JP2016196017A - 溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本溶接時の被溶接物の変形を抑制するとともに、本溶接後の仮止め溶接部の剥がれを抑制すること。【解決手段】本発明に係る溶接方法は、重ね合わせた複数の金属板からなる被溶接物に、高エネルギービームを照射して溶接する溶接方法である。被溶接物の溶接箇所４１において、仮想閉曲線に沿って複数の仮止め溶接ナゲット４１ａを形成する工程と、複数の仮止め溶接ナゲット４１ａのそれぞれに重畳させて、複数の本溶接ナゲット４１ｂを形成する工程と、を備えている。【選択図】図５

Description

本発明は溶接方法に関し、特にレーザビーム、電子ビーム、イオンビームなどの高エネルギービームを用いた溶接方法に関する。

重ね合わせた複数の金属板を接合する溶接方法の一つとして、加工歪みが少なく、高速溶接が可能であり、残留熱影響部も少ないなどの利点から、レーザ溶接による溶接方法が広く利用されている。

特許文献１には、重ね合わせた２枚の金属板をレーザ溶接する方法において、ナゲット径／ピッチ≧０．５として、閉曲線に沿って複数のナゲットを形成する技術が開示されている。

特開２００１−０６２５７５号公報

特許文献１では、溶接中に熱歪や残留応力などによる変形が生じるという問題があった。このような溶接時の変形に対しては、仮止め溶接を行った後に、その仮止め溶接部もしくはその近傍において本溶接を行う手法が知られている。

しかしながら、仮止め溶接部に重畳させて本溶接した場合、本溶接中に仮止め溶接部による変形抑制効果が失われ、結局変形が生じてしまう問題があった。一方、仮止め溶接部の近傍を本溶接し、本溶接後も仮止め溶接部を残存させた場合、強度の弱い仮止め溶接部が本溶接後に剥がれる問題があった。仮止め溶接部が剥がれても強度的には問題ないが、剥がれる際に異音が発生する。

本発明は、上記に鑑みなされたものであって、本溶接時の被溶接物の変形を抑制するとともに、本溶接後の仮止め溶接部の剥がれを抑制するものである。

本発明に係る溶接方法は、
重ね合わせた複数の金属板からなる被溶接物に、高エネルギービームを照射して溶接する溶接方法であって、
前記被溶接物の溶接箇所において、仮想閉曲線に沿って複数の仮止め溶接ナゲットを形成する工程と、
前記複数の仮止め溶接ナゲットのそれぞれに重畳させて、複数の本溶接ナゲットを形成する工程と、を備えたものである。

本発明に係る溶接方法では、溶接箇所における仮想閉曲線に沿って複数の仮止め溶接ナゲットが設けられている。そのため、仮止め溶接ナゲットに重畳させて本溶接ナゲットを形成しても、他の仮止め溶接ナゲットや既に形成された本溶接ナゲットにより変形を抑制することができる。また、複数の仮止め溶接ナゲットのそれぞれに重畳させて、複数の本溶接ナゲットを形成する。そのため、仮止め溶接ナゲットは、本溶接後にはそもそも残存しないか、残存したとしても、その残存部分の剥離は重畳して形成された本溶接ナゲットによって抑制される。従って、本溶接時の被溶接物の変形を抑制するとともに、本溶接後の仮止め溶接部の剥がれを抑制することができる。

また、本発明に係る溶接方法では、前記複数の仮止め溶接ナゲットのそれぞれを内包するように、前記複数の本溶接ナゲットを形成することが好ましい。本溶接後に仮止め溶接部が残存しないため、本溶接後の仮止め溶接部の剥がれを略無くすことができる。

