JP2023012241A - Welding device and welding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接装置及び溶接方法に関する。 The present invention relates to welding equipment and welding methods.
特許文献1には、レーザビームが照射された加工部位を撮像し、目標とする溶接状態となるようにレーザビームの出力をフィードバック制御するレーザ溶接制御装置が開示されている。
特許文献2には、レーザ溶接状態をリアルタイムで監視し、溶接状態変化の有無に応じてレーザ照射位置を修正するレーザ溶接装置が開示されている。
レーザによる母材への入熱量は、母材の表面状態又はレーザ発振器の出力の安定性によって変化する。入熱量が少ない場合には、母材の濡れや溶込みが減少し、ビードの外観不良や溶込み不良が生じる。入熱量が多い場合には、溶落ち不良が生じる。また、異材接合時において入熱量が多い場合、金属間化合物(IMC:Intermetallic compound)の生成が促進して接合不良が生ずる。 The amount of heat input to the base material by the laser changes depending on the surface state of the base material or the stability of the output of the laser oscillator. When the amount of heat input is small, the wetting and penetration of the base metal are reduced, resulting in poor bead appearance and poor penetration. When the amount of heat input is large, poor burn-through occurs. In addition, when a large amount of heat is input when joining dissimilar materials, the formation of an intermetallic compound (IMC) is accelerated, resulting in poor joining.
しかしながら、レーザ溶接のフィードバック制御の応答時間は必ずしも十分に短いとはいえず、レーザ出力の調整だけでは母材への入熱量を均一にすることができない可能性がある。 However, the response time of feedback control in laser welding is not always sufficiently short, and there is a possibility that the amount of heat input to the base material cannot be made uniform only by adjusting the laser output.
本発明の目的は、レーザ・アークハイブリッド溶接法を利用し、母材への入熱量をより精密に制御することができる溶接装置及び溶接方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a welding apparatus and a welding method that utilize a laser-arc hybrid welding method and are capable of more precisely controlling the amount of heat input to a base material.
本態様に係る溶接装置は、レーザ溶接及びアーク溶接を併用して母材を溶接する溶接装置であって、前記母材の接合部との間にアークを発生させるアーク溶接トーチと、前記接合部にレーザを照射するレーザ溶接トーチと、前記レーザ溶接トーチを用いたレーザ溶接の状態を測定する測定部と、該測定部の測定結果に基づいて、前記アーク溶接トーチを用いたアーク溶接を制御する制御部とを備える。 A welding apparatus according to this aspect is a welding apparatus that welds a base material using both laser welding and arc welding, and includes an arc welding torch that generates an arc between a joint of the base material and the joint. A laser welding torch that irradiates a laser to a laser welding torch, a measurement unit that measures the state of laser welding using the laser welding torch, and based on the measurement results of the measurement unit, the arc welding using the arc welding torch is controlled. and a control unit.
本態様にあっては、レーザ・アークハイブリッド溶接方法を利用し、母材への入熱量を精密に制御することができる。入熱の過不足による溶接欠陥を抑制することができる。 In this aspect, the laser-arc hybrid welding method is used, and the amount of heat input to the base material can be precisely controlled. Welding defects due to excess or deficiency of heat input can be suppressed.
本態様に係る溶接装置は、前記制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記母材への入熱の過不足を判定し、入熱が不足する場合、前記アーク溶接トーチの出力を増大させ、入熱が過大である場合、前記アーク溶接トーチの出力を減少させる構成が好ましい。 In the welding device according to this aspect, the control unit determines whether the heat input to the base material is excessive or insufficient based on the measurement result of the measuring unit, and when the heat input is insufficient, the output of the arc welding torch is increased and the output of the arc welding torch is reduced when the heat input is excessive.
本態様にあっては、レーザ溶接による母材への入熱が不足する場合、アーク出力を増大させ、入熱が過大である場合、アーク出力を減少させることにより、レーザ溶接のフィードバック制御のみで制御する場合に比べ、母材への入熱量をより精密に制御することができる。 In this aspect, when the heat input to the base material by laser welding is insufficient, the arc output is increased, and when the heat input is excessive, the arc output is decreased, so that feedback control of laser welding alone is sufficient. The amount of heat input to the base material can be controlled more precisely than in the case of controlling.
