JP2007229773A - Laser beam welding method and laser beam welding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被溶接材同士を突き合わせ、その突き合わせ部に沿ってレーザを移動させつつ照射して溶接を行うレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置に関する。 The present invention relates to a laser welding method and a laser welding apparatus for performing welding by butting materials to be welded and performing irradiation while moving a laser along the butted portion.
従来から、自動車分野では、車体軽量化や衝突安全性向上を目的とし、板厚、材質などが異なる鋼板同士を溶接したテーラードブランクを用いて自動車用部品を製造する方法が採用されている。図7(A)に示すように、テーラードブランクは、鋼板121と鋼板122とを突き合わせて溶接ラインW1を設定し、レーザを集光させたスポットS1を溶接ラインW1に沿って走査して、溶融部123を形成するレーザ溶接法を用いて溶接することで製造される。
ここで、炭酸ガスレーザやYAGレーザを用いたレーザ溶接法は、スポットサイズが0.3〜0.6mm程度と小さいため、突き合わせ部の間隔(ギャップ)が大きくなると、図7(B)に示すように、スポットS1が突き合わせ部から外れてしまい、溶接不良が生じるおそれがあった。
そのため、突き合わせ部のギャップを0.1mm以下、真直度5/100以下に制御する必要があり、鋼板の加工コストが増大するという問題があった。
更に、レーザを集光して照射する位置を高精度に制御して、突き合わせ部からずれないようにする必要があるが、そのためには、高精度の位置計測装置及びレーザヘッドの制御装置(フィードバック機構)が必要であり、接合装置の大型化、複雑化を招き、設備コストも大きいという問題があった。このような設備は、被溶接材の形状の制限が大きく、多品種にわたる多様な溶接には対応できないという欠点があった。
他の方法として、溶融部123の幅を拡大することにより、ギャップの許容値を拡大する方法がある。このような方法として、特許文献1には、図7(C)に示すように、レーザを分光して、スポットS1及びスポットS2を形成し、両者の一部が重なるようにする、いわゆるツインスポットを使用して、スポット径を大きくする効果を得る方法が、特許文献2には、図7(D)に示すように、レーザを集光させるミラーを振動させることにより、スポットS1を突き合わせ部の溶接方向に対してジグザグ状に走査させる、即ち、鋼板121と鋼板122との間を往復する方向にレーザを走査させる方法が開示されている。
Here, in the laser welding method using a carbon dioxide laser or a YAG laser, the spot size is as small as about 0.3 to 0.6 mm. Therefore, when the gap (gap) between the abutting portions is large, as shown in FIG. In addition, the spot S1 may be removed from the butted portion, resulting in poor welding.
Therefore, it is necessary to control the gap of the butt portion to be 0.1 mm or less and the straightness of 5/100 or less, and there is a problem that the processing cost of the steel sheet increases.
Furthermore, it is necessary to control the position where the laser is focused and irradiated with high accuracy so as not to deviate from the abutting portion. For this purpose, a high-accuracy position measuring device and a laser head control device (feedback) are required. Mechanism) is required, which increases the size and complexity of the joining device and increases the equipment cost. Such equipment has a drawback in that the shape of the material to be welded is greatly limited and cannot be used for various types of welding.
As another method, there is a method of expanding the allowable value of the gap by expanding the width of the
しかし、ツインスポットを使用する方法では、レーザを分光するスプリットミラーが、レーザをジグザグ状に走査して照射する方法では、レーザをスキャンするためのミラー及びその駆動部が必要であり、設備の初期コストが増大するとともに、これらの部品の消耗により更にコストがかかるという問題があった。 However, in the method using the twin spot, the split mirror that splits the laser irradiates the laser by scanning the laser in a zigzag manner, and a mirror for scanning the laser and its driving unit are required. There is a problem that the cost increases and the cost is further increased due to the consumption of these parts.
そこで、この発明は、レーザ溶接装置の設備コストの上昇を伴わず、突き合わせ部のギャップの裕度を高めることができるレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置を実現することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to realize a laser welding method and a laser welding apparatus that can increase the tolerance of the gap of the butted portion without increasing the equipment cost of the laser welding apparatus.
