JP2003181663A - 複合溶接方法および複合溶接ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集光レンズの光学系が単一の構成で種々の焦
点距離を可変にして溶接するアーク溶接とレーザ溶接の
複合溶接方法および複合溶接ヘッドを提供すること。 【解決手段】 レーザ溶接の光ファイバ１１をレーザビ
ーム１２の光軸焦点方向に移動させてレーザビーム１２
の焦点距離を変化させるとともに、レーザビーム１２の
焦点距離の変化に対応してアーク溶接のアーク４０をレ
ーザビーム１２の焦点位置に合わせるように調整して複
合溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被溶接物である母材
をアーク溶接とレーザ溶接とを併用して溶接する複合溶
接方法および複合溶接ヘッドの改良に関するものであ
る。レーザビームの焦点距離を可変にして溶接できる汎
用性の高い複合溶接方法であり、１つの固定した溶接ヘ
ッドにおいて集光レンズ構成を変えることなくレーザビ
ームの焦点距離が可変であり、この焦点位置にアークを
合わせる調整が容易な複合溶接ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】被溶接物である金属の母材を溶接する方
法としては、アーク溶接とレーザ溶接がある。このうち
アーク溶接方法は、母材と電極との間で、あるいは母材
と溶接ワイヤとの間でアークを発生させ、その熱によっ
て母材を溶融し、溶接箇所の周囲をシールドガスで保護
して溶接するものであり、溶け込み深さは浅いが、溶接
開先のギャップが広くても溶接が容易であり、種々の母
材に対して広く用いられている。このアーク溶接方法と
しては、アルゴンやヘリウムなどの不活性なシールドガ
ス雰囲気中で、非消耗電極であるタングステン電極と母
材間にアークを発生させて溶接するＴＩＧ溶接や溶接ワ
イヤと母材間にアークを発生させて溶接する消耗電極を
使用するＭＩＧ溶接、ＭＡＧ溶接方法などがあり、単体
のアーク溶接ヘッドを用いて行われている。

【０００３】また、レーザ溶接方法は、レンズなどの光
学系を用いて母材の一点にレーザビームを集光させて溶
接する方法であり、エネルギー密度が高いために溶け込
み深さの深い溶接ができ、かつ高速で低歪の溶接ができ
るものであり、単体のレーザ溶接ヘッドを用いて行われ
ている。しかしながら、上述したアーク溶接方法では、
高速で溶接を行うとアークが不安定になることや入熱量
が大きいので大きな熱歪を生じる問題がある。また、上
述したレーザ溶接方法では、レーザビームの集光を行う
ために開先裕度が狭く、開先の加工精度を厳密にする必
要があった。

【０００４】近年、これらアーク溶接方法およびレーザ
溶接方法両方の欠点を解決するため、両者を単純に組み
合わせた複合溶接方法が開発されており、図６にその一
例の概略図を示す。タングステン電極２を有するＴＩＧ
溶接ヘッド１とレーザ溶接ヘッド５の２つの溶接ヘッド
を用いて、母材３に斜めに照射されたレーザビーム６の
焦点位置にタングステン電極２と母材３間で発生したア
ーク４が一致するように相対位置関係を保持しながらア
ーク溶接方法とレーザ溶接方法を単純に組み合わせた複
合溶接方法が試みられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した複合溶接方法
では、ＴＩＧ溶接ヘッド１と単一の光学系を有する１つ
のレーザビーム焦点距離を有するレーザ溶接ヘッド５の
２つの溶接ヘッドを用いている。そのために、レーザビ
ームの焦点距離を変化させて板厚の異なる母材や多層盛
り溶接をするためには、それぞれ別体の溶接ヘッド自体
を移動させ、レーザビームの焦点位置とアークの位置を
合わせるように調整する必要がある。この操作は難し
く、被溶接物および溶接箇所に制約ができて汎用性が悪
く、取り扱いも難しいという問題も生じている。レーザ
ビームの焦点位置とアークの位置の位置合わせの調整を
し易くする技術として、特開平９-１２２９５０号公報
に記載されるようにレーザトーチ部から集光されるレー
ザビームの光軸とアークトーチ部のアーク電極を同軸に
した複合溶接ヘッドが開発され、複合溶接方法に適用さ
れている。

