JP2019089119A - Optical fiber for laser beam transmission and welding method - Google Patents

Optical fiber for laser beam transmission and welding method Download PDF

Info

Publication number
JP2019089119A
JP2019089119A JP2017221533A JP2017221533A JP2019089119A JP 2019089119 A JP2019089119 A JP 2019089119A JP 2017221533 A JP2017221533 A JP 2017221533A JP 2017221533 A JP2017221533 A JP 2017221533A JP 2019089119 A JP2019089119 A JP 2019089119A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
laser beam
optical fiber
core
plating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017221533A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6715815B2 (en
Inventor
八若　正義
Masayoshi Hachiwaka
正義 八若
谷口　浩一
Koichi Taniguchi
浩一 谷口
大輝 田部井
Daiki TABEI
大輝 田部井
湖東　雅弘
Masahiro Koto
雅弘 湖東
山川　禎貴
Sadataka Yamakawa
禎貴 山川
知史 浦松
Tomoshi Uramatsu
知史 浦松
敏幸 北澤
Toshiyuki Kitazawa
敏幸 北澤
達也 西沖
Tatsuya Nishioki
達也 西沖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority to JP2017221533A priority Critical patent/JP6715815B2/en
Publication of JP2019089119A publication Critical patent/JP2019089119A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6715815B2 publication Critical patent/JP6715815B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

To provide an optical fiber for laser beam transmission in which getting dirty of a weld zone can be suppressed.SOLUTION: An optical fiber 10 for laser beam transmission comprises: a welding core 11 which has polygonal cross-sectional shape, emits laser beam for performing braze welding in which the beam is irradiated along welding scheduled parts of first and second metal materials; and a plating removing core 12 which has circular cross-sectional shape, is provided to emit laser beam for removing metal plating and irradiated along at least either one of the welding scheduled parts of the first and second metal materials not subjected to the braze welding, when irradiating the laser beam emitted from the welding core 11 along the welding scheduled parts of the first and second metal materials to perform the braze welding.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーザ光伝送用光ファイバ及び溶接方法に関する。   The present invention relates to an optical fiber for laser light transmission and a welding method.

光ファイバからレーザ光を照射して溶接を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、そのときのレーザ光のパワーをモニタリングする装置が開示されている。   There is known a technique of welding by irradiating a laser beam from an optical fiber. For example, Patent Document 1 discloses an apparatus for monitoring the power of laser light at that time.

特開２０１７−１４４４６６号公報JP, 2017-144466, A

ところで、レーザ光を用いて例えば金属メッキ鋼板をブレージング溶接する場合、スパッタの発生により溶接部が汚れるという問題がある。   By the way, when a metal plated steel plate, for example, is brazed and welded using a laser beam, there is a problem that the welded portion becomes dirty due to the occurrence of spatter.

本発明の課題は、溶接部の汚れを抑制することができるレーザ光伝送用光ファイバ及び溶接方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an optical fiber for laser light transmission and a welding method capable of suppressing the contamination of a welded portion.

本発明は、第１及び第２金属材を溶接するのに用いられるレーザ光伝送用光ファイバであって、前記第１及び第２金属材の溶接予定部に沿って照射されるブレージング溶接を行うためのレーザ光を出射する横断面形状が多角形状の溶接用コアと、前記溶接用コアからのレーザ光を前記第１及び第２金属材の溶接予定部に沿って照射してブレージング溶接するとき、前記ブレージング溶接される前の前記第１及び第２金属材の溶接予定部のうちの少なくとも一方に沿って照射される金属メッキの除去を行うためのレーザ光を出射するように設けられた横断面形状が円形状のメッキ除去用コアとを有するレーザ光伝送用光ファイバである。   The present invention is an optical fiber for laser light transmission used to weld a first and a second metal material, and performs brazing welding irradiated along a planned welding portion of the first and the second metal material. When welding is performed along the welding planned portion of the first and second metal members by laser light from the welding core and the welding core for emitting a laser beam for emitting a laser beam having a polygonal cross-sectional shape. A transverse provided so as to emit a laser beam for removing metal plating irradiated along at least one of the welding planned portions of the first and second metal materials before being brazed and welded It is an optical fiber for laser beam transmission which has a plating removal core whose surface shape is circular.

本発明は、第１及び第２金属材の溶接予定部に沿って、ビーム形状が多角形状のトップハット型のレーザ光を照射してブレージング溶接する溶接方法であって、前記ブレージング溶接の前に、前記第１及び第２金属材の溶接予定部のうちの少なくとも一方に沿って、ビーム形状が円形状のガウシアン型のレーザ光を照射して金属メッキを除去するものである。   The present invention is a welding method in which a laser beam of top hat type having a polygonal beam shape is irradiated along a welding planned portion of a first and a second metal material to perform brazing welding, wherein the welding is performed before the brazing welding. The metal plating is removed by irradiating a laser beam of a Gaussian type having a circular beam shape along at least one of the welding planned portions of the first and second metal materials.