この発明は、上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ダイオードがレーザを直接発光するレーザ発生装置と、このレーザ発生装置から出力されたレーザを、被溶接物に設定された溶接ライン上に、縦長形状のスポットに照射するレーザヘッドと、このレーザヘッドを前記溶接ラインに沿って移動させる移動手段と、前記スポットの長辺が前記溶接ラインとなす角度を変更可能に前記レーザヘッドを制御する制御手段と、を備えたレーザ溶接装置を用いて、前記制御手段により、前記スポットが前記溶接ライン上であり、かつ、前記スポットの長辺が前記溶接ラインとなす角度を変更可能に制御し、前記移動手段により、前記レーザヘッドで前記溶接ラインにレーザを照射しながら走査することにより、被溶接物の継手溶接を行う、という技術的手段を用いる。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a laser generator in which a diode directly emits a laser and a laser output from the laser generator are set as an object to be welded. A laser head for irradiating a vertically long spot on the welding line, a moving means for moving the laser head along the welding line, and an angle at which the long side of the spot forms the welding line can be changed. A control means for controlling the head, and the control means can change an angle between the spot on the welding line and the long side of the spot with the welding line. The welding means performs joint welding of the workpiece by scanning the laser beam while irradiating the welding line with the laser head. , Using the technical means of.
請求項1に記載の発明によれば、ダイオードがレーザを直接発光するダイレクトダイオードレーザ方式のレーザ溶接装置を用いて、縦長形状のレーザスポットを形成し、スポットの長辺が溶接ラインとなす角度を変更可能に制御して被溶接物の継手溶接を行うため、被溶接物間のギャップに対してスポットサイズを十分大きくすることができる。従って、溶接の際の溶融幅を広くすることができるので、ギャップの裕度及びレーザの走査位置の位置ずれの許容量を大きくすることができる。
ギャップの許容量を大きくすることができるため、被溶接物の加工精度を向上させる必要がないので、加工コストを抑えることができる。また、レーザの走査精度を厳しくする必要がないので、高精度の位置計測装置及びレーザヘッドの制御装置が不要であり、レーザ溶接装置の設備コストを抑えることができる。
つまり、レーザ溶接装置の設備コストの上昇を伴わず、突き合わせ部のギャップの裕度を高めることができるレーザ溶接方法を実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, a laser beam welding apparatus of a direct diode laser type in which a diode directly emits a laser is used to form a vertically long laser spot, and an angle between the long side of the spot and a welding line is set. Since joint welding of workpieces is performed under control so as to be changeable, the spot size can be sufficiently increased with respect to the gap between the workpieces. Accordingly, since the melt width during welding can be widened, it is possible to increase the tolerance of the gap and the positional deviation of the laser scanning position.
Since the gap allowance can be increased, it is not necessary to improve the processing accuracy of the workpiece, so that the processing cost can be reduced. In addition, since it is not necessary to tighten the laser scanning accuracy, a highly accurate position measuring device and a laser head control device are unnecessary, and the equipment cost of the laser welding apparatus can be reduced.
That is, it is possible to realize a laser welding method that can increase the tolerance of the gap of the butted portion without increasing the equipment cost of the laser welding apparatus.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のレーザ溶接方法において、前記制御手段により、前記スポットの長辺が前記溶接ラインと平行になるように制御する、という技術的手段を用いる。 According to a second aspect of the present invention, in the laser welding method according to the first aspect, technical means is used in which the control means controls the long side of the spot to be parallel to the welding line.
請求項2に記載の発明によれば、スポットの長辺が溶接ラインに対して平行であるため、円形のスポットを使用した場合に比べて、溶接ライン上の点をスポットが通過する時間が長くなるので、溶接部を十分に溶融することができ、接合不良のない良好な溶接を行うことができる。また、短辺を溶接方向に対して垂直にするため、溶融部の幅を必要以上に大きくすることがなく、溶接による熱影響部を小さくすることができる。 According to the invention described in claim 2, since the long side of the spot is parallel to the welding line, the time for the spot to pass through the point on the welding line is longer than when a circular spot is used. As a result, the welded portion can be sufficiently melted, and good welding without poor bonding can be performed. In addition, since the short side is perpendicular to the welding direction, the width of the fusion zone is not increased more than necessary, and the heat-affected zone due to welding can be reduced.
請求項3に記載の発明では、請求項1に記載のレーザ溶接方法において、厚さが異なる被溶接物の溶接において、前記溶接ラインが、厚い方の被溶接物上に設定されている、という技術的手段を用いる。 According to a third aspect of the present invention, in the laser welding method according to the first aspect, in the welding of the workpieces having different thicknesses, the welding line is set on the thicker workpiece. Use technical means.