本態様に係る溶接装置は、前記測定部は光電センサを含み、前記レーザ溶接トーチを用いたレーザ溶接によるプラズマの発光強度、又はレーザの反射光強度を測定する構成が好ましい。 In the welding device according to this aspect, it is preferable that the measurement unit includes a photoelectric sensor and measures the emission intensity of plasma or the reflected light intensity of the laser due to laser welding using the laser welding torch.
本態様にあっては、レーザ溶接によるプラズマの発光強度、又はレーザの反射光強度を測定する簡易な構成で、母材への入熱の過不足量を算出することができ、母材への入熱量を精密に制御することができる。 In this aspect, it is possible to calculate the excess or deficiency of heat input to the base material with a simple configuration that measures the emission intensity of plasma by laser welding or the reflected light intensity of the laser. The amount of heat input can be precisely controlled.
本態様に係る溶接装置は、アーク溶接の短絡時又は消弧時に、レーザ溶接によるプラズマの発光強度を測定する構成が好ましい。 The welding apparatus according to this aspect preferably has a configuration for measuring the emission intensity of plasma generated by laser welding when a short circuit or arc is extinguished in arc welding.
本態様にあっては、アーク溶接の短絡又は消弧時にプラズマの発光強度を測定する構成であるため、レーザ溶接によるプラズマの発光強度を正確に測定し、母材への入熱の過不足量を算出し、制御することができる。 In this aspect, since the plasma emission intensity is measured at the time of arc welding short circuit or arc extinguishing, the plasma emission intensity due to laser welding is accurately measured, and the amount of excess or deficiency of heat input to the base material. can be calculated and controlled.
本態様に係る溶接装置は、前記制御部は、レーザ溶接によるプラズマの発光強度に基づいて前記母材への入熱の過不足量を算出し、算出された入熱の過不足量をアーク出力の過不足量に換算し、換算された過不足量に基づいて、前記アーク溶接トーチの出力を増減させる構成が好ましい。 In the welding device according to this aspect, the control unit calculates the amount of excess or deficiency of heat input to the base material based on the emission intensity of plasma generated by laser welding, and the calculated excess or deficiency of heat input is used as an arc output. is converted into an excess/deficiency amount, and the output of the arc welding torch is increased or decreased based on the converted excess/deficiency amount.
本態様にあっては、レーザ溶接による母材への入熱の過不足量をアーク出力の過不足量に換算して、母材への入熱量を制御することができる。 In this aspect, it is possible to control the amount of heat input to the base material by converting the amount of heat input to the base material due to laser welding into the amount of arc output.
本態様に係る溶接装置は、前記測定部は、レーザ溶接によるプラズマの光を透過し、アーク溶接によるプラズマの光を遮断する視野絞りを有する構成が好ましい。 In the welding device according to this aspect, it is preferable that the measuring section has a field stop for transmitting plasma light from laser welding and blocking plasma light from arc welding.
本態様にあっては、アーク溶接及びレーザ溶接によるプラズマのうち、レーザ溶接によるプラズマの発光強度を選択的に測定することができ、母材への入熱量を精密に制御することができる。 In this aspect, the emission intensity of plasma generated by laser welding can be selectively measured among plasma generated by arc welding and laser welding, and the amount of heat input to the base material can be precisely controlled.
本態様に係る溶接装置は、前記制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記レーザ溶接トーチを用いたレーザ溶接をフィードバック制御すると共に、前記アーク溶接トーチを用いたアーク溶接を制御する構成が好ましい。 In the welding device according to this aspect, the control unit feedback-controls laser welding using the laser welding torch based on the measurement result of the measuring unit, and controls arc welding using the arc welding torch. configuration is preferred.
本態様にあっては、レーザ出力のフィードバック制御を行いつつ、母材の入熱量の調整が追いつかなかった場合にアーク出力を調整する。つまり、2段階で母材の入熱量を制御する構成であるため、より精密に入熱量を制御することができる。 In this aspect, while feedback control of the laser output is performed, the arc output is adjusted when the adjustment of the heat input amount of the base material cannot catch up. That is, since the heat input amount of the base material is controlled in two stages, the heat input amount can be controlled more precisely.