また、本発明に係る溶接方法では、前記高エネルギービームとしてレーザビームを用いることが好ましい。

本発明により、本溶接時の被溶接物の変形を抑制するとともに、本溶接後の仮止め溶接部の剥がれを抑制することができる。

第１の実施形態に係る溶接方法を実施するためのレーザ溶接装置の一例を示す側面図である。 レーザ溶接装置の基本的な動作を説明するための平面図である。 レーザ溶接装置の基本的な動作を説明するための断面図である。 第１の実施形態に係る溶接方法を説明するための図である。 第１の実施形態に係る溶接方法を説明するための図である。 溶接箇所４１の拡大平面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 第２の実施形態に係る溶接方法を説明するための図である。 実施例に係る被溶接物１００の平面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（第１の実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、第１の実施形態に係る溶接方法を実施するためのレーザ溶接装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係る溶接方法を実施するためのレーザ溶接装置の一例を示す側面図である。図２は、レーザ溶接装置の基本的な動作を説明するための平面図である。図３は、レーザ溶接装置の基本的な動作を説明するための断面図である。

なお、図１〜図３及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものであるが、図面間において相互に対応している。通常、ｘｙ平面が水平面を構成し、ｚ軸プラス向きが鉛直上向きとなる。

図１に示すように、レーザ溶接装置１は、レーザ発振器１０、走査手段１１、及び駆動源１２を備える。
レーザ発振器１０はレーザビームを生成する。生成されたレーザビームは、光ファイバーケーブル１３を用いて走査手段１１に導かれる。レーザビームには、例えば炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、ファイバーレーザ等を用いることができる。

走査手段１１は、レーザ発振器１０から光ファイバーケーブル１３を介して導かれたレーザビーム１６を図２に示す走査範囲１８内において走査し、被溶接物である金属板３１に照射する。これにより、重ね合わせた２枚の金属板３１、３２に跨る溶接箇所４０が形成される。

走査手段１１は、それぞれ１つの回動軸を中心に回動可能なミラー１４、１５を備えている。例えば、ミラー１４はレーザビーム１６をｘ軸方向に走査し、ミラー１５はレーザビーム１６をｙ軸方向に走査する。ミラー１４、１５は、例えばガルバノミラーを用いて構成することができる。

走査手段１１は、例えばロボットなどの駆動源１２により、任意の方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向）に移動することができる。
なお、図１では、２つのミラー１４、１５から走査手段１１を構成しているが、２軸方向に回動可能な１つのミラーから走査手段１１を構成してもよい。

次に、図２及び図３を参照して、レーザ溶接装置１の基本的な動作について説明する。図２、図３では、被溶接物として２枚の金属板３１、３２を溶接して接合する場合を例示している。なお、図３では被溶接物である２枚の金属板３１、３２が若干離間するように配置されている場合を示しているが、２枚の金属板３１、３２は互いに接するように配置されていてもよい。

図２の平面図に示すように、金属板３１、３２を溶接する際、走査手段１１を矢印で示した溶接方向に移動する。ここで、溶接方向とは、金属板３１、３２を溶接する方向である。換言すると、図３に示す溶接箇所４１、４２が形成される方向である。このとき、レーザビーム１６の走査範囲１８は走査手段１１の移動と共に移動する。なお、走査手段１１は、溶接方向に一定の速度で（つまり連続的に）移動してもよく、また、段階的に（つまり不連続的に）移動してもよい。

また、図３（ａ）に示すように、金属板３１、３２を溶接する際、走査手段１１はレーザビーム１６を溶接箇所４１に照射する。走査手段１１は、溶接方向に移動し続けている。そのため、走査手段１１は、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、レーザビーム１６を走査して、レーザビーム１６が溶接箇所４１に照射されるようにする。なお、走査手段１１の移動速度は、溶接箇所４１の溶接開始から溶接完了までの間に溶接箇所４１が走査手段１１の走査範囲１８内に入るような速度に設定する。

その後、図３（ｄ）に示すように、走査手段１１はレーザビーム１６を次の溶接箇所４２に照射する。このように、レーザ溶接装置１は、駆動源１２により走査手段１１を移動させつつ、走査手段１１でレーザビーム１６を走査して金属板３１、３２の所定の箇所を溶接することができる。上記の溶接方法を用いた場合は、溶接箇所４１、４１（図１における溶接箇所４０）が離散的となる。なお、当然のことながら、被溶接物である複数の金属板の枚数は３枚以上であってもよい。