請求項3に記載の発明によれば、厚さが異なる被溶接物、例えば、薄板と厚板とを溶接する場合に、溶接ラインWを厚板側にずらして設定して、スポットを厚板側にずらして走査することにより、溶接することができる。これにより、厚板側のスポットの面積を大きくすることができるので、薄板への入熱に比べて、厚板への入熱が大きくなるように制御することができる。従って、薄板及び厚板の厚さの差が大きい場合でも、溶接ラインを適切な位置に設定することにより、薄板及び厚板への入熱量のバランスをとることができるので、良好な溶接を行うことができる。 According to invention of Claim 3, when welding the to-be-welded object from which thickness differs, for example, a thin plate and a thick plate, the welding line W is shifted and set to the thick plate side, and a spot is made into a thick plate. It can weld by shifting to the side and scanning. Thereby, since the area of the spot on the thick plate side can be increased, the heat input to the thick plate can be controlled to be larger than the heat input to the thin plate. Therefore, even when the difference between the thickness of the thin plate and the thick plate is large, it is possible to balance the amount of heat input to the thin plate and the thick plate by setting the welding line at an appropriate position, so that good welding is performed. be able to.
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載のレーザ溶接方法において、前記制御手段により、前記スポットの長辺が溶接方向に向かって前記厚い方の被溶接物側に傾斜するように制御する、という技術的手段を用いる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the laser welding method according to the third aspect, the control means controls the long side of the spot to incline toward the thicker workpiece side in the welding direction. The technical means to do is used.
請求項4に記載の発明によれば、厚板が薄板よりも先行して加熱されるため、厚板の温度が先に上昇し、先に加熱されて溶融した部分が厚板から薄板に流れ込むため、突き合わせ接合部に段差がある場合でも、未接合部が形成されない良好な溶接を行うことができる。 According to the invention of claim 4, since the thick plate is heated prior to the thin plate, the temperature of the thick plate rises first, and the portion heated and melted first flows into the thin plate from the thick plate. Therefore, even when there is a step in the butt joint, good welding can be performed in which an unjoined portion is not formed.
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載のレーザ溶接方法において、前記移動手段は、アームの先端に前記レーザヘッドを備えたロボットであり、前記アームは、前記制御手段により制御される、という技術的手段を用いる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the laser welding method according to any one of the first to fourth aspects, the moving means is a robot having the laser head at the tip of an arm, and the arm Uses a technical means that is controlled by the control means.
請求項5に記載の発明によれば、移動手段として、設備コストが低廉なアームを備えたロボットを採用することができるので、レーザ溶接装置の設備コストを抑えることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, a robot having an arm with a low equipment cost can be adopted as the moving means, so that the equipment cost of the laser welding apparatus can be suppressed.
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載のレーザ溶接方法において、前記溶接ラインの始点と終点との間に、前記レーザヘッドの位置を修正するための補完点を設定し、前記移動手段により、前記補完点間を前記レーザヘッドで順次走査する、という技術的手段を用いる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the laser welding method according to the fifth aspect, a complementary point for correcting the position of the laser head is set between a start point and an end point of the welding line, and the movement is performed. The technical means of sequentially scanning between the complementary points with the laser head is used.
請求項6に記載の発明によれば、レーザヘッドが溶接ラインの始点から終点までレーザを走査する間に走査位置がずれた場合にも、補完点において位置を修正することができるので、レーザヘッドを溶接ラインに対してより正確に走査することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, even when the scanning position is shifted while the laser head scans the laser from the start point to the end point of the welding line, the position can be corrected at the complementary point. Can be scanned more accurately with respect to the welding line.
請求項7に記載の発明では、請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載のレーザ溶接方法において、前記レーザ発生装置のレーザ発生源は、複数のダイオードを列状に配置して構成されており、各ダイオードから発生されるレーザの全体により、前記縦長形状のスポットを形成する、という技術的手段を用いる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the laser welding method according to any one of the first to sixth aspects, the laser generation source of the laser generator is configured by arranging a plurality of diodes in a row. Therefore, a technical means is used in which the vertically elongated spot is formed by the whole laser generated from each diode.
請求項7に記載の発明によれば、レーザ発生装置のレーザ発生源を、複数のダイオードを列状に配置して構成することにより、縦長形状のスポットを形成することができる。 According to the invention described in claim 7, a vertically long spot can be formed by configuring the laser generation source of the laser generator by arranging a plurality of diodes in a line.
請求項8に記載の発明では、被溶接物をレーザ溶接するレーザ溶接装置であって、ダイオードがレーザを直接発光するレーザ発生源を備え、発光したレーザを出力するレーザ発生装置と、このレーザ発生装置から出力されたレーザを、被溶接物に設定された溶接ライン上に、縦長形状のスポットに集光して照射するレーザヘッドと、このレーザヘッドを前記溶接ラインに沿って移動させる移動手段と、前記スポットの長辺が前記溶接ラインとなす角度を変更可能に前記レーザヘッドを制御する制御手段と、を備えた、という技術的手段を用いる。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a laser welding apparatus for laser welding an object to be welded, wherein the diode includes a laser generation source that directly emits a laser, and the laser generation apparatus that outputs the emitted laser, and the laser generation A laser head for condensing and irradiating a laser beam output from the apparatus onto a longitudinally shaped spot on a welding line set on the workpiece, and a moving means for moving the laser head along the welding line; And a control means for controlling the laser head so that the angle between the long side of the spot and the welding line can be changed.
