JP2023163707A - Laser welding device, laser welding program and laser welding method - Google Patents

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Abstract

To provide a laser welding device which can increase the welding quality between two metal plates where a gap exists.SOLUTION: A laser welding device according to an aspect of the present disclosure welds a first metal plate and a second metal plate. A laser welding device comprises: a processing head which emits first laser light and second laser light to a first metal plate and a second metal plate; and a control device which controls the processing head so as to weld the first metal plate and the second metal plate with the second laser light while forming a molten pool in the first metal plate with the first laser light.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、レーザ溶接装置、レーザ溶接プログラム、及びレーザ溶接方法に関する。 The present disclosure relates to a laser welding device, a laser welding program, and a laser welding method.

2つの金属板を接合するレーザ溶接において、溶接品質を向上させるための種々の手法が考案されている。例えば、重ね溶接における隙間を埋めるために溶融部を形成してからウェービングを行う手法(特許文献1参照)、突合せ溶接においてウェービングによってスパッタを低減する手法(特許文献2参照)等が存在する。 Various methods have been devised to improve welding quality in laser welding for joining two metal plates. For example, there is a method of forming a fused portion and then waving to fill a gap in lap welding (see Patent Document 1), a method of reducing spatter by waving in butt welding (see Patent Document 2), and the like.

特開2020-062682号公報JP2020-062682A 特開2021-133417号公報Japanese Patent Application Publication No. 2021-133417

上述の溶融部の形成後にウェービングを行う手法では、溶接の長さに限界が生じる。また、上述の突合せ溶接におけるウェービングでは、金属板間の隙間によって溶接欠陥が生じ得る。 In the above-described method of performing waving after forming the fusion zone, there is a limit to the length of welding. Furthermore, in the waving in the above-mentioned butt welding, welding defects may occur due to gaps between metal plates.

本開示の一局面は、隙間が存在する2つの金属板間の溶接品質を高められるレーザ溶接装置を提供することを目的とする。 One aspect of the present disclosure aims to provide a laser welding device that can improve welding quality between two metal plates in which a gap exists.

本開示の一態様は、第1金属板と第2金属板とを溶接するレーザ溶接装置である。レーザ溶接装置は、第1金属板及び第2金属板に対し、第1レーザ光と第2レーザ光とを照射する加工ヘッドと、第1レーザ光によって第1金属板に溶融池を形成しつつ、第2レーザ光によって第1金属板と第2金属板とを溶接するように加工ヘッドを制御する制御装置と、を備える。 One aspect of the present disclosure is a laser welding device that welds a first metal plate and a second metal plate. The laser welding device includes a processing head that irradiates a first metal plate and a second metal plate with a first laser beam and a second laser beam; and a control device that controls the processing head to weld the first metal plate and the second metal plate using the second laser beam.

このような構成によれば、溶接部に溶融金属を供給する溶融池の形成と、第1金属板と第2金属板との溶接とが同時に進行する。そのため、溶接長が制限されることなく、溶融金属によって隙間を埋めながら第1金属板と第2金属板とを接合できる。結果として、隙間が存在する2つの金属板間の溶接品質を高められる。 According to such a configuration, the formation of a molten pool that supplies molten metal to the welding portion and the welding of the first metal plate and the second metal plate proceed simultaneously. Therefore, the first metal plate and the second metal plate can be joined while filling the gap with molten metal without limiting the welding length. As a result, the quality of welding between two metal plates in which a gap exists can be improved.

本開示の一態様では、制御装置は、第1金属板と第2金属板との突合せ部分に第2レーザ光を照射させると共に、第1金属板のうち突合せ部分よりも鉛直方向において上方に位置する領域に第1レーザ光を照射させてもよい。このような構成によれば、突合せ溶接において、第1金属板と第2金属板との隙間に溶融金属を効率よく供給しつつ、第1金属板と第2金属板とを接合できる。 In one aspect of the present disclosure, the control device irradiates the abutting portion of the first metal plate and the second metal plate with the second laser beam, and is located above the abutting portion of the first metal plate in the vertical direction. Alternatively, the first laser beam may be irradiated onto the region. According to such a configuration, in butt welding, the first metal plate and the second metal plate can be joined while efficiently supplying molten metal to the gap between the first metal plate and the second metal plate.