次に、図４、図５を参照して、本実施形態に係る溶接方法について説明する。図４、図５は、第１の実施形態に係る溶接方法を説明するための図である。本実施形態に係る溶接方法は、上記で説明したレーザ溶接装置１を用いて実施することができる。図４（ａ）〜（ｄ）は、レーザビーム１６が照射される金属板３１の平面図を示している。また、図５（ａ）〜（ｃ）は、図４（ｂ）に示した溶接箇所４１の本溶接工程をさらに細分化したものである。なお、図４では、走査手段１１の走査範囲１８のみを示し、走査手段１１の図示を省略している。また、図５では、溶接箇所４１のみを示している。

本実施形態に係る溶接方法は、レーザ発振器１０から導かれたレーザビーム１６を走査する走査手段１１を移動させながら、走査手段１１で走査されたレーザビーム１６を被溶接物である複数の金属板３１、３２に照射して複数の金属板３１、３２を溶接するレーザ溶接方法である。

図４（ａ）に示すように、まず、溶接箇所４１にレーザビーム１６を照射して仮止め溶接する。具体的には、溶接箇所４１に複数の仮止め溶接ナゲット４１ａを形成する。図の例では、３つの仮止め溶接ナゲット４１ａを形成している。３つの仮止め溶接ナゲット４１ａの形成順序は、どのような順序であってもよい。他の溶接箇所においても、同様である。ここで、仮止め溶接とは、金属板３１、３２が本溶接中に熱歪や残留応力などによって変形することを抑制するための仮の溶接であって、本溶接よりも接合強度の小さい溶接である。
続けて、溶接箇所４２にレーザビーム１６を照射して仮止め溶接する。すなわち、溶接箇所４２に３つの仮止め溶接ナゲット４２ａを形成する。

次に、図４（ｂ）に示すように、溶接箇所４１にレーザビーム１６を照射して本溶接する。具体的には、複数の仮止め溶接ナゲット４１ａのそれぞれに重畳させて、複数の本溶接ナゲット４１ｂを形成する。図の例では、３つの仮止め溶接ナゲット４１ａのそれぞれに重畳させて、３つの本溶接ナゲット４１ｂを形成している。ここで、本溶接とは、金属板３１、３２を互いに強固に接合するための溶接である。例えば、本溶接におけるレーザビーム１６の照射時間は、仮止め溶接におけるレーザビーム１６の照射時間よりも長い。

ここで、図５を参照して、図４（ｂ）に示した溶接箇所４１の本溶接工程をさらに詳細に説明する。
図５（ａ）に示すように、溶接箇所４１を本溶接する際、まず、１つ目の仮止め溶接ナゲット４１ａに重畳させて１つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成する。図の例では、図５（ａ）の溶接箇所４１において下段左側に位置する仮止め溶接ナゲット４１ａに重畳させて、１つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成している。破線で示した１つ目の仮止め溶接ナゲット４１ａによる変形抑制効果は、１つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成する際すなわち本溶接中に失われる。しかしながら、残り２つの仮止め溶接ナゲット４１ａによって、１つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成する際に、変形を抑制することができる。

次に、図５（ｂ）に示すように、２つ目の仮止め溶接ナゲット４１ａに重畳させて２つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成する。図の例では、図５（ｂ）の溶接箇所４１において下段右側に位置する仮止め溶接ナゲット４１ａに重畳させて、２つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成している。破線で示した２つ目の仮止め溶接ナゲット４１ａによる変形抑制効果は、２つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成する際すなわち本溶接中に失われる。しかしながら、残り１つの仮止め溶接ナゲット４１ａと１つ目の本溶接ナゲット４１ｂとによって、２つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成する際にも、変形を抑制することができる。被溶接物である金属板３１、３１の伝熱性がアルミニウム合金板のように高い場合、１つ目の本溶接ナゲット４１ｂが素早く凝固するため、１つ目の本溶接ナゲット４１ｂによる変形抑制効果が高くなる。

