JP2011115836A - Method of laser welding metal plated plate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser welding method which dispenses with a special mechanism for forming minute gaps between metal plated plates and which ensures welding quality. <P>SOLUTION: A laser head 13 is prepared that emits a laser beam 18 through a condensing lens 16 to converge the laser beam 18 at the focal position P of the condensing lens 16. Galvanized steel plates 11, 12 are superimposed closely without a gap. Then, the surface of the galvanized steel plate 12 in the superimposed part is irradiated with the laser beam 18 by the laser head 13, so that the steel plate portion in the laser irradiation region 19 is fused to form a welded joint. In this instance, for the purpose of making the irradiation region 19 of the laser beam 18 be the size in which no welding defect is generated in the weld zone by the jetting of zinc gas, the focal position P of the laser beam 18 is shifted upward from the surface of the galvanized steel plate 12. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の金属メッキ板の重ね合わせ部分をレーザー溶接する方法に関する。   The present invention relates to a method for laser welding an overlapped portion of a plurality of metal plated plates.

亜鉛メッキ鋼板は母材金属板である鋼板の表面に防錆用の亜鉛メッキを施した鋼板材であり、自動車の車体の構造材等として多用されている。車体等を形成する場合に、2枚の亜鉛メッキ鋼板を重ね合わせて、その重ね合わせ部分にレーザー光を照射して、鋼板材を溶融、結合させるレーザー溶接法が知られている。   A galvanized steel sheet is a steel sheet material in which the surface of a steel sheet, which is a base metal sheet, is galvanized for rust prevention, and is often used as a structural material for automobile bodies. In the case of forming a vehicle body or the like, a laser welding method is known in which two galvanized steel plates are superposed and the superposed portion is irradiated with laser light to melt and bond the steel plates.

上記レーザー溶接を行うと、亜鉛の沸点(約900℃)が鋼板(鉄)の融点(約1500℃)より低いことに起因して溶接欠陥が発生することが知られている。つまり、レーザー光を前記重ね合わせ部分に照射することにより、鋼板が溶融するが、この時、重ね面の亜鉛がガス化する。そして、亜鉛ガスは溶融した鋼板内を通って外に抜けようとする。その結果、溶融した鋼板の一部が吹き飛ばされたり、一部の亜鉛ガスが鋼板内部に残り、ブローホールと呼ばれる気孔を形成して、溶接強度を劣化させたり、外観が悪くなる。(特許文献1を参照)   When the laser welding is performed, it is known that welding defects occur due to the boiling point of zinc (about 900 ° C.) being lower than the melting point of steel plate (iron) (about 1500 ° C.). That is, by irradiating the overlapped portion with laser light, the steel sheet is melted. At this time, the zinc on the overlapped surface is gasified. And zinc gas tends to escape outside through the molten steel plate. As a result, a part of the molten steel sheet is blown away, or a part of the zinc gas remains inside the steel sheet, forming pores called blow holes, deteriorating the welding strength, and the appearance is deteriorated. (See Patent Document 1)

また、このようなブローホール等の溶接欠陥を防止するために、特許文献2、3には、重ね合わせた金属メッキ板の間に、メッキ金属ガス逃がし用の微小な隙間を形成する方法が開示されている。   In order to prevent such welding defects such as blow holes, Patent Documents 2 and 3 disclose a method of forming a minute gap for plating metal gas escape between stacked metal plating plates. Yes.

特開2009−262187号公報JP 2009-262187 A 特開2001−162387号公報JP 2001-162387 A 特開2007−038269号公報JP 2007-038269 A

しかしながら、上述のように重ね合わせた金属メッキ板間にメッキ金属ガス逃がし用の微小な隙間を形成する方法においては、微小な隙間を形成するための特別な機構を用いる必要があった。このような機構は金属メッキ板を密着して重ね合わせる機構に比べて複雑である。   However, in the method of forming a minute gap for escaping the plating metal gas between the metal plating plates stacked as described above, it is necessary to use a special mechanism for forming the minute gap. Such a mechanism is more complicated than a mechanism in which metal-plated plates are brought into close contact with each other.

そこで、本発明は、微小な隙間を形成するための特別な機構を用いることなく、溶接品質を確保した金属メッキ板のレーザー溶接方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser welding method for a metal plating plate that ensures welding quality without using a special mechanism for forming a minute gap.