本開示の一態様では、制御装置は、第1金属板のうち第2金属板と重なった部分に第1レーザ光を照射させると共に、第1金属板のうち第1レーザ光の照射領域と溶接方向に沿って並ぶ領域に第2レーザ光を照射させてもよい。このような構成によれば、重ね溶接において、第1金属板と第2金属板との隙間に溶融金属を効率よく供給しつつ、第1金属板と第2金属板とを接合できる。 In one aspect of the present disclosure, the control device irradiates a portion of the first metal plate that overlaps with the second metal plate with the first laser beam, and welds the irradiation area of the first metal plate with the first laser beam. The second laser beam may be irradiated to areas lined up along the direction. According to such a configuration, in lap welding, the first metal plate and the second metal plate can be joined while efficiently supplying molten metal to the gap between the first metal plate and the second metal plate.

本開示の別の態様は、第1レーザ光と第2レーザ光とを照射する加工ヘッドによる第1金属板と第2金属板とのレーザ溶接に用いられるレーザ溶接プログラムである。レーザ溶接プログラムは、第1レーザ光によって第1金属板に溶融池を形成しつつ、第2レーザ光によって第1金属板と第2金属板とを溶接するように加工ヘッドを制御することをコンピュータに実行させる。 Another aspect of the present disclosure is a laser welding program used for laser welding a first metal plate and a second metal plate using a processing head that irradiates a first laser beam and a second laser beam. The laser welding program includes a computer controlling the processing head so that the first laser beam forms a molten pool on the first metal plate, and the second laser beam welds the first metal plate and the second metal plate. have it executed.

本開示の別の態様は、第1レーザ光と第2レーザ光とを照射する加工ヘッドを用いた第1金属板と第2金属板とのレーザ溶接方法である。レーザ溶接方法は、第1レーザ光によって第1金属板に溶融池を形成しつつ、第2レーザ光によって第1金属板と第2金属板とを溶接する工程を備える。 Another aspect of the present disclosure is a method of laser welding a first metal plate and a second metal plate using a processing head that irradiates a first laser beam and a second laser beam. The laser welding method includes a step of welding a first metal plate and a second metal plate using a second laser beam while forming a molten pool on the first metal plate using a first laser beam.

これらのような構成によれば、溶接長が制限されることなく、溶融金属によって隙間を埋めながら第1金属板と第2金属板とを接合できるため、隙間が存在する2つの金属板間の溶接品質を高められる。 According to these configurations, the first metal plate and the second metal plate can be joined while filling the gap with molten metal without limiting the welding length. Improves welding quality.

本開示の一態様は、第1金属板と第2金属板とを溶接するレーザ溶接装置である。レーザ溶接装置は、第1金属板及び第2金属板に対し、レーザ光を照射する加工ヘッドと、溶接方向と交差する方向にレーザ光の照射位置を変化させることで、少なくとも第1金属板に溶融池を形成しつつ、第1金属板と第2金属板とを溶接するように加工ヘッドを制御する制御装置と、を備える。 One aspect of the present disclosure is a laser welding device that welds a first metal plate and a second metal plate. The laser welding device includes a processing head that irradiates the first metal plate and the second metal plate with a laser beam, and a processing head that irradiates the first metal plate and the second metal plate, and changes the irradiation position of the laser beam in a direction intersecting the welding direction. A control device that controls a processing head to weld the first metal plate and the second metal plate while forming a molten pool.

このような構成によれば、溶接部に溶融金属を供給する溶融池の形成と、第1金属板と第2金属板との溶接とが同時に進行する。そのため、溶接長が制限されることなく、溶融金属によって隙間を埋めながら第1金属板と第2金属板とを接合できる。結果として、隙間が存在する2つの金属板間の溶接品質を高められる。 According to such a configuration, the formation of a molten pool that supplies molten metal to the welding portion and the welding of the first metal plate and the second metal plate proceed simultaneously. Therefore, the first metal plate and the second metal plate can be joined while filling the gap with molten metal without limiting the welding length. As a result, the quality of welding between two metal plates in which a gap exists can be improved.