次に、図５（ｃ）に示すように、３つ目の仮止め溶接ナゲット４１ａに重畳させて３つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成する。図の例では、図５（ｂ）の溶接箇所４１において上段に位置する仮止め溶接ナゲット４１ａに重畳させて、３つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成している。破線で示した３つ目の仮止め溶接ナゲット４１ａによる変形抑制効果は、３つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成する際すなわち本溶接中に失われる。しかしながら、１つ目及び２つ目の本溶接ナゲット４１ｂによって、３つ目の本溶接ナゲット４１ｂを形成する際にも、変形を抑制することができる。
なお、３つの本溶接ナゲット４１ｂの形成順序は、どのような順序であってもよい。

上述のように、溶接箇所４１における仮想閉曲線に沿って複数の仮止め溶接ナゲット４１ａが設けられている。そのため、１つの溶接ナゲット４１ａに重畳させて本溶接ナゲット４１ｂを形成しても、他の仮止め溶接ナゲット４１ａや既に形成された本溶接ナゲット４１ｂにより変形を抑制することができる。

また、複数の仮止め溶接ナゲット４１ａのそれぞれに重畳させて、複数の本溶接ナゲット４１ｂを形成する。ここで、図５に示すように、各本溶接ナゲット４１ｂが各仮止め溶接ナゲット４１ａを内包する場合、仮止め溶接ナゲット４１ａは、本溶接後に残存しない。そのため、本溶接後の仮止め溶接部の剥がれは、そもそも生じない。

他方、仮止め溶接ナゲット４１ａの一部が、重畳して形成された本溶接ナゲット４１ｂからはみ出して残存する場合にも、その残存部分の剥離は重畳して形成された本溶接ナゲット４１ｂによって抑制される。なお、仮止め溶接ナゲット４１ａの中心を通る閉曲線を、本溶接ナゲット４１ｂの中心を通る閉曲線の内側にすることで、本溶接後の仮止め溶接部の剥がれをさらに抑制することできる。
このように、本実施形態に係る溶接方法では、本溶接時の被溶接物の変形を抑制するとともに、本溶接後の仮止め溶接部の剥がれを抑制することができる。

図４に戻って、本実施形態に係る溶接方法の説明を続ける。
次に、図４（ｃ）に示すように、溶接箇所４３にレーザビーム１６を照射して仮止め溶接する。すなわち、溶接箇所４３に３つの仮止め溶接ナゲット４３ａを形成する。
その後、図４（ｄ）に示すように、走査手段１１は溶接箇所４２にレーザビーム１６を照射して本溶接する。すなわち、３つの仮止め溶接ナゲット４２ａのそれぞれに重畳させて、３つの本溶接ナゲット４２ｂを形成する。
以降、同様の動作を繰り返すことで、金属板３１、３２を溶接することができる。

ここで、図６、図７を参照して、複数の仮止め溶接ナゲット４１ａのそれぞれに重畳させて形成した複数の本溶接ナゲット４１ｂからなる溶接箇所４１の詳細な構成について説明する。図６は、溶接箇所４１の拡大平面図である。また、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

図６に示すように、本実施形態に係る溶接方法では、溶接箇所４１を示す二点鎖線で示された仮想閉曲線に沿って、複数の仮止め溶接ナゲット４１ａを形成した後、各仮止め溶接ナゲット４１ａに重畳させて複数の本溶接ナゲット４１ｂを形成する。

図６の例は、直径Ｄの円形状の仮想曲線（すなわち溶接箇所４１）に沿って、直径Ｄａの円形状の仮止め溶接ナゲット４１ａを等間隔に３つ形成した後、各仮止め溶接ナゲット４１ａに重畳させて直径Ｄｂの円形状の本溶接ナゲット４１ｂを３つ形成したものである。本溶接ナゲット４１ｂを形成した後には、仮止め溶接ナゲット４１ａは残存しない。そのため、仮止め溶接ナゲット４１ａを破線で示している。