本発明によれば、第１及び第２金属材の溶接予定部に沿ってトップハット型のレーザ光を照射してブレージング溶接する前に、第１及び第２金属材の溶接予定部のうちの少なくとも一方に沿ってガウシアン型のレーザ光を照射して金属メッキを除去するので、ブレージング溶接時におけるスパッタの発生が減じられ、それによって溶接部が汚れるのを抑制することができる。   According to the present invention, of the welding planned portions of the first and second metal members, the laser welding of the top hat type is performed along the welding planned portions of the first and second metal members before brazing. Since the laser plating of the Gaussian type is applied along at least one side to remove the metal plating, the occurrence of spatter at the brazing welding can be reduced, thereby suppressing the contamination of the weld.

実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバの端面の正面図である。It is a front view of the end face of the optical fiber for laser beam transmission concerning an embodiment. ワークの平面図である。It is a top view of work. 図２ＡにおけるIIB-IIB断面図である。It is IIB-IIB sectional drawing in FIG. 2A. 実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバを用いた溶接方法を示す平面図である。It is a top view which shows the welding method using the optical fiber for laser beam transmission which concerns on embodiment. 図３におけるX-Xに沿ったレーザ光の光パワー分布を示す図である。It is a figure which shows the light power distribution of the laser beam in alignment with XX in FIG. 図３におけるY-Yに沿ったレーザ光の光パワー分布を示す図である。It is a figure which shows the light power distribution of the laser beam in alignment with YY in FIG. 図３におけるX-X断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 図３におけるY-Y断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG. 実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバの第１変形例の端面の正面図である。It is a front view of the end face of the 1st modification of the optical fiber for laser beam transmission concerning an embodiment. 実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバの第２変形例の端面の正面図である。It is a front view of the end face of the 2nd modification of the optical fiber for laser beam transmission concerning an embodiment. 実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバの第３変形例の端面の正面図である。It is a front view of the end face of the 3rd modification of the optical fiber for laser beam transmission concerning an embodiment. 実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバの第４変形例の端面の正面図である。It is a front view of the end face of the 4th modification of the optical fiber for laser beam transmission concerning an embodiment. 実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバの第５変形例の端面の正面図である。It is a front view of the end surface of the 5th modification of the optical fiber for laser beam transmission concerning embodiment. 実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバの第６変形例の端面の正面図である。It is a front view of the end face of the 6th modification of the optical fiber for laser beam transmission concerning an embodiment. 実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバの第７変形例の端面の正面図である。It is a front view of the end face of the 7th modification of the optical fiber for laser beam transmission concerning an embodiment. 実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバの第８変形例の端面の正面図である。It is a front view of the end face of the 8th modification of the optical fiber for laser beam transmission concerning an embodiment. 溶接方法の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the welding method.

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail based on the drawings.

図１は、実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバ１０を示す。このレーザ光伝送用光ファイバ１０は、例えば金属材のブレージング溶接に用いられるものである。   FIG. 1 shows an optical fiber 10 for laser light transmission according to an embodiment. The laser light transmission optical fiber 10 is used, for example, for brazing welding of a metal material.

実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバ１０は、ファイバ横断面の形状が円形であって、その外径が例えば５００μｍ以上２０００μｍ以下である。実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバ１０は、相対的に高屈折率である溶接用コア１１及び一対のメッキ除去用コア１２と、それらを被覆する相対的に低屈折率のクラッド１３とを有する。レーザ光伝送用光ファイバ１０は、クラッド１３の外側を更に被覆するサポート層を有していてもよい。   The laser light transmitting optical fiber 10 according to the embodiment has a circular cross section of the fiber, and the outer diameter is, for example, 500 μm or more and 2000 μm or less. The laser light transmitting optical fiber 10 according to the embodiment includes a welding core 11 and a pair of plating removal cores 12 having a relatively high refractive index, and a relatively low refractive index cladding 13 covering them. Have. The laser light transmission optical fiber 10 may have a support layer which further covers the outside of the cladding 13.