請求項8に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様な効果を奏することができる。
According to the invention described in claim 8, the same effect as that of the invention described in
請求項9に記載の発明では、請求項8に記載のレーザ溶接装置において、前記レーザ発生源は、複数のダイオードを列状に配置して構成されており、各ダイオードから発生されるレーザの全体により、前記縦長形状のスポットを形成する、という技術的手段を用いる。 According to a ninth aspect of the present invention, in the laser welding apparatus according to the eighth aspect, the laser generation source is configured by arranging a plurality of diodes in a line, and the entire laser generated from each diode. Thus, the technical means of forming the vertically long spot is used.
請求項9に記載の発明によれば、レーザ発生装置のレーザ発生源を、複数のダイオードを列状に配置して構成することにより、縦長形状のスポットを形成することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, a vertically long spot can be formed by configuring the laser generation source of the laser generator by arranging a plurality of diodes in a line.
(第1実施形態)
この発明に係るレーザ溶接方法の第1実施形態について、2枚の鋼板を突き合わせ溶接して作製するテーラードブランクのレーザ溶接方法を例に、図を参照して説明する。
図1は、本発明に係るレーザ溶接装置の説明図である。図1(A)は、本発明に係るレーザ溶接装置を模式的に示す説明図であり、図1(B)は、図1(A)のA方向からみたレーザのスポット形状の説明図である。図2は、第1実施形態に係るレーザ溶接方法の説明図である。図3及び図4は、第1実施形態に係るレーザ溶接方法の変更例の説明図である。
(First embodiment)
A first embodiment of a laser welding method according to the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example a laser welding method for a tailored blank produced by butt welding two steel plates.
FIG. 1 is an explanatory view of a laser welding apparatus according to the present invention. FIG. 1 (A) is an explanatory view schematically showing a laser welding apparatus according to the present invention, and FIG. 1 (B) is an explanatory view of a spot shape of a laser viewed from the A direction of FIG. 1 (A). . FIG. 2 is an explanatory diagram of the laser welding method according to the first embodiment. 3 and 4 are explanatory diagrams of a modified example of the laser welding method according to the first embodiment.
図1(A)に示すように、本実施形態のレーザ溶接方法で用いるレーザ溶接装置10は、レーザダイオードで直接発光したレーザLを出力するダイレクトダイオードレーザ方式のレーザ発生装置11と、レーザ発生装置11から出力されたレーザLを溶接部に照射する回動可能なレーザヘッド12と、このレーザヘッド12を溶接部に導き、溶接部に沿って走査する走査部13と、レーザヘッドの動作を制御する制御部14と、を備えている。
As shown in FIG. 1A, a
ここで、レーザ発生装置11のレーザ発生源は、複数個のダイオードを列状に配置して構成されており、各ダイオードから発生されるレーザの全体により、縦長形状のスポットを形成する。
一般的な炭酸ガスレーザのスポット径が0.3mm、YAGレーザのスポット径が0.6mm程度であるのに対し、本発明のダイレクトダイオードレーザでは、図1(B)に示すように、例えば、短辺L1が0.9mmで長辺L2が2.5mmである略長方形状の大きなスポットSを形成する。ここで、ダイレクトダイオードレーザは、レーザを大きく絞って集光させないため、焦点深度が深く、焦点から多少ずれた位置においてエネルギー密度が大きく低下することがない。
また、ダイレクトダイオードレーザは、YAGレーザなどと異なり、ランプなどを用いて励起光を発生させる必要がないため、発光効率が高く、ランニングコストを低減することができる。
Here, the laser generation source of the
While the spot diameter of a general carbon dioxide laser is about 0.3 mm and the spot diameter of a YAG laser is about 0.6 mm, in the direct diode laser of the present invention, as shown in FIG. A large substantially rectangular spot S having a side L1 of 0.9 mm and a long side L2 of 2.5 mm is formed. Here, since the direct diode laser does not condense the laser by concentrating the laser, the energy density is not greatly reduced at a position where the depth of focus is deep and slightly deviated from the focus.
Further, unlike a YAG laser or the like, a direct diode laser does not need to generate excitation light using a lamp or the like, and thus has high luminous efficiency and can reduce running costs.