本開示の一態様では、制御装置は、第1金属板と第2金属板との突合せ部分におけるレーザ光による照射エネルギを、第1金属板のうち突合せ部分よりも鉛直方向において上方に位置する領域におけるレーザ光による照射エネルギよりも大きくしてもよい。このような構成によれば、突合せ溶接において、第1金属板と第2金属板との隙間に溶融金属を効率よく供給しつつ、第1金属板と第2金属板とを接合できる。 In one aspect of the present disclosure, the control device directs the irradiation energy of the laser beam at the abutting portion of the first metal plate and the second metal plate to an area of the first metal plate located above the abutting portion in the vertical direction. The irradiation energy of the laser beam may be greater than that of the laser beam. According to such a configuration, in butt welding, the first metal plate and the second metal plate can be joined while efficiently supplying molten metal to the gap between the first metal plate and the second metal plate.

本開示の一態様では、制御装置は、第1金属板と第2金属板とが重なった部分のうち第1領域におけるレーザ光による照射エネルギを、第1領域周辺の第2領域におけるレーザ光による照射エネルギよりも大きくしてもよい。このような構成によれば、重ね溶接において、第1金属板と第2金属板との隙間に溶融金属を効率よく供給しつつ、第1金属板と第2金属板とを接合できる。 In one aspect of the present disclosure, the control device controls the irradiation energy of the laser beam in a first region of the overlapped portion of the first metal plate and the second metal plate to the irradiation energy of the laser beam in a second region around the first region. It may be greater than the irradiation energy. According to such a configuration, in lap welding, the first metal plate and the second metal plate can be joined while efficiently supplying molten metal to the gap between the first metal plate and the second metal plate.

本開示の別の態様は、レーザ光を照射する加工ヘッドによる第1金属板と第2金属板とのレーザ溶接に用いられるレーザ溶接プログラムである。レーザ溶接プログラムは、溶接方向と交差する方向にレーザ光の照射位置を変化させることで、少なくとも第1金属板に溶融池を形成しつつ、第1金属板と第2金属板とを溶接するように加工ヘッドを制御することをコンピュータに実行させる。 Another aspect of the present disclosure is a laser welding program used for laser welding a first metal plate and a second metal plate using a processing head that irradiates laser light. The laser welding program welds the first metal plate and the second metal plate while forming a molten pool on at least the first metal plate by changing the irradiation position of the laser beam in a direction crossing the welding direction. The computer controls the machining head.

本開示の別の態様は、レーザ光を照射する加工ヘッドを用いた第1金属板と第2金属板とのレーザ溶接方法である。レーザ溶接方法は、溶接方向と交差する方向にレーザ光の照射位置を変化させることで、少なくとも第1金属板に溶融池を形成しつつ、第1金属板と第2金属板とを溶接する工程を備える。 Another aspect of the present disclosure is a method of laser welding a first metal plate and a second metal plate using a processing head that irradiates laser light. The laser welding method is a process of welding a first metal plate and a second metal plate while forming a molten pool in at least the first metal plate by changing the irradiation position of the laser beam in a direction crossing the welding direction. Equipped with

これらのような構成によれば、溶接長が制限されることなく、溶融金属によって隙間を埋めながら第1金属板と第2金属板とを接合できるため、隙間が存在する2つの金属板間の溶接品質を高められる。 According to these configurations, the first metal plate and the second metal plate can be joined while filling the gap with molten metal without limiting the welding length. Improves welding quality.