溶接用コア１１は、横断面形状が正方形状に形成されている。溶接用コア１１は、円形のファイバ横断面において、コア中心がファイバ中心から偏心した位置に配置され、且つ一対の対向する辺がその偏心方向に延びるとともに、他の一対の対向する辺が偏心方向に直交する方向に延びるように設けられている。溶接用コア１１は、純粋石英ガラスで形成されている事が好ましい。溶接用コア１１の最大径は例えば５０μｍ以上１２００μｍ以下である。   The welding core 11 is formed to have a square cross-sectional shape. The welding core 11 is disposed at a position where the core center is decentered from the fiber center in a circular fiber cross section, and a pair of opposing sides extend in the eccentric direction, and the other pair of opposing sides are in the eccentric direction It is provided to extend in a direction perpendicular to the The welding core 11 is preferably formed of pure quartz glass. The maximum diameter of the welding core 11 is, for example, 50 μm or more and 1200 μm or less.

一対のメッキ除去用コア１２のそれぞれは、横断面形状が円形状に形成されている。一対のメッキ除去用コア１２は、円形状のファイバ横断面において、溶接用コア１１の偏心側とは反対側に、溶接用コア１１の偏心方向を対称軸とするように配設されている。メッキ除去用コア１２は、純粋石英ガラスで形成されていてもよく、また、Ｇｅ等の屈折率を高めるドーパントがドープされた石英ガラスで形成されていてもよい。メッキ除去用コア１２は、溶接用コア１１と同一材料で形成されていてもよく、また、溶接用コア１１と異なる材料で形成されていてもよい。一対のメッキ除去用コア１２は、同一材料で形成されていることが好ましい。メッキ除去用コア１２は、ＧＩ型（グレーデッドインデックス型）の屈折率プロファイルを有してもよく、また、ＳＩ型（ステップインデックス型）の屈折率プロファイルを有してもよいが、後述するメッキ除去性の観点から、ＧＩ型の屈折率プロファイルを有することが好ましい。メッキ除去用コア１２の最大径は、溶接用コア１１の最大径よりも小さいことが好ましく、例えば１０μｍ以上４００μｍ以下である。一対のメッキ除去用コア１２の配設方向の外径間寸法は、後述するブレージング溶接時における金属メッキによるスパッタの発生を抑制する観点から、それに対応する溶接用コア１１の外径寸法、つまり、一辺の長さと同一又はそれよりも長いことが好ましい。一対のメッキ除去用コア１２の最大径は同一であることが好ましい。   Each of the pair of plating removal cores 12 is formed in a circular cross-sectional shape. The pair of plating removal cores 12 is disposed on the side of the circular fiber cross section opposite to the eccentric side of the welding core 11 so that the eccentric direction of the welding core 11 is the symmetry axis. The plating removal core 12 may be formed of pure quartz glass, or may be formed of quartz glass doped with a dopant that increases the refractive index, such as Ge. The plating removal core 12 may be formed of the same material as the welding core 11, or may be formed of a material different from the welding core 11. The pair of plating removal cores 12 is preferably formed of the same material. The core 12 for removing plating may have a GI-type (graded index type) refractive index profile, or may have an SI type (step index type) refractive index profile. From the viewpoint of removability, it is preferable to have a GI-type refractive index profile. The maximum diameter of the plating removal core 12 is preferably smaller than the maximum diameter of the welding core 11, and is, for example, 10 μm or more and 400 μm or less. The outer diameter dimension of the arrangement direction of the pair of plating removal cores 12 corresponds to the outer diameter dimension of the welding core 11 corresponding to it from the viewpoint of suppressing the occurrence of spatter due to metal plating at the time of brazing welding described later. It is preferable that the length is equal to or longer than the length of one side. The maximum diameters of the pair of plating removal cores 12 are preferably the same.

ここで、本出願において、四角形状等の「多角形状」は、いわゆる多角形の他、真っ直ぐな辺が丸みを帯びた角部で連結された多角形も含む。また、「円形状」は、いわゆる真円の他、楕円も含む。   Here, in the present application, the “polygonal shape” such as a quadrangular shape includes, in addition to so-called polygons, polygons whose straight sides are connected at rounded corners. Moreover, "circular" includes an ellipse as well as a so-called perfect circle.

クラッド１３は、溶接用コア１１及びメッキ除去用コア１２が純粋石英ガラスで形成されている場合には、Ｆ等の屈折率を低めるドーパントがドープされた石英ガラスで形成されていることが好ましい。   When the welding core 11 and the plating removal core 12 are formed of pure quartz glass, the cladding 13 is preferably formed of quartz glass doped with a dopant such as F that lowers the refractive index.