本態様に係る溶接方法は、母材の接合部との間にアークを発生させるアーク溶接トーチと、前記接合部にレーザを照射するレーザ溶接トーチとを併用して前記母材を溶接する溶接方法であって、前記レーザ溶接トーチを用いたレーザ溶接の状態を測定し、測定結果に基づいて、前記アーク溶接トーチを用いたアーク溶接を制御する。 The welding method according to this aspect is a welding method for welding the base material using both an arc welding torch that generates an arc between the joint of the base material and a laser welding torch that irradiates the joint with a laser. A state of laser welding using the laser welding torch is measured, and arc welding using the arc welding torch is controlled based on the measurement result.
本態様にあっては、レーザ・アークハイブリッド溶接方法を利用し、母材への入熱量を精密に制御することができる。入熱の過不足による溶接欠陥を抑制することができる。 In this aspect, the laser-arc hybrid welding method is used, and the amount of heat input to the base material can be precisely controlled. Welding defects due to excess or deficiency of heat input can be suppressed.
上記によれば、レーザ・アークハイブリッド溶接法を利用して、母材への入熱量をより精密に制御することができる溶接装置及び溶接方法を提供することができる。 According to the above, it is possible to provide a welding apparatus and a welding method that can more precisely control the amount of heat input to a base material by using the laser-arc hybrid welding method.
本開示の実施形態に係る溶接装置及び溶接方法を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。 A welding apparatus and a welding method according to embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to these examples, but is indicated by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims. Moreover, at least part of the embodiments described below may be combined arbitrarily.
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る溶接装置1の構成例を説明する模式図である。実施形態1に係る溶接装置1は、レーザ溶接及びアーク溶接を併用して母材6を溶接するレーザ・アークハイブリッド溶接機である。溶接装置1は、溶接電源装置2と、レーザ発振装置3と、測定部4と、制御部5とを備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a
溶接電源装置2は、例えば、シールドガスを用いる消耗電極式のガスシールドアーク溶接機である。溶接電源装置2は、母材6の接合部との間にアークを発生させて母材6を溶接するアーク溶接トーチ21と、アーク溶接トーチ21へ溶接ワイヤ7を送給するワイヤ送給装置22とを備える。
The
アーク溶接トーチ21は、母材6の接合部へ溶接ワイヤ7を案内するコンタクトチップを有する。また、アーク溶接トーチ21は、コンタクトチップを囲繞する中空円筒形状をなし、母材6の接合部へ、アルゴンガス又は炭酸ガス等のシールドガスを噴射するノズルを有する。アーク溶接トーチ21は、溶接電源装置2から溶接電圧及び溶接電流の供給を受け、溶接ワイヤ7の先端と母材6の接合部との間にアークを発生させるとともに、溶接部に向けてシールドガスを供給する。
Arc
溶接電源装置2は、アーク溶接を行なうための溶接電圧及び溶接電流を生成し、生成された溶接電圧及び溶接電流をアーク溶接トーチ21へ出力する。溶接電源装置2は、溶接ワイヤ7と母材6との間に印加される溶接電圧を検出する電圧検出器23と、アーク溶接トーチ21に供給される溶接電流を検出する電流検出器24とを備える。溶接電源装置2の出力は、検出された溶接電圧及び溶接電流に基づいてフィードバック制御されている。また、溶接電源装置2は溶接ワイヤ7の送給を制御する。
レーザ発振装置3は、母材6の接合部にレーザを照射するレーザ溶接トーチ31を備える。レーザ溶接トーチ31は、レーザ発振装置3から光ファイバを通じてレーザ光の供給を受け、母材6の接合部に向けてレーザを照射する。レーザ溶接トーチ31及びアーク溶接トーチ21は、レーザの照射部位と、アーク溶接が行われる接合物とが近接するような姿勢で設けられている。本実施形態1では、溶接方向に対して、レーザ照射位置が前方、アーク発生部位が後方になるように構成されている。つまり、ある接合部位に対して、先にレーザ溶接が行われ、次いでアーク溶接が行われる。なお、この溶接順序は一例であり、接合部に対して行われるアーク溶接と、レーザ溶接の順序は特に限定されるものではない。
The