図1は、実施形態におけるレーザ溶接装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a laser welding apparatus in an embodiment. 図2Aは、図1のレーザ溶接装置による溶接の状態を示す模式的な平面図であり、図2Bは、図1のレーザ溶接装置による溶接の状態を示す模式的な断面図である。2A is a schematic plan view showing a welding state by the laser welding device of FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view showing a welding state by the laser welding device of FIG. 1. 図3は、図1とは異なる実施形態におけるレーザ溶接装置の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a laser welding apparatus in an embodiment different from that in FIG. 1. 図4Aは、図3のレーザ溶接装置による溶接の状態を示す模式的な平面図であり、図4Bは、図3のレーザ溶接装置による溶接の状態を示す模式的な断面図である。4A is a schematic plan view showing a welding state by the laser welding device of FIG. 3, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view showing a welding state by the laser welding device of FIG. 3. 図5は、図1とは異なる実施形態におけるレーザ溶接装置の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a laser welding apparatus in an embodiment different from that in FIG. 1. 図6Aは、図5のレーザ溶接装置による溶接の状態を示す模式的な平面図であり、図6Bは、図5のレーザ溶接装置による溶接の状態を示す模式的な断面図である。6A is a schematic plan view showing a welding state by the laser welding device of FIG. 5, and FIG. 6B is a schematic cross-sectional view showing a welding state by the laser welding device of FIG. 5. 図7A及び図7Bは、図5のレーザ溶接装置における照射エネルギの調整手法を示す模式図である。7A and 7B are schematic diagrams showing a method of adjusting irradiation energy in the laser welding apparatus of FIG. 5. 図8は、図1とは異なる実施形態におけるレーザ溶接装置の模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram of a laser welding apparatus in an embodiment different from that in FIG. 1. 図9Aは、図8のレーザ溶接装置による溶接の状態を示す模式的な平面図であり、図9Bは、図8のレーザ溶接装置による溶接の状態を示す模式的な断面図である。9A is a schematic plan view showing a welding state by the laser welding device of FIG. 8, and FIG. 9B is a schematic cross-sectional view showing a welding state by the laser welding device of FIG. 8. 図10A及び図10Bは、図8のレーザ溶接装置における照射エネルギの調整手法を示す模式図である。10A and 10B are schematic diagrams showing a method of adjusting irradiation energy in the laser welding apparatus of FIG. 8. 図11は、図1とは異なる実施形態におけるレーザ溶接装置におけるレーザ光の照射状態を示す模式的な断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a laser beam irradiation state in a laser welding apparatus in an embodiment different from FIG. 1.

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.第1実施形態]
[1-1.構成]
図1に示すレーザ溶接装置1は、第1金属板P1と第2金属板P2とを突合せ溶接する装置である。
Embodiments to which the present disclosure is applied will be described below with reference to the drawings.
[1. First embodiment]
[1-1. composition]
A laser welding apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus that butt-welds a first metal plate P1 and a second metal plate P2.

加工される第1金属板P1及び第2金属板P2は、端面同士が突き合わされるように配置される。レーザ溶接装置1は、レーザ供給部2と、加工ヘッド3と、制御装置4とを備える。 The first metal plate P1 and the second metal plate P2 to be processed are arranged so that their end surfaces are butted against each other. The laser welding device 1 includes a laser supply section 2, a processing head 3, and a control device 4.

<レーザ供給部>
レーザ供給部2は、レーザ光を生成して加工ヘッド3に供給する装置である。レーザ供給部2は、電源と、発振回路とを備える。レーザ供給部2が発生させるレーザ光のエネルギ分布のパターンは特に限定されない。
<Laser supply section>
The laser supply unit 2 is a device that generates laser light and supplies it to the processing head 3. The laser supply unit 2 includes a power source and an oscillation circuit. The energy distribution pattern of the laser light generated by the laser supply section 2 is not particularly limited.

<加工ヘッド>
加工ヘッド3は、レーザ供給部2から供給されたレーザ光を、上方から第1金属板P1と第2金属板P2との接合部分に照射する。加工ヘッド3は、第1金属板P1及び第2金属板P2に対し、第1レーザ光L1と第2レーザ光L2とを独立して照射可能に構成されている。
<Processing head>
The processing head 3 irradiates the joining portion between the first metal plate P1 and the second metal plate P2 from above with the laser light supplied from the laser supply unit 2. The processing head 3 is configured to be able to independently irradiate the first metal plate P1 and the second metal plate P2 with a first laser beam L1 and a second laser beam L2.

第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2は、例えば、レーザ供給部2から供給されたレーザ光を分配素子によって分割することで生成される。分配素子としては、例えばナイフエッジを有するミラー、鏡面を有するプリズム等の光学素子(つまりビームスプリッタ)が使用できる。 The first laser beam L1 and the second laser beam L2 are generated, for example, by dividing the laser beam supplied from the laser supply section 2 by a distribution element. As the distribution element, for example, an optical element such as a mirror having a knife edge or a prism having a mirror surface (that is, a beam splitter) can be used.

