JP2004209536A - レーザ溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接部にフィラワイヤを送給しつつ行うレーザ溶接方法として、開先ギャップを有する場合でも上向き溶接での確実な接合を可能とし、水平配管の全周溶接等の全姿勢溶接を能率よく短時間で行え、厚板の溶接においても開先精度を要求されない手段を提供する。
【解決手段】被溶接材Ｗの溶接部にフィラーワイヤ５を送給しつつ、レーザビームＬを照射してフィラーワイヤ５及び被溶接材Ｗを溶融させて行うレーザ溶接において、レーザビームＬの照射によって溶接部にプラズマプルームＰ１，Ｐ２を発生させ、プラズマプルームＰ１，Ｐ２の発生に伴う蒸発反力によって溶融物８を溶接部の内奥側へ送り込む。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被溶接材の溶接部位にフィラーワイヤを送給しつつ、レーザビームを照射して該被溶接材を溶接するレーザ溶接方法、特にレーザビームの照射方向が上向きや横向きとなる溶接姿勢を含む全姿勢溶接を可能とする該レーザ溶接方法に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】
従来より金属材料の接合に汎用されているアーク溶接は、熱源の拡がりによって溶融部の表面積が大きくなり、溶接部を下方から溶接操作する上向き溶接では重力によって溶接金属の垂れ落ちを生じ易いため、下向き溶接が基本となっている。しかるに、化学プラントや石油パイプライン等の配管の組み立てにおいては、現場施工による溶接が不可欠であり、例えば水平配管の突合わせ接続部等では全周溶接のために上向きを含む全姿勢での溶接が必要になる。このような場合、アーク溶接では、上向き溶接での溶融金属の垂れ落ちを少なくするため、溶接速度を極低速として、且つ溶融金属の体積を少なくして凝固を促進しながら間欠的に溶融が起こるように溶接電流を制御しているが、それによって溶接能率の著しい低下を招くことになる。
【０００３】
また、開先線が垂直面ないし垂直に近い面に沿う溶接部を正面から溶接接合する立向き溶接では、下から上に向かって溶接してゆく上進溶接、もしくは逆に上から下に向かって溶接してゆく下進溶接のいずれにおいても、重力によって溶接金属が開先の下方側へ垂れ下り易いため、やはり上記同様の問題を生じる。
【０００４】
一方、レーザ溶接では、レーザビームの集光によって小さなスポットに高熱を付与できるため、溶融部の表面積が小さく溶込み深さの深い溶接を行える反面、溶接部のギャップに対する裕度が低いという難点を有することから、固定配管等の全周溶接においては突き合わせ部にギャップを生じないように予め機械加工を施すのが普通である。しかして、現場施工等で溶接部のギャップが避けられない場合、フィラワイヤ等の溶加材を供給しながらレーザ溶接を行うことになるが、従来にあってはレーザビームの照射によるフィラワイヤの溶融物は重力によって開先ギャップ内に流れ込むものと考えられており、このためにフィラワイヤを送給しつつ行うレーザ溶接は上向き溶接及び立向き溶接に適用できないものとされていた。
【０００５】
更に、厚板の溶接においては、アーク溶接の場合、アーク放電の特性から溶融幅が広く溶け込み深さの浅い溶接になるため、一般的に何回も溶接を重ねる多層溶接が採用されるが、安定したアーク放電を維持する上で電極と被溶接材の間隔を１０〜２０ｍｍ程度に設定し、更に溶接トーチの構造上から溶接部の開先形状を表面側の広いＶ字形にするのが普通であるから、多層溶接の層数が多くなって非常に長時間を要するという問題があった。これに対し、レーザ溶接は溶込み深さが深いことから、開先の突合わせ精度が充分に確保されている場合には１層で板厚数十ｍｍの溶接を行えるが、大型構造物では開先部を精度よく機械加工するのに非常に手間がかかる。特に、工事現場で大口径のパイプ同士を隙間なく突き合わせて溶接するには、パイプライン全体の位置調整に多大な労力と時間を要する上、調整した位置でパイプを保持するのに大掛かりな保持機構や機械装置が必要になる。