以上の構成の実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバ１０は、公知の方法で作製した母材を線引きすることにより製造することができる。また、実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバ１０は、樹脂製のジャケットで被覆されて心線に構成されるとともに、可撓管に通されて両端に光コネクタが取り付けられてケーブルに構成され、そして、入射側の光コネクタがレーザ光源に接続されるとともに、出射側の光コネクタがレーザ光照射用のトーチ部材に接続されて用いられる。   The optical fiber 10 for laser beam transmission which concerns on embodiment of the above structure can be manufactured by drawing the base material produced by the well-known method. In addition, the optical fiber 10 for laser light transmission according to the embodiment is covered with a resin-made jacket and configured as a core wire, and is passed through a flexible tube and an optical connector is attached to both ends and configured as a cable And while the optical connector of an incident side is connected to a laser light source, the optical connector of an output side is connected to the torch member for laser beam irradiation, and is used.

次に、実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバ１０を用いた溶接方法について、図２Ａ及びＢ〜図５Ａ及びＢに基づいて説明する。   Next, the welding method using the optical fiber 10 for laser beam transmission which concerns on embodiment is demonstrated based on FIG. 2A and B-FIG. 5A and B. FIG.

ワーク２０は、第１及び第２金属材２１，２２で構成される。第１及び第２金属材２１，２２のそれぞれは、金属材本体２１ａ，２２ａの表面に金属メッキ２１ｂ，２２ｂが施されている。金属材本体２１ａ，２２ａを形成する金属としては、例えば、鉄鋼、ステンレス鋼、真鍮等が挙げられる。金属メッキ２１ｂ，２２ｂとしては、例えば、亜鉛メッキ、クロムメッキ、ニッケルメッキ等が挙げられる。   The work 20 is composed of first and second metal members 21 and 22. In the first and second metal members 21 and 22, metal platings 21b and 22b are applied to the surfaces of the metal members 21a and 22a, respectively. As a metal which forms metal material main body 21a, 22a, steel, stainless steel, a brass etc. are mentioned, for example. As metal plating 21b and 22b, zinc plating, chromium plating, nickel plating etc. are mentioned, for example.

実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバ１０を用いた溶接方法では、まず、図２Ａ及びＢに示すように、第１及び第２金属材２１，２２を突き合わせる。ワーク２０の第１及び第２金属材２１，２２のそれぞれにおいて、それらの突き合わせ部から一定幅の帯状部分が溶接予定部２１ｃ，２２ｃに構成される。   In the welding method using the laser light transmission optical fiber 10 according to the embodiment, first, as shown in FIGS. 2A and 2B, the first and second metal materials 21 and 22 are butted. In each of the first and second metal members 21 and 22 of the work 20, a band-like portion with a certain width from the butt portion thereof is formed in the planned welding portions 21c and 22c.

そして、図３に示すように、実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバ１０及びワーク２０を相対移動させながら、レーザ光伝送用光ファイバ１０の溶接用コア１１及び一対のメッキ除去用コア１２からのレーザ光を、ワーク２０の第１及び第２金属材２１，２２の溶接予定部２１ｃ，２２ｃに、それらの溶接予定部２１ｃ，２２ｃに沿って照射する。この際、レーザ光伝送用光ファイバ１０は、移動方向における後方側に溶接用コア１１及び進行側に一対のメッキ除去用コア１２がそれぞれ配置されるようにする。また、溶接用コア１１からのレーザ光の照射部に、メッキ除去用コア１２からのレーザ光が照射されないように、側方からブレージングワイヤ３０を供給する。ブレージングワイヤ３０としては、例えばＡｌ-Ｓｉ系合金等が挙げられる。なお、レーザ光伝送用光ファイバ１０及びワーク２０の相対移動は、レーザ光伝送用光ファイバ１０を固定してワーク２０を移動させてもよく、また、ワーク２０を固定してレーザ光伝送用光ファイバ１０を移動させてもよく、さらに、レーザ光伝送用光ファイバ１０及びワーク２０の両方を移動させてもよい。   Then, as shown in FIG. 3, while relatively moving the laser light transmission optical fiber 10 and the work 20 according to the embodiment, from the welding core 11 and the pair of plating removal cores 12 of the laser light transmission optical fiber 10 The laser beam is irradiated to the welding planned portions 21c and 22c of the first and second metal members 21 and 22 of the work 20 along the welding planned portions 21c and 22c. At this time, the laser light transmission optical fiber 10 is arranged such that the welding core 11 is disposed on the rear side in the movement direction and the pair of plating removal cores 12 is disposed on the advancing side. Further, the brazing wire 30 is supplied from the side so that the laser light from the plating removal core 12 is not irradiated to the laser light irradiation part from the welding core 11. As the brazing wire 30, for example, an Al-Si based alloy or the like can be mentioned. The relative movement of the laser light transmission optical fiber 10 and the work 20 may be such that the laser light transmission optical fiber 10 is fixed and the work 20 is moved, or the work 20 is fixed and the laser light transmission light The fiber 10 may be moved, and further, both the laser light transmission optical fiber 10 and the work 20 may be moved.