【０００６】しかし、この場合でもレーザトーチ部から
発光されるレーザビームの焦点距離を決める集光レンズ
の光学系は単一であり、光ファイバも固定のため、レー
ザビームの焦点距離は１つであり、１つの複合溶接ヘッ
ドで板厚の異なる母材や多層盛りの溶接に適したものと
はなっていない。また、レーザビームの焦点距離を変化
させるやり方として、ズームレンズで行うやり方もある
がこの調整は困難であった。本発明は、このような問題
点を解消するためになされたもので、集光レンズの光学
系が単一の構成で種々の焦点距離を可変にして溶接する
アーク溶接とレーザ溶接とを併用する複合溶接方法と複
合溶接ヘッドの提供を目的する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶接対象であ
る母材にアークを印加しかつレーザビームを照射するア
ーク溶接とレーザ溶接とを併用する複合溶接方法であっ
て、前記レーザ溶接に用いるレーザビームを伝送する光
ファイバを前記レーザビームの光軸焦点方向に移動する
ことにより前記光軸焦点方向における前記レーザビーム
の焦点距離を変化させて溶接することを特徴とする複合
溶接方法である。本発明の複合溶接方法によれば、光フ
ァイバを光軸焦点方向に移動させる構成としたので、単
一の光学系で光軸焦点方向におけるレーザビームの焦点
距離を変化させることができる。また、本発明の溶接方
法において、レーザビームを長焦点化して溶接をする
と、狭開先化状態での溶接となり熱歪が少なく、厚板の
溶接に適し、レーザで例えばＡｌ（アルミニウム）を溶
接した場合や低速で厚板を溶接した場合に生じるスパッ
タの多くなる溶接条件にも適する。また、レーザビーム
を短焦点化した溶接は、薄板の高速溶接に適する。

【０００８】本発明の複合溶接方法は、レーザ溶接の光
ファイバをレーザビームの光軸焦点方向に移動すること
により光軸焦点方向におけるレーザビームの焦点距離を
変化させるとともに、レーザビームの焦点距離の変化に
対応してアーク溶接のアークをレーザビームの焦点位置
に合わせるように調整してアーク溶接とレーザ溶接とを
併用することができる。従って、アーク溶接とレーザ溶
接の両方の利点が得られると同時に、板厚の異なる母材
や多層盛り溶接の複合溶接が容易となる。

【０００９】本発明の複合溶接方法において、前記レー
ザビームの光軸に対して垂直な方向に前記光ファイバを
移動させて溶接開先裕度を拡大するとともに、前記レー
ザビームの焦点距離の変化に対応して前記アーク溶接の
アークを前記レーザビームの焦点位置に合わせるように
調整して溶接することができる。

【００１０】また、本発明は、溶接対象である母材にア
ークを印加しかつレーザビームを照射するアーク溶接と
レーザ溶接とを併用する複合溶接方法であって、前記レ
ーザ溶接に用いるレーザビームを伝送する光ファイバを
前記レーザビームの光軸焦点方向に移動することにより
前記光軸焦点方向におけるレーザビームの焦点距離を変
化させてレーザビームを照射して母材に第１のキーホー
ルを形成し、次いで、前記レーザビームの照射を維持し
た状態で、前記光軸に対して垂直な方向に前記光ファイ
バを所定距離だけ移動することにより第２のキーホール
を形成し、さらに、前記光ファイバを前記第１のキーホ
ールに対応する位置に移動するとともに、この移動に同
期して前記アーク溶接のためのパルス電流を通じ、かつ
アークを前記第１のキーホール位置におけるレーザビー
ムの焦点位置に合わせるように調整して溶接することを
特徴とする複合溶接方法を提供する。

【００１１】従って、第２のキーホールの形成時にはア
ークからの溶融金属が溶滴として飛来しないので、複合
溶接時に生じることのあるアークからの溶融金属の溶滴
による深穴のキーホールが閉塞されるという問題を防止
できる。また、キーホール形成時の深穴部にシールドガ
スが巻き込まれ、ポロシティの発生原因となる場合があ
り、くわえて複合溶接を行うと、アークからの溶融金属
の溶滴がシールドガスの逃げをさらに妨げることによ
り、より一層ポロシティが発生しやすくなるが、本発明
の複合溶接方法によれば、レーザビームの光軸の位置を
アーク溶接のパルス電流に同期させて変化させることに
より、ポロシティの発生を防止できる利点もある。

