JP2005262226A - 亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法 - Google Patents
亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005262226A JP2005262226A JP2004074314A JP2004074314A JP2005262226A JP 2005262226 A JP2005262226 A JP 2005262226A JP 2004074314 A JP2004074314 A JP 2004074314A JP 2004074314 A JP2004074314 A JP 2004074314A JP 2005262226 A JP2005262226 A JP 2005262226A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- galvanized steel
- welding
- steel sheet
- gap
- galvanized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
【解決手段】 上面を亜鉛メッキ層3にて下面を亜鉛メッキ層4にてメッキされた第1の亜鉛メッキ鋼板11と、上面を亜鉛メッキ層5にて下面を亜鉛メッキ層6にてメッキされた第2の亜鉛メッキ鋼板12と、上面を亜鉛メッキ層7にて下面を亜鉛メッキ層8にてメッキされた第3の亜鉛メッキ鋼板13とを、第1の亜鉛メッキ鋼板11と第2の亜鉛メッキ鋼板12との間に第1の隙間101を設け、第2の亜鉛メッキ鋼板12と第3の亜鉛メッキ鋼板13との間に第2の隙間102を設け、この順番に各鋼板を重ねて配置しレーザ溶接を行うことにより、第1の隙間101および第2の隙間102において気化した亜鉛メッキ層の蒸気を各隙間を通して大気中に放出することで、溶接部の窪みや気泡の発生を低減できる。
【選択図】 図1
Description
発明者は、レーザ光を用いた3枚の亜鉛メッキ鋼板の重ね溶接に関し、種々の検討を重ね、重ねた亜鉛メッキ鋼板間全てに間隙を設けることが必要であることを見出した。以下その原理を説明する。
図1は、本発明を実施するための実施の形態1における亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法を説明する概略図である。図1では3枚の亜鉛メッキ鋼板でのレーザ溶接を例に本実施の形態を説明する。図1において、上面を亜鉛メッキ層3にてメッキされ下面を亜鉛メッキ層4にてメッキされた第1の亜鉛メッキ鋼板11と、上面を亜鉛メッキ層5にてメッキされ下面を亜鉛メッキ層6にてメッキされた第2の亜鉛メッキ鋼板12と、上面を亜鉛メッキ層7にてメッキされ下面を亜鉛メッキ層8にてメッキされた第3の亜鉛メッキ鋼板13とを、第1の亜鉛メッキ鋼板11、第2の亜鉛メッキ鋼板12、第3の亜鉛メッキ鋼板13の順番に各鋼板の間に隙間を設けて重ねて配置しレーザ溶接を行うものである。図1(1)から図1(6)の順に加工が進行する。
図1(2)において、レーザ光1の照射により第1の亜鉛メッキ鋼板11の上面の亜鉛メッキ層3が気化を開始する。気化した亜鉛メッキ層3の蒸気103は大気中に放出される。
図1(3)において、亜鉛メッキ層3が蒸発すると第1の亜鉛メッキ鋼板11の母材がレーザ光1により溶融し、溶接金属2を形成する。
図1(4)において、第1の亜鉛メッキ鋼板11の母材がレーザ光1により溶融すると、次に第1の亜鉛メッキ鋼板11の下面の亜鉛メッキ層4と第2の亜鉛メッキ鋼板12の上面の亜鉛メッキ層5が気化を開始する。気化した亜鉛メッキ層4と亜鉛メッキ層5との蒸気103は、第1の亜鉛メッキ鋼板11と第2の亜鉛メッキ鋼板12の間の第1の隙間101を通って大気中に放出される。
図1(5)において、第2の亜鉛メッキ鋼板12の母材が溶融し、溶接金属2の形成が進み、第2の亜鉛メッキ鋼板12の下面の亜鉛メッキ層6と第3の亜鉛メッキ鋼板13の上面の亜鉛メッキ層7が気化を開始する。気化した亜鉛メッキ層6と亜鉛メッキ層7との蒸気103は、第2の亜鉛メッキ鋼板12と第3の亜鉛メッキ鋼板13の間の第2の隙間102を通って大気中に放出される。
図1(6)において、第3の亜鉛メッキ鋼板13の母材が溶融し、溶接金属2の形成が更に進み、第3の亜鉛メッキ鋼板12の下面の亜鉛メッキ層8が気化を開始する。気化した亜鉛メッキ層8の蒸気103は大気中に放出される。
本実施の形態では3枚の亜鉛メッキ鋼板における重ねレーザ溶接にて説明を行ったが、4枚以上の亜鉛メッキ鋼板を重ねレーザ溶接する場合でも、各亜鉛メッキ鋼板の間全てに間隙を設けることにより良好なレーザ溶接が行えることは明らかである。
被加工物として、冷間圧延鋼板(SPCC)の両面に亜鉛メッキを45g/m2目付けした板厚0.5mmから1.5mmの亜鉛メッキ鋼板を用い、レーザの出力は2.5kWの連続波(CW)とし、アシストガスとしてアルゴンガス(流量毎分15l)を用い、加工速度1.5m/minで加工を行った。前記亜鉛メッキ鋼板を3枚重ねてレーザ溶接し、前記亜鉛メッキ鋼板の板厚および各亜鉛メッキ鋼板の間隙量を変化させて、溶接の良否を判定した。
第1の項目は、亜鉛メッキ層の気化に伴う溶融物の飛散の度合いを、飛散したスパッタ9の質量にて評価するものであり、溶融物の飛散が少ないほどすなわち飛散したスパッタが少ないほど良好な溶接といえる。溶接前後での被加工物の質量の減少を電子天秤により算出し、前記質量の減少分を発生したスパッタ量と見なし、スパッタ量が50mg以下を良好とした。