このとき、具体的に、ワーク２０には、最初に、第１及び第２金属材２１，２２の溶接予定部２１ｃ，２２ｃに沿って、メッキ除去用コア１２から出射したレーザ光が照射される。メッキ除去用コア１２からのレーザ光は、メッキ除去用コア１２の横断面形状が円形状であるので、図４Ａに光パワー分布を示すように、ビーム形状が円形状で且つガウシアン型のレーザ光となる。このように第１及び第２金属材２１，２２のそれぞれの溶接予定部２１ｃ，２２ｃに、メッキ除去用コア１２からのガウシアン型のレーザ光Ｌを照射することにより、図５Ａに示すように、溶接予定部２１ｃ，２２ｃの表面の金属メッキ２１ｂ，２２ｂの除去を行う。   At this time, specifically, first, the work 20 is irradiated with the laser beam emitted from the plating removal core 12 along the planned welding portions 21c and 22c of the first and second metal members 21 and 22. . The laser beam from the plating removal core 12 has a circular cross-sectional shape of the plating removal core 12, and therefore, as shown in FIG. 4A, the laser beam has a circular beam shape and a Gaussian type laser beam as shown in FIG. 4A. It becomes. As described above, as shown in FIG. 5A, by irradiating the welding planned portions 21c and 22c of the first and second metal members 21 and 22 with the Gaussian type laser light L from the plating removal core 12, respectively The metal plating 21b, 22b on the surface of the planned welding portion 21c, 22c is removed.

それに続いて、金属メッキ２１ｂ，２２ｂが除去された第１及び第２金属材２１，２２の溶接予定部２１ｃ，２２ｃに沿って、溶接用コア１１から出射したレーザ光が照射される。溶接用コア１１からのレーザ光は、溶接用コア１１の横断面形状が正方形状であるので、図４Ｂに光パワー分布を示すように、ビーム形状が正方形状で且つトップハット型のレーザ光となる。このように金属メッキ２１ｂ，２２ｂが除去された第１及び第２金属材２１，２２の溶接予定部２１ｃ，２２ｃに、溶接用コア１１からのトップハット型のレーザ光Ｌを照射することにより、その側方から供給するブレージングワイヤ３０を溶融させ、図５Ｂに示すように、第１及び第２金属材２１，２２の溶接予定部２１ｃ，２２ｃ間のブレージング溶接を行う。   Subsequently, the laser beam emitted from the welding core 11 is irradiated along the planned welding portions 21c and 22c of the first and second metal members 21 and 22 from which the metal platings 21b and 22b have been removed. The laser beam from the welding core 11 has a square cross-sectional shape of the welding core 11, and therefore, as shown in FIG. 4B, the laser beam has a square beam shape and a top hat type, as shown in FIG. 4B. Become. The top hat type laser beam L from the welding core 11 is applied to the welding planned portions 21c and 22c of the first and second metal members 21 and 22 from which the metal platings 21b and 22b have been removed as described above. The brazing wire 30 supplied from the side is melted, and as shown in FIG. 5B, brazing welding is performed between the planned welding parts 21c and 22c of the first and second metal members 21 and 22.

以上の通り、実施形態に係るレーザ光伝送用光ファイバ１０によれば、第１及び第２金属材２１，２２の溶接予定部２１ｃ，２２ｃに沿ってトップハット型のレーザ光を照射してブレージング溶接する前に、第１及び第２金属材２１，２２の溶接予定部２１ｃ，２２ｃに沿ってガウシアン型のレーザ光を照射して金属メッキ２１ｂ，２２ｂを除去するので、ブレージング溶接時におけるスパッタの発生が減じられ、それによって溶接部が汚れるのを抑制することができる。それに加えて、ブレージング溶接の前に予め金属メッキ２１ｂ，２２ｂを除去するので、ブレージング溶接の時間短縮を図ることができる。   As mentioned above, according to the optical fiber 10 for laser beam transmission which concerns on embodiment, top hat type laser beam is irradiated along the welding planned parts 21c and 22c of the 1st and 2nd metal materials 21 and 22, and it brazes. Before welding, the laser plating of the Gaussian type is applied along the welding planned portions 21c and 22c of the first and second metal members 21 and 22 to remove the metal platings 21b and 22b. The occurrence can be reduced, which can inhibit the weld from becoming dirty. In addition, since metal plating 21b and 22b are removed beforehand before brazing welding, time shortening of brazing welding can be aimed at.