なお、仮止め溶接ナゲット４１ａ及び本溶接ナゲット４１ｂの個数は、任意である。また、本溶接ナゲット４１ｂと仮止め溶接ナゲット４１ａとは同数である必要はなく、仮止め溶接ナゲット４１ａよりも本溶接ナゲット４１ｂの方が多くてもよい。すなわち、本溶接ナゲット４１ｂを形成する全ての位置に、必ず仮止め溶接ナゲット４１ａを形成しなければならない訳ではない。

また、仮止め溶接ナゲット４１ａ及び本溶接ナゲット４１ｂの形状は、円形に限られず、例えば楕円形状であってもよいし、多角形形状であってもよい。
さらに、仮止め溶接ナゲット４１ａ及び本溶接ナゲット４１ｂが配置される仮想閉曲線（図６において溶接箇所４１を示す二点鎖線で示された仮想閉曲線）は、円形に限られず、楕円や任意の曲線あるいは多角形であってもよい。

また、図６に示すように、仮止め溶接ナゲット４１ａの径（例えば直径）Ｄａは、通常、本溶接ナゲット４１ｂの径（例えば直径）Ｄｂよりも小さいが、それ以上であってもよい。ここで、仮止め溶接ナゲット４１ａの径Ｄａが小さい程、仮止め溶接ナゲット４１ａを形成する際の熱歪を小さくすることができる。また、仮止め溶接時間が短くて済み、生産効率及びエネルギー効率は向上する。一方、本溶接時の変形抑制効果は低下する。

なお、仮止め溶接ナゲット４１ａの径Ｄａが、本溶接ナゲット４１ｂの径Ｄｂよりも大きい場合、仮止め溶接ナゲット４１ａの一部が、重畳して形成された本溶接ナゲット４１ｂからはみ出して残存することになる。そのような場合にも、その残存部分の剥がれは、重畳して形成された本溶接ナゲット４１ｂによって抑制される。

剥離強度等の強度特性上、互いに隣り合う本溶接ナゲット４１ｂ間の距離すなわちピッチｐに対する本溶接ナゲット４１ｂの径Ｄｂが、１／２＜Ｄｂ／ｐ≦１を満たすように配置されることが好ましい。本溶接ナゲット４１ｂの径Ｄｂは、本溶接ナゲット４１ｂが円形状である場合は、直径である。一方、本溶接ナゲット４１ｂが楕円形状である場合には、例えば長軸長さであってもよいし、長軸長さと短軸長さの平均値であってもよい。

Ｄｂ／ｐ≦１／２の場合、ピッチｐに対して本溶接ナゲット４１ｂの径Ｄｂが小さく、各本溶接ナゲット４１ｂが離れている。そのため、複数の本溶接ナゲット４１ｂが、強度特性上、相互に影響を及ぼさず、各本溶接ナゲット４１ｂの単独の強度を超える荷重が加わると、各本溶接ナゲット４１ｂが個別に破断する。そのため、直径（Ｄ＋Ｄｂ）の円４１ｃに囲まれた１つのナゲットよりも強度特性に劣る。

また、１＜Ｄｂ／ｐの場合、ピッチｐに対して本溶接ナゲット４１ｂの径Ｄｂが大き過ぎ、隣り合う本溶接ナゲット４１ｂの径Ｄｂ同士が重なってしまう。そのため、複数の本溶接ナゲット４１ｂが一体となって溶融部と母材の境界に沿って一度に破断する。すなわち、直径（Ｄ＋Ｄｂ）の円４１ｃに囲まれた１つのナゲットと、同等の強度特性となる。

一方、１／２＜Ｄｂ／ｐ≦１の場合、隣り合う本溶接ナゲット４１ｂが適度に離間している。すなわち、隣り合う本溶接ナゲット４１ｂ間に母材（金属板３１、３２）が存在しているため、本溶接ナゲット４１ｂが一体となって一度に破断することが抑制される。それとともに、本溶接ナゲット４１ｂが個々に破断することも抑制される。そのため、直径（Ｄ＋Ｄｂ）の円４１ｃに囲まれた１つのナゲットを上回る強度特性が得られる。

