JP2009154194A - Lap laser welding method and lap laser welding joint for railway vehicle body, and railway vehicle body structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄道車両の構体の重ねレーザ溶接方法、それを用いた重ねレーザ溶接継手および鉄道車両の構体構造に関するものである。 The present invention relates to a method for lap laser welding of a structure of a railway vehicle, a lap laser welding joint using the method, and a structure of a railway vehicle.
縦横に配した骨の一方の端部が他方の側面に対向する関係を有して外板に溶接接合する鉄道車両の構体骨構造は、元来、図8(a)(b)に示すように、ハット型の断面を有した縦骨aの側面にハット型の断面を有した横骨bの端部が対向する箇所において、一方のフランジa1の上に他方のフランジb1が重なる構造を有して、この重なり部も含めて外板cに溶接部dにてスポット溶接をしていた(例えば、特許文献1参照。)。このものは、また、図8(a)(b)に仮想線で示すようなガセットなどと称される継手板eを当てがって溶接接合部dにてスポット溶接し、必要な強度を得るようにしている。 The structure structure of a railway vehicle in which one end of a bone arranged vertically and horizontally has a relationship facing the other side surface and is welded to the outer plate is originally as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). In addition, at the location where the end of the transverse bone b having the hat-shaped cross section faces the side surface of the longitudinal bone a having the hat-shaped cross section, the other flange b1 is superimposed on the one flange a1. Then, spot welding was performed on the outer plate c including the overlapping portion at the welded portion d (see, for example, Patent Document 1). In this case, a joint plate e called a gusset as shown by phantom lines in FIGS. 8A and 8B is applied and spot welded at a welded joint d to obtain a required strength. I am doing so.
しかし、スポット溶接では例えば1tもの荷重を掛けて溶接するので、圧痕が外面に出て見栄えが悪く、接合にも手間や時間が掛かりコスト高になる。そこで、図7(a)(b)に太線fで示すようにレーザ溶接を行うことも考えられる(例えば、特許文献2参照。)。しかし、レーザ溶接では溶け込み幅が狭いために、骨a、bの端部では連続接合の利点がなくレーザ溶接部fの端部には集中力が働きやすいと考えられ接合強度に不安があるので、継手板eの採用は必須となり高価につくことに変わりはない。しかも、継手板eをレーザ溶接にて溶接接合するには、フランジaとの重なり域gは比較的長尺で、レーザ溶接g1を単純な線状に行っても十分な接合強度は得られるが、フランジa1、b1との重なり域h、iは非長尺面域となるので、直線状では勿論、特許文献3で知られる円形線でのレーザ溶接h1、i1を行うこともできる。
ところが、直線状はもとより、ほぼ円形な線状にレーザ溶接しても、溶接線長が短く接合強度は十分に高められない。特許文献2が開示する図6に示すように、外板cにレーザ溶接fによって接合された一方の骨bの端部と外板cとに他方の骨aを跨って当てがい双方に溶接接合していることによって、縦横の骨a、bの外板cへの連続したレーザ溶接fをも許容しながら、一方の骨bの端部全体が外板cへの溶接接合構造を有して他方の骨の下に双方の材料力学的な立体形状のまま重なり合って、外板cに溶接接合された他方の骨と溶接接合されるので、縦横の骨a、bの継手強度を高めながら一方の骨の端部に応力が集中しないようにするのに、縦横の骨a、bの重なりも非長尺面域jをなすので、スポット溶接j1や栓溶接j2にて対応できるが、レーザ溶接fとの混合溶接となる上、スポット溶接では外板cとの溶接接合の前に予め接合しておく必要があるし、栓溶接ではそのような制限はないが、必要域を埋める溶接接合上作業に手間が掛かる。これをレーザ溶接j3で代替すると図6に示す直線状か、図7に示した円形となり、溶接線の線長が短く接合強度を十分に高められない。
However, even if laser welding is performed not only in a straight line but also in a substantially circular line, the weld line length is short and the joint strength cannot be sufficiently increased. As disclosed in FIG. 6 disclosed in
本発明の目的は、非長尺面域での縦横の骨の重なり部などを線状にレーザ溶接して十分な接合強度を満足できる鉄道車両の構体の重ねレーザ溶接方法、それを用いた重ねレーザ溶接継手および鉄道車両の構体構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method of overlapping laser welding of a railway vehicle structure capable of satisfying sufficient joint strength by linearly laser-welding overlapping portions of vertical and horizontal bones in a non-long surface area, and overlapping using the same. The object is to provide a laser welded joint and a structure of a railway vehicle.