加工ヘッド3は、第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2それぞれの照射強度(つまり照射エネルギ)、焦点位置、照射角度等のパラメータを個別に調整する。これらのパラメータは、例えば、レーザ供給部2の出力、及び加工ヘッド3内に設けられたミラー、集光レンズ等の光学素子の位置又は方向の制御によって調整される。 The processing head 3 individually adjusts parameters such as irradiation intensity (that is, irradiation energy), focal position, and irradiation angle of each of the first laser beam L1 and the second laser beam L2. These parameters are adjusted, for example, by controlling the output of the laser supply unit 2 and the position or direction of optical elements such as mirrors and condensing lenses provided in the processing head 3.

<制御装置>
制御装置4は、レーザ供給部2及び加工ヘッド3を制御するように構成されている。制御装置4は、例えば、プロセッサと、RAM、ROM等の記憶媒体と、入出力部とを備えるコンピュータにより構成される。
<Control device>
The control device 4 is configured to control the laser supply section 2 and the processing head 3. The control device 4 is configured by, for example, a computer including a processor, a storage medium such as a RAM or ROM, and an input/output section.

制御装置4は、レーザ供給部2が供給するレーザ光の強度等のプロファイルを設定する。また、制御装置4は、レーザ溶接プログラムに基づいて、図2Aに示すように、第1レーザ光L1によって第1金属板P1に第1溶融池M1を形成しつつ、第2レーザ光L2によって第1金属板P1と第2金属板P2とを溶接するように加工ヘッド3を制御する。 The control device 4 sets a profile such as the intensity of the laser light supplied by the laser supply section 2. Further, based on the laser welding program, as shown in FIG. 2A, the control device 4 forms a first molten pool M1 in the first metal plate P1 with the first laser beam L1, and a molten pool M1 with the second laser beam L2. The processing head 3 is controlled to weld the first metal plate P1 and the second metal plate P2.

第2レーザ光L2は、第1金属板P1と第2金属板P2とを溶接するように第2溶融池M2を形成する。第1レーザ光L1は、第2溶融池M2に溶融金属が流れ込む位置に第1溶融池M1を形成する。 The second laser beam L2 forms a second molten pool M2 to weld the first metal plate P1 and the second metal plate P2. The first laser beam L1 forms a first molten pool M1 at a position where molten metal flows into the second molten pool M2.

具体的には、図2Bに示すように、制御装置4は、第1金属板P1と第2金属板P2との突合せ部分に第2レーザ光L2を照射させると共に、第1金属板P1のうち突合せ部分よりも鉛直方向において上方に位置する領域に第1レーザ光L1を照射させる。 Specifically, as shown in FIG. 2B, the control device 4 irradiates the second laser beam L2 to the abutting portion of the first metal plate P1 and the second metal plate P2, and The first laser beam L1 is irradiated onto a region located above the abutting portion in the vertical direction.

本実施形態では、第1金属板P1は、第2金属板P2よりも厚みが大きい。また、第1金属板P1及び第2金属板P2は、厚み方向が上下方向と平行となるように載置されている。そのため、第1金属板P1の上面は、第2金属板P2の上面よりも上方(つまり加工ヘッド3の近く)に位置する。 In this embodiment, the first metal plate P1 is thicker than the second metal plate P2. Further, the first metal plate P1 and the second metal plate P2 are placed so that the thickness direction thereof is parallel to the up-down direction. Therefore, the upper surface of the first metal plate P1 is located above the upper surface of the second metal plate P2 (that is, near the processing head 3).

また、本実施形態では、第1レーザ光L1の照射領域は、第2レーザ光L2の照射領域に対し、溶接方向Dと直交する方向(図2A中の上下方向)に並んでいる。また、第1レーザ光L1の照射領域は、第2レーザ光L2の照射領域よりも大きい。 Furthermore, in this embodiment, the irradiation area of the first laser beam L1 is aligned with the irradiation area of the second laser beam L2 in a direction perpendicular to the welding direction D (vertical direction in FIG. 2A). Moreover, the irradiation area of the first laser beam L1 is larger than the irradiation area of the second laser beam L2.

