる下部及び上部ロール１４ａ，１５ｂ、
変形した突き合わせ部をレーザビームにて溶接する加工
ヘッド６をキャリッジ１１に搭載し、キャリッジ１１を
矢印Ｙ方向に移動させながら突き合わせ部を誘導加熱ヘ
ッド９ｃにて誘導加熱し、加熱された突き合わせ部を下
部及び上部ロール１４ａ，１４ｂにて押圧して変形させ
て突き合わせ部の間隙を小さくし、間隙の小さくなった
突き合わせ部を加工ヘッド６にてレーザビーム溶接をす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、先行被溶接材の
端部と後行被溶接材の端部とを突き合わせ溶接するレー
ザビーム溶接装置及びレーザビーム溶接方法の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板処理ラインにおいては、生産性の向
上、品質の安定化、コイル始終端の歩留まり改善等を目
的にして連続処理が行われるようになってきている。こ
の連続処理は、各ラインの入口で先行ストリップの終端
と後行ストリップの始端とを溶接する、いわゆるコイル
継ぎによってラインを停止させずに次々とコイルを通板
させるものである。

【０００３】この場合、先行ストリップ及び後行ストリ
ップをシャー装置で切断して突き合わせると切断した両
ストリップの端部は完全に直線とはならず突き合わせた
端部間である突き合わせ部に不均一な隙間が発生する。
この隙間が生じた状態で両者を溶接すると、溶け落ち現
象が発生し、安定した溶接を行うことができず、溶接の
品質を確保できない。

【０００４】一般にレーザビーム溶接において突き合わ
せ部の間隙は板厚のおよそ１０％以下であることが望ま
しいとされるが、通常のシャー装置で切断した場合、連
続処理ラインのコイル継ぎのように１ｍを超える溶接長
で突き合わせ部の間隙を板厚の１０％以下に管理するこ
とは困難である。

【０００５】この対策として、先行ストリップと後行ス
トリップとの突き合わせ部の間隙を小さくしてから溶接
するのが効果的である。このような装置として、例えば
特開平７−１３２３８７号公報に示されたものがある。
このものは、レーザビームによる加熱用ヘッド、加圧ロ
ール及びレーザビームによる溶接用の加工ヘッドが、先
行ストリップの後端と後行ストリップの先端との突き合
わせ部に沿って直線状に配置されている。

【０００６】そして、上記突き合わせ部に沿って加熱用
ヘッドを走行させ、当該加熱用ヘッドから照射されるレ
ーザビームによって突き合わせ部を加熱すると、加熱さ
れた突き合わせ部は膨張し間隙が小さくなる。さらに、
加熱用ヘッドの後を走行する加圧ロールによって加熱さ
れた突き合わせ部が加圧され変形して、間隙がさらに狭
められる。そして、非常に間隙の狭い状態になった突き
合わせ部を、加圧ロールの後を走行する加工ヘッドが通
過して溶接する。このように、非常に狭い間隙の状態で
溶接されることになり高品質な溶接が可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザビーム溶
接装置は以上のように構成されているので、次のような
問題点があった。すなわち、 ａ．加圧ロールによる加圧に先立ち、突き合わせ部の加
熱をレーザビームにより行うが、レーザビーム発生装置
の出力は１０ｋＷ程度と比較的小電力である。このた
め、加熱に時間を要し、加熱時間を含む全体の溶接時間
が長くかかる、 ｂ．また、加熱原理上レーザビームをストリップの表面
に照射して加熱するため、かつ被加熱部が溶けない程度
に加熱しなければならず、入熱速度を大きくできない。
この点からも、加熱時間が長くなる、 ｃ．さらに、先行ストリップの板厚と後行ストリップの
板厚とが異なる場合、突き合わせ部の溶接継手形状が急
変するため、圧延した場合に破断しやすく、溶接品質が
確保できない、というような問題点があった。

【０００８】この発明は、上記のような問題点を解決し
て、溶接時間を短縮することができるとともに、溶接す
る二つの被溶接材の板厚が異なる場合でも溶接継手形状
を改善できるレーザビーム溶接装置を得ること及びレー
ザビーム溶接方法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】上記目的を達成するため
に、本発明のレーザビーム溶接装置においては、板状の
先行被溶接材の端部と板状の後行被溶接材の端部とを突
き合わせた突き合わせ部を誘導加熱する誘導加熱ヘッ
ド、誘導加熱された突き合わせ部を各被溶接材の板厚方
向に押圧して変形させる押圧部材、変形した突き合わせ
部をレーザビームにて溶接する加工ヘッドを備えたもの
である。突き合わせ部を電磁誘導により渦電流を誘起さ
せて加熱するので大電力を供給して短時間に加熱昇温で
きる。

【００１０】そして、誘導加熱ヘッド、押圧部材及び加
工ヘッドは、突き合わせ部に沿って移動しながら加熱、
押圧及び溶接を行うものであることを特徴とする。突き
合わせ部の全長を一度に加熱及び押圧しないで、移動し
ながら加熱、押圧及び溶接を行うので、誘導加熱ヘッド
及び押圧部材を小さくできるとともに効率よく加熱、押
圧及び溶接を行うことができる。

【００１１】さらに、突き合わせ部に沿って移動可能な
移動部材を設け、この移動部材にその移動方向に所定間
隔をおいて誘導加熱ヘッド、押圧部材及び加工ヘッドを
配置し、移動部材を突き合わせ部に沿って移動させなが
ら加熱、押圧及び溶接を行うものであることを特徴とす
る。移動部材の移動方向に所定間隔をおいて誘導加熱ヘ
ッド、押圧部材及び加工ヘッドが配置され、突き合わせ
部を誘導加熱ヘッドにて加熱してから所定時間後に押圧
し、さらに所定時間後に溶接を行うことができるので、
加熱後温度があまり低下しないうちに押圧及び溶接を行
うことができ、突き合わせ部を容易に変形させることが
できるとともに溶接時間を短縮できる。

【００１２】また、押圧部材は所定の形状の押圧部を有
しこの押圧部により突き合わせ部を押圧し回転しながら
移動する押圧ローラであることを特徴とする。加熱され
た突き合わせ部を押圧ローラで押圧することにより変形
させて突き合わせ部の間隙を小さくすることができる。

【００１３】そして、先行被溶接材と後行被溶接材とは
その板厚が異なるために突き合わせ部は段差を有するも
のであって、押圧ローラは押圧部が段差を軽減する形状
にされたものであることを特徴とする。押圧ローラによ
り突き合わせ部の段差を軽減することにより突き合わせ
部の溶接継手形状を改善できる。

【００１４】さらに、押圧ローラは、板厚が薄い方の先
行被溶接材または後行被溶接材を押圧する第１の押圧部
と、この第１の押圧部よりも小さい径を有し板厚が厚い
方の先行被溶接材または後行被溶接材を押圧する第２の
押圧部とを設けたものであることを特徴とする。両被溶
接材の板厚に応じて第１及び第２の押圧部によって押圧
するので、段差を軽減することができる。

【００１５】また、押圧ローラは断面矩形の円板部とこ
の円板部の両側にそれぞれ円板部と同軸に設けられ底部
の径が円板部の径と同じで円板部から軸方向に遠ざかる
につれて径が減少する円錐台部とを有し、円板部が第１
の押圧部として機能するとともに円錐台部の一方が第２
の押圧部として機能するようにされたものであることを
特徴とする。先行及び後行被溶接材の一方が他方よりも
厚いときは一方を円錐台部の一方にて押圧するとともに
他方を円板部にて押圧し、一方が他方よりも薄いときは
一方を円板部にて押圧するとともに、他方を円錐台部の
他方にて押圧することができるので、先行及び後行被溶
接材のどちらの板厚が厚い場合でも対応できる。