なお、電子ビームを用いたパイプ溶接システムも開発されているが、レーザ溶接以上に開先の精度が要求されることに加え、溶接部を局所的に真空状態にする必要があるため、設備コストが極めて高くつくという難点があった。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みて、溶接部に溶加材としてフィラワイヤを送給しつつ行うレーザ溶接方法として、開先ギャップを有する場合でも上向き溶接及び立向き溶接での確実な接合を可能とし、もって水平配置した固定配管の全周溶接等の全姿勢溶接を能率よく短時間で行えると共に、厚板の溶接においても開先精度を確保するための機械加工を不要にし得る手段を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るレーザ溶接方法は、被溶接材の溶接部にフィラーワイヤを送給しつつ、レーザビームを照射して該フィラーワイヤ及び被溶接材を溶融させ、その溶融物を介して被溶接材を溶接するレーザ溶接において、レーザビームの照射によって溶接部にプラズマプルームを発生させ、このプラズマプルームの発生に伴う蒸発反力によって溶融物を溶接部の内奥側へ送り込むことを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、上記請求項１のレーザ溶接方法において、レーザビームの照射方向が横向き又は／及び上向きとなる溶接姿勢を含む構成としている。
【０００９】
請求項３の発明は、上記請求項１又は２のレーザ溶接方法において、矩形変調波や正弦変調波の如き変調波のレーザビームを用いる構成としている。更に、この請求項３のレーザ溶接方法において、請求項４の発明は、レーザビームの照射方向を上向きにする溶接領域と下向きにする溶接領域とを含むレーザ溶接において、レーザビームの変調波のピーク出力を下向き照射では上向き照射よりも低く設定する構成を採用している。
【００１０】
請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれかのレーザ溶接方法において、被溶接材の溶接部位が開先ギャップを有するＩ型突合わせ継手であり、開先ギャップの開口部の外側へ離間した位置に、フィラーワイヤを溶接進行方向前方から送給する構成を採用している。
【００１１】
一方、請求項６の発明は、上記請求項１〜４のいずれかのレーザ溶接方法において、被溶接材の溶接部位が開先ギャップを有するＩ型突合わせ継手であり、そのギャップ幅よりも径小のフィラーワイヤを用い、開先ギャップ内に該フィラーワイヤを溶接進行方向前方から送給する構成を採用している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のレーザ溶接方法に使用するレーザ溶接装置の一構成例を示す。図中の１はレーザ発振器、２は集光レンズを始めとする光学系を内蔵したレーザヘッド、３はレーザ発振器１から出射されるレーザ光をレーザヘッドへ伝送する光ファイバ、４はワイヤ送給装置、５０は該送給装置４より送給されるフィラワイヤ５のコンジットケーブル、６はワイヤ送出ヘッド、７はレーザ発振器１及びワイヤ送給装置４と図示省略した溶接ロボットの作動制御を行う溶接制御装置、Ｗ１は被溶接材としての水平配置した固定配管の金属製パイプである。そして、レーザヘッド２とワイヤ送出ヘッド６は溶接ロボットが把持して操作するようになされている。
【００１３】
レーザ溶接に際しては、予め溶接制御装置７に溶接条件（被溶接材の寸法形状、溶接部の厚さ、ギャップ幅、溶接経路、レーザ平均出力、レーザ変調波形及び周波数、ピーク出力、フィラワイヤ送給速度等）が入力される。そして、この溶接条件に基づいて該溶接制御装置７から出力される指令信号にしたがい、レーザ発振器１から出射された所定のレーザビームが光ファイバ３を介してレーザヘッド２に伝送され、このレーザヘッド２から溶接点に集光して照射される一方、ワイヤ送給装置４が所定の送給速度でフィラワイヤ５を送給すると共に、溶接ロボットがレーザヘッド２及びワイヤ送出ヘッド６をパイプＷ１の周りに所定速度で一周させることにより、該パイプＷ１，Ｗ１同士の全周突合せ溶接を行う。
【００１４】