なお、上記実施形態では、横断面形状が正方形状の溶接用コア１１が、その一対の対向する辺が偏心方向に延びるとともに、他の一対の対向する辺が偏心方向に直交する方向に延びるように設けられた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、図６に示すように、横断面形状が正方形状の溶接用コア１１が、その一方の対角線が偏心方向に延びるとともに、他の対角線が偏心方向に直交する方向に延びるように設けられた構成であってもよい。   In the above embodiment, the welding core 11 having a square cross-sectional shape extends such that the pair of opposing sides extend in the eccentric direction, and the other pair of opposing sides extend in the direction orthogonal to the eccentric direction. However, the present invention is not particularly limited to this, and as shown in FIG. 6, the welding core 11 having a square cross-sectional shape has one of its diagonal lines extending in the eccentric direction, Another diagonal line may be provided so as to extend in a direction orthogonal to the eccentric direction.

上記実施形態では、溶接用コア１１の横断面形状が正方形状である構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、図７Ａに示すように、溶接用コア１１の横断面形状が、偏心方向に延びる一対の対向する辺が長辺の長方形である構成であってもよく、また、図７Ｂに示すように、溶接用コア１１の横断面形状が、偏心方向に延びる一対の対向する辺が短辺の長方形である構成であってもよい。   In the above embodiment, the cross-sectional shape of the welding core 11 is a square, but it is not particularly limited to this, and as shown in FIG. 7A, the cross-sectional shape of the welding core 11 is The pair of opposing sides extending in the eccentric direction may be a rectangle having a long side, and as shown in FIG. 7B, the cross-sectional shape of the welding core 11 is a pair of opposing sides extending in the eccentric direction The configuration may be a rectangle having a short side.

溶接用コア１１の横断面形状の角部の数は、好ましくは４以上８以下、より好ましくは４以上６以下である。溶接用コア１１の横断面形状は、必ずしも正多角形状である必要はないが、正多角形状であることが好ましい。溶接用コア１１の横断面形状は、製造容易性の観点から、好ましくは四角形状、より好ましくは矩形状、更に好ましくは正方形状である。   The number of corner portions of the cross-sectional shape of the welding core 11 is preferably 4 or more and 8 or less, more preferably 4 or more and 6 or less. The cross-sectional shape of the welding core 11 does not necessarily have to be a regular polygon but is preferably a regular polygon. The cross-sectional shape of the welding core 11 is preferably a rectangular shape, more preferably a rectangular shape, and still more preferably a square shape, from the viewpoint of ease of manufacture.

溶接用コア１１は、図８Ａに示すように、最大径方向が偏心方向に一致するように設けられていてもよく、また、図８Ｂに示すように、最大径方向が偏心方向に直交する方向に一致するように設けられていてもよい。なお、図８Ａ及びＢは、溶接用コア１１の横断面形状が正六角形状の例である。   The welding core 11 may be provided such that the maximum radial direction coincides with the eccentric direction as shown in FIG. 8A, and as shown in FIG. 8B, the direction in which the maximum radial direction is orthogonal to the eccentric direction It may be provided to correspond to 8A and 8B are examples in which the cross-sectional shape of the welding core 11 is a regular hexagonal shape.

上記実施形態では、一対のメッキ除去用コア１２を有する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、第１及び第２金属材２１，２２のうちの一方のみに金属メッキ２１ｂ，２２ｂが施されている場合には、図９Ａに示すように、単一のメッキ除去用コア１２を有し、そこからのレーザ光を金属メッキ２１ｂ，２２ｂが施されている方の溶接予定部２１ｃ，２２ｃに照射する構成であってもよく、また、図９Ｂに示すように、単一のメッキ除去用コア１２を有し、そこからのレーザ光を第１及び第２金属材２１，２２の両方の溶接予定部２１ｃ，２２ｃに照射する構成であってもよい。さらに、図９Ｃに示すように、間隔の異なる一対のメッキ除去用コア１２を複数有し、溶接予定部２１ｃ，２２ｃ間の幅によって一対のメッキ除去用コア１２を選択する構成であってもよい。   In the above embodiment, the pair of plating removal cores 12 is provided. However, the present invention is not particularly limited to this, and metal plating 21b and 22b is performed only on one of the first and second metal members 21 and 22. In the case where is applied, as shown in FIG. 9A, a welding planned portion 21c having a single plating removal core 12 from which laser light is applied is metal plating 21b and 22b. , 22c, and as shown in FIG. 9B, the single plating removal core 12 is provided, and the laser light from there is used as the first and second metal members 21, 22. The configuration may be such that irradiation is performed to both of the welding planned portions 21c and 22c. Furthermore, as shown in FIG. 9C, a plurality of pairs of plating removal cores 12 having different spacings may be provided, and the pair of plating removal cores 12 may be selected depending on the width between the planned welding portions 21c and 22c. .