本発明は、母材金属板の表面に母材金属板の融点よりも低い沸点を有した金属をメッキしてなる複数の金属メッキ板を重ね合わせて、当該金属メッキ板の重ね合わせ部にレーザー光を照射して複数の該金属メッキ板を溶接する金属メッキ板のレーザー溶接方法において、集光レンズを通してレーザー光を射出し、前記集光レンズの焦点位置にレーザー光を集光させるレーザーヘッドを準備し、前記複数の金属メッキ板を隙間なく密着して重ね合わせる工程と、前記レーザーヘッドにより前記重ね合わせ部分の金属メッキ板の表面にレーザー光を照射することによりレーザー照射領域の母材金属を溶融して、溶接接合を形成する工程と、を有し、前記レーザー光の照射領域が、溶接接合部にメッキ金属ガスの噴出による溶接欠陥が発生しない大きさになるように、前記レーザー光の焦点位置を前記金属メッキ板の表面からずらしたことを特徴とするものである。   The present invention superimposes a plurality of metal plating plates formed by plating a metal having a boiling point lower than the melting point of the base metal plate on the surface of the base metal plate, and lasers the overlapped portion of the metal plating plate. In a laser welding method of a metal plating plate in which a plurality of the metal plating plates are welded by irradiating light, a laser head that emits laser light through a condenser lens and condenses the laser light at a focal position of the condenser lens Preparing and laminating the plurality of metal plated plates in close contact with each other, and irradiating a laser beam on the surface of the metal plated plate in the overlapped portion by the laser head to form a base metal in a laser irradiation region. A step of melting and forming a weld joint, and the irradiation region of the laser beam is large enough to prevent a weld defect caused by ejection of a plating metal gas at the weld joint. So that is, it is characterized in that shifting the focal position of the laser light from the surface of the metal plating plate.

本発明によれば、複数の金属メッキ板を隙間なく密着して重ね合わせた状態でレーザー照射しているので、金属メッキ板を固定する治具の機構を簡単にできる。   According to the present invention, since the laser irradiation is performed in a state where a plurality of metal plating plates are closely adhered and overlapped without gaps, a mechanism of a jig for fixing the metal plating plates can be simplified.

そして、本発明によれば、レーザー照射領域の面積がある程度大きくなるようにレーザー光をデフォーカスして照射しているので、レーザー照射領域における母材金属を溶融して形成される溶融池の面積も大きくなり、この溶融池を通してメッキ金属ガスを低い圧力で安定して外部に逃がすことができる。これにより、メッキ金属ガスにより溶融金属の吹き飛びや、ブローホール等の溶接欠陥を防止することができる。   And according to the present invention, since the laser beam is defocused and irradiated so that the area of the laser irradiation region is increased to some extent, the area of the molten pool formed by melting the base metal in the laser irradiation region The plating metal gas can be released to the outside stably at a low pressure through the molten pool. Thereby, it is possible to prevent the molten metal from being blown out by the plating metal gas and welding defects such as blow holes.

本発明によれば、金属メッキ板を隙間なく密着させた状態でレーザー光照射を行うので、金属メッキ板の間に微小な隙間を形成するための特別な機構が不要となり、しかも溶接品質を確保することができる。   According to the present invention, the laser beam irradiation is performed in a state where the metal plated plates are in close contact with each other, so that a special mechanism for forming a minute gap between the metal plated plates is not required, and the welding quality is ensured. Can do.

本発明の実施形態のレーザー加工装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the laser processing apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のレーザー溶接方法により形成された円形状の溶接部分を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the circular welding part formed by the laser welding method of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のレーザー溶接方法を説明する亜鉛メッキ鋼板の重ね合わせ部の断面図である。It is sectional drawing of the overlapping part of the galvanized steel plate explaining the laser welding method of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のレーザー加工装置の他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the laser processing apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のレーザー溶接方法により形成されたライン状の溶接部分を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the line-shaped welding part formed by the laser welding method of embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について説明する。先ず、レーザー加工装置の構成を図1に基づいて説明する。図示のように、レーザー加工テーブル10上に、2枚の亜鉛メッキ鋼板11,12を重ね合わせた状態で載置する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. First, the configuration of the laser processing apparatus will be described with reference to FIG. As shown in the drawing, two galvanized steel plates 11 and 12 are placed on the laser processing table 10 in an overlapped state.