【００１６】そして、押圧ローラは、押圧部が中央部が
突出した円弧状外周部であることを特徴とする。突き合
わせ部を円弧状外周部で押圧しても突き合わせ部の段差
を軽減することができる。

【００１７】さらに、先行被溶接材の突き合わせ部と後
行被溶接材の突き合わせ部との板厚方向のレベルを調整
するレベル調整装置を設けたものであることを特徴とす
る。両被溶接材の板厚方向のレベルを調整することによ
り、段差が大きい場合でも段差を軽減することができ
る。

【００１８】また、押圧ローラは断面矩形の円板部とこ
の円板部の両側にそれぞれ円板部と同軸に設けられ底部
の径が円板部の径と同じで円板部から軸方向に遠ざかる
につれて径が減少する円錐台部とを有し、先行被溶接材
と後行被溶接材の板厚が同じときは円板部が突き合わせ
部を押圧し、先行被溶接材と後行被溶接材の板厚が異な
るときは円板部が板厚が薄い方の先行被溶接材または後
行被溶接材を押圧するとともに円錐台部の一方が板厚が
厚い方の先行被溶接材または後行被溶接材を押圧するよ
うにされたものであることを特徴とする。両被溶接材の
板厚が様々であっても、同じ押圧ローラで対応できる。

【００１９】そして、突き合わせ部にフィラワイヤを供
給するフィラワイヤ供給装置を設けたことを特徴とす
る。溶接時にフィラワイヤを供給して溶接された突き合
わせ部の冶金的特性を改善することができる。

【００２０】さらに、誘導加熱ヘッドは溶接後の突き合
わせ部の焼鈍に使用しうるようにされたものであること
を特徴とする。誘導加熱ヘッドを焼鈍にも使用するよう
にすれば、装置を安価にできる。

【００２１】また、この発明に係るレーザビーム溶接方
法は、板状の先行被溶接材の端部と板状の後行被溶接材
の端部とを突き合わせてその突き合わせ部を誘導加熱
し、誘導加熱された突き合わせ部を各被溶接材の板厚方
向に押圧して変形させてから突き合わせ部をレーザビー
ムにて溶接するものである。突き合わせ部を電磁誘導に
より渦電流を誘起させて加熱するので大電力を供給して
短時間に加熱昇温できる。

【００２２】そして、移動しながら突き合わせ部を誘導
加熱してから押圧して変形させ、さらに溶接することを
特徴とする。突き合わせ部を移動しながら誘導加熱して
から押圧して変形させ、さらに溶接を行うので、効率よ
く加熱、押圧及び溶接を行うことができる。

【００２３】さらに、突き合わせ部を各被溶接材の板厚
方向に押圧して変形させてから所定時間以内に突き合わ
せ部をレーザビームにて溶接することを特徴とする。押
圧して変形させた突き合わせ部を温度があまり低下しな
いうちに溶接を行うので、溶接時間を短縮することがで
きる。

【００２４】また、先行被溶接材と後行被溶接材の板厚
が異なるために生じる突き合わせ部の段差を軽減するよ
うに板厚の厚い方の先行被溶接材あるいは後行被溶接材
を押圧して変形させてからレーザビーム溶接することを
特徴とする。突き合わせ部の段差を軽減するように変形
させることにより突き合わせ部の溶接継手形状を改善で
きる。

【００２５】そして、先行被溶接材の突き合わせ部と後
行被溶接材の突き合わせ部との板厚方向の中心線を合わ
せてから当該突き合わせ部を加熱し、押圧して変形させ
ることを特徴とする。両被溶接材の板厚方向の中心線を
合わせてから押圧変形させれば、段差が大きい場合でも
段差を軽減することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の一形態を図１〜図９によって説明する。図１は、
レーザビーム溶接装置の斜視図、図２はレーザビーム溶
接装置の正面図、図３はストリップ端部を切断するギロ
チンシャー装置まわりを示す説明図で、ストリップの走
行方向と直角な方向から見たものである。図４は誘導加
熱装置の構成を示す構成図、図５は誘導加熱ヘッドの詳
細図である。

【００２７】図６は、ストリップの突き合わせ部を下方
より誘導加熱している状態を示す説明図である。図７
は、ストリップの突き合わせ部を上方よりレーザビーム
溶接をしている状態を示す説明図である。図８は、加熱
された突き合わせ部をスエージング装置で押し潰す前の
状態を示す説明図である。図９はスエージング装置によ
って突き合わせ部を押し潰した状態を示す説明図であ
る。

【００２８】これらの図において、１はストリップであ
り、１ａは先行ストリップ、１ｂは後行ストリップであ
る。１ｃ，１ｄ（図５、図８を参照）は各ストリップ１
ａ，１ｂの突き合わせ部である。２はクランプ装置、３
はギロチンシャー装置である。４は炭酸ガスレーザ発振
器、５はレーザビーム、１１はキャリッジ、１３はバッ
クバー装置、１４はスエージング装置である。

【００２９】クランプ装置２は、図３に示すように下部
クランプ部材２ａ、上部クランプ部材２ｂ及び上部クラ
ンプ部材２ｂを図３の上下方向に駆動するシリンダ２ｃ
を有し、先行ストリップ１ａをクランプするクランプ装
置２と後行ストリップ１ｂをクランプするクランプ装置
２との２台が設けられている。

【００３０】ギロチンシャー装置３の詳細は図３に示す
通りであり、３ａは下部シャー刃、３ｂは上部シャー
刃、３ｃは上部シャー刃３ｂを図３の上下方向に駆動す
るシリンダである。このように構成されたギロチンシャ
ー装置３が、先行ストリップ１ａをクランプするクラン
プ装置２と後行ストリップ１ｂをクランプするクランプ
装置２との間へ進入しまた退出しうるようにして配置さ
れている。６は加工用ヘッドであり、レーザビーム５を
両ストリップ１ａ，１ｂの突き合わせ部１ｃ，１ｄ（図
７）に照射する。

【００３１】９は、高周波のインバータ電源を用いた誘
導加熱装置であり、その出力を従来のレーザビーム発生
装置の出力の約３倍の３０ｋＷとしている。誘導加熱装
置９は、図４に示すように例えばトランジスタを用いた
高周波インバータ９ａとこれに水冷式の同軸ケーブル９
ｂを介して接続された誘導加熱ヘッド９ｃを有する。同
軸ケーブル９ｂは、内側のゴムホースと外側のゴムホー
スの二重構造で、内側のゴムホースの内部に一方の可撓
導体を収容し、内側のゴムホースの外周部にその周方向
に分散して他方の可撓導体を配設し、内側及び外側のゴ
ムホースに水を流して各可撓導体を冷却する。

【００３２】誘導加熱ヘッド９ｃは、フェライトで形成
された断面コ状の鉄心９ｄに中空の角銅管にて形成され
た誘導加熱コイル９ｅ（図５も参照）が巻回されてい
る。鉄心９ｄ及び誘導加熱コイル９ｅは耐火絶縁材９ｆ
（図４においてはハッチングを省略している）にてモー
ルドされ高熱から保護されるとともに誘導加熱コイル９
ｅは鉄心９ｄから電気的に絶縁されている。誘導加熱コ
イル９ｅに、図５の矢印Ｊの方向の電流を流すことによ
り鉄心９ｄで発生する磁束Φにより、突き合わせ部１
ｃ，１ｄ近傍に突き合わせ部の長手方向に沿う方向の渦
電流を発生させ、突き合わせ部１ｃ，１ｄを安定して加
熱する。