上記のような課題を達成するために、本発明の、鉄道車両の構体の重ねレーザ溶接方法は、鉄道車両構体における非長尺面域で重なり合う複数の板部材の相互を、最外面板への溶け込みが貫通または非貫通なようにレーザ溶接する重ねレーザ溶接方法であって、前記非長尺面域内に、レーザビームを、一重を超える渦巻き線を描くように走査しながら連続照射して、渦巻き線状にレーザ溶接することを特徴としている。 In order to achieve the above-described problems, the method of overlapping laser welding of a railway vehicle structure according to the present invention allows a plurality of plate members overlapping in a non-long surface area in the railway vehicle structure to be attached to the outermost surface plate. A lap laser welding method in which laser welding is performed so that the penetration penetrates or does not penetrate, and a laser beam is continuously irradiated in the non-long surface area while scanning so as to draw a spiral line exceeding one layer, and a spiral It is characterized by linear laser welding.
このような方法は、鉄道車両構体における非長尺面域で重なり合う複数の板部材の相互を、最外面板への溶け込みが貫通または非貫通なようにレーザ溶接した重ねレーザ溶接継手であって、前記非長尺面域内で、レーザビームを、一重を超える渦巻き線を描くように走査しながら連続照射して、渦巻き線状にレーザ溶接してあることを特徴とする重ねレーザ溶接継手を実現するし、これを用いた鉄道車両の構体構造が得られる。 Such a method is a lap laser welded joint in which a plurality of plate members overlapping in a non-long surface area in a railway vehicle structure are laser welded so that the penetration into the outermost plate penetrates or does not penetrate, In the non-long surface area, a laser beam is continuously irradiated while scanning so as to draw a spiral that exceeds a single layer, and a lap laser welding joint is realized, which is laser-welded in a spiral shape Thus, a structure of a railway vehicle using this can be obtained.
このような構成では、複数の板部材の非長尺面域での重なり部をレーザ溶接により溶接接合するのに、レーザビームを、一重を超える渦巻き線を描くように走査しながら連続照射して、渦巻き線状にレーザ溶接するので、溶け込みの貫通、非貫通を問わず、溶接の連続性を確保して、一重を超えた渦巻き線分だけ閉じた円形の線状レーザ溶接の場合よりも溶接線の線長が長くなる。 In such a configuration, in order to weld and join the overlapping portions of the plurality of plate members in the non-long surface area by laser welding, the laser beam is continuously irradiated while scanning so as to draw a spiral line exceeding one layer. Since laser welding is performed in a spiral shape, welding is ensured regardless of whether penetration is penetration or non-penetration, and welding is performed more than in the case of circular linear laser welding in which only the spiral line exceeding one layer is closed. The line length becomes longer.
渦巻き線はほぼ、円形、楕円形、長円形、角形の1つを選択する。 For the spiral line, one of a circle, an ellipse, an oval, and a square is selected.
このような構成では、例えば、ほぼ円形、楕円形、長円形、角形の順にて等速性が優先的に得られ、ほぼ角形、長円形、楕円形、円形の順にて角形な非長尺面域での溶接線の最長化性が優先的に得られる。 In such a configuration, for example, the constant velocity is preferentially obtained in the order of substantially circular, elliptical, oval, and rectangular, and the non-long surface is rectangular in the order of substantially rectangular, elliptical, elliptical, and circular. The longest weld line in the region is preferentially obtained.