亜鉛メッキ鋼板11,12が載置されたレーザー加工テーブル10の上方には、レーザーヘッド13が配置され、このレーザーヘッド13に光ファイバー14を介してファイバーレーザー発振器17によって発生されたレーザー光レーザービーム18が出力されるように構成されている。ファイバーレーザー発振器17の代わりに、YAGレーザー発振器、COレーザー発振器等の他の種類のレーザー発振器を用いてもよい。 A laser head 13 is arranged above the laser processing table 10 on which the galvanized steel plates 11 and 12 are placed. A laser beam 18 generated by a fiber laser oscillator 17 via an optical fiber 14 is placed on the laser head 13. Is output. Instead of the fiber laser oscillator 17, another type of laser oscillator such as a YAG laser oscillator or a CO 2 laser oscillator may be used.

レーザーヘッド13には、コリメーションレンズ15と集光レンズ16が収納されている。ファイバーレーザー発振器17からのレーザー光18は、先ず、コリメーションレンズ15によって一旦平行光線に変換され、その平行光線が集光レンズ16を通して射出され、所定の焦点位置Pに集光される。   The laser head 13 houses a collimation lens 15 and a condenser lens 16. The laser light 18 from the fiber laser oscillator 17 is first converted into parallel rays by the collimation lens 15, and the parallel rays are emitted through the condenser lens 16 and condensed at a predetermined focal position P.

また、レーザーヘッド13は、例えば、レーザー加工ロボットのような移動手段によって、上方の亜鉛メッキ鋼板12の面内のX方向及びY方向、亜鉛メッキ鋼板12の表面に垂直なZ方向に移動自在に構成されている。さらに、レーザーヘッド13から射出されるレーザー光18のZ方向に対する角度は調整可能に構成されており、例えば、前記角度が±15°の範囲で調整できるように、レーザーヘッド13をその回転軸を中心に回転可能に構成しても良い。   Further, the laser head 13 can be moved in the X and Y directions within the surface of the upper galvanized steel sheet 12 and in the Z direction perpendicular to the surface of the galvanized steel sheet 12 by moving means such as a laser processing robot. It is configured. Further, the angle of the laser beam 18 emitted from the laser head 13 with respect to the Z direction is configured to be adjustable. For example, the rotation axis of the laser head 13 is adjusted so that the angle can be adjusted within a range of ± 15 °. You may comprise so that rotation is possible at the center.

従って、レーザーヘッド13をZ方向に移動させることにより、レーザーヘッド13から射出されるレーザー光18の焦点位置PをZ方向に移動させ、照射領域19(亜鉛メッキ鋼板12に垂直な方向からみて円形の領域になる)の面積を変えることができる。レーザー光18のエネルギー密度は照射領域19の単位面積当たりのエネルギーであり、ファイバーレーザー発振器17の出力が一定であれば、レーザー光18のエネルギー密度は照射領域19の面積に反比例することになる。   Therefore, by moving the laser head 13 in the Z direction, the focal position P of the laser beam 18 emitted from the laser head 13 is moved in the Z direction, and the irradiation area 19 (circular when viewed from the direction perpendicular to the galvanized steel sheet 12) is obtained. Can be changed. The energy density of the laser beam 18 is the energy per unit area of the irradiation region 19. If the output of the fiber laser oscillator 17 is constant, the energy density of the laser beam 18 is inversely proportional to the area of the irradiation region 19.

以下、本実施形態による亜鉛メッキ鋼板のレーザー溶接法について説明する。先ず、図1に示すように、レーザー加工テーブル10上に2枚の亜鉛メッキ鋼板11,12を重ね合わせた状態で載置する。この場合、亜鉛メッキ鋼板11,12を上下方向から固定治具で押さえて、亜鉛メッキ鋼板11,12の重ね合わせ部を隙間の無い密着状態にする。この場合、亜鉛メッキ鋼板11が下板、亜鉛メッキ鋼板12が上板になっている。   Hereinafter, the laser welding method of the galvanized steel sheet according to the present embodiment will be described. First, as shown in FIG. 1, two galvanized steel plates 11 and 12 are placed on a laser processing table 10 in a state of being overlaid. In this case, the galvanized steel plates 11 and 12 are pressed by a fixing jig from above and below, so that the overlapping portions of the galvanized steel plates 11 and 12 are brought into close contact with no gap. In this case, the galvanized steel plate 11 is a lower plate and the galvanized steel plate 12 is an upper plate.

