JP2005238323A - レーザ溶接方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 レーザ出力に制御された波形および周波数の変動を付与することにより溶接欠陥の発生を防止するレーザ溶接方法において、レーザ溶接部で発生するプラズマもしくはプルームの発光強度の時間変化を検出し、発光強度の時間変化とレーザ出力の変動が対応するようにレーザ出力変動条件を設定してレーザ溶接を行う。
【選択図】図5
Description
この式(1)からわかるように、波の固有振動周波数は溶融池長さLに依存して変化する。
レーザ(4)出力の変動の周波数を変化させて溶接した場合、どの条件においても、プラズマ信号には変動の周波数と一致した周波数成分において振幅のピークが観察される。この変動周波数と一致した周波数成分における振幅のピークは、出力変動の周波数が最適な条件である場合に最も大きく、最適な条件からずれた場合には小さくなる。これは、プラズマ信号の変動と出力変動との対応が高いか低いかを示しているのである。
<b> 図9は、各出力変動周波数のものとで、溶接時にプラズマの発光強度を計測した例を示した図である。最適変動周波数(22.2Hz)の下では、レーザ出力の変動とよく対応してプラズマ発光強度が変動するのに対して、変動周波数が最適値からずれるにしたがって、プラズマ発光強度の変化がよりランダムになることがわかる。そこで、各変動周波数におけるプラズマ発光信号の周波数解析を行い、各変動周波数成分における振幅を算出し、その結果を図10に示した。最適変動周波数(22.2Hz)の下で振幅が飛びぬけて高い値を示すことがわかった。このことから、プラズマの発光強度を検出し、その周波数解析した結果からレーザ出力の変動周波数における振幅を求め、この振幅が最大となるようにすることで、最適出力変動条件を容易に決定することができる。
<c> 一方で、図9に示したプラズマ発光強度の信号に対して0.02Vのしきい値を設定し、この状態が2ms以上持続した場合の時間の総和tを求め、プラズマ発光強度の計測時間t0に対する割合を示したものが図11である。最適変動周波数22.2Hzの下でこの割合が最小値を示しており、しきい値を利用したこの方法でも最適周波数の決定が可能であることが示された。
2 フォトダイオード
3 記録装置
4 レーザ
5 放物面鏡
6 被溶接物
7 ワークテーブル
Claims (4)
- レーザ出力に制御された波形および周波数の変動を付与することにより溶接欠陥の発生を防止するレーザ溶接方法において、レーザ溶接部で発生するプラズマもしくはプルームの発光強度の時間変化を検出し、発光強度の時間変化とレーザ出力の変動が対応するようにレーザ出力変動条件を設定することを特徴とするレーザ溶接方法。
- レーザ出力に制御された波形および周波数の変動を付与することにより溶接欠陥の発生を防止するレーザ溶接方法において、レーザ溶接部で発生するプラズマもしくはプルームの発光強度の時間変化を検出し、周波数解析して、レーザ出力の変動周波数と同一もしくはその近傍の周波数成分の大きさをもとめ、これが最大となるように、レーザ出力変動条件を設定することを特徴とするレーザ溶接方法。
- レーザ出力に制御された波形および周波数の変動を付与することにより溶接欠陥の発生を防止するレーザ溶接方法において、レーザ溶接部で発生するプラズマもしくはプルームの発光強度の時間変化を検出し、プラズマもしくはプルームの発光強度の時間変化に任意のしきい値を設け、発光強度がしきい値以下になる時間の総和が最小となるようにレーザ出力変動条件を設定することを特徴とする請求項1または2記載のレーザ溶接方法。
- 発光強度がある一定時間より長くしきい値以下となる時間の総和が最小となるようにレーザ出力変動条件を設定することを特徴とする請求項3記載のレーザ溶接方法。
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