【００１２】レーザビームの光軸の変化を、第１のキー
ホールに対応する光軸に垂直な平面で溶接方向に対して
平行にすると、キーホールの深穴が維持できると同時に
融合不良も防止できる。また、レーザビームの光軸の変
化を、第１のキーホールに対応する光軸に垂直な平面で
溶接方向に対して垂直にすると、ビード幅や溶融金属幅
が広がる効果とレーザビームにアークが導かれることの
効果によって、より一層開先裕度を拡大できる。さら
に、レーザビームの光軸の変化を、第１のキーホールに
対応する光軸を中心として回転する場合には、上記平行
および垂直に変化させた場合の両方の利点を発揮でき
る。

【００１３】本発明は以上の本発明による複合溶接方法
を実現する以下の複合溶接ヘッドを提供する。すなわち
本発明の複合溶接ヘッドは、母材をアーク溶接とレーザ
溶接とを併用して溶接する複合溶接ヘッドであって、ア
ーク電極を有するアークトーチ部と、光ファイバを通し
て送られるレーザビームを集光するレーザトーチ部と、
前記アーク電極から発せられるアークと前記レーザトー
チ部から照射されるレーザビームが合わさるレーザビー
ムの焦点位置近傍をガスシールドするシールドガス供給
部と、前記レーザビームの光軸焦点方向における前記レ
ーザビームの焦点距離を可変する手段と、前記レーザビ
ームの焦点距離を可変する手段によって変化したレーザ
ビームの焦点位置に対応してアーク電極の位置を調整す
る移動調整する手段と、を備えたことを特徴とする複合
溶接ヘッドである。本発明の複合溶接ヘッドは、レーザ
ビームの焦点距離を変える場合に、集光レンズ光学系の
構成を調整する必要がない。

【００１４】また、本発明の複合溶接ヘッドにおいて、
レーザトーチ部から集光されるレーザビームの光軸とア
ークトーチ部のアーク電極が同軸であり、このレーザビ
ームの焦点距離を可変する手段を光ファイバを上下に移
動させる昇降装置とすることで、レーザビームの光軸焦
点距離の可変およびレーザビームの焦点位置にアークを
合わせる操作を容易にすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の複合溶接方法およ
び複合溶接ヘッドの実施の形態について、添付図面を参
照して説明する。なお、この実施の形態により本発明が
限定されるものではない。

【００１６】（第１の実施の形態）図１は、本発明にか
かる複合溶接方法の一例を示す概略図である。図１に示
すように本実施の形態にかかる複合溶接方法では、複合
溶接ヘッド１０として、レーザ発振器（図示せず）から
発生したレーザビーム１２を光ファイバ１１によって伝
送し、複数枚のレンズ２１、２２、２３、２４と１枚の
保護ガラス２９から構成される集光レンズ光学系２０に
よって、レーザビーム１２を母材３０の表面部分に集光
させる。アーク溶接を行うタングステン製のＴＩＧ電極
５１を有するＴＩＧトーチ５２のアーク４０をレーザビ
ーム１２の集光部に合わせる。

【００１７】レーザ溶接のレーザビーム１２の焦点距離
は、光ファイバ１１自体を光ファイバ移動装置１４によ
って光ファイバホルダー１３を案内ガイドとして移動さ
せることにより容易に変化させることができ、このレー
ザビーム１２の焦点距離の変化に対応してＴＩＧ電極５
１からのアーク４０をレーザビーム１２の変化する焦点
位置に合わせるようにＴＩＧトーチ５２をＴＩＧ電極移
動装置５３によって調整する。なお、図１では、レーザ
ビーム１２の光軸とアーク電極５１とが同軸でない場合
で、かつレーザ溶接と併用するアーク溶接としてＴＩＧ
溶接の例を示したがこれに限定されるものではなく、同
軸である場合や、ＭＩＧやＭＡＧなど他のアーク溶接と
の併用時でも適用できる。

【００１８】第１の実施の形態におけるレーザビーム１
２の焦点距離を変化させる手順を説明するための概略図
を図２に示す。図２（ａ）はある焦点距離での光ファイ
バ１１、集光レンズ光学系２０、レーザビーム１２、母
材３０、アーク４０とＴＩＧ電極５１との構成関係を示
し、図２（ｂ）はレーザビーム１２の焦点距離を長焦点
に、図２（ｃ）は短焦点にする場合を示す。単一の集光
レンズ光学系２０を固定した状態で、図２（ｂ）のよう
に光ファイバ１１を下方に移動させることでレーザビー
ム１２の焦点距離が長い長焦点とすることができ、厚板
の溶接やスパッタが飛び易い溶接条件での溶接に適す
る。