また、図４に示したように、ある溶接箇所を本溶接する際、その両側に位置する溶接箇所が拘束された状態で本溶接することが好ましい。具体的には、例えば溶接箇所４２を本溶接する際、図４（ｃ）に示すように、走査範囲１８内で溶接方向下流側に位置する溶接箇所４３を先に仮止め溶接しておくことが好ましい。このように両側に位置する溶接箇所が拘束された状態で、その溶接箇所を本溶接することにより、本溶接する際に金属板３１、３２が変形したり位置ずれしたりすることをより効果的に抑制することができる。

また、図４に示したように、走査手段１１を移動させながら走査範囲１８内において仮止め溶接と本溶接とを実施することが好ましい。金属板３１、３２を溶接する際に走査手段１１が溶接ルートを通過する回数が１回になり、生産性が向上する。

なお、走査手段１１が溶接ルートを通過する回数が２回になり、生産性には劣るが、全ての溶接箇所（溶接箇所４１、４２など）において仮止め溶接ナゲット（仮止め溶接ナゲット４１ａ、４２ａなど）を形成した後、本溶接ナゲット（本溶接ナゲット４１ｂ、４２ｂなど）を順次形成してもよい。

以上に説明した通り、本実施形態に係る溶接方法では、溶接箇所における仮想閉曲線に沿って複数の仮止め溶接ナゲットが設けられている。そのため、仮止め溶接ナゲットに重畳させて本溶接ナゲットを形成しても、他の仮止め溶接ナゲットや既に形成された本溶接ナゲットにより変形を抑制することができる。
また、複数の仮止め溶接ナゲットのそれぞれに重畳させて、複数の本溶接ナゲットを形成する。そのため、仮止め溶接ナゲットは、本溶接後にはそもそも残存しないか、残存したとしても、その残存部分の剥離は重畳して形成された本溶接ナゲットによって抑制される。
従って、本溶接時の被溶接物の変形を抑制するとともに、本溶接後の仮止め溶接部の剥がれを抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、図８を参照して、第２の実施形態に係る溶接方法について説明する。
第１の実施形態では、図４に示すように、本溶接する溶接箇所を基準として溶接方向下流側を１箇所仮止め溶接しながら被溶接物を溶接している。これに対し、第２の実施形態では、図８に示すように、本溶接する溶接箇所を基準として溶接方向下流側を２箇所仮止め溶接しながら被溶接物を溶接する場合について説明する。

図８（ａ）に示すように、溶接箇所４１、４２、４３のそれぞれにレーザビーム１６を照射して仮止め溶接する。すなわち、溶接箇所４１、４２、４３のそれぞれに、仮止め溶接ナゲット４１ａ、４２ａ、４３ａを３つずつ形成する。なお、溶接箇所４１、４２、４３を仮止め溶接する順番は、特に限定されず、どのような順番であってもよい。

次に、図８（ｂ）に示すように、溶接箇所４１にレーザビーム１６を照射して本溶接する。すなわち、３つの仮止め溶接ナゲット４１ａのそれぞれに重畳させて、３つの本溶接ナゲット４１ｂを形成する。

次に、図８（ｃ）に示すように、溶接箇所４４にレーザビーム１６を照射して仮止め溶接する。すなわち、溶接箇所４４に３つの仮止め溶接ナゲット４４ａを形成する。
その後、図８（ｄ）に示すように、溶接箇所４２にレーザビーム１６を照射して本溶接する。すなわち、３つの仮止め溶接ナゲット４２ａのそれぞれに重畳させて、３つの本溶接ナゲット４２ｂを形成する。
以降、同様の動作を繰り返すことで、金属板３１、３２を溶接することができる。

図８に示した本実施形態に係る溶接方法では、本溶接する箇所を基準として溶接方向の下流側の２箇所を仮止め溶接している。そのため、図４に示した第１の実施形態に係る溶接方法よりも、金属板３１、３２の変形や位置ずれをさらに効果的に抑制することができる。
なお、本実施形態に係る溶接方法では、本溶接する箇所を基準として溶接方向の下流側の２箇所を仮止め溶接しているが、仮止め溶接する箇所は２箇所以上であってもよい。