測定部4は、レーザ溶接トーチ31を用いたレーザ溶接の状態をリアルタイムで測定する装置である。測定部4は、分光器41及び光電センサ42を備える。測定部4には、溶接中の母材6の接合部から放射される光が入射し、分光器41は入射した光を分光し、光電センサ42は分光された光の強度を測定する。特に、測定部4は、レーザ溶接によるプラズマの発光強度を検出し、検出されたプラズマの発光強度を制御部5へ出力する。
The
制御部5は、アーク溶接トーチ21を用いたアーク溶接と、レーザ溶接トーチ31を用いたレーザ溶接とを制御するマイクロコンピュータである。制御部5はタイマを備える。制御部5は、電圧検出器23及び電流検出器24にて検出された溶接電圧及び溶接電流に基づいて、溶接電源装置2の出力をフィードバック制御する。また、制御部5は、測定部4の測定結果に基づいて、レーザ発振装置3のレーザ出力をフィードバック制御する。
The control unit 5 is a microcomputer that controls arc welding using the
制御部5は、測定部4の測定結果、つまり測定されたレーザ溶接によるプラズマの発光強度に基づいて、溶接電圧及び溶接電流の出力を調整する。以下、溶接電圧及び溶接電流の出力を適宜、アーク出力と呼ぶ。制御部5は、レーザ溶接による母材6への入熱の過不足量を算出するための定数を記憶した第1テーブル51と、レーザ溶接に係る入熱の過不足量を、アーク出力の過不足量に換算するための係数を記憶した第2テーブル52とを有する。第1テーブル51及び第2テーブル52の詳細は後述する。
The controller 5 adjusts the output of the welding voltage and the welding current based on the measurement result of the measuring
図2は、実施形態1に係る溶接処理手順を示すフローチャートである。溶接中、制御部5は以下の処理を常時繰り返し実行するものとする。制御部5は、電圧検出器23及び電流検出器24にて溶接電圧及び溶接電流を検出し(ステップS111)、短絡又は消弧が生じているか否かを判定する(ステップS112)。
FIG. 2 is a flow chart showing a welding processing procedure according to the first embodiment. During welding, the control unit 5 always repeatedly executes the following processing. The control unit 5 detects the welding voltage and the welding current with the
短絡又は消弧していないと判定した場合(ステップS112:NO)、制御部5は処理をステップS111へ戻す。短絡又は消弧していると判定した場合(ステップS112:YES)、制御部5は、測定部4にてレーザ溶接によるプラズマの発光強度を測定する(ステップS113)。そして、制御部5は、測定したプラズマの発光強度に基づいて、レーザ溶接をフィードバック制御する(ステップS114)。プラズマの発光強度は、後述するようにレーザ出力又は母材6への入熱と相関がある。制御部5は、プラズマの発光強度が設定出力値より小さい場合、レーザ出力を増加させ、プラズマ発光強度が設定出力値より大きい場合、レーザ出力を低下させる。
If it is determined that there is no short circuit or arc extinguishing (step S112: NO), the control unit 5 returns the process to step S111. If it is determined that the short circuit or the arc is extinguished (step S112: YES), the control unit 5 measures the emission intensity of the plasma generated by the laser welding in the measurement unit 4 (step S113). Then, the controller 5 feedback-controls the laser welding based on the measured emission intensity of the plasma (step S114). The emission intensity of the plasma has a correlation with the laser output or the heat input to the
次いで、制御部5はレーザ溶接による母材6への入熱の過不足量を算出し(ステップS115)、入熱の過不足があるか否かを判定する(ステップS116)。入熱の過不足が無いと判定した場合(ステップS116:NO)、制御部5は処理をステップS111へ戻す。入熱の過不足があると判定した場合、制御部5は算出された過不足量をアーク出力の過不足量に換算する(ステップS117)。そして、制御部5は、換算された過不足量に基づいて、アーク溶接トーチ21の出力を調整する(ステップS118)。つまり、制御部5は、入熱が不足する場合、アーク溶接トーチ21の出力を増大させ、入熱が過大である場合、アーク溶接トーチ21の出力を減少させる。
Next, the controller 5 calculates the excess or deficiency of heat input to the
図3は、レーザ出力と、プラズマ発光強度との関係を示すグラフである。横軸はレーザ出力の大きさ、又は母材6への入熱量を示し、縦軸はレーザ溶接によるプラズマの発光強度を示している。図3に示すように、所定範囲において、プラズマの発光強度と、母材6への入熱量とは比例関係にある。発光強度は下記式で表される。
I=0 (P≦x1)
α×P+β (x1≦P≦x2)
c (P≧x2)
但し、
I:レーザ溶接によるプラズマの発光強度
α、β、c:定数
P:レーザ出力