上記実施形態では、レーザ光伝送用光ファイバ１０を用いた溶接方法としたが、特にこれに限定されるものではなく、図１０に示すように、溶接用コア１１を有する溶接用光ファイバ４１と、各々、メッキ除去用コア１２を有する一対のメッキ除去用光ファイバ４２とを用い、第１及び第２金属材２１，２２の溶接予定部２１ｃ，２２ｃに沿って、一対のメッキ除去用光ファイバ４２のメッキ除去用コア１２から、それぞれビーム形状が円形状のガウシアン型のレーザ光を、第１及び第２金属材２１，２２の対応する溶接予定部２１ｃ，２２ｃに沿ってレーザ光を照射して金属メッキ２１ｂ，２２ｂを除去した後、溶接用光ファイバ４１の溶接用コア１１から、ビーム形状が多角形状のトップハット型のレーザ光を照射してブレージング溶接を行ってもよい。   In the above embodiment, the welding method using the laser light transmission optical fiber 10 is used, but the present invention is not particularly limited to this, and as shown in FIG. 10, a welding optical fiber 41 having a welding core 11 and Using a pair of plating removal optical fibers 42 each having a plating removal core 12, along the welding planned portions 21c and 22c of the first and second metal members 21 and 22, a pair of plating removal optical fibers Laser beams are emitted from the 42 plating removal cores 12 along the corresponding welding planned portions 21c and 22c of the first and second metal members 21 and 22, respectively, with Gaussian type laser beams having a circular beam shape. After removing the metal platings 21b and 22b, a laser beam of top hat type having a polygonal beam shape is irradiated from the welding core 11 of the welding optical fiber 41 for brazing welding. It may be carried out.

本発明は、レーザ光伝送用光ファイバ及び溶接方法の技術分野について有用である。   The present invention is useful in the technical field of an optical fiber for laser light transmission and a welding method.

１０ レーザ光伝送用光ファイバ
１１ 溶接用コア
１２ メッキ除去用コア
１３ クラッド
２０ ワーク
２１，２２ 第１，第２金属材
２１ａ，２２ａ 金属材本体
２１ｂ，２２ｂ 金属メッキ
２１ｃ，２２ｃ 溶接予定部
３０ ブレージングワイヤ
４１ 溶接用光ファイバ
４２ メッキ除去用光ファイバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser light transmission optical fiber 11 Welding core 12 Plating removal core 13 Cladding 20 Work 21 and 22, 1st and 2nd metal material 21a, 22a Metal material main body 21b, 22b Metal plating 21c, 22c Weld planned part 30 Brazed wire 41 Optical fiber for welding 42 Optical fiber for plating removal

Claims (5)

第１及び第２金属材を溶接するのに用いられるレーザ光伝送用光ファイバであって、
前記第１及び第２金属材の溶接予定部に沿って照射されるブレージング溶接を行うためのレーザ光を出射する横断面形状が多角形状の溶接用コアと、
前記溶接用コアからのレーザ光を前記第１及び第２金属材の溶接予定部に沿って照射してブレージング溶接するとき、前記ブレージング溶接される前の前記第１及び第２金属材の溶接予定部のうちの少なくとも一方に沿って照射される金属メッキの除去を行うためのレーザ光を出射するように設けられた横断面形状が円形状のメッキ除去用コアと、
を有するレーザ光伝送用光ファイバ。 An optical fiber for transmitting laser light, which is used to weld first and second metal materials, comprising:
A welding core having a polygonal cross-sectional shape for emitting laser light for performing brazing welding, which is irradiated along the planned welding portion of the first and second metal members;
When the laser beam from the welding core is irradiated along the welding planned portion of the first and second metal materials and brazed by welding, the welding schedule of the first and second metal materials before being brazed and welded A plating removal core provided so as to emit a laser beam for removing metal plating irradiated along at least one of the parts;
An optical fiber for laser light transmission. 請求項１に記載されたレーザ光伝送用光ファイバにおいて、
前記メッキ除去用コアを一対有するレーザ光伝送用光ファイバ。 In the optical fiber for laser light transmission according to claim 1,
An optical fiber for transmitting a laser beam, having a pair of the plating removal cores. 請求項１又は２に記載されたレーザ光伝送用光ファイバにおいて、
前記溶接用コアの横断面形状が四角形状であるレーザ光伝送用光ファイバ。 The optical fiber for laser light transmission according to claim 1 or 2
The optical fiber for laser beam transmission whose cross-sectional shape of the said welding core is square shape. 第１及び第２金属材の溶接予定部に沿って、ビーム形状が多角形状のトップハット型のレーザ光を照射してブレージング溶接する溶接方法であって、
前記ブレージング溶接の前に、前記第１及び第２金属材の溶接予定部のうちの少なくとも一方に沿って、ビーム形状が円形状のガウシアン型のレーザ光を照射して金属メッキを除去する溶接方法。 A welding method of performing laser brazing by irradiating a top hat type laser beam having a polygonal beam shape along a planned welding portion of the first and second metal members,
Before the brazing welding, a welding method for removing metal plating by irradiating a Gaussian beam of circular beam shape along at least one of the welding planned portions of the first and second metal members. . 請求項４に記載された溶接方法において、
請求項１乃至３のいずれかに記載されたレーザ光伝送用光ファイバを用いてレーザ光を照射する溶接方法。 In the welding method according to claim 4,
A welding method of irradiating a laser beam using the optical fiber for laser beam transmission according to any one of claims 1 to 3.
JP2017221533A 2017-11-17 2017-11-17 Optical fiber for laser light transmission and welding method Active JP6715815B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017221533A JP6715815B2 (en) 2017-11-17 2017-11-17 Optical fiber for laser light transmission and welding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017221533A JP6715815B2 (en) 2017-11-17 2017-11-17 Optical fiber for laser light transmission and welding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019089119A true JP2019089119A (en) 2019-06-13
JP6715815B2 JP6715815B2 (en) 2020-07-01