レーザ溶接装置10を用いてテーラードブランクを作製するためには、図2に示すように、まず、鋼板21と鋼板22との端部同士を突き合わせて固定し、その突き合わせ部のギャップGの中央部に溶接の始点と終点とを設定し、溶接を行う溶接ラインWを設定する。次に、レーザヘッド12を溶接ラインWの始点の上方に、鋼板21の表面にレーザLの焦点を合わせて配置する。続いて、レーザ発生装置11から出力されたレーザLのスポットSの中心Pが溶接ラインW上に沿って終点まで移動するように、走査部13によりレーザヘッド12をX方向に走査して、鋼板21,22の突き合わせ部を溶融させて溶融部23を形成することにより、鋼板21と鋼板22とを溶接する。
In order to produce a tailored blank using the
ギャップGがスポットSの短辺L1より小さい場合には、溶接による熱影響部をできるだけ小さくするために、レーザヘッド12を回動させてスポットSの幅の短い短辺L1が溶接ラインWに直交するように設定して、レーザヘッド12を走査する。スポットSの短辺L1は0.9mmと炭酸ガスレーザやYAGレーザのスポット径より大きいため、溶融部23の幅が広くなるので、従来要求されていたギャップG、例えば、0.1mmより大きい場合でも、レーザを分光するスプリットミラーやレーザをスキャンするためのミラーなどの設備を設ける必要がない。また、ギャップGの裕度を大きくすることができるので、高精度のレーザヘッド12の位置計測装置及び制御装置などが必要なく、例えば、制御部14により制御されるアームの先端にレーザヘッド12を備えた設備コストが低廉なロボットでも良好なレーザ溶接が可能である。これにより、レーザ溶接装置10の設備コストを抑えることができる。
また、端部が曲線の場合の突き合わせ接合など、ギャップGが大きくなりやすい接合にも有効である。
When the gap G is smaller than the short side L1 of the spot S, the short side L1 with the short width of the spot S is orthogonal to the welding line W by rotating the
Further, it is also effective for joining in which the gap G tends to be large, such as butt joining when the end is curved.
スポットSの長辺L2は溶接方向に対して平行であるため、円形のスポットを使用した場合に比べて、溶接ラインW上の点をスポットSが通過する時間が長くなるので、溶接部を十分に溶融して溶融部23を形成することができ、接合不良のない良好な溶接を行うことができる。
なお、スポットSの方向は、走査部13の方向を制御することにより、スポットSの短辺L1が溶接ラインWに直交するように設定してもよい。
また、本発明は、鋼板の突き合わせ溶接に限らず、各種継手溶接にも適用することができる。
Since the long side L2 of the spot S is parallel to the welding direction, the time for the spot S to pass through a point on the welding line W is longer than when a circular spot is used. It is possible to form the melted
The direction of the spot S may be set so that the short side L1 of the spot S is orthogonal to the welding line W by controlling the direction of the
The present invention can be applied not only to butt welding of steel plates but also to various types of joint welding.
(変更例)
図3に示すように、ギャップGが短辺L1よりも大きい場合には、レーザヘッド12を回動させてスポットSの幅の長い長辺L2が溶接ラインWに直交するように設定して、レーザヘッド12を走査する。このとき、スポットSの長辺L2は2.5mmと大きいため、ギャップGの裕度を更に大きくすることができるので、レーザヘッド12の精密な制御が不要であり、レーザ溶接装置10の設備コストの上昇を伴わずに良好な溶接が可能である。
(Example of change)
As shown in FIG. 3, when the gap G is larger than the short side L1, the
また、本発明ではギャップGの裕度を大きくすることができるため、例えば、レーザ溶接装置10に制御部14により制御されるアームの先端にレーザヘッド12を備えたロボットを用いる場合に、図4(A)に示すように、レーザヘッド12を円弧状に走査することができる。
更に、図4(B)に示すように、溶接ラインWの始点と終点との間に、所定の走査間隔毎にレーザヘッド12の位置を修正するための補完点Mを設定して、補完点M間をレーザヘッド12で順次走査する構成を用いてもよい。
この構成を用いた場合、レーザヘッド12が溶接ラインWの始点から終点までレーザLを走査する間に、補完点Mにおいて位置を確認することができるため、走査位置がずれた場合にも補完点において位置を修正することができるので、レーザヘッド12を溶接ラインWに対してより正確に走査することができる。
ここで、補完点Mを設定する構成は、端部が曲線の場合の突き合わせ接合にも有効である。
Moreover, since the tolerance of the gap G can be increased in the present invention, for example, when a robot having a
Further, as shown in FIG. 4B, a complementary point M for correcting the position of the
When this configuration is used, since the position can be confirmed at the complementary point M while the
Here, the configuration in which the complementary point M is set is also effective for the butt joint when the end portion is a curve.
