JP2013027934A - 鋼板のレーザ溶接方法、およびレーザ溶接装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水が付着した複数の鋼板の端面同士を突き合わせ、突き合わせた鋼板の突き合わせ部分にレーザビームを照射して突き合わせ部分を溶接する鋼板のレーザ溶接方法であって、鋼板の端面を突き合わせに適する形状に形成する切断工程と、切断工程により形成された端面を突き合わせる突き合わせ工程と、突き合わせ部分を加熱し、水を除去する第1の加熱工程と、第1の加熱工程により加熱された前記突き合わせ部分をレーザにより溶接するレーザ溶接工程とを備える鋼板のレーザ溶接方法とする。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係るレーザ溶接装置の斜視図である。
第1の実施形態に係るレーザ溶接装置1では、予熱処理用誘導加熱ヘッド7により加熱された被溶接材100a、100bにレーザ光を照射することによってこの被溶接材100a、100bを溶接する加工ヘッド9を備える構成とした。
図12は、第3の実施形態に係るレーザ溶接装置の斜視図である。
なお、ファイバ状レーザ発振器とは、ダブルクラッドファイバのコアファイバにYb(イッテリビウム)を添加し、このダブルクラッド層に導入されたLD(レーザダイオード)励起光が伝送することで、コアファイバが励起・増幅することによりレーザビームを取り出すモジュールを並列に接続して出力を増加するように構成された公知の発振器である。
<条件>
以下に条件を示す。
・レーザの種類:炭酸ガスレーザ、ファイバレーザ
・レーザの出力:10kW
・鋼板の突き合わせ間隙:0.0mm
・鋼板の板厚:2.2mm、4.0mm
・溶接速度:8.0m/分(板厚2.2mm時)、6.0m/分(板厚4.0mm時)
・突き合わせ部の加熱:誘導加熱にて表裏面の温度を200℃以上に、200℃以上の保持時間1.0秒以上
曲率半径60mmの繰り返し曲げ試験を行い、破断までの回数を比較することにより接合強度を評価した。最大繰り返し数を20回とし、20回の繰り返し曲げをおこなっても破断しなかったものについては接合強度が良好であると判断した。
表1に結果を示す。
2 クランプ(保持手段)
3 溶接キャリッジ
4 炭酸ガスレーザ発振器
4b YAG系レーザ発振器
5 ギロチンシャー
6 整形ロール(整形手段)
7 予熱処理用誘導加熱ヘッド(第1の加熱手段)
8 バックロール
9 加工ヘッド(レーザ溶接手段)
10 後熱処理用誘導加熱ヘッド(第2の加熱手段)
11 加圧ロール(加圧手段)
100a、100b 被溶接材
Claims (14)
- 水が付着した複数の鋼板の端面同士を突き合わせ、突き合わせた前記鋼板の突き合わせ部分にレーザビームを照射して前記突き合わせ部分を溶接する鋼板のレーザ溶接方法であって、
前記鋼板の端面を突き合わせに適する形状に形成する切断工程と、
前記切断工程により形成された前記端面を突き合わせる突き合わせ工程と、
前記突き合わせ部分を加熱し、前記水を除去する第1の加熱工程と、
前記第1の加熱工程により加熱された前記突き合わせ部分をレーザにより溶接するレーザ溶接工程と、を備える鋼板のレーザ溶接方法。 - 前記第1の加熱工程は、前記鋼板の表面に平行に貫通する磁束を発生させるコイルにより加熱することを特徴とする請求項1に記載の鋼板のレーザ溶接方法。
- 前記突き合わせ工程と前記第1の加熱工程との間にさらに、前記突き合わせ部分を板厚の上下方向から押圧することにより前記突き合わせ部分の前記鋼板表裏面を整形する整形工程を備えることを特徴とする請求項1に記載の鋼板のレーザ溶接方法。
- 前記レーザ溶接工程で溶接された前記鋼板の溶接部を加熱する第2の加熱工程と、前記第2の加熱工程により加熱された溶接部を板厚の上下方向から押圧することによって前記溶接部を整形する加圧工程とを備えることを特徴とする請求項1に記載の鋼板のレーザ溶接方法。
- 前記第2の加熱工程は、前記鋼板の表面に平行に貫通する磁束を発生させるコイルにより加熱することを特徴とする請求項4に記載の鋼板のレーザ溶接方法。
- 前記第2の加熱工程による加熱は前記レーザ溶接工程と同時に行うことを特徴とする請求項4に記載の鋼板のレーザ溶接方法。
- 前記第1の加熱工程で、前記突き合わせ部分の加熱により該突き合わせ部分の前記鋼板表裏面の温度がいずれも200℃以上に達することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の鋼板のレーザ溶接方法。
- 鋼板に水を接触させる装置の下流側に配置され、複数の前記鋼板の端面同士を突き合わせ、突き合わせた前記鋼板の突き合わせ部分にレーザビームを照射して前記突き合わせ部分を溶接する鋼板のレーザ溶接装置であって、
前記鋼板の端面を前記突き合わせに適する形状に形成する切断手段と、
前記突き合わせ部分を加熱して前記水を除去する第1の加熱手段と、
前記第1の加熱手段により加熱された前記突き合わせ部分をレーザにより溶接するレーザ溶接手段と、を備える鋼板のレーザ溶接装置。 - 前記第1の加熱手段は、前記鋼板の表面に平行に貫通する磁束を発生させるコイルであることを特徴とする請求項8に記載の鋼板のレーザ溶接装置。
- 前記レーザ溶接手段により前記突き合わせ部分を溶接する前に該突き合わせ部分を板厚の上下方向から押圧することにより前記突き合わせ部分の鋼板表裏面を整形する整形手段を備えることを特徴とする請求項8に記載の鋼板のレーザ溶接装置。
- 前記レーザ溶接手段により溶接された前記鋼板の溶接部を加熱する第2の加熱手段と、該第2の加熱手段により加熱された前記溶接部を板厚の上下方向から押圧することにより、前記溶接部を整形する加圧手段とを備えることを特徴とする請求項8に記載の鋼板のレーザ溶接装置。
- 前記第2の加熱手段は、前記鋼板の表面に平行に貫通する磁束を発生させるコイルであることを特徴とする請求項11に記載の鋼板のレーザ溶接装置。
- 前記整形手段、前記第1の加熱手段、前記レーザ溶接手段、前記第2の加熱手段および前記加圧手段を有する溶接キャリッジを走行可能に設けることを特徴とする請求項11に記載の鋼板のレーザ溶接装置。
- 前記レーザ溶接手段は、並列に配置された複数のファイバ状またはディスク状の結晶体から構成されるレーザビーム発振器と該発振器から放出されるレーザ光を伝送する光ファイバとを備えることを特徴とする請求項8〜13のいずれかに記載の鋼板のレーザ溶接装置。
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