また、渦巻き線は、中心まわりのどの方向でも、その重なりが同数の点対称となるように設定する。 Further, the spiral lines are set so that the overlap is the same number of point symmetry in any direction around the center.
このような構成では、重ねレーザ溶接の接合強度を渦巻き線の中心まわりで均等にすることができる。 In such a configuration, the joint strength of the lap laser welding can be made uniform around the center of the spiral.
重ねレーザ溶接継手の場合、外板とその内側の補強材との溶接接合は、内側からの外板を貫通しない非貫通なレーザ溶接接合である。 In the case of a lap laser welded joint, the weld joint between the outer plate and the reinforcing material inside thereof is a non-penetrating laser weld joint that does not penetrate the outer plate from the inside.
このような構成では、外板に重ねレーザ溶接が及ばない場合に、溶け込みが貫通する重ねレーザ溶接を優先しながら、外板に重ねレーザ溶接が及ぶ場合に、溶け込みが非貫通な重ねレーザ溶接を優先することができる。 In such a configuration, when the overlap laser welding does not reach the outer plate, priority is given to the overlap laser welding through which the penetration penetrates, and when the overlap laser welding reaches the outer plate, the overlap laser welding without penetration does not occur. Priority can be given.
本発明の、鉄道車両の構体の重ねレーザ溶接方法、重ねレーザ溶接継手、鉄道車両構体によれば、複数の板部材の非長尺面域での重なり部をレーザ溶接により溶接接合するのに、複数の板部材が、鉄道車両構体の外板とその内側に溶接接合される1つの補強材との相互、外板とその内側に溶接接合され複数の補強材との相互、外板に溶接接合される補強材どうしの相互、外板に溶接接合される補強材どうしとそれらを連結する補強材との相互、のどの組合わせであっても、渦巻き線状にレーザ溶接して溶け込みの貫通、非貫通を問わず、一重を超えた渦巻き線分だけ閉じた円形の線状レーザ溶接の場合よりも溶接線の線長が長くなり接合強度を高められる。また、溶接の連続性を確保するので溶接速度安定して溶け込みの深さや幅を一定にしやすく接合強度がばらつくのを防止し信頼性の高い重ね接合構造が得られる。 According to the lap laser welding method, the lap laser welding joint, and the railway vehicle structure of the railway vehicle structure according to the present invention, the laser beam welding is used to weld and join the overlapping portions in the non-long surface areas of the plurality of plate members. A plurality of plate members are welded and joined to the outer plate of the railway vehicle structure and each reinforcement member welded and joined to the inside of the railcar structure, and to the outer plate. No matter which combination of reinforcing materials to be welded to each other, reinforcing materials to be welded to the outer plate and mutual reinforcing materials to connect them, laser welding in a spiral shape and penetration of penetration, Regardless of non-penetration, the length of the weld line becomes longer and the joint strength can be increased than in the case of the circular linear laser welding in which only the spiral line exceeding the single layer is closed. In addition, since the welding continuity is ensured, the welding speed can be stabilized stably, the depth and width of the penetration can be made constant, and the joining strength can be prevented from varying, and a highly reliable lap joint structure can be obtained.
渦巻き線は、例えば、ほぼ円形、楕円形、長円形、角形の選択順にて等速性が優先的に得られて、重ねレーザ溶接の上記安定化に有利となり、ほぼ角形、長円形、楕円形、円形の選択順にて角形な非長尺面域での溶接線の最長化性が優先的に得られて、重ねレーザ溶接の接合強度向上に有利になる。 For example, the spiral is preferentially obtained in the order of selection of substantially circular, elliptical, oval, rectangular, and is advantageous in stabilizing the lap laser welding, and is substantially rectangular, elliptical, elliptical. In addition, the longest weld line in the rectangular non-long surface area is preferentially obtained in the order of circular selection, which is advantageous in improving the joint strength of the lap laser welding.