[第1実施形態の効果]
ダイオードがレーザを直接発光するダイレクトダイオードレーザ方式のレーザ溶接装置10を用いて、縦長の長方形状のスポットSを形成し、スポットSの長辺L2が溶接ラインWと平行になるように制御し、鋼板21,22の突き合わせ溶接を行うため、ギャップGに対してレーザLのスポットSを十分大きくすることができる。従って、溶融部23の幅を広くすることができるので、鋼板21,22間のギャップGの裕度及びレーザLの走査位置の位置ずれの許容量を大きくすることができる。
鋼板21,22間のギャップGの裕度を大きくすることができるため、鋼板21,22の加工精度を向上させる必要がないので、加工コストを抑えることができる。また、レーザLの走査精度を厳しくする必要がないので、高精度の位置計測装置及びレーザヘッド12の制御装置等が不要であり、レーザ溶接装置10の設備コストを抑えることができる。
つまり、レーザ溶接装置10の設備コストの上昇を伴わず、突き合わせ部のギャップGの裕度を高めることができるレーザ溶接方法を実現することができる。
更に、スポットSの長辺L2を溶接方向に対して平行にするため、円形のスポットを使用した場合に比べて、溶接ラインW上の点をスポットSが通過する時間が長くなるので、溶接部を十分に溶融して溶融部23を形成することができ、接合不良のない良好な溶接を行うことができる。また、短辺L1を溶接方向に対して垂直にするため、溶融部23の幅を必要以上に大きくすることがなく、溶接による熱影響部を小さくすることができる。
[Effect of the first embodiment]
Using a direct diode laser type
Since the tolerance of the gap G between the
That is, it is possible to realize a laser welding method that can increase the tolerance of the gap G of the butted portion without increasing the equipment cost of the
Furthermore, since the long side L2 of the spot S is made parallel to the welding direction, the time for the spot S to pass through a point on the welding line W is longer than when a circular spot is used. Can be sufficiently melted to form the melted
(第2実施形態)
本実施形態では、厚さが異なる鋼板をレーザ溶接する方法について説明する。図5は、厚さの異なる鋼板をレーザ溶接する方法の説明図である。図6は、厚さの異なる鋼板をレーザ溶接する方法の変更例の説明図である。
薄板と厚板とを溶接する場合に、両者に同程度の入熱をすると、熱容量が異なるため、薄板では、熱量が過剰となり溶接部において溶け落ちが生じ、厚板では、熱量が不足しての溶接部が十分に溶融しないため未接合部が生じるという現象が発生するおそれがある。
従って、良好な溶接部を形成するためには、熱容量の差を考慮して、薄板への入熱に対して、厚板への入熱を多くして、薄板、厚板ともに過不足がないように入熱量のバランスをとればよい。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, a method for laser welding steel plates having different thicknesses will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram of a method of laser welding steel plates having different thicknesses. FIG. 6 is an explanatory view of a modified example of a method of laser welding steel plates having different thicknesses.
When welding a thin plate and a thick plate, if the same heat input is applied to both, the heat capacity will be different, so the amount of heat will be excessive in the thin plate, causing the weld to melt away, and the amount of heat will be insufficient in the thick plate. There is a possibility that a phenomenon in which an unjoined part is generated because the welded part of the steel is not sufficiently melted.
Therefore, in order to form a good weld, considering the difference in heat capacity, the heat input to the thick plate is increased with respect to the heat input to the thin plate, and there is no excess or deficiency in both the thin plate and the thick plate. It is sufficient to balance the amount of heat input.
