JP2007144431A - レーザ溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも一方が表面処理鋼板である鋼板同士を重ね合わせてレーザ溶接する際に、隙間の管理が容易で、溶接不良を招かないレーザ溶接が容易に行えるレーザ溶接方法を得る。
【解決手段】鋼板１の溶接箇所を挟んでその両側に接触突起４，６を形成し、接触突起４，６を重ね合わせる鋼板２の表面に接触させる。また、鋼板１の溶接箇所に溶接突起８を形成し、接触突起４，６を重ね合わせる鋼板２の表面に接触させた際に、溶接突起８と重ね合わせる鋼板２の間に隙間ａを形成し、溶接突起８にレーザを照射してレーザ溶接する。溶接箇所をレーザ溶接するときに、隙間ａから気化ガスを逃がす。隙間ａは、０．０５ｍｍ以上で、かつ、０．２ｍｍ以下である。接触突起４，６と溶接突起８とは同時にプレス加工する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面処理鋼板を重ね合わせてレーザ溶接するレーザ溶接方法に関する。

従来より、特許文献１にあるように、アルミメッキ鋼板からなる半殻体の周縁フランジ部を重ね合わせて溶接する際に、一方の側のフランジ部に段部を形成して、段部によって形成された隙間に向けてレーザビームを照射し、その際、隙間から不要成分を逃がすようにした溶接方法が提案されている。
特開平９−１５５５７５号公報

しかしながら、こうした従来の方法では、アルミ等の不要成分を隙間から逃がして、溶接箇所に混入するアルミ等の量を減らして、溶接強度を向上させることはできるが、フランジ部の周縁に形成した段部による隙間の大きさを管理することは難しく、隙間が小さいと、溶接時の熱による気化ガスが隙間から逃がすことができず、ブローホールの発生による溶接不良等を招いたり、隙間が大きいときには、鋼板に穴があく溶接不良等を招く場合があるという問題があった。

本発明の課題は、少なくとも一方が表面処理鋼板である鋼板同士を重ね合わせてレーザ溶接する際に、隙間の管理が容易で、溶接不良を招かないレーザ溶接が容易に行えるレーザ溶接方法を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
少なくとも一方が表面処理鋼板である鋼板同士を重ね合わせてレーザ溶接するレーザ溶接方法において、
前記鋼板の溶接箇所を挟んでその両側に接触突起を形成し、前記接触突起を重ね合わせる前記鋼板の表面に接触させて、前記溶接箇所の前記両鋼板の間に隙間を形成し、前記溶接箇所をレーザ溶接するときに、前記隙間から気化ガスを逃がすことを特徴とするレーザ溶接方法がそれである。

前記鋼板の前記溶接箇所に溶接突起を形成し、前記接触突起を重ね合わせる前記鋼板の表面に接触させた際に、前記溶接突起と重ね合わせる前記鋼板の間に前記隙間を形成し、前記溶接突起にレーザを照射してレーザ溶接してもよい。また、前記隙間は、０．０５ｍｍ以上で、かつ、０．２ｍｍ以下であるとよい。更に、前記接触突起と前記溶接突起とをプレス加工してもよい。

本発明のレーザ溶接方法は、少なくとも一方が表面処理鋼板である鋼板同士を重ね合わせてレーザ溶接する際に、溶接箇所を挟んでその両側に接触突起を形成し、接触突起を重ね合わせる鋼板の表面に接触させるので、溶接箇所の両鋼板の間に形成される隙間の大きさを接触突起の高さにより容易に管理でき、溶接不良を招かないレーザ溶接が容易に行えるという効果を奏する。

また、溶接箇所に溶接突起を形成することにより、溶接突起に向かってレーザを照射すればよいので、レーザ溶接が容易になり、溶接突起と重ね合わせる鋼板の表面との間に形成される隙間の管理もより容易になる。更に、接触突起と溶接突起とをプレス加工により形成することにより、接触突起と溶接突起とを容易に形成できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１，２は鋼板であり、車両のボディーを形成するプレス成形部品である。本実施形態の鋼板１，２は、両方が表面処理鋼板であり、例えば、表面処理は耐食性や耐候性等を鋼板に付与するため、鋼板に施す金属被覆メッキであり、表面処理鋼板としては、溶融・電気亜鉛メッキ鋼板やアルミニウムメッキ鋼板等がある。両鋼板１，２のうち、少なくとも一方が表面処理鋼板であればよく、他方は表面処理を施していない鋼板でもよい。