ただし、第1レーザ光L1の照射領域は、第2レーザ光L2の照射領域と同じ大きさか、又は第2レーザ光L2の照射領域よりも小さくてもよい。また、第1レーザ光L1の照射エネルギと、第2レーザ光L2の照射エネルギとの大小関係は問われない。なお、第1レーザ光L1の照射エネルギは、アンダーフィル等の欠陥が発生しない大きさに設定される。 However, the irradiation area of the first laser beam L1 may be the same size as the irradiation area of the second laser beam L2, or may be smaller than the irradiation area of the second laser beam L2. Further, the magnitude relationship between the irradiation energy of the first laser beam L1 and the irradiation energy of the second laser beam L2 does not matter. Note that the irradiation energy of the first laser beam L1 is set to a level that does not cause defects such as underfill.

第1レーザ光L1が照射された領域では、第1金属板P1の溶融によって第1溶融池M1が形成される。第1溶融池M1内の溶融金属(つまり融液)は、表面張力及び重力によって第1金属板P1と第2金属板P2との突合せ部分(つまり隙間G及び第2溶融池M2)に向かって流入する。 In the region irradiated with the first laser beam L1, a first molten pool M1 is formed by melting the first metal plate P1. The molten metal (i.e., melt) in the first molten pool M1 moves toward the abutting portion between the first metal plate P1 and the second metal plate P2 (i.e., the gap G and the second molten pool M2) due to surface tension and gravity. Inflow.

第1レーザ光L1によって形成された溶融金属は、第1金属板P1から第2金属板P2に向かう流動方向Fに沿って、第2レーザ光L2の照射領域に対し溶接の進行方向後方の領域に供給される。 The molten metal formed by the first laser beam L1 is distributed in an area behind the irradiation area of the second laser beam L2 in the welding direction along the flow direction F from the first metal plate P1 toward the second metal plate P2. supplied to

その結果、第1溶融池M1から供給された溶融金属が、第2レーザ光L2の照射領域(つまり第2溶融池M2)における溶融金属と共に凝固して、溶接部Wを形成する。溶接部Wは、第1金属板P1と第2金属板P2との隙間Gを埋めつつ、第1金属板P1と第2金属板P2とを接合する。 As a result, the molten metal supplied from the first molten pool M1 solidifies together with the molten metal in the irradiation area of the second laser beam L2 (that is, the second molten pool M2) to form a welded portion W. The weld W joins the first metal plate P1 and the second metal plate P2 while filling the gap G between the first metal plate P1 and the second metal plate P2.

本実施形態では、溶接部Wを形成する第2レーザ光L2の照射領域は、第1金属板P1の突合せ端部と、第2金属板P2の突合せ端部との双方と重なっている。ただし、第2レーザ光L2の照射領域は、第1金属板P1及び第2金属板P2の一方の突合せ端部のみと重なっていてもよい。 In this embodiment, the irradiation area of the second laser beam L2 forming the weld W overlaps with both the abutting end of the first metal plate P1 and the abutting end of the second metal plate P2. However, the irradiation area of the second laser beam L2 may overlap only with one of the abutting ends of the first metal plate P1 and the second metal plate P2.

また、第1金属板P1と第2金属板P2との厚みは同じであってもよい。つまり、第1金属板P1の上面と、第2金属板P2との上面とが面一であってもよい。この場合、第1金属板P1の上面が第2金属板P2の上面よりも上方に位置するように、第1金属板P1及び第2金属板P2を傾斜させることで、第1溶融池M1の溶融金属を突合せ部分に供給できる。 Further, the first metal plate P1 and the second metal plate P2 may have the same thickness. That is, the upper surface of the first metal plate P1 and the upper surface of the second metal plate P2 may be flush with each other. In this case, by tilting the first metal plate P1 and the second metal plate P2 so that the upper surface of the first metal plate P1 is located above the upper surface of the second metal plate P2, the first molten pool M1 is Molten metal can be supplied to the butt portion.