図5に示すように、薄板31と厚板32とを溶接する場合には、溶接ラインWを厚板32側にずらして設定して、スポットSを厚板32側にずらして走査することにより、溶融部33を形成して溶接する。この構成を用いた場合、スポットSの厚板32側の面積が大きくすることができるので、薄板31への入熱に比べて、厚板32への入熱が大きくなるように制御することができる。
これにより、薄板31及び厚板32の厚さの差が大きい場合でも、溶接ラインWを適切な位置に設定することにより、薄板31及び厚板32への入熱量のバランスをとることができるので、良好な溶接を行うことができる。
As shown in FIG. 5, when welding the
Thereby, even when the difference in thickness between the
更に、図6に示すように、スポットSの長辺L2が溶接方向(X方向)に向かって、厚板32側に例えば15°傾斜するように制御してもよい。
この構成を用いると、厚板32が薄板31よりも先行して加熱されるため、厚板32の温度が先に上昇し、先に加熱されて溶融した部分が厚板32から薄板31側に流れ込むため、突き合わせ部に段差がある場合でも、未接合部が形成されない良好な溶接を行うことができる。
ここで、スポットSの長辺L2が溶接方向に向かって傾斜する角度は、ギャップGの幅や薄板31及び厚板32の板厚の差等に基づいて適切な値を設定することができる。
Further, as shown in FIG. 6, the long side L2 of the spot S may be controlled to be inclined by, for example, 15 ° toward the
If this structure is used, since the
Here, the angle at which the long side L2 of the spot S is inclined toward the welding direction can be set to an appropriate value based on the width of the gap G, the difference in the plate thickness of the
(第2実施形態の効果)
(1)溶接ラインWを厚板32側にずらして設定することにより、スポットSの厚板32側の面積を大きくすることができるため、薄板31及び厚板32の厚さの差が大きい場合でも、薄板31への入熱に比べて、厚板32への入熱が大きくなるように入熱量のバランスをとることができるので、良好な溶接を行うことができる。
(Effect of 2nd Embodiment)
(1) Since the area of the spot S on the
(2)スポットSの長辺L2を溶接方向に向かって、厚板32側に傾斜するように制御する構成を採用すると、厚板32が薄板31よりも先行して加熱されるため、厚板32の温度が先に上昇し、先に加熱されて溶融した部分が厚板32から薄板31側に流れ込むため、突き合わせ部に段差がある場合でも、未接合部が形成されない良好な溶接を行うことができる。
(2) If a configuration is adopted in which the long side L2 of the spot S is controlled to incline toward the
[その他の実施形態]
レーザ溶接装置10のレーザヘッド12の走査方向の前方にギャップGの位置及び幅を検出するギャップセンサを設けて、得られた情報を基にレーザヘッド12にフィードバックをかけて、溶接ラインWに沿って正確に走査できるように制御してもよい。ここで、ギャップセンサは、例えば、CCDカメラ等で構成された画像認識手段と、この画像認識手段により得られた画像に基づいて、ギャップを溶接線と直交する方向の座標として検出する画像処理手段などにより構成することができる。
この構成を用いた場合、ギャップセンサにより溶接ラインWの位置を確認しながら、レーザヘッド12の走査位置を制御するので、レーザヘッド12を溶接ラインWに対してより正確に走査することができる。
[Other Embodiments]
A gap sensor for detecting the position and width of the gap G is provided in front of the
When this configuration is used, since the scanning position of the
10 レーザ溶接装置
11 レーザ発生装置
12 レーザヘッド
13 走査部(移動手段)
14 制御部(制御手段)
21,22 鋼板
23 溶融部
31 薄板
32 厚板
33 溶融部
L レーザ
L1 スポットの短辺
L2 スポットの長辺
M 補完点
S スポット
P スポットの中心
W 溶接ライン
DESCRIPTION OF
14 Control unit (control means)
21, 22
Claims (9)
このレーザ発生装置から出力されたレーザを、被溶接物に設定された溶接ライン上に、縦長形状のスポットに照射するレーザヘッドと、
このレーザヘッドを前記溶接ラインに沿って移動させる移動手段と、
前記スポットの長辺が前記溶接ラインとなす角度を変更可能に前記レーザヘッドを制御する制御手段と、を備えたレーザ溶接装置を用いて、
前記制御手段により、前記スポットが前記溶接ライン上であり、かつ、前記スポットの長辺が前記溶接ラインとなす角度を変更可能に制御し、前記移動手段により、前記レーザヘッドで前記溶接ラインにレーザを照射しながら走査することにより、被溶接物の継手溶接を行うことを特徴とするレーザ溶接方法。 A laser generator in which a diode directly emits a laser; and
A laser head that irradiates a laser beam output from the laser generator onto a vertically long spot on a welding line set on a workpiece,
Moving means for moving the laser head along the welding line;
Using a laser welding apparatus comprising a control means for controlling the laser head so that the angle formed by the long side of the spot and the welding line can be changed,
The control means controls the spot on the welding line and the angle formed by the long side of the spot to the welding line can be changed, and the moving means lasers the welding line with the laser head. A laser welding method characterized in that joint welding of an object to be welded is performed by scanning while irradiating.
前記溶接ラインが、厚い方の被溶接物上に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ溶接方法。 In welding workpieces with different thicknesses,
The laser welding method according to claim 1, wherein the welding line is set on a thicker workpiece.
各ダイオードから発生されるレーザの全体により、前記縦長形状のスポットを形成することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載のレーザ溶接方法。 The laser generation source of the laser generator is configured by arranging a plurality of diodes in a row,
7. The laser welding method according to claim 1, wherein the vertically long spot is formed by the whole laser generated from each diode.