また、渦巻き線は、中心まわりのどの方向でも、その重なりが同数の点対称となって、重ねレーザ溶接の接合強度を渦巻き線の中心まわりで均等化し、中心まわりで負荷による応力がばらつくような不都合を防止できる。 In addition, the spirals have the same number of point symmetry in any direction around the center, and the joint strength of the lap laser welding is equalized around the center of the spiral, and the stress due to the load varies around the center. Inconvenience can be prevented.
外板に重ねレーザ溶接が及ばない場合に、溶け込みが貫通する重ねレーザ溶接を優先して接合強度の向上に有利にしながら、外板に重ねレーザ溶接が及ぶ場合に、溶け込みが非貫通な重ねレーザ溶接を優先して、溶け込みが外板の外面に及ばないようにして美観を保つのに有利にすることができる。 In the case where overlap laser welding does not reach the outer plate, priority is given to overlap laser welding through which penetration penetrates, and it is advantageous for improving the joint strength, but when overlap laser welding is applied to the outer plate, overlap laser that does not penetrate through. Prioritizing welding, it can be advantageous to maintain aesthetics so that the penetration does not reach the outer surface of the skin.
本発明の鉄道車両の構体構造に係る実施の形態につき、図1〜図5を参照しながら具体的に説明し、本発明の理解に供する。 Embodiments relating to the structure of a railway vehicle structure according to the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 5 to provide an understanding of the present invention.
本実施の形態に係る鉄道車両の構体構造の重ねレーザ溶接方法は、図1に示す例、図2に示す例のように、縦横に配した骨1、2における一方の骨2の端部2aが他方の骨1の側面に対向する関係を有して外板3に溶接接合して図4に示すような鉄道車両の側構体41を構成し、外板3の補強を図る重ねレーザ溶接継手21、図3に示す例のように、縦横に配した骨1、2における一方の骨2の端部2aが他方の骨1の側面に対向する関係を有して外板3に溶接接合するのに併せ、場所によって骨1、2どうし、および骨1、2、外板3どうしをも継手板11によって溶接接合して図4に示すような鉄道車両の側構体41を構成し、外板3の補強を図る場合に適用している。
The overlap laser welding method for the structure of a railway vehicle structure according to the present embodiment is similar to the example shown in FIG. 1 and the example shown in FIG. Has a relationship facing the side surface of the
しかし、これに限られることはなく、複数の板部材の非長尺面域での重なり部をレーザ溶接により溶接接合するのに、複数の板部材が、「1」鉄道車両構体の外板とその内側に溶接接合される1つの補強材との相互、「2」外板とその内側に溶接接合される複数の補強材どうしとの相互、「3」外板に溶接接合される複数の補強材どうしの相互、「4」外板に溶接接合される複数の補強材どうしとそれらを連結する補強材との相互など、のどのような組合わせであっても本発明は適用できる。 However, the present invention is not limited to this, and in order to weld and join the overlapping portions of the plurality of plate members in the non-long surface area by laser welding, the plurality of plate members are connected to the outer plate of the “1” railway vehicle structure. Mutual reinforcement with one reinforcing material welded to the inside, "2" outer plate and a plurality of reinforcing materials welded to the inside, "3" Multiple reinforcements welded to the outer plate The present invention can be applied to any combination of materials, such as a mutual relationship between a plurality of reinforcing materials welded to a “4” outer plate and a reinforcing material connecting them.