第2の項目は、溶接部の強度を評価するものであり、3枚重ねて溶接した亜鉛メッキ鋼板の一番上の鋼板と一番下の鋼板との継ぎ手引張強度を測定し、継ぎ手引張強度が母材である亜鉛メッキ鋼板の引張強度と比較し、母材と同等以上を良好な溶接とした。
図2においては、被加工物である亜鉛メッキ鋼板の間隙量とスパッタ量の関係をプロットしたグラフである。横軸は、図1における第1の隙間101と第2の隙間102のいずれか狭い方の隙間量dと、図1における第1の亜鉛メッキ鋼板11と第2の亜鉛メッキ鋼板12と第3のメッキ鋼板13の中で最も薄い亜鉛メッキ鋼板の板厚tとの比率d/t(%)を表したものである。縦軸は、スパッタ量(g)を表したものである。スパッタ量が50mg以下の良好な溶接を得るためには、図2よりd/tが10%以上である必要があることがわかる。これは、隙間が狭い場合、気化した亜鉛メッキ層が隙間から抜けきれずに飛散する溶融物が多くなったためと考えられる。
図4においては、被加工物である亜鉛メッキ鋼板の間隙量と継ぎ手引張強度の関係をプロットしたグラフである。横軸は、図1における第1の隙間101と第2の隙間102の総和を表した総隙間量Dと、図1における第1の亜鉛メッキ鋼板11と第2の亜鉛メッキ鋼板12と第3のメッキ鋼板13の各板厚の総和を表した総板厚Tとの比率D/T(%)を表したものである。縦軸は、図3と同様に引張強度の比率s1/s2(%)を表したものである。引っ張り強度の比率が100%以上の良好な溶接を得るためには、図4よりD/Tが20%以下である必要があることがわかる。これは、溶融した母材が隙間を埋めるために多量に使われることにより大きなアンダーフィルが発生し、継ぎ手引張強度の劣化を招いたと思われる。
本実施の形態では3枚の亜鉛メッキ鋼板における重ねレーザ溶接にて説明を行ったが、4枚以上の亜鉛メッキ鋼板を重ねレーザ溶接する場合でも、各亜鉛メッキ鋼板の間に設ける間隙と各亜鉛メッキ鋼板の板厚間との関係を、上述した関係を満足するように適宜設定することで良好なレーザ溶接が行える。
本実施の形態2は、溶接開始部溶接時もしくは溶接終端部溶接時での入熱過多により大きな窪みができ、良好な溶接が得られない問題を解消する、3枚以上の亜鉛メッキ鋼板の重ねレーザ溶接方法に関するものである。
上述したように、3枚以上の亜鉛メッキ鋼板の重ねレーザ溶接は2枚の重ね溶接に比較し、亜鉛の気化量が大きく、そのため窪み・ブローホールの発生が生じやすいため、3枚溶接の場合、入熱過多は非常に大きな問題となる。
図6において、従来は図6(b)に示すようにレーザ光の出力は溶接開始時より同じ出力を保ったまま溶接を行っていた。しかし、図6(a)に示したように、溶接開始部は一般的に被加工物の端辺であり、被加工物の内に入った溶接部に比べ熱容量が小さく、同入熱量に対する亜鉛メッキ層の気化領域10が拡大する。そのため、レーザ光照射時に急膨張する亜鉛メッキ層の体積も大きくなり、より大きな窪みを生じる原因となる。
一方、図5において、本実施の形態2に係る溶接方法は、図5(b)に示すように連続的にレーザ光の出力を増加することにより、入熱量を制御することで、図5(a)に示すように亜鉛メッキ層の気化する領域が常に一定となり、安定した溶接が可能となる。
図7は、本発明を実施するための実施の形態2における亜鉛メッキ鋼板の溶接終端部溶接時のレーザ溶接方法を説明する概略図であり、図7(a)は溶接の状況を示したもので、図7(b)は溶接時のレーザ光の出力を示したものである。図8は、比較のための従来の亜鉛メッキ鋼板の溶接開始部溶接時のレーザ溶接方法を説明する概略図であり、図8(a)および図8(b)は図7と同内容である。
図8において、従来は図8(b)に示すようにレーザ光の出力は溶接終了時まで同じ出力を保ったまま溶接を行っていた。しかし、図8(a)に示したように、溶接終端部は一般的に被加工物の端辺であり、被加工物の内に入った溶接部に比べ熱容量が小さく、同入熱量に対する亜鉛メッキ層の気化領域10が拡大する。そのため、レーザ光照射時に急膨張する亜鉛メッキ層の体積も大きくなり、より大きな窪みを生じる原因となる。
一方、図7において、本実施の形態2に係る溶接方法は、図7(b)に示すように連続的にレーザ光の出力を減少することにより、入熱量を制御することで、図7(a)に示すように亜鉛メッキ層の気化する領域が常に一定となり、安定した溶接が可能となる。
2 溶接金属、
3 第1の亜鉛メッキ鋼板の上面の亜鉛メッキ層、
4 第1の亜鉛メッキ鋼板の下面の亜鉛メッキ層、
5 第2の亜鉛メッキ鋼板の上面の亜鉛メッキ層、
6 第2の亜鉛メッキ鋼板の下面の亜鉛メッキ層、
7 第3の亜鉛メッキ鋼板の上面の亜鉛メッキ層、
8 第3の亜鉛メッキ鋼板の下面の亜鉛メッキ層、
9 スパッタ、
10 亜鉛メッキ層の気化領域
11 第1の亜鉛メッキ鋼板、
12 第2の亜鉛メッキ鋼板、
13 第3の亜鉛メッキ鋼板、
101 第1の亜鉛メッキ鋼板と第2の亜鉛メッキ鋼板との隙間、
102 第2の亜鉛メッキ鋼板と第3の亜鉛メッキ鋼板との隙間、
103 気化した亜鉛メッキ層の蒸気、
104 溶接金属内に取り込まれた亜鉛蒸気気泡(ブローホール)、
105 窪み(アンダーフィル)、
106 窪み、
Claims (6)
- 亜鉛メッキ鋼板を3枚以上重ね合せた部分にレーザ光を照射して溶接する方法において、
前記亜鉛メッキ鋼板間全てに間隙を設けて溶接することを特徴とする、
亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法。 - 前記亜鉛メッキ鋼板間の間隙が、
前記亜鉛メッキ鋼板の板厚の10%以上であることを特徴とする、
請求項1に記載の亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法。 - 前記亜鉛メッキ鋼板間の間隙の総和が、
前記亜鉛メッキ鋼板の板厚の総和の20%以下であることを特徴とする、