【００１９】図２（ｃ）のように光ファイバ１１を上方
に移動させることでレーザビーム１２の焦点距離が短い
短焦点とすることができ、薄板の溶接や高速の溶接に適
する。これら、光ファイバ１１の移動による光軸焦点方
向の焦点距離の変化に応じて、レーザビーム１２の集光
位置にアーク４０を合わせるようにＴＩＧ電極５１を移
動調整して複合溶接を行う。図２ではレーザビーム１２
の光軸とアーク電極５１とが同軸でない場合の複合溶接
方法でのレーザビーム１２の焦点距離を変化させる構成
を説明したが、焦点距離を変化させるやり方は後述する
同軸タイプでも同様である。

【００２０】図３に、母材３０をアーク溶接とレーザ溶
接とを併用して溶接する複合溶接方法において、レーザ
ビーム１２の光軸焦点方向におけるレーザビーム１２の
焦点距離を変化させるとともに、光ファイバ１１をレー
ザビーム１２の光軸に垂直な方向に移動して溶接開先裕
度を拡大させる場合のレーザビーム１２の光軸の変化の
幾つかの手法を説明するための模式図を示す。図３
（ａ）は光ファイバ１１をレーザビーム１２の光軸が元
の光軸（実線）から変化するように移動させた場合（一
点鎖線）のレーザビーム１２の焦点位置Ｆの移動を示し
たものである。

【００２１】図３（ｂ）はレーザビーム１２の光軸の変
化が元の光軸（左側の図）に垂直な平面で溶接方向と垂
直な場合（右側の図）であり、溶接の開先裕度が拡大さ
れる。また、図３（ｃ）はアーク溶接とレーザ溶接とを
併用して複合溶接をした場合に生じ易い問題を解消する
ためのレーザビーム１２の光軸の変化を説明する概略図
である。レーザ溶接の光ファイバ１１をレーザビーム１
２の光軸焦点方向に移動することにより光軸焦点方向に
おけるレーザビーム１２の焦点距離を変化させてレーザ
ビームＡを照射して母材３０に深穴の第１のキーホール
Ｋ１を形成する。続いて、光ファイバ１１を移動させて
レーザビームＡの光軸を第１のキーホールＫ１に対応す
る位置から変化させたレーザビームＢで第２のキーホー
ルＫ２を形成する。

【００２２】これらの深穴のキーホールはレーザビーム
１２を連続して移動するために深穴溝を形成しており、
第２のキーホールＫ２を形成後、レーザビーム１２の光
軸を第２のキーホールＫ２の位置から第１のキーホール
Ｋ１に対応するレーザビームＡの光軸位置に戻すように
光ファイバ１１を移動、復帰させる。この移動に同期さ
せてアーク溶接のパルス電流を通じ、アーク４０を元の
キーホール位置に戻ったレーザビーム１２の焦点位置に
合わせるように調整して複合溶接する。従って、第２の
キーホールＫ２の形成時にはアーク電極５１のアーク４
０からの溶融金属の溶滴によって深穴のキーホールが埋
められることがなく、キーホール形成時の深穴部からの
ガスの逃げをアーク４０からの溶融金属の溶滴で妨げる
こともなくなるので、ポロシティの発生を阻止する効果
が得られる。また、図示していないが、レーザビーム１
２の光軸を第１のキーホールＫ１に対応する光軸に垂直
な平面で当該光軸を中心として回転する場合には、光軸
を平行および垂直に変化させた場合の両方の利点を発揮
できるので望ましい。

【００２３】（第２の実施の形態）図４は、本発明にか
かる複合溶接ヘッドの他の例を示す概略図である。な
お、図４において、図１と同様の構成部分については同
一の符号を付してその説明を省略する場合がある。図４
は、母材３０をアーク溶接とレーザ溶接とを併用して溶
接する複合溶接ヘッド１０であって、アーク電極である
ＭＩＧ電極５１とＭＩＧ電極移動装置５３およびＭＩＧ
電極供給管５５からなるアークトーチ部（アーク電極が
ＴＩＧ電極である場合は、ＭＩＧ電極供給管５５の代わ
りにＴＩＧ電極保持管となる）と、レーザビーム１２を
伝送する光ファイバ１１と集光レンズ光学系２０からな
るレーザトーチ部と、アーク４０とレーザビーム１２が
合わさるレーザビーム１２の焦点位置近傍をシールドす
るシールドガス６１を供給するシールドガス供給部６０
を有している。