【００３３】なお、図５においては、誘導加熱ヘッド９
ｃを突き合わせ部１ｃ，１ｄの上方に図示しているが、
この実施の形態においては図２、図６に示すように突き
合わせ部１ｃ，１ｄを下方から誘導加熱ヘッド９ｃによ
り加熱する。この誘導加熱ヘッド９ｃはキャリッジ１１
に搭載されており、図５における突き合わせ部１ｃ，１
ｄに沿って図２の矢印Ｙ方向に移動しながら渦電流を発
生させ、加熱する。誘導加熱ヘッド９ｃは、誘導加熱コ
イル９ｅの内部に通水して冷却する。誘導加熱コイル９
ｅは図示しない接続端子を介して同軸ケーブル９ｂに接
続される。

【００３４】また、高周波インバータ電源９ａ及び誘導
加熱ヘッド９ｃは、ともにキャリッジ１１に搭載されて
いるが、この実施の形態においては、配置の制約上、図
２に示すように高周波インバータ電源９ａを誘導加熱ヘ
ッド９ｃと若干離れた位置に配設し、両者の間を同軸ケ
ーブル９ｂにて接続している。また、図５においては、
構成を分かりやすくするために図４における耐火絶縁材
９ｆの図示を省いている。

【００３５】キャリッジ１１は、コ状に形成され、図２
に示すように加工ヘッド６、バックバー装置１３、スエ
ージング装置１４、誘導加熱装置９が搭載されている。
ここで、矢印Ｘはストリップ１の走行方向であり、矢印
Ｙはストリップ１の幅方向であり矢印Ｘと直角な方向で
ある。キャリッジ１１は、ストリップ１を上下から挟む
ようにして配設され、シリンダ１２によりコモンベース
１０上を矢印Ｙの正逆方向に駆動される。また、加工ヘ
ッド６、スエージング装置１４及び誘導加熱ヘッド９ｃ
は、矢印Ｙ方向におのおの所定の間隔を設けて、図２の
上方向から見て直線状をなすようにしてキャリッジ１１
に搭載されている。

【００３６】バックバー装置１３は、加工ヘッド６に対
向して加工ヘッド６の下方に配置され、溶接中に突き合
わせ部１ｃ，１ｄを下方から支え、突き合わせ精度の向
上を図るものである。スエージング装置１４は下部及び
上部ロール１４ａ，１４ｂ及びシリンダ１４ｃを有す
る。下部及び上部ロール１４ａ，１４ｂは、軸方向の断
面が矩形の円板状であり、支持軸１４ｄにより回転自在
に支持されている。下部及び上部ロール１４ａ，１４ｂ
は、上下方向に対向配置されるとともにシリンダ１４ｃ
により上下方向に駆動されてその対向間隔が変化する。

【００３７】また、キャリッジ１１がストリップ１を挟
んだとき、加工ヘッド６及びスエージング装置１４の上
部ロール１４ｂはストリップ１の上方に、スエージング
装置１４の下部ロール１４ａ及び誘導加熱ヘッド９ｃは
ストリップ１の下方に位置するようにしてキャリッジ１
１に搭載されている。５１は同じくキャリッジ１１に搭
載されたベンドミラーであり、炭酸ガスレーザ発振器４
からのレーザビーム５を加工ヘッド６に導くためのもの
である。

【００３８】次に動作について説明する。鉄鋼プロセス
ラインにおいては、ストリップ１が酸洗い、メッキ、熱
処理などの連続処理がなされている場合には、ストリッ
プ１は図１の矢印Ｘで示す方向に走行している。そし
て、ストリップ１が送られて終端にくると、この先行ス
トリップ１ａが図３に示すように、ギロチンシャー装置
３の刃幅Ｗ内に導かれて停止する。次に、後行ストリッ
プ１ｂが、その先端部をギロチンシャー装置３の刃幅Ｗ
内に送り込まれて止まる。

【００３９】そして、図１に示す加工ヘッド６、スエー
ジング装置１４、誘導加熱ヘッド９ｃ、及びバックバー
装置１３が図１の右方へ後退移動し、ギロチンシャー装
置３が図１の右方へ前進して両クランプ装置２の間に位
置する。次いで、両クランプ装置２でストリップ１ａ及
び１ｂを拘束した後、ギロチンシャー装置３の上部シャ
ー刃３ｂが下降して両ストリップ１ａ，１ｂの対向する
端部を切断する。

【００４０】引き続いて、ギロチンシャー装置３が図１
の左方へ後退し、次いで先行ストリップ１ａ側（図３の
右方側）のクランプ装置２を後行ストリップ１ｂ側のク
ランプ装置２側（図３の左方側）へギロチンシャー装置
３の刃幅Ｗ分だけ移動させて、先行ストリップ１ａの切
断部である突き合わせ部１ｃと後行ストリップ１ｂの切
断部である突き合わせ部１ｄとを突き合わせ、図６の状
態にする。

【００４１】次いで、キャリッジ１１を図１、図２の矢
印Ｘ方向あるいは逆方向に移動させ、両ストリップ１
ａ，１ｂの突き合わせ部１ｃ，１ｄの中心部に誘導加熱
ヘッド９ｃが来るようにする。スエージング装置１４及
び加工ヘッド６は誘導加熱ヘッド９ｃと直線状に配置さ
れているので、誘導加熱ヘッド９ｃが突き合わせ部１
ｃ，１ｄの位置に合わせられると下部及び上部ロール１
４ａ，１４ｂ及び加工ヘッド６の中心も突き合わせ部１
ｃ，１ｄの中心線上に位置することになる。さらに、誘
導加熱ヘッド９ｃとストリップ１ａ，１ｂの突き合わせ
部１ｃ，１ｄとの距離が所定値になるように、誘導加熱
ヘッド９ｃを垂直方向に移動させセットする。

【００４２】このようにして誘導加熱、スエージング及
び溶接の準備が整ったならば、キャリッジ１１を図２に
おける矢印Ｙの方向に移動させながら誘導加熱ヘッド９
ｃにより突き合わせ部１ｃ，１ｄを所定の温度、例えば
摂氏８００度まで加熱する。スエージング装置１４は誘
導加熱ヘッド９ｃと矢印Ｙ方向に所定間隔を設けて配置
されているので、誘導加熱ヘッド９ｃが通過して加熱し
た突き合わせ部１ｃ，１ｄをスエージング装置１４の下
部及び上部ロール１４ａ，１４ｂが所定時間後にすなわ
ち温度があまり下がらないうちに通過して、突き合わせ
部１ｃ，１ｄを上下方向に加圧して押し潰すことにな
る。このときの押し潰す前の状態を図８に示す。そし
て、押し潰された突き合わせ部１ｃ，１ｄは図９に示す
ようにその間隙がほとんどない状態になる。

【００４３】さらに、スエージング装置１４と所定間隔
を設けて配設された加工ヘッド９が押し潰された突き合
わせ部１ｃ，１ｄを所定時間後すなわち温度があまり下
がらないうちに図７に示すようにして通過する。このと
き、バックバー装置１３が、突き合わせ部１ｃ，１ｄを
下方から支えながら矢印Ｙの方向に移動する。