[1-2.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)第1レーザ光L1及び第2レーザ光L2によって、溶接部に溶融金属を供給する第1溶融池M1の形成と、第1金属板P1と第2金属板P2との溶接とが同時に進行する。そのため、溶接長が制限されることなく、溶融金属によって隙間を埋めながら第1金属板P1と第2金属板P2とを接合できる。結果として、隙間が存在する2つの金属板間の溶接品質を高められる。
[1-2. effect]
According to the embodiment detailed above, the following effects can be obtained.
(1a) The first laser beam L1 and the second laser beam L2 simultaneously form the first molten pool M1 that supplies molten metal to the welding part and weld the first metal plate P1 and the second metal plate P2. proceed. Therefore, the first metal plate P1 and the second metal plate P2 can be joined while filling the gap with molten metal without limiting the welding length. As a result, the quality of welding between two metal plates in which a gap exists can be improved.

(1b)第1金属板P1のうち突合せ部分よりも鉛直方向において上方に位置する領域に第1レーザ光L1を照射させることで、第1金属板P1と第2金属板P2との隙間に溶融金属を効率よく供給しつつ、第1金属板P1と第2金属板P2とを接合できる。 (1b) By irradiating the first laser beam L1 to a region of the first metal plate P1 that is located above the abutting portion in the vertical direction, melting occurs in the gap between the first metal plate P1 and the second metal plate P2. The first metal plate P1 and the second metal plate P2 can be joined while efficiently supplying metal.

(1c)第1溶融池M1を形成する第1レーザ光L1が第1金属板P1に対して溶接方向以外に移動しないため、スパッタの発生が抑制される。そのため、溶接速度を高めることができる。また、加工条件と溶接結果との対応が把握し易いため、レーザ溶接プログラムの構築が比較的容易となる。 (1c) Since the first laser beam L1 forming the first molten pool M1 does not move in any direction other than the welding direction with respect to the first metal plate P1, generation of spatter is suppressed. Therefore, welding speed can be increased. Furthermore, since it is easy to understand the correspondence between processing conditions and welding results, it is relatively easy to construct a laser welding program.

[2.第2実施形態]
[2-1.構成]
図3に示すレーザ溶接装置1Aは、第1金属板P1と第2金属板P2とを重ね溶接する装置である。
[2. Second embodiment]
[2-1. composition]
A laser welding device 1A shown in FIG. 3 is a device that performs overlap welding of a first metal plate P1 and a second metal plate P2.

加工される第1金属板P1及び第2金属板P2は、厚み方向に少なくとも一部が重なるように配置される。第1金属板P1は、第2金属板P2よりも上方(つまり加工ヘッド3の近く)に配置される。 The first metal plate P1 and the second metal plate P2 to be processed are arranged so that at least a portion thereof overlaps in the thickness direction. The first metal plate P1 is arranged above the second metal plate P2 (that is, near the processing head 3).

レーザ溶接装置1Aは、レーザ供給部2と、加工ヘッド3と、制御装置4Aとを備える。レーザ溶接装置1Aのレーザ供給部2及び加工ヘッド3は、第1実施形態のレーザ溶接装置1のレーザ供給部2及び加工ヘッド3と同じものである。 The laser welding device 1A includes a laser supply section 2, a processing head 3, and a control device 4A. The laser supply unit 2 and the processing head 3 of the laser welding device 1A are the same as the laser supply unit 2 and the processing head 3 of the laser welding device 1 of the first embodiment.

<制御装置>
制御装置4Aは、実行されるレーザ溶接プログラムの詳細を除いて、第1実施形態の制御装置4と同じ構成を有する。
<Control device>
The control device 4A has the same configuration as the control device 4 of the first embodiment except for the details of the laser welding program to be executed.

制御装置4Aは、レーザ溶接プログラムに基づいて、図4Aに示すように、第1レーザ光L1によって第1金属板P1に第1溶融池M1を形成しつつ、第2レーザ光L2によって第1金属板P1と第2金属板P2とを溶接するように加工ヘッド3を制御する。 Based on the laser welding program, as shown in FIG. 4A, the control device 4A forms a first molten pool M1 in the first metal plate P1 with the first laser beam L1, and welds the first metal with the second laser beam L2. The processing head 3 is controlled to weld the plate P1 and the second metal plate P2.