【００２４】さらに、複合溶接ヘッド１０は、レーザビ
ーム１２の光軸焦点方向におけるレーザビーム１２の焦
点距離を可変する手段としての光ファイバ移動装置１４
と、レーザビーム１２の焦点距離を可変する手段によっ
て変化したレーザビーム１２の焦点位置に対応してＭＩ
Ｇ電極ホルダー５４を案内ガイドとしてアーク電極であ
るＭＩＧ電極５１を移動調整する手段としてのＭＩＧ電
極移動装置５３を備えた構成の複合溶接ヘッドである。
第２の実施の形態による複合溶接ヘッド１０は、レーザ
ビーム１２の光軸とＭＩＧ電極５１（アーク電極）が同
軸であり、このレーザビーム１２の焦点距離を可変する
手段が光ファイバ１１を上下に昇降する光ファイバ移動
装置１４である。したがって、固定ヘッドであってもレ
ーザビーム１２の光軸焦点距離の可変およびレーザビー
ム１２の焦点位置にアーク４０を合わせることが容易
で、操作が簡便なものであり、ガスシールド性も向上し
た複合溶接ヘッド１０となる。図４ではアーク溶接とし
て消耗電極であるＭＩＧ電極５１を用いた例を示した
が、非消耗電極のＴＩＧ電極を用いたアーク溶接でも同
様の同軸タイプの構成とすることができる。

【００２５】図５は、第２の実施の形態にかかる複合溶
接ヘッド１０を用いて多層盛り溶接を行う場合の工程の
一例を説明するための概略図である。図５（ａ）は、光
ファイバ１１を移動させて集光レンズ光学系２０によっ
て集光されるレーザビーム１２の長焦点化した状態で、
母材３０の開先部にレーザビーム１２の焦点位置近傍に
アーク電極５１からのアーク４０を合わせて初層を溶接
する。次に、図５（ｂ）に示すように、光ファイバ１１
を上方に移動させてレーザビーム１２の焦点距離を図５
（ａ）より短くし、このレーザビーム１２の焦点位置が
溶接初層位置になるように光ファイバ１１の移動を調整
する。

【００２６】調整後、レーザビーム１２の焦点位置近傍
にアーク電極５１からのアーク４０を合わせて２層目を
溶接する。続いて、図５（ｃ）に示すように、光ファイ
バ１１をさらに上方に移動させてレーザビーム１２の焦
点距離をより一層短くし、同様に３層目の複合溶接をす
る。このように、本発明の複合溶接ヘッド１０は、レー
ザトーチ部から集光されるレーザビーム１２の光軸とア
ークトーチ部のアーク電極５１が同軸の固定ヘッドであ
り、レーザビーム１２の焦点距離を可変する手段として
光ファイバ１１を上下に昇降する簡便な機構とするだけ
で、レーザビーム１２の焦点距離を可変し易く、かつ操
作性の良い複合溶接ヘッド１０である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集光レンズの光学系が単一の構成で種々の焦点距離を可
変にしてアーク溶接とレーザ溶接との併用した複合溶接
ができ、板厚の異なる母材や多層盛り溶接ができる汎用
性の高い複合溶接方法が得られる。また、本発明によれ
ば、これらの複合溶接方法を容易に達成できる簡便で操
作性の良い複合溶接ヘッドが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる第１の実施の形態による複合
溶接方法の一例を示す概略図である。