FIG. 3 is a graph showing the relationship between laser output and plasma emission intensity. The horizontal axis indicates the magnitude of the laser output or the amount of heat input to the
I=0 (P≦x1)
α×P+β (x1≤P≤x2)
c (P≧x2)
however,
I: plasma emission intensity α, β by laser welding, c: constant P: laser output
定数α、β、cは、少なくとも母材6の材料に依存する定数である。また、詳細には定数α、β、cは、母材6の材料、レーザの種類、溶接姿勢等に依存する定数であるため、これらの条件に対応する定数を用いることによってより正確にレーザ出力及び母材6への入熱量を算出することができる。
The constants α, β and c are constants that depend at least on the material of the
図3中、c1≦I≦c2の領域は、良好な接合が得られるレーザ出力領域である。良好な接合が得られるレーザ溶接の設定出力値がP0である場合、単位時間当たりのレーザ出力の過不足量W2は、(I-β)/α-P0と表される。 In FIG. 3, the region of c1≦I≦c2 is the laser output region where good bonding can be obtained. When the set output value for laser welding that provides a good joint is P0, the excess or deficiency W2 of the laser output per unit time is expressed as (I-β)/α-P0.
また、レーザ出力の過不足量からアーク出力の過不足量への換算は下記式を用いて行うことができる。
W1=W2×d
但し、
W1:アーク出力に係る過不足量
W2:レーザ出力に係る過不足量
d:定数
Also, the excess or deficiency of the laser output can be converted into the excess or deficiency of the arc output using the following formula.
W1=W2×d
however,
W1: excess or deficiency amount related to arc output W2: excess or deficiency amount related to laser output d: constant
定数dは、実験によって定まる値であり、母材6の材料に依存する定数である。
The constant d is a value determined by experiments, and is a constant that depends on the material of the
図4は、第1テーブル51及び第2テーブル52の構成を示す説明図である。図4Aは第1テーブル51の内容を示している。第1テーブル51は、母材6の材料と、レーザの種類と、溶接姿勢と、定数α、β、cとを対応付けて記憶している。第1テーブル51は、良好な接合が得られる範囲を示す情報、例えばc1及びc2の値を記憶する構成であってもよい。更に、第1テーブル51は、レーザ溶接による母材6への入熱量の算出が可能な領域を示す情報、例えばx1及びx2の値を記憶する構成であってもよい。図4Bは第2テーブル52の内容を示している。第2テーブル52は、材料の種類と、定数dとを対応付けて記憶している。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configurations of the first table 51 and the second table 52. As shown in FIG. FIG. 4A shows the contents of the first table 51. FIG. The first table 51 associates and stores the material of the
溶接装置1は、各種溶接条件の設定時に、母材6の種類、レーザの種類、溶接姿勢等の情報を受け付けて記憶している。ステップS115を実行する制御部5は、記憶する母材6の種類、レーザの種類、溶接姿勢等の情報をキーにして第1テーブル51から対応する定数α、β、cを読み出し、読み出した定数と、測定したプラズマの発光強度とに基づいて、レーザ出力を算出する。そして、制御部5は、算出されたレーザ出力と、レーザ溶接の設定出力値との差分を、母材6への入熱の過不足量として算出する。制御部5は、算出されたレーザ出力と、良好な接合が得られる範囲とを比較し、母材6への入熱の過不足量を算出するようにしてもよい。
また、ステップS117において制御部5は、記憶する母材6の種類をキーにして第2テーブル52から定数dを読み出し、読み出した定数を用いて、算出されたレーザ出力の過不足量を、アーク溶接の過不足量に換算する。
The
In step S117, the controller 5 reads the constant d from the second table 52 using the type of the
制御部5は、レーザ溶接による入熱の過不足が発生した場合、レーザ溶接に後続するアーク溶接において、入熱の過不足が生じている間、入熱不足量W2を減算又は加算することにより、母材6への入熱を一定に制御することができる。なお、時間Tの間、レーザ溶接の入熱の過不足量W2が生じた際、所定時間ΔT秒の間、入熱過不足量W2×(T/ΔT)だけ増加させることにより、総過不足量W2×Tを補うように構成してもよい。つまり、レーザ溶接による入熱の過不足量を補うために、アーク出力を増減させる期間は特に限定されるものではない。
