JP2015202506A - 溶接構造物、レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノズル本体5と、ノズル本体5に対し、レーザ溶接によって接合される座屈防止フィン6と、を備え、レーザ溶接前の座屈防止フィン6の端部は、ノズル本体5に対向して設置されると共に、ノズル本体5と座屈防止フィン6との設置状態は、ノズル本体5と座屈防止フィン6との間にギャップGが形成される設置状態を含んでおり、座屈防止フィン6は、ノズル本体5と対向する端部に開先加工される開先部51を有している。
【選択図】図4
Description
5 ノズル本体
6 座屈防止フィン
10 レーザ溶接装置
11 マニピュレータ
12 レーザ照射装置
13 シールドガス供給装置
14 ワイヤ供給装置
15 カメラ
16 制御装置
18 支持フレーム
21 レーザ発振器
22 伝送ケーブル
23 レーザ照射ヘッド
31 シールドガス供給部
32 シールドガス供給ライン
33 シールドガス噴射ノズル
34 シールドカバー
41 ワイヤリール部
42 ワイヤ供給ライン
43 ワイヤノズル
45 溶接ワイヤ
48 支持部材
51 開先部
G ギャップ
P1 表面
P2 裏面
P3 端面
P4 開先面
P5 外周面
P6 表側仮想面
P7 裏側仮想面
E 空間面積
EA 第1空間面積
EB 第2空間面積
EC 第3空間面積
θ1 角度
θ2 角度
Claims (14)
- 被溶接物と、
前記被溶接物に対し、レーザ溶接によって接合されるフィン部材と、を備え、
レーザ溶接前の前記フィン部材の端部は、前記被溶接物に対向して設置されると共に、前記被溶接物と前記フィン部材との設置状態は、前記被溶接物と前記フィン部材との間にギャップが形成される設置状態を含んでおり、
前記フィン部材は、前記被溶接物と対向する前記端部に開先加工される開先部を有していることを特徴とする溶接構造物。 - 前記フィン部材は、表面と、前記表面の反対側に形成される裏面と、前記被溶接物に対向する前記端部の端面と、前記端部に開先加工される前記開先部の開先面と、を有し、
前記被溶接物と前記フィン部材との間に形成される空間面積は、前記レーザ溶接の進行方向に直交する断面において、前記フィン部材と対向する前記被溶接物の溶接対象面と、前記被溶接物の前記溶接対象面と対向する前記端面と、前記開先部の開先面と、前記フィン部材の前記表面に沿って前記被溶接部側に延びる表側仮想面と、前記フィン部材の前記裏面に沿って前記被溶接部側に延びる裏側仮想面と、によって囲まれる面積であり、
前記空間面積が最大となる最大空間面積をEmaxとし、前記空間面積が最小となる最小空間面積をEminとすると、
前記開先部は、(Emax/Emin)≦5を満たすように、開先加工されることを特徴とする請求項1に記載の溶接構造物。 - 前記フィン部材の前記表面と前記裏面とを結ぶ厚さ方向における前記フィン部材の厚さをtとし、前記被溶接物と前記フィン部材とが対向する方向における前記端面からの前記開先部の形成深さをaとすると、
前記開先部は、a≦tを満たすように、開先加工されることを特徴とする請求項2に記載の溶接構造物。 - 前記フィン部材の前記表面と前記裏面とを結ぶ厚さ方向における前記フィン部材の厚さをtとし、前記厚さ方向における前記開先部の前記表面からの形成深さをbとすると、
前記開先部は、b≧t/2を満たすように、開先加工されることを特徴とする請求項2または3に記載の溶接構造物。 - 前記被溶接物は、外周面を有する円錐形状のノズル本体であり、
前記フィン部材は、前記ノズルの前記外周面に沿って配置される円環状の板金部材であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の溶接構造物。 - 前記レーザ溶接において前記開先部に照射されるレーザ光は、前記レーザ光の照射方向と前記被溶接物の溶接対象面とが為す角度が、前記レーザ光の照射方向と前記フィン部材の表面とが為す角度に比して小さくなっていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の溶接構造物。
- 前記レーザ溶接において前記開先部に照射されるレーザ光は、前記フィン部材の表面に沿って前記被溶接物側に延びる表側仮想面上の所定の照射範囲に照射され、
所定の前記照射範囲は、前記レーザ溶接の進行方向に直交する断面において、前記被溶接物と前記フィン部材とが対向する方向における前記表側仮想面の中央から、前記フィン部材側までの範囲となっていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の溶接構造物。 - 前記レーザ溶接に用いられる溶加材は、前記被溶接物と同じ材料を用いることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の溶接構造物。
- 前記レーザ溶接に用いられる溶加材は、前記ギャップが最大となるときに、前記被溶接物と前記フィン部材との間に形成される溶接部が、前記フィン部材の表面と同じ高さとなるように供給されることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の溶接構造物。
- 前記被溶接物と前記フィン部材とのレーザ溶接時において、前記開先部には、レーザ光が照射され、前記開先部を挟んで、前記レーザ光が照射される照射側の反対側には、不活性ガスが充満するバックシールドが形成されることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の溶接構造物。
- 前記レーザ溶接は、貫通溶接となっていることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の溶接構造物。
- 前記レーザ溶接によって前記被溶接物と前記フィン部材との間に形成される溶接部には、前記レーザ溶接において照射されるレーザ光の照射側の反対側から、なめ付け溶接が行われることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の溶接構造物。
- 被溶接物とフィン部材の端部とを対向させ、前記被溶接物と前記フィン部材との間にレーザ光を照射して、前記被溶接物と前記フィン部材とを接合するレーザ溶接方法において、
レーザ溶接前の前記被溶接物と前記フィン部材との設置状態は、前記被溶接物と前記フィン部材との間にギャップが形成される設置状態を含んでおり、
前記フィン部材は、前記被溶接物と対向する前記端部に開先加工される開先部を有していることを特徴とするレーザ溶接方法。 - 被溶接物とフィン部材の端部とを対向させ、前記被溶接物と前記フィン部材との間にレーザ光を照射し、前記被溶接物と前記フィン部材とを接合して、請求項1から12のいずれか1項に記載の溶接構造物を製作することを特徴とするレーザ溶接装置。
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