図1の例、図2の例では、外板3に溶接接合部5で溶接接合した一方の骨2の端部2aおよび外板3に跨って他方の骨1を当てがい、それら双方に他方の骨1を溶接接合部6、4にて溶接接合している。このように、外板3に溶接接合された一方の骨2の端部2aと外板3とに跨って他方の骨1を当てがい双方に溶接接合していることによって、縦横の骨1、2の外板3への連続したレーザ溶接をも許容しながら、一方の骨2の端部2a全体が外板3への溶接接合構造を有して他方の骨1の下に双方の材料力学的に有利なボックス状の立体形状をなすように重なり合って、外板3に溶接接合された他方の骨1と溶接接合された閉じ構造となるので、縦横の骨1、2の継手強度を高めながら一方の骨2の端部2aに応力が集中しないようにすることができる。
In the example of FIG. 1 and the example of FIG. 2, the
既述したように、縦横の骨1、2どうしの溶接接合は、図1、図2に示す溶接接合部6のような上になる骨1に設けた貫通孔を利用した栓溶接によって十分な接合強度での溶接接合が簡単かつ確実に得られるし、これに代わって重ねレーザ溶接やスポット溶接を採用することもできる。しかし、スポット溶接や重ねレーザ溶接では必要な接合強度を保証するために、複数箇所、複数ラインで溶接接合しておくのが好適である。なお、縦横の骨1、2の外板3との重ねレーザ溶接は、溶接接合強度と外観上の問題から外板3への溶け込み深さを0.1mm〜外板3の厚みの50%程度にする非貫通溶接が好適である。
As described above, the welding between the vertical and
この結果、外板3に溶接接合される縦横の骨1、2の、一方の骨2の端部2a全体が外板3への溶接接合構造を有して他方の骨1の下に双方の材料力学的な立体形状のまま重なり合って、つまり、一方の骨2の端部2aは重ねレーザ溶接された連続性を有する部分の途中で、他方の骨1と溶接接合される簡単かつ安価な継手構造にて、溶接方式の違いに係わり無く縦横の骨1、2の継手強度を高めながら一方の骨2の端部2a、特にレーザ溶接接合部の端部に応力が集中しないようにすることができる。しかも、縦横の骨1、2の外板3への連続溶接性を損なわないので、図1、図2に連続した太線で示す溶接接合部4、5のように重ねレーザ溶接にてより簡単かつ生産性よく実現することができ好適である。また、ステンレス鋼板よりなる外板3にステンレス鋼板よりなる骨1、2を溶接接合するのにも好適である。
As a result, the
さらに、具体的には、一方の骨2は図1の例、図2の例で示すようにハット型断面を有して両側フランジ2b、2bを外板3に当てがい重ねレーザ溶接にて溶接接合し、他方の骨1は図1の例のようにハット型断面または図2の例のようにZ型断面を有して、一方の骨2の端部2aと外板3とに跨り、それらに両側のフランジ1b、1bを個別に当てがい、一方の骨2の端部2aには重ねレーザ溶接、スポット溶接、あるいは既述した栓溶接の1つによって溶接接合し、外板3には重ねレーザ溶接またはスポット溶接によって溶接接合する。これにより、縦横の骨1、2の外板3への重ねレーザ溶接による接合を実現して、しかも、縦横の骨1、2の相互接合、外板3との接合、それらの力学的形状を生かした前記継手強度や接合強度の向上が図れる。
More specifically, one of the
図3に示す例では、図7を参照して説明した従来構造の重ねレーザ溶接継手22を採用した場合であって、ハット型の断面を有した縦骨1の側面にハット型の断面を有した横骨2の端部2aが対向する箇所において、一方のフランジ1bの上に他方のフランジ2bが重なる構造を有して、この重なり部も含めて外板3に溶接部4,5にて重ねレーザ溶接するのに併せ、仮想線で示すようなガセットなどと称される継手板11を当てがって溶接接合部6にて重ねレーザ溶接、スポット溶接、あるいは栓溶接によって溶接し、必要な強度を得るようにしている。この場合の溶接接合部6での重ねレーザ溶接や栓溶接は接合強度上から外板3に及ぶのが好適である。
In the example shown in FIG. 3, the lap laser welded joint 22 having the conventional structure described with reference to FIG. 7 is employed, and a hat-shaped cross section is provided on the side surface of the