【００４４】図１に示すように、炭酸ガスレーザ発振器
４により発生されたレーザビーム５はベンドミラー５１
により方向を変えられ、両ストリップ１ａ，１ｂの突き
合わせ部１ｃ，１ｄへ集光され、両者を溶接しながら図
２のＹ方向に移動し、ストリップ１ａ，１ｂの突き合わ
せ部１ｃ，１ｄの端部に至って停止する。しかる後、加
工ヘッド６、スエージング装置１４及び誘導加熱装置９
を搭載したキャリッジ１１は、元の位置すなわち図２に
示すストリップ１の左側方の位置に戻る。

【００４５】以上のように、この実施の形態によれば、
誘導加熱装置９により両ストリップ１ａ，１ｂの突き合
わせ部１ｃ，１ｄ内に電磁誘導により渦電流を誘起させ
て加熱するので、レーザビームの照射による加熱に比し
大電力を供給して短時間に加熱昇温することができる。

【００４６】また、誘導加熱ヘッドを固定した状態で突
き合わせ部１ｃ，１ｄの誘導加熱を行うと、一般的に突
き合わせ部１ｃ，１ｄの加熱昇温にともない当該部の電
気抵抗が増加するとともに、強磁性体にあってはキュー
リ温度を超えると常磁性体に変化するため透磁率が大き
く変化する。このため、加熱電力は突き合わせ部１ｃ，
１ｄの温度の影響を大きく受ける。

【００４７】しかし、この実施の形態においては、誘導
加熱ヘッド９ｃを移動しながら加熱するので、被加熱部
の一方の端部は温度が低く他方の端部は所定の温度に加
熱された状態が維持されながら誘導加熱ヘッド９ｃが移
動することになる。従って、突き合わせ部１ｃ，１ｄの
加熱昇温にともなう当該部の電気抵抗の増加及び透磁率
の変化の影響を受けず、加熱の制御を容易に行うことが
できる。

【００４８】また、誘導加熱により加熱するので、突き
合わせ部１ｃ，１ｄの温度むらが少なく、突き合わせ部
１ｃ，１ｄを容易に押し潰して間隙を小さくすることが
できる。従って、溶接部の溶け落ちが発生しない安定し
た良好な溶接継手を得ることができる。さらに、突き合
わせ部１ｃ，１ｄを加熱昇温しスエージングした後引き
続いて溶接を行うので、突き合わせ部１ｃ，１ｄが温度
の高い状態にあるときに溶接を行うことになり、溶接速
度が速くなる。なお、このようにして得られた溶接部は
グラインダをかける必要もなく、溶接後そのままライン
に流すことが可能である。

【００４９】なお、誘導加熱装置９を、突き合わせ部１
ａ，１ｂの溶接後、当該突き合わせ部１ａ，１ｂを焼鈍
するための焼鈍用の加熱装置として用いることもでき
る。誘導加熱装置９を焼鈍用の加熱装置として利用する
ことにより、装置の費用増を招くことなく焼鈍を実施で
きる。

【００５０】実施の形態２．図１０〜図１４は、この発
明の他の実施の形態を示すものであり、図１０は先行ス
トリップと後行ストリップとに板厚の違いがある場合の
突き合わせ部を示す説明図、図１１は先行ストリップと
後行ストリップとをクランプして突き合わせた状態を示
す説明図である。図１２は突き合わせ部をスエージング
装置により押し潰した状態を示す説明図、図１３は後行
ストリップの板厚が先行ストリップよりも薄い場合のス
エージング装置の上部ロールの取付状況を示す説明図、
図１４は、別の形状の上部ロールを示す正面図である。

【００５１】上記実施の形態１では、先行ストリップ１
ａと後行ストリップ１ｂの板厚が同じ場合の溶接につい
て説明した。しかし、例えば図１０に示すように、後行
ストリップ１ｂの板厚が先行ストリップ１ａよりも厚い
場合、このままの状態で溶接を行うと溶接継手形状が急
変するため圧延した場合破断しやすい。この実施の形態
は、このような両ストリップ１ａ，１ｂに板厚の差があ
る場合の溶接継手形状を改善するためのものである。な
お、レーザビーム溶接の場合、通常板厚差が１ミリメー
トル位が限界といわれ、板厚差が大きくなると溶接がで
きなくなる。

【００５２】まず、スエージング装置２４の構成を図１
１により説明する。図１１において、上部ロール２４ｂ
は、断面が矩形の円板部２４ｆとこの円板部２４ｆと同
軸にかつ一体に形成された円錐台部２４ｇとを有し、図
示しない支持軸により回転軸線ＡＸまわりに回転自在に
支持されている。上部ロール２４ｂは、下部ロール１４
ａと図１１の上下方向に対向配置され、図示しないシリ
ンダにより上下方向に駆動される。

【００５３】また、図１１において、板厚ｔ１の先行ス
トリップ１ａ及び板厚ｔ２の後行ストリップ１ｂは、下
面が同じレベルになるようにしてクランプ装置２にそれ
ぞれ拘束されて突き合わせ部１ｃ，１ｄを突き合わせた
状態にされている。下部及び上部ロール１４ａ，２４ｂ
は突き合わせ部１ｃ，１ｄの中心線上に位置するように
されている。その他の構成については、実施の形態１と
同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付し
て説明を省略する。

【００５４】次に、動作を図１１、図１２により説明す
る。キャリッジ１１を駆動して誘導加熱ヘッド９ｃを移
動させながら突き合わせ部１ｃ，１ｄを加熱し、続いて
加熱された突き合わせ部１ｃ，１ｄをスエージング装置
２４の下部及び上部ロール１４ａ，２４ｂにより押し潰
した後、加工ヘッド６によりレーザビーム溶接を行うの
は、実施の形態１と同様である。

【００５５】上部ロール２４ｂは、円錐台部２４ｇを有
しており、この円錐台部２４ｇで板厚の厚い方側である
後行ストリップ１ｂの突き合わせ部１ｄを押し潰し、図
１２に示すように段差がなくなり板厚が緩やかに変化す
る形状にする。この形状で溶接が行われるので、溶接継
手形状が緩やかに変化する良好な溶接部が得られる。こ
のような溶接部は、圧延しても破断するおそれがなく、
溶接の品質を確保できる。

【００５６】また、後行ストリップ１ｂの板厚ｔ２が先
行ストリップ１ａの板厚ｔ１より薄い場合は、図１３に
示すように、上部ロール２４ｂを左右逆にして用いる。
なお、先行ストリップ１ａ及び後行ストリップ１ｂは、
図１１の場合と同様に下面が同じレベルになるようにし
て突き合わせ部１ｃ，１ｄを突き合わせた状態でクラン
プされる。

【００５７】また、図１４に示すような形状の上部ロー
ル３４ｂを使用することもできる。上部ロール３４ｂ
は、中央部が突出した円弧状に形成された円弧状外周部
３４ｆを有する円板状のものであり、回転軸線ＡＸまわ
りに回転自在に支持され、その幅方向の中心線ＣＬを突
き合わせ部１ａ，１ｂ（図１１参照）の中心線に合わせ
て外周部３４ｆ、この場合主として外周部３４ｆの中心
線ＣＬよりも左方側にて突き合わせ部を押し潰す。突き
合わせ部は円弧状外周部３４ｆにより押し潰されて緩や
かに形状が変化するものとなるので、突き合わせ部を溶
接すると良好な溶接継手が得られる。

【００５８】実施の形態３．図１５〜図１７は、さらに
この発明の他の実施の形態を示すものであり、図１５は
先行ストリップと後行ストリップとをクランプして突き
合わせた状態を示す説明図、図１６は先行ストリップと
後行ストリップのレベルを合わせるための高さ調整装置
を備えたクランプ装置まわりを示す説明図、図１７は突
き合わせ部をスエージング装置により押し潰した状態を
示す説明図である。