一方の鋼板１には、一対の接触突起４，６が形成されており、一対の接触突起４，６は、重ね合わせて溶接する他方の鋼板２の表面に向かって突出形成されている。一対の接触突起４，６の断面形状は、図１に示す本実施形態では、半円状に形成されているが、これに限らず、台形状の接触突起４，６でもよく、また、他方の鋼板２の表面はほぼ平面に形成されている。

一対の接触突起４，６は、間隔を開けて形成されており、両鋼板１，２の溶接箇所を挟んでその両側に形成されている。一方の鋼板１には、溶接箇所に溶接突起８が形成されている。本実施形態では、他方の鋼板２の溶接箇所の表面は平坦である。

溶接突起８は、一対の接触突起４，６と同様、重ね合わせて溶接する他方の鋼板２の表面に向かって突出形成されている。図１、図３に示すように、溶接突起８は、溶接長さに応じた細長い形状に形成され、その断面形状は半円状に形成されている。尚、断面形状は半円状等に限らない。

本実施形態では、一対の接触突起４，６はこの溶接突起８を間に挟んで、溶接突起８の長手方向の延長上の両側に形成されている。一対の接触突起４，６と溶接突起８との突出高さは、一対の接触突起４，６の方が高く、図１に示すように、一対の接触突起４，６を重ね合わせて溶接する他方の鋼板２の表面に接触させた際に、溶接突起８と他方の鋼板２の表面との間に隙間ａが形成されるように、一対の接触突起４，６と溶接突起８とが形成されている。

隙間ａの大きさは、０．０５ｍｍ以上で、かつ、０．２ｍｍ以下となるように形成される。隙間ａの大きさが、０．０５ｍｍを下まわると、後述するように、溶接突起８にレーザを照射してレーザ溶接したときに、気化ガスによりブローホールが形成される溶接不良が生じる。また、隙間ａの大きさが、０．２ｍｍを超えると、溶接箇所が溶け落ちたりして、重ね合わせ溶接が適切にできない。

一対の接触突起４，６と溶接突起８とは、本実施形態では、プレス加工により、一方の鋼板１に同時に成形されている。一対の接触突起４，６と溶接突起８とをプレス加工により同時に形成することにより、一対の接触突起４，６と溶接突起８とを容易に形成できる。しかも、一対の接触突起４，６と溶接突起８とを同時に一方の鋼板１に形成することにより、隙間ａの加工管理も容易である。一方の鋼板１に、一対の接触突起４，６と溶接突起８とをプレス加工することにより、一対の接触突起４，６と溶接突起８との突出側とは反対側には窪みが形成される。

また、図１に示すように、一対の接触突起４，６と溶接突起８との間には、平坦部１０，１２が設けられている。一対の接触突起４，６と溶接突起８とを連接すると、一対の接触突起４，６から溶接突起８にかけて、隙間ａが０．０５ｍｍを下まわる箇所ができ、しかも、一対の接触突起４，６であるのか、溶接突起８であるのかの区別がつきにくくなる。平坦部１０，１２を形成することにより、一対の接触突起４，６と溶接突起８とを明瞭に区別でき、溶接突起８による隙間ａの位置も明確になる。

レーザ溶接するときには、図４に示すように、一方の鋼板１の一対の接触突起４，６を、他方の鋼板２の表面に接触させる。これにより、溶接突起８と他方の鋼板２の正面との間には、隙間ａが形成され、しかも、その隙間ａの大きさが０．０５ｍｍ以上で、かつ、０．２ｍｍ以下となる。

そして、図４に矢印で示すように、レーザを照射してレーザ溶接する。レーザは溶接突起８の突出側とは反対側の窪み側から照射され、溶接突起８の窪みに沿って照射される。一方の鋼板２の溶接突起８と他方の鋼板２とが溶接熱により溶融されたあと、凝固した溶接部１８が形成される。