次に、レーザー加工ロボットにより、レーザーヘッド13をX、Y、Z方向に移動させ、亜鉛メッキ鋼板11,12の重ね合わせ部上に位置させる。そして、重ね合わせ部分の亜鉛メッキ鋼板12の表面から内部に向けてレーザー光18を所定時間照射することにより、レーザー光18の照射領域19の亜鉛メッキ鋼板11,12の鋼材部分を加熱溶融し、その後自然冷却することにより図2に示すような円形状の溶接接合部20を形成する。   Next, the laser head 13 is moved in the X, Y, and Z directions by the laser processing robot and is positioned on the overlapping portion of the galvanized steel plates 11 and 12. And, by irradiating the laser beam 18 from the surface of the galvanized steel sheet 12 of the overlapping portion toward the inside for a predetermined time, the steel material portions of the galvanized steel sheets 11 and 12 in the irradiation region 19 of the laser beam 18 are heated and melted, Thereafter, natural cooling is performed to form a circular welded joint 20 as shown in FIG.

この時、図1及び図3に示すように、レーザー光18の照射領域19は、溶接接合部20に亜鉛ガスの噴出による溶接欠陥が発生しない大きさになるように、レーザー光の焦点位置Pを亜鉛メッキ鋼板12の表面から上方にずらしている。即ち、レーザー光を照射面(亜鉛メッキ鋼板12の表面)からデフォーカスさせることにより、照射領域19の面積を大きくする。   At this time, as shown in FIGS. 1 and 3, the irradiation region 19 of the laser beam 18 has a focal position P of the laser beam so that a welding defect due to zinc gas ejection does not occur in the weld joint 20. Is shifted upward from the surface of the galvanized steel sheet 12. That is, the area of the irradiation region 19 is increased by defocusing the laser beam from the irradiation surface (the surface of the galvanized steel sheet 12).

これにより、図3に示すように、亜鉛メッキ鋼板11,12の鋼材部分が溶融することにより形成される溶融池23の平面的な面積がある程度大きくなる。レーザー光18の照射による加熱により、照射領域19及びその周辺の亜鉛メッキ鋼板11,12の密着表面の亜鉛ガス発生領域21から、メッキされた亜鉛が気化して亜鉛ガス22が発生する。すると、亜鉛ガス発生領域21から発生された亜鉛ガス22は、大きな溶融池23を通して低い圧力で外部に逃げる。これにより、亜鉛ガス22による溶融鋼材の吹き飛びや、ブローホール等の溶接欠陥を防止することができる。   Thereby, as shown in FIG. 3, the planar area of the molten pool 23 formed when the steel material part of the galvanized steel plates 11 and 12 melts increases to some extent. By heating by the irradiation of the laser beam 18, the plated zinc is vaporized and the zinc gas 22 is generated from the irradiation region 19 and the zinc gas generation region 21 on the contact surface of the galvanized steel plates 11 and 12 in the vicinity thereof. Then, the zinc gas 22 generated from the zinc gas generation region 21 escapes to the outside through a large molten pool 23 with a low pressure. Thereby, it is possible to prevent the molten steel material from being blown off by the zinc gas 22 and welding defects such as blow holes.

また、本実施形態によれば、1回のレーザー照射により短時間で溶接を行うことができるので生産性が高いという利点もある。   Moreover, according to this embodiment, since it can weld in a short time by one laser irradiation, there also exists an advantage that productivity is high.

本発明者は、図1のレーザー加工装置を用いて本発明の効果を実証するための実験を行った。この場合、亜鉛メッキ鋼板11,12は前述のように隙間なく密着された状態でレーザー光18の照射が行われた。また、レーザーヘッド13はレーザー光18の照射の間、亜鉛メッキ鋼板11,12に対して静止させた。その実験結果を表1に示す。   The inventor conducted an experiment for demonstrating the effect of the present invention using the laser processing apparatus of FIG. In this case, the galvanized steel plates 11 and 12 were irradiated with the laser beam 18 in a state of being in close contact with each other as described above. The laser head 13 was kept stationary with respect to the galvanized steel plates 11 and 12 during the irradiation of the laser beam 18. The experimental results are shown in Table 1.