次に、図９を参照して、本発明の実施例について説明する。図９は、実施例に係る被溶接物１００の平面図である。
第１の実施形態に係る溶接方法を用いて、被溶接物１００を溶接した。本実施例では、枠状の６０００系のアルミニウム合金板を２枚重ねたものを被溶接物１００とした。各々のアルミニウム合金板の厚さは１．２ｍｍと０．９ｍｍであった。レーザ溶接装置１のレーザ発振器１０にはファイバーレーザを使用した。

図９に示すように、被溶接物１００における溶接箇所１０１は２０箇所とした。このとき、図４を参照して説明したように、被溶接物１００の仮止め溶接と本溶接とを走査手段１１を移動させながら走査範囲１８内において実施した。つまり、本実施例では、被溶接物１００を溶接する際に、図９に矢印で示した溶接ルートを走査手段１１が通る回数を１回とした。

そして、各溶接箇所１０１には、図６に拡大して示したように、円形状の仮止め溶接ナゲットを３点、円形状の本溶接ナゲットを３点ずつ形成した。仮止め溶接ナゲットの直径Ｄａを１ｍｍ程度とした。また、本溶接ナゲットの直径Ｄｂを５ｍｍ程度とした。

本実施例では、各溶接箇所１０１において、図５に示したように、３つの仮止め溶接ナゲットのそれぞれを内包するように重畳させて、３つの本溶接ナゲットを順次形成した。そのため、本溶接後に仮止め溶接ナゲットは残存せず、本溶接後の仮止め溶接部の剥がれは発生しなかった。
また、各溶接箇所１０１に３つの仮止め溶接ナゲットを設けたため、図５を用いて説明したように、本溶接ナゲットを形成した際、他の仮止め溶接ナゲットや既に形成された本溶接ナゲットにより変形を抑制することができた。
すなわち、本実施例では、本溶接時の被溶接物の変形を抑制するとともに、本溶接後の仮止め溶接部の剥がれを抑制することができた。

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、溶接箇所のナゲット形状は任意の形状とすることができる。例えば、Ｃ字状、Ｏ字状、線状などの形状としてもよい。
また、本発明に係る溶接方法は、レーザビーム、電子ビーム、イオンビームなどの高エネルギービームを用いた溶接（例えばレーザ・アークハイブリッド溶接、電子ビーム溶接）に広く適用可能である。
さらに、複数台の走査手段を用いて仮止め溶接と本溶接とを行ってもよい。この場合は、複数のレーザビームを用いているので、溶接スピードを速くすることができる。
また、本発明に係る溶接方法は、溶接時に変形し易いアルミニウム合金板に特に好適であるが、鋼板その他の金属板にも適用可能である。

１ レーザ溶接装置
１０ レーザ発振器
１１ 走査手段
１２ 駆動源
１３ 光ファイバーケーブル
１４、１５ ミラー
１６ レーザビーム
１８ 走査範囲
３１、３２ 金属板
４０ 溶接箇所
４１、４２、４３、４４ 溶接箇所
４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ 仮止め溶接ナゲット
４１ｂ、４２ｂ 本溶接ナゲット
４１ｃ 円
１００ 被溶接物
１０１ 溶接箇所

Claims (3)

1. 重ね合わせた複数の金属板からなる被溶接物に、高エネルギービームを照射して溶接する溶接方法であって、
   前記被溶接物の溶接箇所において、仮想閉曲線に沿って複数の仮止め溶接ナゲットを形成する工程と、
   前記複数の仮止め溶接ナゲットのそれぞれに重畳させて、複数の本溶接ナゲットを形成する工程と、を備えた、
   溶接方法。
2. 前記複数の仮止め溶接ナゲットのそれぞれを内包するように、前記複数の本溶接ナゲットを形成することを特徴とする、
   請求項１に記載の溶接方法。
3. 前記高エネルギービームとしてレーザビームを用いることを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の溶接方法。

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