しかし、図1の例、図2の例、図3の例のいずれにおいても、溶接接合部6は、図示するように複数の板部材の非長尺面域23となって狭く、直線や円形線での重ねレーザ溶接では溶接線の線長が十分にとれず接合強度を高めにくい。これを直線や円形線での溶接ラインを多数にして接合強度を高めようとすると、溶接回数が増えて手間が掛かる上に、溶接の始点、終点が多いし、始点、終点間距離が短いので、溶接速度を安定させにくく、溶け込みの深さや幅がばらつきやすいし、円形線では始点、終点間を離すと重ね溶接しない部分が局部的に生じるし、始点、終点を重ねると他の部分よりも溶け込みの深さや幅が局部的に増大してしまうので、中心まわりでの溶け込みの深さや幅のばらつきをさらに助長してしまう。
However, in any of the example of FIG. 1, the example of FIG. 2, and the example of FIG. 3, the weld joint 6 becomes a
そこで、本実施の形態では、図1に示す例、図2に示す例、図3に示す例にて代表例を示す溶接接合部6のように、前記非長尺面域23内に、レーザビームLBを、一重を超える渦巻き線を描くように走査しながら連続照射して、渦巻き線状にレーザ溶接する。また、このような方法は、鉄道車両構体の例えば、図1に示す例、図2に示す例、図3に示す例を含み、図4、図5に示す側構体41における非長尺面域23で重なり合う複数の板部材の相互を、最外面板への溶け込みが貫通または非貫通なように重ねレーザ溶接した重ねレーザ溶接継手21、22であって、非長尺面域23内で、レーザビームLBを、一重を超える渦巻き線を描くように走査しながら連続照射して、渦巻き線状にレーザ溶接してあることを特徴とする重ねレーザ溶接継手21、22を実現するし、これを用いた鉄道車両の側構体41などの構体構造が得られる。
Therefore, in the present embodiment, a laser beam is formed in the
このように、複数の板部材の非長尺面域23での重なり部をレーザ溶接により溶接接合するのに、レーザビームLBを、一重を超える渦巻き線を描くように走査しながら連続照射して、渦巻き線状にレーザ溶接するので、溶け込みの貫通、非貫通を問わず、溶接の連続性を確保して、一重を超えた渦巻き線分だけ閉じた円形の線状レーザ溶接の場合よりも溶接線の線長が長くなる。
Thus, in order to weld and join the overlapping portions of the plurality of plate members in the
この結果、複数の板部材の非長尺面域23での重なり部をレーザ溶接により溶接接合するのに、複数の板部材が、鉄道車両構体の外板3とその内側に溶接接合される補強材としての骨1または2との相互「1」、外板3とその内側に溶接接合された複数の補強材としての骨1、2どうしとの相互「2」、外板3に溶接接合される複数の補強材としての骨1、2どうし相互「3」、外板3に溶接接合された補強材としての骨1、2どうしとそれらを連結する補強材としての継手板11どうし相互「4」、などのどのような組合わせであっても、渦巻き線状にレーザ溶接して溶け込み6aの貫通、非貫通を問わず、一重を超えた渦巻き線分だけ閉じた円形の線状レーザ溶接の場合よりも溶接線の線長が長くなり接合強度を高められるので、図3の例のような二重やそれ以上となる図1の例や図2の例で示すような多重とするのが好適となる。また、溶接の連続性を確保するので溶接速度安定して溶け込みの深さや幅を一定にしやすく接合強度がばらつくのを防止し信頼性の高い重ね接合構造が得られる。
As a result, in order to weld and join the overlapping portions of the plurality of plate members in the
ここで、渦巻き線はほぼ、図3に示すような円形、図1に示すような楕円形、図2に示すような長円形に加え、図示しない各種角形の1つを選択することができる。これにより、例えば、ほぼ円形、楕円形、長円形、角形の順にて等速性が優先的に得られ、ほぼ角形、長円形、楕円形、円形の順にて、図1に示す例、図2に示す例のような角形な非長尺面域23での溶接線の最長化性が優先的に得られる。また、図3に示すようなセクタ形の非長尺面域23のように不整形な形状ではその輪郭に相似な渦巻き線とすると最長化性を高められる。このように等速性が優先的に得る場合は、重ねレーザ溶接の上記安定化に有利となり、最長化性を優先的に得る場合は、重ねレーザ溶接の接合強度向上に有利になる。
Here, in addition to the circular shape as shown in FIG. 3, the elliptical shape as shown in FIG. 1, and the elliptical shape as shown in FIG. 2, one of various squares (not shown) can be selected as the spiral. Thereby, for example, constant velocity is preferentially obtained in the order of substantially circular, elliptical, oval, and rectangular, and the example shown in FIG. 1 in the order of substantially rectangular, elliptical, elliptical, and circular, FIG. The longest weld line in the rectangular