図２（Ａ）（Ｂ）は、本発明のレーザ溶接方法にて上記の全周突合せ溶接を行う場合の配置状態を示す。図示の如く、パイプＷ１，Ｗ１は溶接部に開先ギャップＧを有するＩ型突合せ継手をなし、レーザヘッド２からのレーザビームＬが集光される溶接点において、ワイヤ送出ヘッド６から繰り出されるフィラワイヤ５の先端部が開先ギャップＧの外側に離間した位置に来るように設定される。また、レーザヘッド２及びワイヤ送出ヘッド６は、該配置状態を維持しつつパイプＷ１の周りを一周させるが、その周回方向はフィラワイヤ５が溶接進行方向前方から送給される方向、つまり図２（Ｂ）における時計回り方向（右回り）とする。
【００１５】
上記のレーザ溶接において、矩形変調波のようなピーク出力の高いレーザビームＬを溶接点に照射すると、溶融金属部から勢いよく蒸発が起こってプラズマプルームを発生し、その蒸発反力によって溶滴がプラズマプルームとは逆方向つまり溶接部の内奥側へ飛ばされる現象が認められる。そして、この現象に伴い、パイプＷ１の下半部の領域、つまりレーザビームＬの照射方向が水平より上向きになる領域においても、溶融金属が垂れ落ちを生じることなく溶接部の内奥側へ送り込まれ、もってパイプ周壁の全厚にわたって確実に溶接される結果、高品位の全周突合せ溶接を短時間で能率よく行えることが判明している。
【００１６】
しかして、上記現象を高速度カメラ観察によって更に仔細に解析した結果と、後述する実施例１での特定元素（Ｃｒ）含有比率が被溶接材とは異なるフィラワイヤを用いた場合の溶接断面の元素分析結果とから、開先ギャップＧを有する溶接部にフィラワイヤ５を送給しつつ行うレーザ溶接における上向き溶接の領域では、次のような挙動を生じることが推定されている。
【００１７】
すなわち、図３の突き合わせ端面に沿う断面で模式的に示すように、レーザビームＬの照射により、まずフィラワイヤ５が溶融して溶滴５ａ…を生じると共に、その一部が蒸発してワイヤプラズマプルームＰ１を発生し、その蒸発反力によって溶滴５ａ…がレーザビームＬの照射方向に沿う上向きに飛翔して開先ギャップ内に送り込まれ、次いでフィラワイヤ５の溶融に消費された残りのレーザビームＬの余剰エネルギーによって被溶接材Ｗの母材内にキーホールが形成されると共に、このキーホール内にキーホールプラズマプルームＰ２が発生し、その蒸発反力によって母材の溶融物と前記溶滴５ａ…とからなる溶融金属８が矢印ｓの如くキーホールに沿って押し上げられて上向きの湯流れを生じ、溶接部の内奥端まで溶融金属８が行きわたって開先全厚の溶接がなされるものと想定される。なお、図３において、９は被溶接材Ｗの開先である未溶接端面、１０は溶接完了部、１１は溶融池、２ａはレーザヘッド２の集光レンズ、矢印Ｆは溶接の進行方向、をそれぞれ示す。
【００１８】
従って、本発明のレーザ溶接方法によれば、レーザビームの照射方向が上向きとなる上向き溶接姿勢、ならびに同照射方向が横向きとなる溶接姿勢を含む全姿勢での確実な接合が可能であり、しかも開先にギャップのあるＩ型突合せ継手の上向き溶接でも溶融金属の垂れ落ちを生じることがない。このため、例えば化学プラントや石油パイプライン等における配管の組み立てのように現場施工による溶接が必要な場合でも、水平配置した固定配管の全周溶接等の全姿勢溶接を簡単な装置構成によって能率よく短時間で行える。また、開先線が垂直面ないし垂直に近い面に沿う溶接部を正面から溶接接合する立向き溶接では、レーザビームの照射方向は横向きになるが、下から上へ溶接してゆく上進溶接と逆に上から下へ溶接してゆく下進溶接のいずれにおいても、溶接金属の下方側への垂れ下りを生じることなく、容易に能率よく接合操作できる。更に、上述のように開先ギャップがあっても支障なく上向き溶接を行えるから、厚板の溶接においても厳密な開先精度を要求されず、位置合わせが簡単となり、もって各種の構築物や機械等の組立施工等の作業能率を著しく高めることが可能となる。
【００１９】
本発明のレーザ溶接方法に用いるレーザ発振器１としては、種々の固体及び気体レーザを利用できるが、特にＹＡＧレーザがレーザ特性及び装置構成の容易さから好適である。しかして、レーザビームＬは、連続波も使用可能であるが、矩形変調波及び正弦変調波がより好適である。すなわち、矩形変調波及び正弦変調波では、連続波に対して同じ平均出力でも高いピーク出力が得られると共に、同じ溶接速度では連続波の使用時よりもビード幅が狭くなり、それだけ上向き溶接における溶融金属８の上方への輸送力が大きくなるため、開先ギャップを有するＩ型突合せ継手のフィラワイヤを用いる全姿勢レーザ溶接に適している。
