JP2003053566A - 亜鉛メッキ層がある当接部のレーザ溶接方法 - Google Patents
亜鉛メッキ層がある当接部のレーザ溶接方法Info
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Abstract
の亜鉛メッキ層と滑らかに連なる表面が滑らかな溶接ビ
ードを形成する。 【解決手段】 亜鉛メッキ層がある当接部をレーザ光で
溶接するにおいて、レーザ溶接点又はその近傍の溶融プ
ールに、フィラーワイヤを供給することを特徴とする亜
鉛メッキ層がある当接部のレーザ溶接方法。フィラーワ
イヤは、溶融したとき亜鉛に対して濡れ性がよく、亜鉛
メッキ層で覆われた鋼材の融点よりも低く亜鉛の融点に
近い組成を含む。レーザ光はYAGレーザである。当接
部は、2つの合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の亜鉛メッキ層
の面当接部、又は、1つの合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の
亜鉛メッキ層と、該亜鉛メッキ層に端面が突き当てられ
たもう1つの合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の亜鉛メッキ層
との交わりの隅である。
Description
鉛メッキ鋼板の溶接に関し、特に、これに限定する意図
ではないが、2鋼板の亜鉛メッキ層どうしの面当接部、
あるいは、1鋼板の亜鉛メッキ層とそれに立てたもう1
つの鋼板の亜鉛メッキ層とが直交する隅、のレーザ溶接
に関する。
速・低歪溶接が可能なことから自動車用鋼板の溶接に広
く使用されている。しかし、亜鉛メッキ鋼板の鋼基材の
溶融温度が1500°Cであるのに対し、亜鉛の溶融温
度は約400°Cと低い。このため溶接中に亜鉛が蒸発
する。突合せ溶接の場合には、図5の(a)に示すよう
な突合せ溶接においては、突合せ面が切断面であるので
亜鉛メッキ層が存在しないため、比較的良好な溶接が可
能である。
(c)および(d)に示すような継手においては、亜鉛
メツキ層が突合せ面あるいは交わりの隅に存在する。こ
のような継手のレーザ溶接では下記のような問題が発生
する。溶接時の亜鉛溶融蒸気圧のため、ピットが発生す
る,溶接強度を要求しない継手であっても、ピットのた
め外観が悪い,亜鉛メッキ層が厚い(目付量が多い)た
とえば建材用亜鉛メッキ鋼板の場合には特にピットの発
生が顕著である。
とを第1の目的とし、溶接部位近傍の亜鉛メッキ層と滑
らかに連なる表面が滑らかな溶接ビードを形成すること
を第2の目的とする。
る当接部をレーザ光で溶接するにおいて、レーザ溶接点
又はその近傍の溶融プールに、フィラーワイヤを供給す
ることを特徴とする亜鉛メッキ層がある当接部のレーザ
溶接方法。これによればフィラーワイヤが、溶融して基
材鋼板のレーザによる溶着部のピットを埋め溶着部を覆
うので、溶接部の表面が滑らかなビードとなり、溶接ビ
ードの外観が良くなる。
たとき亜鉛に対して濡れ性がよい組成を含む、上記
(1)の亜鉛メッキ層がある当接部のレーザ溶接方法。
これによればフィラーワイヤが、溶融して基材鋼板のレ
ーザによる溶着部のピットを埋め溶着部を覆いしかも表
面部で近傍の亜鉛メッキ層と滑らかに連続して滑らかな
溶接ビードを形成する。
覆われた鋼材の融点よりも低く亜鉛の融点に近い組成を
含む、上記(1)の亜鉛メッキ層がある当接部のレーザ
溶接方法。
基材鋼板のレーザによる溶着部のピットを埋め溶着部を
覆う。基材鋼板の溶着凝固が終ってから、溶融した亜鉛
と略同時に、フィラーワイヤ組成が凝固するので、フィ
ラーワイヤ組成が表面部で近傍の亜鉛メッキ層と滑らか
に連続して滑らかな溶接ビードを形成する。
記(1),(2)又は(3)の亜鉛メッキ層がある当接
部のレーザ溶接方法。
ァイバによる伝送が可能であるので、ロボットアームあ
るいはその他の可動部材でYAGレーザ照射ヘッドを支
持して溶接狙い位置を容易に変更,調整あるいは制御す