しかも、図1に示す例、図2に示す例、図3に示す例では、渦巻き線が、中心Oまわりのどの方向でも、その重なりが同数の点対称となるように設定してある。これにより、重ねレーザ溶接の接合強度を渦巻き線の中心Oまわりで均等にすることができる。従って、中心まわりのどの方向でも渦巻き線の重なりが同数の点対称となって、重ねレーザ溶接の接合強度を渦巻き線の中心Oまわりで均等化し、中心まわりで負荷による応力がばらつくような不都合を防止できる。 Moreover, in the example shown in FIG. 1, the example shown in FIG. 2, and the example shown in FIG. 3, the spiral lines are set to have the same number of point symmetry in any direction around the center O. Thereby, the joining strength of the lap laser welding can be made uniform around the center O of the spiral. Therefore, the overlap of the spirals in any direction around the center becomes the same number of point symmetry, the joint strength of the lap laser welding is equalized around the center O of the spiral line, and the stress due to the load varies around the center. Can be prevented.
さらに、図3に示す重ねレーザ溶接継手22の場合、図3(b)に示すように外板3とその内側の補強材としての骨2および継手板11との溶接接合は、内側からの外板3に及びながら貫通しない非貫通なレーザ溶接接合としてある。これにより、外板3に重ねレーザ溶接が及ばない図1の例や図2の例の場合に、図1(b)や図2(b)のように溶け込み6aが貫通する重ねレーザ溶接を優先しながら、外板3に重ねレーザ溶接が及ぶ場合に、図1(b)、図2(b)、図3(b)に示す溶け込み4aや図3(b)に示す溶け込み6aのように非貫通な重ねレーザ溶接を優先することができる。従って、外板3に重ねレーザ溶接が及ばない場合に、溶け込みが貫通する重ねレーザ溶接を優先して接合強度の向上に有利にしながら、外板3に重ねレーザ溶接が及ぶ場合に、溶け込みが非貫通な重ねレーザ溶接を優先して、溶け込みが外板の外面に及ばないようにして美観を保つのに有利にすることができる。
Further, in the case of the lap laser welding joint 22 shown in FIG. 3, as shown in FIG. 3 (b), the
なお、図4、図5に示す側構体41は出入り口42の開口の間に窓43の開口を1つ設けるタイプのものであり、前記他方の骨1は、窓43および出入り口42の開口に沿って配した縦骨としてあり、その側面に端部2aが対向する前記一方の骨2は出入り口42の開口と出入り口42の開口との間に配した横骨、および出入り口42の開口と窓43の開口との間に配した横骨としている。
The
鉄道車両では図4に示す側構体41で見られるように、その長手方向に長尺の横骨2を通して外板3を補強することが広く採用され、窓43や出入り口42の開口に沿う縦骨1の側部に端部2aが対向する本数が多く,それらの間の継手強度や外板3への接合強度が問題になりやすいところ、それら継手強度や接合強度を高めるのに図4、図5に示す具体例は有効である。しかも、図5に示すように窓43および出入り口42の開口に沿って連続するレーザ溶接接合部4はそれら開口からの雨水などの侵入に対する防水となるので好適である。
In railcars, as seen in the
また、図4、図5に示す例では、窓43や出入り口42の開口に沿う縦骨1はいずれもハット型断面のものとし、図5に示すように窓43や出入り口42の開口に設ける開口枠ないしは開口枠材42a、43aと別体としてあるが、これを一体に形成した共用部材とする簡略構造にても、前記継手強度や接合強度の向上が図れる。