【００５９】図１５、図１６において、３２はクランプ
装置であり、下部クランプ部材３２ａ及び上部クランプ
部材３２ｂ及び上部クランプ部材３２ｂを上下方向に駆
動するシリンダ３２ｃを有する。３７（図１６）は高さ
調整装置であり、架台３７ａの上に断面が台形の高さ調
整部材３７ｂが設けられ、この高さ調整部材３７ｂをシ
リンダ３７ｃにより図１６の左右方向に駆動する。下部
クランプ部材３２ａは、高さ調整部材３７ｂ上に載せら
れており、高さ調整部材３７ｂをシリンダ３７ｃにより
図１６の左右方向に駆動することによりその高さを変化
させることができる。

【００６０】スエージング装置４４は図１５に示すよう
に、図１１に示したものと同様の上部ロール２４ｂ、同
じく上部ロール２４ｂと同様の形状を有する下部ロール
２４ａを有する。下部ロール２４ａは、断面が矩形の円
板部２４ｄとこの円板部２４ｄと同軸にかつ一体に形成
された円錐台部２４ｅとを有し、図示しない支持軸によ
り回転軸線ＡＸまわりに回転自在に支持されている。

【００６１】下部ロール２４ａは、上部ロール２４ｂと
図１５の上下方向に対向配置され、図示しない高さ調整
装置により高さが調整されるとともにその高さが変化し
ないように拘束される。上部ロール２４ｂは図示しない
シリンダにより上下方向に駆動され、下部及び上部ロー
ル２４ａ，２４ｂ間の間隔が調整される。

【００６２】次に、動作について説明する。図１６にお
いて、クランプ装置３２及びクランプ装置２にて先行ス
トリップ１ａ及び後行ストリップ１ｂを拘束した後、ギ
ロチンシャー装置３の上部シャー刃３ｂを下降させて両
ストリップ１ａ，１ｂの各端部を切断する。引き続い
て、ギロチンシャー装置３が図１の左方へ後退する。

【００６３】さらに、先行ストリップ１ａ側のクランプ
装置３２を後行ストリップ側のクランプ装置２側へギロ
チンシャー装置３の刃幅Ｗ分だけ移動させ、先行ストリ
ップ１ａの突き合わせ部１ｃと後行ストリップ１ｂの突
き合わせ部１ｄとを突き合わせる。次に、高さ調整部材
３７ｂをシリンダ３７ｃにて駆動して下部及び上部クラ
ンプ部材３２ａ，３２ｂの高さを調整して先行ストリッ
プ１ａの板厚の中心線を後行ストリップ１ｂの板厚の中
心線に一致させ、図１５に示す状態にする。

【００６４】この後、キャリッジ１１を図２の矢印Ｘの
方向または逆の方向に移動させて、誘導加熱ヘッド９ｃ
の位置を突き合わせ部１ｃ，１ｄの中心線に合わせ、キ
ャリッジ１１すなわち誘導加熱ヘッド９ｃ、スエージン
グ装置１４、加工ヘッド１６を図２の矢印Ｙの方向に移
動させながら、突き合わせ部１ｃ，１ｄをレーザビーム
溶接する。突き合わせ部１ｃ，１ｄは誘導加熱ヘッド９
ｃにより加熱された後、シリンダにより駆動されるスエ
ージング装置４４の下部及び上部ロール２４ａ，２４ｂ
により押圧され、図１７に示すように押し潰される。

【００６５】このとき、下部及び上部ロール２４ａ，２
４ｂの各円板部２４ｄ，２４ｆが板厚の薄い方である先
行ストリップ１ａの突き合わせ部１ｃを、円錐台部２４
ｅ，２４ｇが板厚の厚い方である後行ストリップ１ｂの
突き合わせ部１ｄを押圧して押し潰す。このように、先
行ストリップ１ａと後行ストリップ１ｂとの各板厚の中
心線を合わせるようにしているので、溶接継手の形状を
一層改善することができ、板厚差が大きい場合でも溶接
強度を確保できる。

【００６６】実施の形態４．図１８〜図２１は、さらに
この発明の他の実施の形態を示すものであり、図１８は
スエージング装置の上部ロールを示す正面図、図１９は
先行ストリップと後行ストリップの板厚が同じ場合のス
エージング装置の上部ロールの位置を示す説明図であ
る。図２０は後行ストリップの板厚が先行ストリップよ
りも厚い場合のスエージング装置の上部ロールの位置を
示す説明図、図２１は後行ストリップの板厚が先行スト
リップよりも薄い場合のスエージング装置の上部ロール
の位置を示す説明図である。

【００６７】図１８において、上部ロール５４ｂは断面
矩形の円板部５４ｆとこの両側にそれぞれ円板部５４ｆ
と同軸にかつ一体に設けられた円錐台部５４ｇを有し、
図１１に示した上部ロール２４ｂと同様に回転軸線ＡＸ
まわりに回転自在に支持されている。なお、図１８にお
いて、Ｌ１は円板部５４ｆの中心線、Ｌ２は左方の円錐
台部５４ｇと円板部５４ｆとの境界線、Ｌ３は右方の円
錐台部５４ｇと円板部５４ｆとの境界線を示す。なお、
図示していないが、上部ロール５４ｂと同様の形状の下
部ロールが、上部ロール５４ｂと所定間隔を設けて上下
方向に対向して配置されている。

【００６８】さて、先行及び後行ストリップ１ａ，１ｂ
の板厚が同じ場合は、上記のような上部ロール５４ｂ
を、図１９に示すようにその中心線Ｌ１が両ストリップ
１ａ，１ｂの突き合わせ部１ｃ，１ｄに来るように位置
を合わせる。なお、図示していないが、上部ロール５４
ｂと同じ形状の下部ロールが突き合わせ部１ａ，１ｂの
下方に設けられおり、同様に位置を合わせる。そして、
図示しない高さ調整装置により下部ロールの高さを調整
するとともにその高さが変化しないように拘束する。そ
して、誘導加熱された突き合わせ部１ｃ，１ｄを上部ロ
ールをシリンダにて下方向に駆動して上部ロール５４ｂ
の円板部５４ｆ及び図示しない下部ロールの円板部にて
上下から押し潰す。

【００６９】また、後行ストリップ１ｂの板厚が先行ス
トリップ１ａよりも厚い場合は、図２０に示すように、
図１６に示す高さ調整装置３７により調整して、後行ス
トリップ１ｂの板厚の中心線と先行ストリップ１ａの板
厚の中心線とを合わせる。そして、上部ロール５４ｂ及
び下部ロールを、図２０に示すようにその境界線Ｌ２が
両ストリップ１ａ，１ｂの突き合わせ部１ｃ，１ｄに来
るようにその軸方向に移動させて位置を合わせ、誘導加
熱された突き合わせ部１ｃ，１ｄを左方の円錐台部５４
ｇ及び円板部５４ｆにて押し潰す。なお、このとき図示
しない下部ロールは高さ調整装置によりその高さが調整
されるとともにその高さが変わらないように拘束され
る。

【００７０】さらに、後行ストリップ１ｂの板厚が先行
ストリップ１ａよりも薄い場合は、上部ロール５４ｂ及
び下部ロールを図２１に示すようにその境界線Ｌ３が突
き合わせ部１ｃ，１ｄに来るようにその軸方向に移動さ
せて位置を合わせ、誘導加熱された突き合わせ部１ｃ，
１ｄを円板部５４ｆ及び右方の円錐台部５４ｇにて押し
潰す。