【００２０】
なお、前記のパイプＷ１の全周突合せ溶接のように、レーザビームの照射方向を上向きにする溶接領域と下向きにする溶接領域とを含むレーザ溶接においては、下向き溶接を行う領域では溶融金属の溶接部内奥側への輸送力に重力が加わるため、下向き照射では蒸発反力が小さくなるように、レーザビームの変調波のピーク出力を上向き照射よりも低く設定することが推奨される。
【００２１】
また、本発明のレーザ溶接方法は、レーザビームの照射方向を問わない全姿勢の溶接に適用できるが、前記の水平配置したパイプの全周溶接を始めとしてレーザビームの照射方向が上向きとなる溶接姿勢、ならびに立向き溶接のように同照射方向が横向きとなる溶接姿勢を含む溶接作業に特に好適である。しかして、本発明のレーザ溶接方法は、開先ギャップを有する突合せ部に限らず、例えば図４（Ａ）に示す金属板Ｗ２，Ｗ２同士のＬ字形の端部接合部の如き隅肉溶接や、同図（Ｂ）に示すような溶接部の開先形状を表面側の広いＶ字形にした金属厚板Ｗ３，Ｗ３同士の突合せ部の溶接等、各種開先形状の溶接に同様に適用できる。
【００２２】
一般的にフィラワイヤは送給性能上の制約から０．８ｍｍ径以上のものが用いられるが、被溶接材の溶接部位に開先ギャップを有するＩ型突合わせ継手においてギャップ幅がワイヤ径より大きい場合は、図４（Ｃ）に示すように、開先ギャップＧ内に該フィラーワイヤ５を高速で送給することが推奨される。なお、フィラーワイヤ５の送給は、いずれの場合も、溶滴を開先内に効率よく送り込むために、溶接進行方向前方から溶接部へ送るようにするのがよい。また、フィラーワイヤ５の送給量（送給速度）はＩ型突合わせ継手のギャップ幅に応じて調整すると共に、この送給量に応じてレーザ平均出力を調整することは言うまでもない。しかして、一つの溶融部におけるギャップ幅が溶接位置によって異なり、そのギャップ幅の変化が予め判明している場合は、変化に対応してフィラーワイヤ５の送給量を変化させればよい。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明に係るレーザ溶接方法を実施例によって具体的に説明する。
【００２４】
実施例１
図１で示す構成のレーザ溶接装置において、レーザ発振器１として出力４ｋＷのＹＡＧレーザ発振器１を用いると共に、フィラワイヤ５として１．２ｍｍ径のＳＵＳ３０４ステンレス鋼線を用い、板厚５ｍｍの軟鋼板からなる被溶接材Ｗを水平配置して開先を平行ギャップ１ｍｍに設定したＩ型突合せ継手を溶接対象とし、レーザビームＬを矩形変調波（平均出力３．３ｋＷ、５０Ｈｚ、デューティ５０％）に設定し、溶接部を窒素ガスでシールドし、フィラワイヤ５を溶接進行方向前方側からギャップの下端より下へ０．５〜１．０ｍｍ離れた位置へ送給速度３１ｍｍ／ｓで送給すると共に、溶接速度１０ｍｍ／ｓとして、溶接部にレーザビームを真下から垂直に照射する上向き溶接姿勢でレーザ溶接を行った。
【００２５】
その結果、溶融金属の垂れ落ちを生じることなく、溶接部は図５（Ａ）の拡大断面写真に示すように全厚にわたって均一に接合されていた。また、フィラワイヤ５に用いたＳＵＳ３０４ステンレス鋼のＣｒ元素が被溶接材Ｗの軟鋼よりも多く含まれていることを利用し、溶接断面の元素分析を行ってＣｒ元素の分布状況を調べたところ、図５（Ｂ）示すように、Ｃｒ元素の多い領域Ｚ１が溶融部の下端から上端まで一様に分布しており、ギャップの下側に送給したフィラワイヤ５が溶加材として該ギャップの上端にまで送られていることが判明した。なお、図５（Ｂ）中、Ｚ２は未溶融部のＣｒ元素が少ない領域である。
【００２６】
実施例２
板厚５ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス鋼板からなる被溶接材Ｗを水平配置して開先を平行ギャップ１ｍｍに設定したＩ型突合せ継手を溶接対象とし、フィラワイヤ５として１．２ｍｍ径のＳＵＳ３０８ステンレス鋼線を用い、レーザビームＬとして連続波（平均出力３．３ｋＷ）と矩形変調波（平均出力３．３ｋＷ、５０Ｈｚ、デューティ５０％）を用いると共に、溶接速度を図６の如く３段階に変化させ、他は実施例１と同様にして、それぞれ上向き溶接姿勢でレーザ溶接を行った。その結果、溶接部は図６の拡大断面写真に示す状態となった。なお、レーザビームＬの矩形変調波のピーク出力は連続波の２倍になっている。