When an excess or deficiency of heat input occurs due to laser welding, the control unit 5 subtracts or adds the heat input deficiency W2 while the excess or deficiency of heat input occurs in arc welding subsequent to laser welding. , the heat input to the
例えば、母材6が鉄-アルミの異材接合(アルミ板厚1.5mm、亜鉛メッキ鋼板1.2mm)、各種設定値としてレーザ出力を300~1500W、アーク出力を1000W、溶接速度50cm/分とする場合、x1は0.6[kW]、x2は1[kW]であり、定数αは10、定数βは-4、定数cは8.0、定数dは0.8となる。レーザ溶接によるプラズマの発光強度Iが2以上6以下(2≦I≦6)のとき、良好な接合が得られるものとする。レーザ溶接によるプラズマの発光強度Iが1の場合、良好な接合条件に対して、レーザ出力が設定レーザ出力よりも0.1kW足りない。この場合、制御部5は、アーク出力を1080W(1000W+100W×0.8)に調整することによって、母材6への入熱を補い、入熱量を一定に制御することができる。
For example, the
(実施例)
母材6が板厚2.3mmの亜鉛めっき鋼板の重ね隅肉継手である場合において、アーク溶接の設定出力値を200A-20V、レーザの設定出力値を4000Wとして溶接を行った。この溶接において、レーザ溶接によるプラズマの発光強度が設定した閾値よりも低くなった場合、溶接装置1は、母材6への入熱量が不足すると判定し、入熱の不足量に応じてアーク出力を調整した結果、外観不良のない良好なビードが得られた。
(Example)
When the
本実施形態1に係る溶接装置1及び溶接方法によれば、レーザ・アークハイブリッド溶接方法を利用し、母材6への入熱量を精密に制御することができ、入熱の過不足による溶接欠陥を抑制することができる。
According to the
具体的には、溶接装置1は、レーザ溶接による母材6への入熱が不足する場合、アーク出力を増大させ、入熱が過大である場合、アーク出力を減少させることができる。レーザ溶接のフィードバック制御のみで制御する場合に比べ、母材6への入熱量をより精密に制御することができる。入熱が不足する場合、過大である場合、両方に対応することができる。
Specifically, the
また、レーザ溶接によるプラズマの発光強度を測定する簡易な構成で、母材6への入熱の過不足量を算出することができ、母材6への入熱量を精密に制御することができる。
In addition, the amount of heat input to the
更に、アーク溶接の短絡又は消弧時にプラズマの発光強度を測定する構成であるため、レーザ溶接によるプラズマの発光強度を正確に測定し、母材6への入熱の過不足量を算出し、制御することができる。
Furthermore, since the plasma emission intensity is measured at the time of arc welding short circuit or arc extinguishing, the plasma emission intensity due to laser welding is accurately measured, the excess or deficiency of heat input to the
更にまた、母材6の種類等に応じた定数を用いて、レーザ溶接による母材6への入熱量を算出し、また、母材6の種類等に応じた定数を用いて、レーザ溶接の入熱の過不足量をアーク出力の過不足量に換算する構成であるため、より精密に母材6への入熱量を制御することができる。
Furthermore, the amount of heat input to the
更にまた、本実施形態1に係る溶接装置1は、レーザ出力のフィードバック制御を行いつつ、母材6の入熱量の調整が追いつかなかった場合にアーク出力を制御する。つまり、2段階で母材6の入熱量を制御する構成であるため、より精密に入熱量を制御することができる。
Furthermore, the
なお、実施形態1では、レーザ溶接によるプラズマの発光強度を測定し、母材6への入熱の過不足量を算出する例を説明したが、測定部4にてレーザの反射光強度を測定し、入熱の過不足量を算出するように構成してもよい。反射強度が低い場合、母材6への入熱量が低下する傾向があり、反射強度を測定することによって、母材6への入熱量を算出することができる。レーザの反射光強度を測定する簡易な構成で、母材6への入熱の過不足量を算出することができ、母材6への入熱量を精密に制御することができる。
In the first embodiment, an example in which the emission intensity of plasma generated by laser welding is measured and the amount of heat input to the
(実施形態2)
実施形態2に係る溶接装置1は、測定部4の構成が実施形態1と異なる。その他の構成は、実施形態1に係る溶接装置1と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
A
図5は、実施形態2に係る測定部4の構成例を示す模式図である。実施形態2に係る測定部4は、レーザ溶接によるプラズマの光を透過し、アーク溶接によるプラズマの光を遮断する視野絞り43を有する。測定部4は、レーザ溶接に係るプラズマの発光強度を選択的に測定することができるため、制御部5は、ステップS112の処理を行わずにレーザ溶接によるプラズマの発光強度を測定することができる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of the
1 溶接装置
2 溶接電源装置
3 レーザ発振装置
4 測定部
5 制御部
6 母材
7 溶接ワイヤ
21 アーク溶接トーチ
22 ワイヤ送給装置
23 電圧検出器
24 電流検出器
31 レーザ溶接トーチ
41 分光器
42 光電センサ
51 第1テーブル
52 第2テーブル