溶接突起８と他方の鋼板２の表面との間の隙間ａは、０．０５ｍｍ以上であるので、レーザ溶接のときの溶接熱により、被覆金属が気化、例えば、メッキの亜鉛等が気化した気化ガスが発生するが、隙間ａから気化ガスが逃げる。

よって、溶接箇所に気化ガスが原因で生じるブローホールの発生を防止できる。また、隙間ａは０．２ｍｍ以下であるので、溶接箇所が溶け落ちたりすることなく、適切に重ね合わせ溶接ができる。しかも、溶接突起８の裏側の窪みに沿って、レーザを照射すればよく、溶接突起８がレーザ照射の目標となり、レーザ溶接がやりやすい。

前述した実施形態では、一対の接触突起４，６を溶接突起８の長手方向の延長上に形成したが、これに限らず、図５に示すように、一対の接触突起１４，１６を溶接突起８の長手方向と平行に、溶接突起８を挟んでその両側に形成してもよい。一対の接触突起１４，１６は溶接突起８の長手方向の長さとほぼ同じ長さに形成されると共に、前述した実施形態と同様に、一対の接触突起１４，１６を他方の鋼板２の表面に接触させた際には、溶接突起８と他方の鋼板２の表面との間に隙間ａが形成されるように、一対の接触突起１４，１６と溶接突起８とが形成されている。

この場合でも、前述したと同様に、溶接突起８にレーザを照射してレーザ溶接すると、溶接突起８と他方の鋼板２の表面との間の隙間ａは、０．０５ｍｍ以上で、かつ、０．２ｍｍ以下であるので、レーザ溶接のときにメッキの亜鉛等が気化した気化ガスが発生するが、隙間ａから気化ガスが逃げる。よって、溶接箇所に気化ガスが原因で生じるブローホールの発生を防止でき、隙間ａは０．２ｍｍ以下であるので、溶接箇所が溶け落ちたりすることなく、適切に重ね合わせ溶接ができる。

尚、本実施形態では、一対の接触突起４，６と溶接突起８とを一方の鋼板１に形成したが、一方の鋼板１に一対の接触突起４，６を形成し、他方の鋼板２に溶接突起８を形成するようにしても同様に実施可能である。更に、溶接突起８を形成することなく、一対の接触突起４，６を一方の鋼板１に形成して、一方の鋼板１と他方の鋼板２との間の隙間ａを、０．０５ｍｍ以上で、かつ、０．２ｍｍ以下となるようにしても、同様に実施可能である。

しかも、一対の接触突起４，６を一方の鋼板１にのみ形成するのではなく、一方の接触突起４を一方の鋼板１に形成し、他方の接触突起６を他方の鋼板２に形成するようにしても実施可能である。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

本発明の一実施形態としてのレーザ溶接方法による溶接前の溶接箇所の断面図である。 図１のＡＡ断面図である。 本実施形態のレーザ溶接方法による溶接前の溶接箇所の平面図である。 本実施形態としてのレーザ溶接方法による溶接後の溶接箇所の断面図である。 他の実施形態としてのレーザ溶接方法による溶接前の溶接箇所の平面図である。

符号の説明

１，２…鋼板
４，６，１４，１６…接触突起
８…溶接突起 １０，１２…平坦部
１８…溶接部

Claims (4)

1. 少なくとも一方が表面処理鋼板である鋼板同士を重ね合わせてレーザ溶接するレーザ溶接方法において、
   前記鋼板の溶接箇所を挟んでその両側に接触突起を形成し、前記接触突起を重ね合わせる前記鋼板の表面に接触させて、前記溶接箇所の前記両鋼板の間に隙間を形成し、前記溶接箇所をレーザ溶接するときに、前記隙間から気化ガスを逃がすことを特徴とするレーザ溶接方法。
2. 前記鋼板の前記溶接箇所に溶接突起を形成し、前記接触突起を重ね合わせる前記鋼板の表面に接触させた際に、前記溶接突起と重ね合わせる前記鋼板の間に前記隙間を形成し、前記溶接突起にレーザを照射してレーザ溶接することを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接方法。
3. 前記隙間は、０．０５ｍｍ以上で、かつ、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ溶接方法。
4. 前記接触突起と前記溶接突起とをプレス加工することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレーザ溶接方法。

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