【００７１】このような形状の上部ロール５４ｂ及び下
部ロールを用いることにより、先行及び後行ストリップ
に板厚差がある場合でも、上部ロールや下部ロールを取
り換えることなくその軸方向の位置を変更するだけで、
突き合わせ部１ａ，１ｂを適切に押し潰し、突き合わせ
部１ａ，１ｂの間隙を小さくすることができる。

【００７２】実施の形態５．図２２は、さらにこの発明
の他の実施の形態を示す突き合わせ部の説明図である。
この実施の形態においては、図２２（ａ）に示すよう
に、先行ストリップ１ａと後行ストリップ１ｂとの突き
合わせ部１ｃ，１ｄの間に所定の間隙Ｇを設けて、図１
６に示したものと同様の図示しない高さ調整装置により
その板厚方向の中心線を合わせる。

【００７３】そして、間隙Ｇを設けた状態で、例えば図
１５に示した上部及び下部ロール２４ａ，２４ｂにて突
き合わせ部１ｃ，１ｄを押し潰し、突き合わせ部１ｃ，
１ｄにほとんど隙間のない図２２（ｂ）の状態とし、そ
の後、図２２（ｃ）のようにレーザビームにて溶接す
る。このように、積極的に間隙Ｇを設けることにより、
切断誤差等により発生する間隙のばらつきの影響を緩和
して、良好な溶接継手を得ることができる。

【００７４】実施の形態６．図２３は、さらにこの発明
の他の実施の形態を示すレーザビーム溶接装置の要部構
成図である。図２３において、６１はフィラワイヤ供給
装置、６２はフィラワイヤであり、フィラワイヤ供給装
置６１から突き合わせ部１ａ，１ｂに供給される。レー
ザビーム溶接を行うときに、突き合わせ部１ａ，１ｂに
フィラワイヤ６２を供給しながら溶接を行う。溶接する
ストリップの板厚等に応じてフィラワイヤ６２の供給量
を調整する。これにより、溶接部の冶金的特性を改善す
ることができる。

【００７５】実施の形態７．図２４は、さらにこの発明
の他の実施の形態を示す誘導加熱装置の配置図である。
図２の実施の形態においては、誘導加熱ヘッド９ｃを両
ストリップ１ａ，１ｂの下方に位置するように設けたも
のを示したが、図２４に示すように誘導加熱ヘッド９ｃ
を両ストリップ１ａ，１ｂの上方に設けることもでき
る。

【００７６】実施の形態８．図２５は、さらにこの発明
の他の実施の形態を示す誘導加熱装置の配置図である。
図２５に示すように誘導加熱ヘッド９ｃを、両ストリッ
プ１ａ，１ｂを上下に挟んで誘導加熱ヘッド９ｃの磁束
の方向が同じなるようにして各１台設けてもよい。特
に、図２５のように２台設けることにより、突き合わせ
部１ａ，１ｂに供給する電力を大きくすることができ、
加熱時間をさらに短縮できる。

【００７７】実施の形態９．図２６は、さらにこの発明
の他の実施の形態を示すレーザビーム溶接装置の正面図
である。この実施の形態は、図１、図２に示したギロチ
ンシャー装置３の代わりに、ロータリシャー装置１６を
用いたものである。ロータリシャー装置１６はキャリッ
ジ１１に搭載され、図２６の矢印Ｙと逆の方向に駆動さ
れ、先行ストリップ及び後行ストリップをそれぞれ切断
する。

【００７８】突き合わせ部の加熱、押圧及び溶接は、キ
ャリッジ１１を一旦ストリップ１の左方へ移動させてか
ら、矢印Ｙの方向にキャリッジ１１を動かしながら行
う。その他の構成については、図１等に示した実施の形
態１と同様のものである。

【００７９】実施の形態１０．図２７は、さらにこの発
明の他の実施の形態を示すレーザビーム溶接装置の正面
図である。この実施の形態は、図１に示した炭酸ガスレ
ーザ発信器４の代わりにＹＡＧレーザ発信器６４を用い
たものである。この場合、図２７に示すようにレーザ発
信器６４から光ファイバ２０にて加工ヘッド６へレーザ
光を導く。その他の構成については、図１等に示した実
施の形態１と同様のものである。

【００８０】なお、上記実施の形態において、誘導加熱
ヘッドは、図２８に示すようなパンケーキ型の誘導加熱
コイル９ｈを有するものであってもよい。この場合、図
４及び図５に示した鉄心９ｄは設けず、誘導加熱コイル
９ｈを空心のまま用いる。その他の構成については、図
４及び図５に示した実施の形態１と同様のものにて構成
する。また、バックバー装置１３は突き合わせ部１ｃ，
１ｄの下方に設けられ加工ヘッド６の移動とともに突き
合わせ部１ｃ，１ｄと摺動しながら移動するものを示し
たが、突き合わせ部１ｃ，１ｄと接触しながら回転する
回転ローラを設けた回転式のものであってもよい。

【００８１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００８２】本発明のレーザビーム溶接装置において
は、板状の先行被溶接材の端部と板状の後行被溶接材の
端部とを突き合わせた突き合わせ部を誘導加熱する誘導
加熱ヘッド、誘導加熱された突き合わせ部を各被溶接材
の板厚方向に押圧して変形させる押圧部材、変形した突
き合わせ部をレーザビームにて溶接する加工ヘッドを備
えたものであるので、突き合わせ部を電磁誘導により渦
電流を誘起させて加熱するので大電力を供給して短時間
に加熱昇温でき、加熱時間を含めた全体の溶接時間を短
縮できる。

【００８３】そして、誘導加熱ヘッド、押圧部材及び加
工ヘッドは、突き合わせ部に沿って移動しながら加熱、
押圧及び溶接を行うものであることを特徴とするので、
突き合わせ部の全長を一度に加熱及び押圧しないで、移
動しながら加熱、押圧及び溶接を行うので、誘導加熱ヘ
ッド及び押圧部材を小さくできるとともに効率よく加
熱、押圧及び溶接を行うことができ、全体の溶接時間を
短縮できる。

【００８４】さらに、突き合わせ部に沿って移動可能な
移動部材を設け、この移動部材にその移動方向に所定間
隔をおいて誘導加熱ヘッド、押圧部材及び加工ヘッドを
配置し、移動部材を突き合わせ部に沿って移動させなが
ら加熱、押圧及び溶接を行うものであることを特徴とす
るので、移動部材の移動方向に所定間隔をおいて誘導加
熱ヘッド、押圧部材及び加工ヘッドが配置され、突き合
わせ部を誘導加熱ヘッドにて加熱してから所定時間後に
押圧し、さらに所定時間後に溶接を行うことができるの
で、加熱後温度があまり低下しないうちに押圧及び溶接
を行うことができ、突き合わせ部を容易に変形させるこ
とができるとともに溶接時間を短縮できる。

【００８５】また、押圧部材は所定の形状の押圧部を有
しこの押圧部により突き合わせ部を押圧し回転しながら
移動する押圧ローラであることを特徴とするので、加熱
された突き合わせ部を押圧ローラで押圧することにより
変形させて突き合わせ部の間隙を小さくすることがで
き、溶接の品質を確保できる。