【図２】 本発明にかかる複合溶接方法におけるレーザ
ビームの焦点距離を変化させる構成を説明するための概
略図である。

【図３】 本発明にかかる複合溶接方法におけるレーザ
ビームの光軸位置の変化を説明するための模式図であ
る。

【図４】 本発明にかかる第２の実施の形態による複合
溶接ヘッドの例を示す概略図である。

【図５】 本発明にかかる複合溶接ヘッドを用いて多層
盛り溶接を行う場合の工程の一例を説明するための概略
図である。

【図６】 従来のアーク溶接方法とレーザ溶接方法を単
純に組み合わせた複合溶接方法の一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１…ＴＩＧ溶接ヘッド、２…タングステン電極、３…母
材、４…アーク、５…レーザ溶接ヘッド、６…レーザビ
ーム、１０…複合溶接ヘッド、１１…光ファイバ、１２
…レーザビーム、１３…光ファイバホルダー、１４…光
ファイバ移動装置、２０…集光レンズ光学系、２１、２
２、２３、２４…レンズ、２９…保護ガラス、３０…母
材、４０…アーク、５１…アーク電極（ＴＩＧ、ＭＩ
Ｇ）、５２…アークトーチ（ＴＩＧ）、５３…アーク電
極移動装置（ＴＩＧ、ＭＩＧ）、５４…アーク電極ホル
ダー（ＭＩＧ）、５５…ＭＩＧ電極供給管、６０…シー
ルドガス供給部、６１…シールドガス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 義男 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 下楠 善昭 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 福本 清治 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 渡辺 眞生 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 別府 征二 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB12 4E068 BC01 CA11 CD15 CE08 DA14

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接対象である母材にアークを印加しか
   つレーザビームを照射するアーク溶接とレーザ溶接とを
   併用する複合溶接方法であって、 前記レーザ溶接に用いるレーザビームを伝送する光ファ
   イバを前記レーザビームの光軸焦点方向に移動すること
   により前記光軸焦点方向における前記レーザビームの焦
   点距離を変化させて溶接することを特徴とする複合溶接
   方法。
2. 【請求項２】 前記レーザビームの焦点距離の変化に対
   応して前記アーク溶接のアークを前記レーザビームの焦
   点位置に合わせるように調整して溶接することを特徴と
   する請求項１に記載の複合溶接方法。
3. 【請求項３】 前記レーザビームの光軸に対して垂直な
   方向に前記光ファイバを移動させて溶接開先裕度を拡大
   するとともに、前記レーザビームの焦点距離の変化に対
   応して前記アーク溶接のアークを前記レーザビームの焦
   点位置に合わせるように調整して溶接することを特徴と
   する請求項１に記載の複合溶接方法。
4. 【請求項４】 溶接対象である母材にアークを印加しか
   つレーザビームを照射するアーク溶接とレーザ溶接とを
   併用する複合溶接方法であって、 前記レーザ溶接に用いるレーザビームを伝送する光ファ
   イバを前記レーザビームの光軸焦点方向に移動すること
   により前記光軸焦点方向におけるレーザビームの焦点距
   離を変化させてレーザビームを照射して母材に第１のキ
   ーホールを形成し、 次いで、前記レーザビームの照射を維持した状態で、前
   記光軸に対して垂直な方向に前記光ファイバを所定距離
   だけ移動することにより第２のキーホールを形成し、 さらに、前記光ファイバを前記第１のキーホールに対応
   する位置に移動するとともに、この移動に同期して前記
   アーク溶接のためのパルス電流を通じ、かつアークを前
   記第１のキーホール位置におけるレーザビームの焦点位
   置に合わせるように調整して溶接することを特徴とする
   複合溶接方法。
5. 【請求項５】 前記レーザビームの光軸の変化が、前記
   第１のキーホールに対応する前記光軸に垂直な平面で溶
   接方向と並行または垂直あるいは前記第１のキーホール
   に対応する前記光軸を中心として回転するものであるこ
   とを特徴とする請求項４に記載の複合溶接方法。
6. 【請求項６】 母材をアーク溶接とレーザ溶接とを併用
   して溶接する複合溶接ヘッドであって、 アーク電極を有するアークトーチ部と、 光ファイバを通して送られるレーザビームを集光するレ
   ーザトーチ部と、 前記アーク電極から発せられるアークと前記レーザトー
   チ部から照射されるレーザビームが合わさるレーザビー
   ムの焦点位置近傍をガスシールドするシールドガス供給
   部と、 前記レーザビームの光軸焦点方向における前記レーザビ
   ームの焦点距離を可変する手段と、 前記レーザビームの焦点距離を可変する手段によって変
   化したレーザビームの焦点位置に対応してアーク電極の
   位置を調整する移動調整する手段と、を備えたことを特
   徴とする複合溶接ヘッド。
7. 【請求項７】 前記レーザトーチ部から集光される前記
   レーザビームの光軸と前記アーク電極が同軸上に位置
   し、前記レーザビームの焦点距離を可変する手段が前記
   光ファイバを上下に移動させる昇降装置であることを特
   徴とする請求項６に記載の複合溶接ヘッド。