Family

ID=66835547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017221533A Active JP6715815B2 (en) 2017-11-17 2017-11-17 Optical fiber for laser light transmission and welding method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6715815B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61184505A (en) * 1985-02-12 1986-08-18 Fujikura Ltd Multiple function optical fiber
JP2009119521A (en) * 2007-11-19 2009-06-04 Miyachi Technos Corp Laser welding method
JP2013212955A (en) * 2012-04-02 2013-10-17 Sumitomo Electric Ind Ltd Method for manufacturing multicore optical fiber preform
JP2016082219A (en) * 2014-10-15 2016-05-16 株式会社アマダホールディングス Semiconductor laser oscillator
JP2017529694A (en) * 2014-08-13 2017-10-05 アイピージー フォトニクス コーポレーション Multi-beam fiber laser system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61184505A (en) * 1985-02-12 1986-08-18 Fujikura Ltd Multiple function optical fiber
JP2009119521A (en) * 2007-11-19 2009-06-04 Miyachi Technos Corp Laser welding method
JP2013212955A (en) * 2012-04-02 2013-10-17 Sumitomo Electric Ind Ltd Method for manufacturing multicore optical fiber preform
JP2017529694A (en) * 2014-08-13 2017-10-05 アイピージー フォトニクス コーポレーション Multi-beam fiber laser system
JP2016082219A (en) * 2014-10-15 2016-05-16 株式会社アマダホールディングス Semiconductor laser oscillator

Also Published As

Publication number Publication date
JP6715815B2 (en) 2020-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI789466B (en) Laser welding apparatus and method for welding a workpiece with a laser beam
US20100163537A1 (en) Apparatus and method for laser machining
RU2700723C2 (en) Fibre laser system with multiple beams
US20210031301A1 (en) Welding method and welding apparatus
JPWO2018159857A1 (en) Welding method and welding equipment
JP2018527184A (en) Laser processing apparatus and laser processing method
WO2015076105A1 (en) Method for manufacturing bent optical fiber
EP3778098A1 (en) Welding method and welding device
JP2007102058A (en) Light guide structure for laser beam
JP2014010427A (en) Optical fiber and optical cable
WO2014002715A1 (en) Optical fiber and optical cable
JP2013205573A (en) Optical fiber end cap junction structure and manufacturing method thereof
Speker et al. Spatter reduced high speed welding with disk lasers
JP5235332B2 (en) Laser welding method and welding apparatus for steel plate
JP6715815B2 (en) Optical fiber for laser light transmission and welding method
JP6767343B2 (en) Optical fiber for laser light transmission and welding method
JP2016059936A (en) Laser arc hybrid welding method
JP2018004770A (en) Optical device and laser apparatus
JP6191646B2 (en) Welding method
JP2006095559A (en) Laser irradiation arc welding method
JP3790956B2 (en) Control rod for boiling water reactor
JP2013210602A (en) Method for connecting multicore fiber
CN102574242B (en) Utilize the system and method for the optical fiber laser using the titanium of argon blanketing gas to weld
WO2009104350A1 (en) Optical fiber and mode scrambler provided therewith
JP5396941B2 (en) Laser welding method and laser welding apparatus for metal plate

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190611

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200423

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200602

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200609

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6715815

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350