ることができ、カーブした当接面あるいは隅のレーザ溶
接を容易に行うことができる。
ッキ鋼板の亜鉛メッキ層の面当接部である、上記(4)
の亜鉛メッキ層がある当接部のレーザ溶接方法。
ッキ鋼板の亜鉛メッキ層と、該亜鉛メッキ層に端面が突
き当てられたもう1つの合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の亜
鉛メッキ層との交わりの隅である、上記(4)の亜鉛メ
ッキ層がある当接部のレーザ溶接方法。
ーザヘッドの外観を示す。図示しないYAGレーザ光源
から図示しない光ファイバケーブルを通してYAGレー
ザ光束6が、YAGレーザ照射ヘッド12に導かれ、ヘ
ッド12内のレンズを通って収束して、ヘッド12のノ
ズルボディ14に装着された銅チップ16から焦点8に
向けて出る。
おり、このフレーム18に上下(z)位置調節用のねじ
棒22が、その軸心を中心に回転自在に支持されてい
る。ねじ棒20と一体連続の摘み22がフレーム18の
上方に突出している。
にねじ結合してそれをz方向に貫通している。摘み22
を時計方向(ねじ込み方向)に廻すと、フレーム18に
対して中継部材24が相対的に上向きに移動し、摘み2
2を反時計方向(戻し方向)に廻すと、下向きに移動す
る。
投影すると略U型であり、Uの底辺に相当する部分をワ
イヤガイド34が貫通している。Uの縦2辺に相当する
板部の間の空間に中継部材24の一部分が位置してい
る。ホルダ26にx位置調節用のねじ棒28が、その軸
心を中心に回転自在に支持されている。このねじ棒28
は、中継部材24の雌ねじ穴にねじ結合し、それをx方
向に貫通している。ねじ棒28と平行なガイド棒30の
両端がホルダ26に固定されている。このガイド棒30
は中継部材24の横向きU型の開口をx方向に貫通して
いる。ねじ棒28を時計方向(ねじ込み方向)に廻す
と、中継部材24に対してホルダ26が相対的に図1紙
面の表から裏に向う方向に移動し、ねじ棒28を反時計
方向(戻し方向)に廻すと、図1紙面の裏から表に向う
方向に移動する。
融温度より低く亜鉛の溶融温度に近いシリコンブロンズ
製のフィラーワイヤ38が、図示しないワイヤ送給装置
から送りだされてワイヤガイド34に送りこまれ、ワイ
ヤガイド34の下端のワイヤ送給チップ36からチップ
16直下のレーザ焦点8の近傍に送り出される。この送
りだしの狙い位置を、摘み22(ねじ棒20)を廻すこ
とによりz方向(高さ方向)に調整することができ、ま
た、ねじ棒28を廻すことによりx方向(溶接線に直交
する横方向)に調整することができる。なお、溶接対象
材40が固定で溶接線がy軸に平行な場合、ヘッド12
をy方向に駆動してレーザ6を照射し、しかも図示しな
いワイヤ送給装置でフィラーワイヤ38をチップ16の
直下に連続的に送り込むことにより、溶接対象材40を
溶接する。
す。レーザ6の焦点8は、溶接対象材である合金化溶融
亜鉛メッキ鋼板40a,40bの表面(図2上で上面)
の亜鉛メッキ層の当接上端位置から略1mm下方の位
置、フィラーワイヤ38の送り込み狙い位置は、焦点8
直下の、焦点8から略0.5mm下方の位置、である。
0a,40bを亜鉛メッキ層どうしを面当接した継手
の、上述の位置関係を示す。図3上に示す40cが、亜
鉛メッキ鋼板40a,40bの表面の亜鉛メッキ層の当
接上端位置である。
板40aの表面の亜鉛メッキ層に、両面に亜鉛メッキ層
があるもう1つの合金化溶融亜鉛メッキ鋼板40bの切
断端面を当てて立てた態様で、直交する2鋼板40a,
40bの隅を隅肉溶接する態様を示す。この図4は、図
2と同様な側面図である。この場合には、焦点8は2鋼
板40a,40bの亜鉛メッキ層の交点(隅)から、ヘ
ッド12の中心軸(光軸)に沿う方向に略1mm基材鋼
板に入り込んだ位置、フィラーワイヤ38の送り込み狙
い位置は、焦点8から更にヘッド12の中心軸に沿う方
向に略0.5mm基材鋼板側に入り込んだ位置、であ
る。
の亜鉛メッキ層が面当接した個所をレーザ溶接する、面