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
前記母材の接合部との間にアークを発生させるアーク溶接トーチと、
前記接合部にレーザを照射するレーザ溶接トーチと、
前記レーザ溶接トーチを用いたレーザ溶接の状態を測定する測定部と、
該測定部の測定結果に基づいて、前記アーク溶接トーチを用いたアーク溶接を制御する制御部と
を備える溶接装置。 A welding device that welds a base material using both laser welding and arc welding,
an arc welding torch that generates an arc between the base metal joint;
a laser welding torch that irradiates the joint with a laser;
a measuring unit that measures the state of laser welding using the laser welding torch;
A welding device comprising: a control section that controls arc welding using the arc welding torch based on the measurement result of the measurement section.
前記測定部の測定結果に基づいて、前記母材への入熱の過不足を判定し、入熱が不足する場合、前記アーク溶接トーチの出力を増大させ、入熱が過大である場合、前記アーク溶接トーチの出力を減少させる
請求項1に記載の溶接装置。 The control unit
Based on the measurement result of the measuring unit, the excess or deficiency of heat input to the base material is determined, and if the heat input is insufficient, the output of the arc welding torch is increased, and if the heat input is excessive, the 2. Welding equipment according to claim 1, wherein the power of the arc welding torch is reduced.
請求項1又は請求項2に記載の溶接装置。 3. The welding device according to claim 1, wherein the measuring unit includes a photoelectric sensor and measures the intensity of emitted light of plasma or the intensity of reflected light of laser due to laser welding using the laser welding torch.
請求項3に記載の溶接装置。 The welding device according to claim 3, wherein the emission intensity of plasma generated by laser welding is measured during short circuiting or extinguishing of arc welding.
レーザ溶接によるプラズマの発光強度に基づいて前記母材への入熱の過不足量を算出し、
算出された入熱の過不足量をアーク出力の過不足量に換算し、
換算された過不足量に基づいて、前記アーク溶接トーチの出力を増減させる
請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の溶接装置。 The control unit
calculating the amount of excess or deficiency of heat input to the base material based on the emission intensity of the plasma generated by laser welding;
Convert the calculated excess or deficiency of heat input to the excess or deficiency of arc output,
The welding device according to any one of claims 2 to 4, wherein the output of the arc welding torch is increased or decreased based on the converted excess or deficiency.
前記レーザ溶接トーチを用いたレーザ溶接の状態を測定し、
測定結果に基づいて、前記アーク溶接トーチを用いたアーク溶接を制御する
溶接方法。 A welding method for welding the base material using both an arc welding torch that generates an arc between the joint of the base material and a laser welding torch that irradiates the joint with a laser,
Measuring the state of laser welding using the laser welding torch,
A welding method for controlling arc welding using the arc welding torch based on measurement results.
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