【００２７】
図６に示すように、連続波の場合、溶接速度７ｍｍ／ｓではフィラワイヤ５の溶融物が被溶接材の上端部まで輸送されて融合しているが、溶接速度１０ｍｍ／ｓ及び１５ｍｍ／ｓでは開先ギャップの上端部まで融合していない。これに対し、矩形変調波の場合、溶接速度１５ｍｍ／ｓでもフィラワイヤ５の溶融物が被溶接材の上端部まで輸送されて融合している。また、同じ溶接速度であっても、連続波の方が矩形変調波よりも広いビード幅になっている。これらより、連続波よりもピーク出力の高い矩形変調波を用いた方が、フィラワイヤ５の溶融物を上方へ輸送する力が大きく、上向き溶接に適することが判る。
【００２８】
実施例３
肉厚５ｍｍ、外径２６７．４ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス鋼製パイプＷ１を被溶接材として略水平に配置し、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように開先ギャップＧの幅が上端位置ｅで０ｍｍ、左右の中間高さ位置ｃ，ｇで０．５ｍｍ、下端位置ａで１．０ｍｍとなるように設定し、レーザビームＬとして矩形変調波（平均出力３．４５ｋＷ、５０Ｈｚ、デューティ５０％）を用い、溶接速度５ｍｍ／ｓとし、フィラワイヤ送給量をギャップ幅に応じて制御し、全周突合せ溶接を行った。その結果、溶接部の各位置ａ〜ｈにおける溶接ビードの断面は、図８の拡大断面写真で示すように、開先ギャップ幅の大小と溶接姿勢の違いによる影響が少なく、いずれも良好な接合状態になっていた。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、被溶接材の溶接部にフィラーワイヤを送給しつつ、レーザビームを照射して該フィラーワイヤ及び被溶接材を溶融させ、その溶融物を介して被溶接材を溶接するレーザ溶接方法において、レーザビームの照射によって溶接部にプラズマプルームを発生させ、このプラズマプルームの発生に伴う蒸発反力によって溶融物を溶接部の内奥側へ送り込むことから、レーザビームの照射方向が上向きとなる上向き溶接姿勢を含む全姿勢での確実な接合が可能となり、しかも開先にギャップのあるＩ型突合せ継手でも溶融金属の垂れ落ちを生じることなく上向き溶接で良好な接合状態となし得るから、例えば化学プラントや石油パイプライン等における配管の組み立てのように現場施工による溶接が必要な場合でも、位置合わせを簡略化でき、水平配置した固定配管の全周溶接等の全姿勢溶接を簡単な装置構成によって能率よく短時間で行えると共に、厚板の溶接においても厳密な開先精度を要求されないため、各種の構築物や機械等の組立施工等の作業能率を著しく高めることが可能となる。
【００３０】
請求項２の発明によれば、特にレーザビームの照射方向が上向き又は／及び横向きとなる溶接姿勢を含む上記のレーザ溶接において、溶融金属の垂れ落ちを生じることなく確実で且つ良好な溶接接合が可能となる。
【００３１】
請求項３の発明によれば、上記のレーザ溶接方法において、矩形変調波や正弦変調波等の変調波のレーザビームを用いることから、上向き溶接における溶融金属の上方への輸送力が大きくなり、もって開先ギャップを有するＩ型突合せ継手のフィラワイヤを用いる全姿勢レーザ溶接として好結果が得られる。
【００３２】
請求項４の発明によれば、レーザビームの照射方向を上向きにする溶接領域と下向きにする溶接領域とを含む上記のレーザ溶接において、レーザビームの変調波のピーク出力を下向き照射では上向き照射よりも低く設定することから、溶接部の仕上がり状態がより良好になるという利点がある。
【００３３】