ダイオードがレーザを直接発光するレーザ発生源を備え、発光したレーザを出力するレーザ発生装置と、
このレーザ発生装置から出力されたレーザを、被溶接物に設定された溶接ライン上に、縦長形状のスポットに集光して照射するレーザヘッドと、
このレーザヘッドを前記溶接ラインに沿って移動させる移動手段と、
前記スポットの長辺が前記溶接ラインとなす角度を変更可能に前記レーザヘッドを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ溶接装置。 A laser welding apparatus for laser welding a workpiece,
A laser generator having a laser source that directly emits laser light, and a laser generator that outputs the emitted laser;
A laser head for condensing and irradiating a laser beam output from the laser generator onto a vertically long spot on a welding line set on a workpiece;
Moving means for moving the laser head along the welding line;
Control means for controlling the laser head such that the angle formed by the long side of the spot and the welding line can be changed;
A laser welding apparatus comprising:
各ダイオードから発生されるレーザの全体により、前記縦長形状のスポットを形成することを特徴とする請求項8に記載のレーザ溶接装置。 The laser generation source is configured by arranging a plurality of diodes in a row,
The laser welding apparatus according to claim 8, wherein the vertically long spot is formed by the whole laser generated from each diode.
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100941715B1 (en) | 2007-10-19 | 2010-02-12 | 현대자동차주식회사 | A simulation device for laser welder |
JP2013035003A (en) * | 2011-08-04 | 2013-02-21 | Disco Corp | Laser beam machining device |
JPWO2012036249A1 (en) * | 2010-09-16 | 2014-02-03 | 新神戸電機株式会社 | Method for manufacturing electrode plate unit for lithium ion capacitor and lithium ion capacitor |
JP2014113598A (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Japan Transport Engineering Co Ltd | Laser welding method |
US9168610B2 (en) | 2011-10-13 | 2015-10-27 | Hyundai Motor Company | Laser apparatus for welding |
CN106001919A (en) * | 2016-06-15 | 2016-10-12 | 深圳市创鑫激光股份有限公司 | Laser welding technology, device and equipment |
JP2017512896A (en) * | 2014-02-20 | 2017-05-25 | ディーエムジー モリ アドバンスト ソリューションズ デベロップメントDmg Mori Advanced Solutions Development | Machine tool system and method for additional machining |
JP2017113778A (en) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 株式会社アマダホールディングス | Laser welding method |
JP2018176229A (en) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 古河電気工業株式会社 | Welding device and welding method |
CN113165119A (en) * | 2018-10-30 | 2021-07-23 | 浜松光子学株式会社 | Laser processing device and laser processing method |
US11897056B2 (en) | 2018-10-30 | 2024-02-13 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing device and laser processing method |
-
2006
- 2006-03-02 JP JP2006055867A patent/JP2007229773A/en active Pending
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100941715B1 (en) | 2007-10-19 | 2010-02-12 | 현대자동차주식회사 | A simulation device for laser welder |
JPWO2012036249A1 (en) * | 2010-09-16 | 2014-02-03 | 新神戸電機株式会社 | Method for manufacturing electrode plate unit for lithium ion capacitor and lithium ion capacitor |
JP5966924B2 (en) * | 2010-09-16 | 2016-08-10 | 日立化成株式会社 | Method for manufacturing electrode plate unit for lithium ion capacitor and lithium ion capacitor |
JP2013035003A (en) * | 2011-08-04 | 2013-02-21 | Disco Corp | Laser beam machining device |
US9592571B2 (en) | 2011-10-13 | 2017-03-14 | Hyundai Motor Company | Laser apparatus for welding |
US9168610B2 (en) | 2011-10-13 | 2015-10-27 | Hyundai Motor Company | Laser apparatus for welding |
JP2014113598A (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Japan Transport Engineering Co Ltd | Laser welding method |
JP2017512896A (en) * | 2014-02-20 | 2017-05-25 | ディーエムジー モリ アドバンスト ソリューションズ デベロップメントDmg Mori Advanced Solutions Development | Machine tool system and method for additional machining |
JP2017113778A (en) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 株式会社アマダホールディングス | Laser welding method |
CN106001919A (en) * | 2016-06-15 | 2016-10-12 | 深圳市创鑫激光股份有限公司 | Laser welding technology, device and equipment |
CN106001919B (en) * | 2016-06-15 | 2018-02-27 | 深圳市创鑫激光股份有限公司 | A kind of laser welding process, device and equipment |
JP2018176229A (en) * | 2017-04-14 | 2018-11-15 | 古河電気工業株式会社 | Welding device and welding method |
JP7060335B2 (en) | 2017-04-14 | 2022-04-26 | 古河電気工業株式会社 | Welding equipment and welding method |
CN113165119A (en) * | 2018-10-30 | 2021-07-23 | 浜松光子学株式会社 | Laser processing device and laser processing method |
US11833611B2 (en) | 2018-10-30 | 2023-12-05 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser machining device |
US11897056B2 (en) | 2018-10-30 | 2024-02-13 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing device and laser processing method |
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