Figure 2011115836
先ず、2枚の亜鉛メッキ鋼板11,12の厚さが各0.7mmの場合、レーザー光18の照射領域19のスポット口径を6〜8mmとし、0.5秒間のレーザー照射を行った。レーザー光出力は3kWキロワットであった。
Figure 2011115836
First, when the thickness of the two galvanized steel sheets 11 and 12 was 0.7 mm, the spot diameter of the irradiation region 19 of the laser beam 18 was set to 6 to 8 mm, and laser irradiation was performed for 0.5 seconds. The laser light output was 3 kW kilowatts.

また、亜鉛メッキ鋼板11,12の厚さが各1.2mmと比較的厚い場合には、
レーザー照射時間を0.8秒と少し長くし、レーザー光18の出力電力も4kWと高く設定したが、レーザー光の照射領域19のスポット口径は6〜8mmとした。これらの実験によると、溶融鋼材の吹き飛びや、ブローホール等の溶接欠陥はなく、溶接品質は良好であった。
In addition, when the thickness of the galvanized steel plates 11 and 12 is relatively thick at 1.2 mm each,
The laser irradiation time was set a little longer to 0.8 seconds and the output power of the laser beam 18 was set to 4 kW, but the spot diameter of the laser beam irradiation region 19 was set to 6 to 8 mm. According to these experiments, there was no welding defects such as blown molten steel and blowholes, and the welding quality was good.

これに対して、通常のレーザー溶接の条件従来技術、つまり、スポット口径が0.5〜1.0mm程度の場合には、溶融鋼材の吹き飛びや、ブローホール等の溶接欠陥が発生し、溶接品質は不良であった。   On the other hand, conventional laser welding conditions Conventional technology, that is, when the spot diameter is about 0.5 to 1.0 mm, blown molten steel or weld defects such as blow holes occur, resulting in welding quality. Was bad.

即ち、従来技術では亜鉛メッキ鋼板11,12を密着させた場合には、溶接欠陥を防止することは困難であった。これは、レーザー光18の照射領域19の面積が小さいと、溶融池23の面積も小さくなり、溶融池23を通して逃げようとする亜鉛ガス22の溶融池23内における圧力が高くなるためである。   That is, in the prior art, when the galvanized steel plates 11 and 12 are brought into close contact with each other, it is difficult to prevent welding defects. This is because if the area of the irradiation region 19 of the laser beam 18 is small, the area of the molten pool 23 also decreases, and the pressure in the molten pool 23 of the zinc gas 22 trying to escape through the molten pool 23 increases.

これに対して、本発明者は、レーザー光18の焦点位置Pを意図的に亜鉛メッキ鋼板12の表面からずらしてレーザー光18の照射領域19を大きくすることにより、溶接欠陥を防止できることを見出した。これは、溶融池23の平面的な面積を大きくすることにより、亜鉛ガス22の溶融池23内の圧力が低くなるからである。   In contrast, the present inventor has found that welding defects can be prevented by intentionally shifting the focal position P of the laser beam 18 from the surface of the galvanized steel sheet 12 to increase the irradiation region 19 of the laser beam 18. It was. This is because the pressure in the molten pool 23 of the zinc gas 22 is lowered by increasing the planar area of the molten pool 23.

この場合、溶接欠陥を防止するためにレーザー光18の焦点位置Pをどの程度ずらすかについては、亜鉛メッキ鋼板11,12の厚さ、レーザー光18の出力電力、照射時間等の諸条件によって異なるが、先ず、諸条件の下で、亜鉛メッキ鋼板11、12のテストサンプルを用いて、レーザー光18の焦点位置P(レーザー光18の照射領域19を大きさ)を実験的に決定し、その後、その決定されたレーザー光18の焦点位置P(レーザー光18の照射領域19を大きさ)の下で、本番の亜鉛メッキ鋼板11,12のレーザー溶接を行うことが好ましい。   In this case, how much the focal position P of the laser beam 18 is shifted in order to prevent welding defects depends on various conditions such as the thickness of the galvanized steel plates 11 and 12, the output power of the laser beam 18, and the irradiation time. First, under various conditions, the focal position P of the laser beam 18 (the size of the irradiation region 19 of the laser beam 18) is experimentally determined using test samples of the galvanized steel plates 11 and 12, and then The laser welding of the actual galvanized steel sheets 11 and 12 is preferably performed under the determined focal position P of the laser beam 18 (the irradiation area 19 of the laser beam 18 is large).