請求項５の発明によれば、被溶接材の溶接部位が開先ギャップを有するＩ型突合わせ継手である場合の上記レーザ溶接において、開先ギャップの外側へ離間した位置に、フィラーワイヤを溶接進行方向前方から送給するようにしているから、ギャップ幅がフィラワイヤ径よりも狭い場合でも溶接が可能となり、また効率よく溶滴をギャップ内に送り込むことができ、従来では不可能とされていた開先ギャップのある継手の溶接を行える。
【００３４】
請求項６の発明によれば、被溶接材の溶接部位が開先ギャップを有するＩ型突合わせ継手である場合の上記レーザ溶接において、そのギャップ幅よりも径小のフィラーワイヤを用い、開先ギャップ内に該フィラーワイヤを溶接進行方向前方から送給するようにしているから、特に溶接部の厚みが比較的に厚い場合に、能率よく仕上がり状態のよい溶接を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ溶接方法に使用するレーザ溶接装置の一構成例を模式的に示す側面図である。
【図２】同レーザ溶接装置による溶接部位の配置構成を示し、（Ａ）は縦断正面図、（Ｂ）は開先位置での側面図である。
【図３】本発明のレーザ溶接方法による溶接部での挙動を模式的に示す突き合わせ端面に沿う縦断正面図である。
【図４】本発明のレーザ溶接方法の適用例を示し、（Ａ）は金属板同士のＬ字形端部接合部の隅肉溶接を示す縦断側面図、（Ｂ）は開先形状をＶ字状にした金属厚板同士の突合せ溶接を示す縦断側面図、（Ｃ）は開先ギャップを有して溶接厚さが比較的に厚い場合のＩ型突合せ溶接を示す縦断正面図である。
【図５】本発明の実施例１による溶接部を示し、（Ａ）は溶接部の拡大断面写真図、（Ｂ）は溶接部のＣｒ分布状態を示す元素分析写真図である。
【図６】本発明の実施例２によるレーザビームの波形と溶接速度の違いによる溶接ビードの差異を拡大断面写真によって対比した特性相関図である。
【図７】本発明の実施例３によるパイプ材の開先ギャップ幅が溶接位置によって異なる全周突合せ溶接を示し、（Ａ）はパイプ材の開先における周方向の溶接位置を示す側面図、（Ｂ）はパイプ材同士の突合せによる開先ギャップを誇張して示す模式正面図である。
【図８】図７（Ａ）で示す各溶接位置の拡大断面写真によるビード断面とフィラワイヤ送給速度との相関図である。
【符号の説明】
１ レーザ発振器
２ レーザヘッド
２ａ 集光レンズ
３ 光ファイバ
４ ワイヤ送給装置
５ フィラワイヤ
５ａ 溶滴（溶融物）
６ ワイヤ送出ヘッド
７ 溶接制御装置
８ 溶融金属（溶融物）
９ 未溶接端面
１０ 溶接完了部
１１ 溶融池
Ｆ 溶接の進行方向
Ｇ 開先ギャップ
Ｌ レーザビーム
Ｐ１ ワイヤプラズマプルーム
Ｐ２ キーホールプラズマプルーム
Ｗ 被溶接材
Ｗ１ 金属製パイプ（被溶接材）
Ｗ２ 金属板（被溶接材）
Ｗ３ 金属厚板（被溶接材）
Ｗ４ 被溶接材
ｓ 上向きの湯流れ

Claims (6)

1. 被溶接材の溶接部にフィラーワイヤを送給しつつレーザビームを照射して該フィラーワイヤ及び被溶接材を溶融させ、その溶融物を介して被溶接材を接合するレーザ溶接において、
   レーザビームの照射によって溶接部にプラズマプルームを発生させ、このプラズマプルームの発生に伴う蒸発反力によって溶融物を溶接部の内奥側へ送り込むことを特徴とするレーザ溶接方法。
2. レーザビームの照射方向が上向き又は／及び横向きとなる溶接姿勢を含む請求項１記載のレーザ溶接方法。
3. 矩形変調波や正弦変調波の如き変調波のレーザビームを用いる請求項１又は２に記載のレーザ溶接方法。
4. レーザビームの照射方向を上向きにする溶接領域と下向きにする溶接領域とを含むレーザ溶接において、レーザビームの変調波のピーク出力を下向き照射では上向き照射よりも低く設定する請求項３記載のレーザ溶接方法。
5. 被溶接材の溶接部位が開先ギャップを有するＩ型突合わせ継手であり、開先ギャップの外側へ離間した位置に、フィラーワイヤを溶接進行方向前方から送給する請求項１〜４のいずれかに記載のレーザ溶接方法。
6. 被溶接材の溶接部位が開先ギャップを有するＩ型突合わせ継手であり、そのギャップ幅よりも径小のフィラーワイヤを用い、開先ギャップ内に該フィラーワイヤを溶接進行方向前方から送給する請求項１〜４のいずれかに記載のレーザ溶接方法。

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