当接部の溶接態様、および、図4に示す隅肉溶接態様のい
ずれでも、フィラーワイヤ38は、レーザ溶接点又はそ
の近傍の溶融プールに送りこまれて溶融して基材鋼板の
レーザによる溶着部のピットを埋め溶着部を覆う。フィ
ラーワイヤ38の組成が、亜鉛に対して濡れ性がよく、
基材鋼板の溶融温度より低く亜鉛の溶融温度に近いシリ
コンブロンズであるので、レーザ溶接点の基材鋼板が溶
着凝固してから、亜鉛の凝固とほぼ同時にフィラーワイ
ヤの溶融シリコンブロンズが凝固し、表面部で近傍の亜
鉛メッキ層と滑らかに連続して滑らかな溶接ビードを形
成する。
を、実施例1〜5として示す。表1上の評価の列の二重
丸は、表面にピットがなく近傍の亜鉛メッキ層と滑らか
に連続して滑らかな溶接ビードが得られたことを意味す
る。
当接線又は隅)に倣わせる操作が容易なため、YAGレ
ーザヘッドを用いたが、本発明はCO2レーザを用いて
も実施できる。たとえば、溶接線が直線などレーザヘッ
ドの運行が簡単な場合あるいはレーザヘッドを固定し溶
接対象材を移送する場合などには、CO2レーザを用い
ても本発明を実施できる。
レーザによる溶着部のピットを埋め溶着部を覆うので、
溶接部の表面が滑らかなビードとなり、溶接ビードの外
観が良くなる。
ド12の先端部の正面図である。
図であり、溶接対象材40a,40bは横断面を示す。
部を拡大して示す正面図であり、溶接対象材40a,4
0bはそれらの面当接部(溶接線)の縦断面を示す。
溶接態様での右側面図であり、溶接対象材40a,40
bは横断面を示す。
図であり、(a)は、鋼板切断面どうしの突合せ線が溶
接線(溶接対象個所)である場合を、(b)はともに直
角に曲げた2つの亜鉛メッキ鋼板の表面の亜鉛メッキ層
どうしの面突合せ(面当接)個所が溶接対象である場合
を、(c)は亜鉛メッキ鋼板の表面の亜鉛メッキ層にも
う1つの亜鉛メッキ鋼板の切断端面を当てた隅肉溶接個
所を、(d)は平板状の亜鉛メッキ鋼板に直角に曲げた
亜鉛メッキ鋼板の表面の亜鉛メッキ層どうしの面突合せ
個所が溶接対象である場合の隅肉溶接個所を、それぞれ
示す。
メッキ鋼板)
Claims (6)
- 【請求項1】 亜鉛メッキ層がある当接部をレーザ光で
溶接するにおいて、レーザ溶接点又はその近傍の溶融プ
ールに、フィラーワイヤを供給することを特徴とする亜
鉛メッキ層がある当接部のレーザ溶接方法。 - 【請求項2】 フィラーワイヤは、溶融したとき亜鉛に
対して濡れ性がよい組成を含む、請求項1記載の亜鉛メ
ッキ層がある当接部のレーザ溶接方法。 - 【請求項3】 フィラーワイヤは、亜鉛メッキ層で覆わ
れた鋼材の融点よりも低く亜鉛の融点に近い組成を含
む、請求項1記載の亜鉛メッキ層がある当接部のレーザ
溶接方法。 - 【請求項4】 レーザ光はYAGレーザである、請求項
1,2又は3記載の亜鉛メッキ層がある当接部のレーザ
溶接方法。 - 【請求項5】 当接部は、2つの合金化溶融亜鉛メッキ
鋼板の亜鉛メッキ層の面当接部である、請求項4記載の
亜鉛メッキ層がある当接部のレーザ溶接方法。 - 【請求項6】 当接部は、1つの合金化溶融亜鉛メッキ
鋼板の亜鉛メッキ層と、該亜鉛メッキ層に端面が突き当
てられたもう1つの合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の亜鉛メ
ッキ層との交わりの隅である、請求項4記載の亜鉛メッ
キ層がある当接部のレーザ溶接方法。
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片山誠二・松縄 朗・呉 渝生・松下正文: "亜鉛めっき鋼板のYAGレーザ溶接性", 溶接学会全国大会講演概要, vol. 第59集, JPNX006062426, 5 September 1996 (1996-09-05), JP, pages 58 - 59, ISSN: 0000806490 * |
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