【００８６】そして、先行被溶接材と後行被溶接材とは
その板厚が異なるために突き合わせ部は段差を有するも
のであって、押圧ローラは押圧部が段差を軽減する形状
にされたものであることを特徴とするので、押圧ローラ
により突き合わせ部の段差を軽減することにより突き合
わせ部の溶接継手形状を改善できる。

【００８７】さらに、押圧ローラは、板厚が薄い方の先
行被溶接材または後行被溶接材を押圧する第１の押圧部
と、この第１の押圧部よりも小さい径を有し板厚が厚い
方の先行被溶接材または後行被溶接材を押圧する第２の
押圧部とを設けたものであることを特徴とするので、両
被溶接材の板厚に応じて第１及び第２の押圧部によって
押圧するので、段差を軽減して突き合わせ部の溶接継手
形状を改善できる。

【００８８】また、押圧ローラは断面矩形の円板部とこ
の円板部の両側にそれぞれ円板部と同軸に設けられ底部
の径が円板部の径と同じで円板部から軸方向に遠ざかる
につれて径が減少する円錐台部とを有し、円板部が第１
の押圧部として機能するとともに円錐台部の一方が第２
の押圧部として機能するようにされたものであることを
特徴とするので、先行及び後行被溶接材の一方が他方よ
りも厚いときは一方を円錐台部の一方にて押圧するとと
もに他方を円板部にて押圧し、一方が他方よりも薄いと
きは一方を円板部にて押圧するとともに他方を円錐台部
の他方にて押圧することができるので、先行及び後行被
溶接材のどちらの板厚が厚い場合でも対応できる。

【００８９】そして、押圧ローラは、押圧部が中央部が
突出した円弧状外周部であることを特徴とするので、突
き合わせ部を円弧状外周部で押圧しても突き合わせ部の
段差を軽減して突き合わせ部の溶接継手形状を改善でき
る。

【００９０】さらに、先行被溶接材の突き合わせ部と後
行被溶接材の突き合わせ部との板厚方向のレベルを調整
するレベル調整装置を設けたものであることを特徴とす
るので、両被溶接材の板厚方向のレベルを調整すること
により、段差が大きい場合でも段差を軽減して突き合わ
せ部の溶接継手形状を改善できる。

【００９１】また、押圧ローラは断面矩形の円板部とこ
の円板部の両側にそれぞれ円板部と同軸に設けられ底部
の径が円板部の径と同じで円板部から軸方向に遠ざかる
につれて径が減少する円錐台部とを有し、先行被溶接材
と後行被溶接材の板厚が同じときは円板部が突き合わせ
部を押圧し、先行被溶接材と後行被溶接材の板厚が異な
るときは円板部が板厚が薄い方の先行被溶接材または後
行被溶接材を押圧するとともに円錐台部の一方が板厚が
厚い方の先行被溶接材または後行被溶接材を押圧するよ
うにされたものであることを特徴とするので、両被溶接
材の板厚が様々であっても、同じ押圧ローラで対応でき
る。

【００９２】そして、突き合わせ部にフィラワイヤを供
給するフィラワイヤ供給装置を設けたことを特徴とする
ので、溶接時にフィラワイヤを供給して溶接された突き
合わせ部の冶金的特性を改善することができる。

【００９３】さらに、誘導加熱ヘッドは溶接後の突き合
わせ部の焼鈍に使用しうるようにされたものであること
を特徴とするので、誘導加熱ヘッドを焼鈍にも使用する
ようにすれば、装置を安価にできる。

【００９４】また、この発明に係るレーザビーム溶接方
法は、板状の先行被溶接材の端部と板状の後行被溶接材
の端部とを突き合わせてその突き合わせ部を誘導加熱
し、誘導加熱された突き合わせ部を各被溶接材の板厚方
向に押圧して変形させてから突き合わせ部をレーザビー
ムにて溶接するものであるので、突き合わせ部を電磁誘
導により渦電流を誘起させて加熱するので大電力を供給
して短時間に加熱昇温でき、加熱時間を含めた全体の溶
接時間を短縮できる。

【００９５】そして、移動しながら突き合わせ部を誘導
加熱してから押圧して変形させ、さらに溶接することを
特徴とするので、効率よく加熱、押圧及び溶接を行うこ
とができ、全体の溶接時間を短縮できる。

【００９６】さらに、突き合わせ部を各被溶接材の板厚
方向に押圧して変形させてから所定時間以内に突き合わ
せ部をレーザビームにて溶接することを特徴とするの
で、押圧して変形させた突き合わせ部を温度があまり低
下しないうちに溶接を行うので、溶接時間を短縮するこ
とができる。

【００９７】また、先行被溶接材と後行被溶接材の板厚
が異なるために生じる突き合わせ部の段差を軽減するよ
うに板厚の厚い方の先行被溶接材あるいは後行被溶接材
を押圧して変形させてからレーザビーム溶接することを
特徴とするので、突き合わせ部の段差を軽減するように
変形させることにより突き合わせ部の溶接継手形状を改
善できる。

【００９８】そして、先行被溶接材の突き合わせ部と後
行被溶接材の突き合わせ部との板厚方向の中心線を合わ
せてから当該突き合わせ部を加熱し、押圧して変形させ
ることを特徴とするので、両被溶接材の板厚方向の中心
線を合わせてから押圧変形させれば、段差が大きい場合
でも段差を軽減して突き合わせ部の溶接継手形状を改善
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態であるレーザビーム溶
接装置の斜視図である。

【図２】 図１の実施の形態におけるレーザビーム溶接
装置の正面図である。

【図３】 図１の実施の形態におけるギロチンシャー装
置まわりを示す説明図である。

【図４】 図１の実施の形態における誘導加熱装置の構
成を示す構成図である。

【図５】 図１の実施の形態における誘導加熱ヘッドの
詳細図である。

【図６】 図１の実施の形態におけるストリップの突き
合わせ部を下方より誘導加熱している状態を示す説明図
である。

【図７】 図１の実施の形態におけるストリップの突き
合わせ部を上方よりレーザビーム溶接をしている状態を
示す説明図である。

【図８】 図１の実施の形態における加熱された突き合
わせ部をスエージング装置で押し潰す前の状態を示す説
明図である。

【図９】 図１の実施の形態におけるスエージング装置
によって突き合わせ部を押し潰した状態を示す説明図で
ある。

【図１０】 この発明の他の実施の形態を示すもので、
先行ストリップと後行ストリップとに板厚の違いがある
場合の突き合わせ部を示す説明図である。

【図１１】 図１０の実施の形態における先行ストリッ
プと後行ストリップとをクランプして突き合わせた状態
を示す説明図である。

【図１２】 図１０の実施の形態における突き合わせ部
をスエージング装置により押し潰した状態を示す説明図
である。

【図１３】 図１０の実施の形態における後行ストリッ
プの板厚が先行ストリップよりも薄い場合のスエージン
グ装置の上部ロールの取付状況を示す説明図である。

【図１４】 図１０の実施の形態における別の形状の上
部ロールを示す正面図である。

【図１５】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
もので、先行ストリップと後行ストリップとをクランプ
して突き合わせた状態を示す説明図である。

【図１６】 図１５の実施の形態における先行ストリッ
プと後行ストリップのレベルを合わせるための高さ調整
装置を備えたクランプ装置まわりを示す説明図である。

【図１７】 図１５の実施の形態における突き合わせ部
をスエージング装置により押し潰した状態を示す説明図
である。

【図１８】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
もので、スエージング装置の上部ロールを示す正面図で
ある。