請求項1に記載の亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法。 - 前記亜鉛メッキ鋼板間の間隙が、
前記亜鉛メッキ鋼板の板厚の10%以上で、
かつ前記亜鉛メッキ鋼板間の間隙の総和が、
前記亜鉛メッキ鋼板の板厚の総和の20%以下であることを特徴とする、
請求項1に記載の亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法。 - 溶接開始部溶接時に前記亜鉛メッキ鋼板に照射するレーザ光のエネルギーを連続的に増加させることを特徴とする、
請求項1から4のいずれかに記載の亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法。 - 溶接終端部溶接時に前記亜鉛メッキ鋼板に照射するレーザ光のエネルギーを連続的に減少させることを特徴とする、
請求項1から5のいずれかに記載の亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004074314A JP2005262226A (ja) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | 亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004074314A JP2005262226A (ja) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | 亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005262226A true JP2005262226A (ja) | 2005-09-29 |
Family
ID=35087307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004074314A Pending JP2005262226A (ja) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | 亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005262226A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112009001685T5 (de) | 2008-07-09 | 2011-04-21 | Suzuki Motor Corp., Hamamatsu-Shi | Laserüberlappschweißmethode für galvanisiertes Stahlblech |
US8575512B2 (en) | 2010-04-28 | 2013-11-05 | Suzuki Motor Corporation | Laser lap welding method for galvanized steel sheet |
JP2015150986A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車両ルーフサイド構造 |
CN106256471A (zh) * | 2015-06-22 | 2016-12-28 | 马自达汽车株式会社 | 金属部件的焊接方法及焊接构造 |
WO2018122922A1 (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 三菱電機株式会社 | 意匠部材のレーザ溶接方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11277265A (ja) * | 1998-03-30 | 1999-10-12 | Isuzu Motors Ltd | 重合部の溶接構造及び溶接方法 |
JP2002160081A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | レーザー加工装置 |
JP2003039185A (ja) * | 2001-05-25 | 2003-02-12 | Nippon Steel Corp | 亜鉛系めっき鋼板のレーザー重ね溶接方法およびレーザー重ね溶接用亜鉛系めっき鋼板 |
-
2004
- 2004-03-16 JP JP2004074314A patent/JP2005262226A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11277265A (ja) * | 1998-03-30 | 1999-10-12 | Isuzu Motors Ltd | 重合部の溶接構造及び溶接方法 |
JP2002160081A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | レーザー加工装置 |
JP2003039185A (ja) * | 2001-05-25 | 2003-02-12 | Nippon Steel Corp | 亜鉛系めっき鋼板のレーザー重ね溶接方法およびレーザー重ね溶接用亜鉛系めっき鋼板 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112009001685T5 (de) | 2008-07-09 | 2011-04-21 | Suzuki Motor Corp., Hamamatsu-Shi | Laserüberlappschweißmethode für galvanisiertes Stahlblech |