上述の実施形態では、レーザーヘッド13をZ方向に上昇させた位置で固定することにより、レーザー光18の焦点位置Pを亜鉛メッキ鋼板12の表面から上方にずらしているが、これにより、レーザーヘッド13と亜鉛メッキ鋼板12の固定治具との干渉を防止することができるという副次的な効果が得られる。   In the embodiment described above, the focal position P of the laser beam 18 is shifted upward from the surface of the galvanized steel sheet 12 by fixing the laser head 13 at a position raised in the Z direction. As a result, the secondary effect of preventing interference between the fixing jig 13 and the fixing jig of the galvanized steel sheet 12 can be obtained.

このような干渉のおそれがない場合は、図4に示すように、レーザーヘッド13を亜鉛メッキ鋼板12の表面に近接させることにより、レーザー光18をデフォーカスさせても良い。つまり、レーザー光18の焦点位置Pは、亜鉛メッキ鋼板12の表面から下方にずらされる。この構成においても、レーザー光18の照射領域19の面積を大きくすることができるので、上述の実施形態と同様に、溶接欠陥の防止効果が得られる。   When there is no possibility of such interference, the laser beam 18 may be defocused by bringing the laser head 13 close to the surface of the galvanized steel sheet 12 as shown in FIG. That is, the focal position P of the laser beam 18 is shifted downward from the surface of the galvanized steel sheet 12. Also in this configuration, since the area of the irradiation region 19 of the laser beam 18 can be increased, the effect of preventing welding defects can be obtained as in the above-described embodiment.

また、上述の実施形態では、レーザーヘッド13はレーザー光18の照射の間、亜鉛メッキ鋼板11,12に対して静止させて、円形状の溶接接合部20を形成しているが、レーザーヘッド13をX方向又はY方向に移動させることにより、デフォーカスした照射領域19を移動させて、ライン状の溶接接合部24を形成することもできる。   In the above-described embodiment, the laser head 13 is stationary with respect to the galvanized steel plates 11 and 12 to form the circular weld joint 20 during the irradiation of the laser beam 18. By moving X in the X direction or the Y direction, the defocused irradiation region 19 can be moved to form the line-shaped weld joint 24.

照射領域19は、図5では亜鉛メッキ鋼板11,12の重ね合わせ部に設定されているが、重ね合わされた亜鉛メッキ鋼板11,12の境界部に設定しても良い。本発明者の実験によれば、溶接欠陥を防止するために、レーザー光18の照射領域19の移動速度は、1.4m/分と通常のレーザー溶接の5m/分程度に比して小さくする必要があった。この場合についても、前述と同様に、事前に亜鉛メッキ鋼板11,12のテストサンプルを用いて、移動速度等の条件出しをしておくことが好ましい。   Although the irradiation region 19 is set in the overlap portion of the galvanized steel plates 11 and 12 in FIG. 5, it may be set in a boundary portion of the overlapped galvanized steel plates 11 and 12. According to the inventor's experiment, in order to prevent welding defects, the moving speed of the irradiation region 19 of the laser beam 18 is 1.4 m / min, which is lower than that of the normal laser welding of about 5 m / min. There was a need. Also in this case, as described above, it is preferable to set conditions such as the moving speed in advance using test samples of the galvanized steel plates 11 and 12.

また、上記実施形態においては、2枚の亜鉛メッキ鋼板11,12を重ね合わせた状態でレーザー溶接を行っているが、本発明は、3枚以上の亜鉛メッキ鋼板を重ね合わせた状態でレーザー溶接を行う場合にも適用することができる。このような場合でも大きな溶融池を形成することで亜鉛ガス22の圧力を下げることができるからである。   Moreover, in the said embodiment, although laser welding is performed in the state which piled up the two galvanized steel plates 11 and 12, this invention is laser welding in the state which piled up three or more galvanized steel plates. It can also be applied to the case where This is because the pressure of the zinc gas 22 can be lowered by forming a large molten pool even in such a case.