【図１９】 図１８の実施の形態における先行ストリッ
プと後行ストリップの板厚が同じ場合のスエージング装
置の上部ロールの位置を示す説明図である。

【図２０】 図１８の実施の形態における後行ストリッ
プの板厚が先行ストリップよりも厚い場合のスエージン
グ装置の上部ロールの位置を示す説明図である。

【図２１】 図１８の実施の形態における後行ストリッ
プの板厚が先行ストリップよりも薄い場合のスエージン
グ装置の上部ロールの位置を示す説明図である。

【図２２】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
突き合わせ部の説明図である。

【図２３】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
レーザビーム溶接装置の要部構成図である。

【図２４】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
誘導加熱装置の配置図である。

【図２５】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
誘導加熱装置の配置図である。

【図２６】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
レーザビーム溶接装置の正面図である。

【図２７】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
レーザビーム溶接装置の正面図である。

【図２８】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
誘導加熱コイルの平面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 先行及び後行ストリップ、１ｃ，１ｄ 突
き合わせ部、２ クランプ装置、４ 炭酸ガスレーザ発
信器、６ 加工ヘッド、９ 誘導加熱装置、９ｃ 誘導
加熱ヘッド、９ｅ 誘導加熱コイル、１１ キャリッ
ジ、１４ スエージング装置、１４ａ，１４ｂ 下部及
び上部ロール、２４ スエージング装置、２４ａ，２４
ｂ 下部及び上部ロール、２４ｄ，２４ｆ 円板部、２
４ｅ，２４ｇ 円錐台部、３４ｂ 上部ロール、３４ｆ
円弧状外周部、４４ スエージング装置、３２ クラ
ンプ装置、３７ 高さ調整装置、５４ｂ 上部ロール、
５４ｆ 円板部、５４ｇ 円錐台部、６１ フィラワイ
ヤ供給装置、６２ フィラワイヤ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 103:04 Ｂ２３Ｋ 103:04 (72)発明者 吉田 勝 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4E068 AA02 BA06 BC02 BE01 CA14 CE02 DA14 DB01

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状の先行被溶接材の端部と板状の後行
   被溶接材の端部とを突き合わせた突き合わせ部を誘導加
   熱する誘導加熱ヘッド、誘導加熱された上記突き合わせ
   部を上記各被溶接材の板厚方向に押圧して変形させる押
   圧部材、変形した上記突き合わせ部をレーザビームにて
   溶接する加工ヘッドを備えたレーザビーム溶接装置。
2. 【請求項２】 誘導加熱ヘッド、押圧部材及び加工ヘッ
   ドは、突き合わせ部に沿って移動しながら加熱、押圧及
   び溶接を行うものであることを特徴とする請求項１に記
   載のレーザビーム溶接装置。
3. 【請求項３】 突き合わせ部に沿って移動可能な移動部
   材を設け、この移動部材にその移動方向に所定間隔をお
   いて誘導加熱ヘッド、押圧部材及び加工ヘッドを配置
   し、上記移動部材を突き合わせ部に沿って移動させなが
   ら加熱、押圧及び溶接を行うものであることを特徴とす
   る請求項２に記載のレーザビーム溶接装置。
4. 【請求項４】 押圧部材は、所定の形状の押圧部を有し
   この押圧部により突き合わせ部を押圧し回転しながら移
   動する押圧ローラであることを特徴とする請求項３に記
   載のレーザビーム溶接装置。
5. 【請求項５】 先行被溶接材と後行被溶接材とはその板
   厚が異なるために突き合わせ部は段差を有するものであ
   って、押圧ローラは押圧部が上記段差を軽減する形状に
   されたものであることを特徴とする請求項４に記載のレ
   ーザビーム溶接装置。
6. 【請求項６】 押圧ローラは、板厚が薄い方の先行被溶
   接材または後行被溶接材を押圧する第１の押圧部と、こ
   の第１の押圧部よりも小さい径を有し板厚が厚い方の先
   行被溶接材または後行被溶接材を押圧する第２の押圧部
   とを設けたものであることを特徴とする請求項５に記載
   のレーザビーム溶接装置。
7. 【請求項７】 押圧ローラは、断面矩形の円板部とこの
   円板部の両側にそれぞれ上記円板部と同軸に設けられ底
   部の径が上記円板部の径と同じで上記円板部から上記軸
   方向に遠ざかるにつれて径が減少する円錐台部とを有
   し、上記円板部が第１の押圧部として機能するとともに
   上記円錐台部の一方が第２の押圧部として機能するよう
   にされたものであることを特徴とする請求項６に記載の
   レーザビーム溶接装置。
8. 【請求項８】 押圧ローラは、押圧部が中央部が突出し
   た円弧状外周部であることを特徴とする請求項５に記載
   のレーザビーム溶接装置。
9. 【請求項９】 先行被溶接材の突き合わせ部と後行被溶
   接材の突き合わせ部との板厚方向のレベルを調整するレ
   ベル調整装置を設けたものであることを特徴とする請求
   項５に記載のレーザビーム溶接装置。
10. 【請求項１０】 押圧ローラは、断面矩形の円板部とこ
    の円板部の両側にそれぞれ上記円板部と同軸に設けられ
    底部の径が上記円板部の径と同じで上記円板部から上記
    軸方向に遠ざかるにつれて径が減少する円錐台部とを有
    し、先行被溶接材と後行被溶接材の板厚が同じときは上
    記円板部が突き合わせ部を押圧し、先行被溶接材と後行
    被溶接材の板厚が異なるときは上記円板部が板厚が薄い
    方の先行被溶接材または後行被溶接材を押圧するととも
    に上記円錐台部の一方が板厚が厚い方の先行被溶接材ま
    たは後行被溶接材を押圧するようにされたものであるこ
    とを特徴とする請求項４に記載のレーザビーム溶接装
    置。
11. 【請求項１１】 突き合わせ部にフィラワイヤを供給す
    るフィラワイヤ供給装置を設けたことを特徴とする請求
    項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のレーザビーム
    溶接装置。
12. 【請求項１２】 誘導加熱ヘッドは、溶接後の突き合わ
    せ部の焼鈍に使用しうるようにされたものであることを
    特徴とする請求項１に記載のレーザビーム溶接装置。
13. 【請求項１３】 板状の先行被溶接材の端部と板状の後
    行被溶接材の端部とを突き合わせてその突き合わせ部を
    誘導加熱し、誘導加熱された上記突き合わせ部を上記各
    被溶接材の板厚方向に押圧して変形させてから上記突き
    合わせ部をレーザビームにて溶接するレーザビーム溶接
    方法。
14. 【請求項１４】 移動しながら突き合わせ部を誘導加熱
    してから押圧して変形させ、さらに溶接することを特徴
    とする請求項１３に記載のレーザビーム溶接方法。
15. 【請求項１５】 突き合わせ部を各被溶接材の板厚方向
    に押圧して変形させてから所定時間以内に突き合わせ部
    をレーザビームにて溶接することを特徴とする請求項１
    ４に記載のレーザビーム溶接方法。
16. 【請求項１６】 先行被溶接材と後行被溶接材の板厚が
    異なるために生じる突き合わせ部の段差を軽減するよう
    に板厚の厚い方の先行被溶接材あるいは後行被溶接材を
    押圧して変形させてからレーザビーム溶接することを特
    徴とする請求項１４に記載のレーザビーム溶接方法。
17. 【請求項１７】 先行被溶接材の突き合わせ部と後行被
    溶接材の突き合わせ部との板厚方向の中心線を合わせて
    から当該突き合わせ部を加熱し、押圧して変形させるこ
    とを特徴とする請求項１６に記載のレーザビーム溶接方
    法。