US8692152B2 (en) | 2008-07-09 | 2014-04-08 | Suzuki Motor Corporation | Laser lap welding method for galvanized steel sheets |
DE112009001685B4 (de) * | 2008-07-09 | 2015-09-03 | Suzuki Motor Corp. | Laserüberlappschweißverfahren |
US8575512B2 (en) | 2010-04-28 | 2013-11-05 | Suzuki Motor Corporation | Laser lap welding method for galvanized steel sheet |
JP2015150986A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車両ルーフサイド構造 |
CN106256471A (zh) * | 2015-06-22 | 2016-12-28 | 马自达汽车株式会社 | 金属部件的焊接方法及焊接构造 |
WO2018122922A1 (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 三菱電機株式会社 | 意匠部材のレーザ溶接方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4612076B2 (ja) | 金属メッキ板のレーザー溶接方法 | |
JP5024475B1 (ja) | レーザ溶接鋼管の製造方法 | |
Ono et al. | Development of laser-arc hybrid welding | |
JP5110642B2 (ja) | 溶接形鋼の製造方法 | |
Li et al. | Building metallic glass structures on crystalline metal substrates by laser-foil-printing additive manufacturing | |
Ma et al. | Effects of beam configurations on wire melting and transfer behaviors in dual beam laser welding with filler wire | |
Zhang et al. | Effects of different powders on the micro-gap laser welding-brazing of an aluminium-steel butt joint using a coaxial feeding method | |
JP2011092944A (ja) | 接合方法および接合装置 | |
JP3115456B2 (ja) | 亜鉛めっき鋼板のレーザ溶接方法 | |
WO2013061707A1 (ja) | 二次電池用アルミニウム缶体及びその製造方法 | |
JP4326492B2 (ja) | レーザ溶接を用いた異材の接合方法 | |
Meng et al. | Formation and suppression mechanism of lack of fusion in narrow gap laser-arc hybrid welding | |
JP5088920B2 (ja) | 建築部材の製造方法 | |
JP2011083781A (ja) | レーザ溶接によるh形鋼の製造方法 | |
JP3767369B2 (ja) | 薄鋼板の重ね溶接方法及び溶接結合薄鋼板 | |
JP2004298964A (ja) | SnまたはPb系めっき鋼板のヘリ継ぎ手及びそのレーザー溶接方法 | |
Cui et al. | Joining 6 mm thick dissimilar steel/Al alloy butt joints using two keyhole laser-MIG hybrid welding processes | |
JP3157373B2 (ja) | 複層鋼板のレーザ溶接方法 | |
JP3767375B2 (ja) | 亜鉛系めっき鋼板の重ね溶接方法及び溶接結合薄板 | |
JP2005262226A (ja) | 亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接方法 | |
JP5473171B2 (ja) | 建築部材の製造方法 | |
JP2008105037A (ja) | 亜鉛めっき鋼板のレーザー溶接方法 | |
JP2002331375A (ja) | 亜鉛めっき鋼板の重ね合わせレーザ溶接方法 | |
JP4931506B2 (ja) | 異材接合方法 | |
JP2003290952A (ja) | レーザ溶接方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061027 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081113 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081125 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090331 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090529 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090825 |