In the examples shown in FIGS. 4 and 5, the
特に、横向きの骨2は外板3の窓43および出入り口42の開口を除いた部分の内面に通して上下にほぼ等間隔に配列し、縦向きの骨1は外板3の窓43および出入り口42の開口およびの側部、外板3の端部(図示せず)に沿って配し、縦向きの骨1間では横向きの骨2に縦向きの補強材46を内側から渡して当てがい栓溶接、スポット溶接、上記渦巻き線状のレーザ溶接のいずれかの溶接接合部47で接合している。これにより、横向きの骨2を通せる面域には縦向きの骨1に優先して多く配列し、縦向きの骨1による横向きの骨2に対する分断を回避してレーザ溶接の連続性を確保しながら、極端に少なくなる縦向きの骨1と、縦向きの骨1間で横向きの骨2に縦向きに渡して外板3や外観に影響なく種々な溶接により溶接接合した補強材46とで必要な構体強度を確保できる。特に、補強材は外板との溶接がない上、接触もせず浮いた状態で、外板の面内せん断力による面外変形に対する強度を高められる。それには、図示しているように横向きの骨2はハット型断面を有してその両側のフランジ2bが外板3に溶接接合され、縦向きの補強材46はハット型の断面を有して横向きの骨2のフランジ2bより背部に嵌り合う切り欠き46bを有して横向きの骨2のフランジ2bに自身のフランジ46aを当ってそのフランジ2bに溶接接合されている構成が好適である。
In particular, the
本発明は鉄道車両の構体構造、それに用いる重ね溶接継手に実用でき、作業面、コスト面、強度面等に有利となる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be practically used for a structure of a railway vehicle and a lap weld joint used therefor, which is advantageous in terms of work, cost, strength, and the like.
1、2 骨
1b、2b フランジ
3 外板
4、5、6 溶接
4a、5a、6a 溶け込み
11 継手板
21、22 重ねレーザ溶接継手
23 非長尺面域
41 側構体
LB レーザビーム
1, 2
Claims (7)
前記非長尺面域内に、レーザビームを、一重を超える渦巻き線を描くように走査しながら連続照射して、渦巻き線状にレーザ溶接することを特徴とする重ねレーザ溶接方法。 A lap laser welding method in which a plurality of plate members overlapping in a non-long surface area in a railway vehicle structure are laser welded so that the penetration to the outermost surface plate penetrates or does not penetrate,
A lap laser welding method characterized by continuously irradiating a laser beam in the non-long surface area while scanning so as to draw a spiral line exceeding a single layer, and performing laser welding in a spiral pattern.
前記非長尺面域内で、レーザビームを、一重を超える渦巻き線を描くように走査しながら連続照射して、渦巻き線状にレーザ溶接してあることを特徴とする重ねレーザ溶接継手。 A lap laser welding joint in which a plurality of plate members overlapping in a non-long surface area in a railway vehicle structure are laser welded so that the penetration to the outermost plate penetrates or does not penetrate,
In the non-long surface area, a laser beam is continuously irradiated while scanning so as to draw a spiral line exceeding a single layer, and laser welding is performed in a spiral shape.
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