さらに、本発明のレーザー溶接の対象となる金属メッキ板は、亜鉛メッキ鋼板に限らず、鋼板の表面に、鋼板の融点よりも低い沸点を有した金属、例えば、アルミニウム、或いは錫をメッキしてなる金属メッキ板であってもよい。また、母材金属板の材料も鉄に限定されることはなく、例えば、鉄と他の元素との合金でもよい。   Furthermore, the metal plating plate to be laser welded according to the present invention is not limited to a galvanized steel plate, but a metal having a boiling point lower than the melting point of the steel plate, such as aluminum or tin, is plated on the surface of the steel plate. The metal plating board which becomes may be sufficient. Further, the material of the base metal plate is not limited to iron, and may be, for example, an alloy of iron and other elements.

10・・・レーザー加工テーブル 11・・・亜鉛メッキ鋼板
12・・・亜鉛メッキ鋼板 13・・・レーザーヘッド
14・・・光ファイバー 15・・・コリメーションレンズ
16・・・集光レンズ 17・・・ファイバーレーザー発振器
18・・・レーザー光 19・・・レーザー光照射領域
20・・・円形状の溶接接合部 21・・・亜鉛ガス発生領域
23・・・溶融池 22・・・亜鉛ガス
24・・・ライン状の溶接接合部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser processing table 11 ... Galvanized steel plate 12 ... Galvanized steel plate 13 ... Laser head 14 ... Optical fiber 15 ... Collimation lens 16 ... Condensing lens 17 ... Fiber Laser oscillator 18... Laser beam 19... Laser beam irradiation area 20... Circular weld joint 21... Zinc gas generation area 23. Line-shaped weld joint

Claims (4)

母材金属板の表面に母材金属板の融点よりも低い沸点を有した金属をメッキしてなる複数の金属メッキ板を重ね合わせて、当該金属メッキ板の重ね合わせ部にレーザー光を照射して複数の該金属メッキ板を溶接する金属メッキ板のレーザー溶接方法において、
集光レンズを通してレーザー光を射出し、前記集光レンズの焦点位置にレーザー光を集光させるレーザーヘッドを準備し、
前記複数の金属メッキ板を隙間なく密着して重ね合わせる工程と、
前記レーザーヘッドにより前記重ね合わせ部分の金属メッキ板の表面にレーザー光を照射することにより、レーザー光の照射領域の母材金属板を溶融して溶接接合部を形成する工程と、を有し、
前記レーザー光の照射領域が、溶接接合部にメッキ金属ガスの噴出による溶接欠陥が発生しない大きさになるように、前記レーザー光の焦点位置を前記金属メッキ板の表面からずらしたことを特徴とする金属メッキ板のレーザー溶接方法。
A plurality of metal plating plates formed by plating a metal having a boiling point lower than the melting point of the base metal plate are superposed on the surface of the base metal plate, and a laser beam is irradiated to the overlap portion of the metal plating plate. In the laser welding method of the metal plating plate for welding a plurality of the metal plating plates,
Prepare a laser head that emits laser light through a condenser lens and collects the laser light at the focal position of the condenser lens.
A step of closely adhering the plurality of metal plated plates without gaps; and
Irradiating a laser beam on the surface of the metal plating plate of the overlapped portion by the laser head, thereby melting a base metal plate in a laser light irradiation region to form a weld joint,
The laser beam focus position is shifted from the surface of the metal plating plate so that the irradiation region of the laser beam has such a size that a welding defect due to the ejection of plating metal gas does not occur in the weld joint. Laser welding method for metal plated plate.
前記レーザー光の焦点位置を金属メッキ板の表面から上方にずらしたことを特徴とする請求項1に記載の金属メッキ板のレーザー溶接方法。   The laser welding method for a metal plated plate according to claim 1, wherein the focal position of the laser beam is shifted upward from the surface of the metal plated plate. 前記レーザー光を照射している間、前記レーザーヘッドを前記金属メッキ板に対して静止させることを特徴とする請求項1又は2に記載の金属メッキ板のレーザー溶接方法。   3. The method of laser welding a metal plated plate according to claim 1, wherein the laser head is stationary with respect to the metal plated plate while the laser beam is irradiated. 前記母材金属板は鉄鋼であり、前記母材金属板の表面にメッキされた金属は亜鉛又はアルミニウムであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の金属メッキ板のレーザー溶接方法。   4. The metal plated plate according to claim 1, wherein the base metal plate is steel, and the metal plated on the surface of the base metal plate is zinc or aluminum. 5. Laser welding method.
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