第2レーザ光L2は、第1金属板P1と第2金属板P2とを溶接するように第2溶融池M2を形成する。第1レーザ光L1は、第2溶融池M2に溶融金属が流れ込む位置に第1溶融池M1を形成する。 The second laser beam L2 forms a second molten pool M2 to weld the first metal plate P1 and the second metal plate P2. The first laser beam L1 forms a first molten pool M1 at a position where molten metal flows into the second molten pool M2.

具体的には、制御装置4Aは、第1金属板P1のうち第2金属板P2と厚み方向において重なった部分に第1レーザ光L1を照射させると共に、第1金属板P1のうち第1レーザ光L1の照射領域と溶接方向Dに沿って並ぶ領域に第2レーザ光L2を照射させる。 Specifically, the control device 4A irradiates a portion of the first metal plate P1 that overlaps with the second metal plate P2 in the thickness direction with the first laser beam L1, and irradiates the first laser beam L1 of the first metal plate P1 with the first laser beam L1. A region lined up along the welding direction D with the irradiation region of the light L1 is irradiated with the second laser light L2.

これにより、図4Bに示すように、第1溶融池M1内の溶融金属が、第2レーザ光L2が照射された領域に流動方向Fに沿って供給され、第2溶融池M2内の溶融金属と共に、第1金属板P1を貫通して第2金属板P2に到達する溶接部Wを形成する。 As a result, as shown in FIG. 4B, the molten metal in the first molten pool M1 is supplied along the flow direction F to the area irradiated with the second laser beam L2, and the molten metal in the second molten pool M2 is supplied to the region irradiated with the second laser beam L2. At the same time, a welded portion W is formed that penetrates the first metal plate P1 and reaches the second metal plate P2.

図4Aでは、第1レーザ光L1の照射領域を取り囲むように第2レーザ光L2の照射領域が形成されている。なお、第2レーザ光L2は、第1レーザ光L1の照射領域に重ねて照射されてもよい。また、第2レーザ光L2は、第1レーザ光L1の照射領域に対し溶接の進行方向前方の領域のみに照射されてもよいし、第1レーザ光L1の照射領域に対し溶接の進行方向後方の領域のみに照射されてもよい。 In FIG. 4A, the irradiation area of the second laser beam L2 is formed so as to surround the irradiation area of the first laser beam L1. Note that the second laser beam L2 may be irradiated to overlap the irradiation area of the first laser beam L1. Further, the second laser beam L2 may be irradiated only to an area in front of the irradiation area of the first laser beam L1 in the direction of progress of welding, or may be irradiated only to an area in front of the irradiation area of the first laser beam L1 in the direction of progress of welding. It is also possible to irradiate only the area.

つまり、第2レーザ光L2の照射領域は、必ずしも第1レーザ光L1の照射領域を取り囲まなくてもよいし、第1レーザ光L1の照射領域を溶接方向に沿って前後に挟まなくてもよい。 In other words, the irradiation area of the second laser beam L2 does not necessarily have to surround the irradiation area of the first laser beam L1, nor does it need to sandwich the irradiation area of the first laser beam L1 back and forth along the welding direction. .

[2-2.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(2a)第1金属板P1のうち第1レーザ光L1の照射領域と溶接方向に沿って並ぶ領域に第2レーザ光L2を照射させることで、第1金属板P1と第2金属板P2との隙間に溶融金属を効率よく供給しつつ、第1金属板P1と第2金属板P2とを接合できる。
[2-2. effect]
According to the embodiment detailed above, the following effects can be obtained.
(2a) By irradiating the second laser beam L2 to an area of the first metal plate P1 that is lined up with the irradiation area of the first laser beam L1 and the welding direction, the first metal plate P1 and the second metal plate P2 can be separated. The first metal plate P1 and the second metal plate P2 can be joined while efficiently supplying molten metal to the gap between them.

[3.第3実施形態]
[3-1.構成]
図5に示すレーザ溶接装置1Bは、第1金属板P1と第2金属板P2とを突合せ溶接する装置である。加工される第1金属板P1及び第2金属板P2の配置は、図1の第1実施形態と同じである。
[3. Third embodiment]
[3-1. composition]
A laser welding device 1B shown in FIG. 5 is a device that butt-welds a first metal plate P1 and a second metal plate P2. The arrangement of the first metal plate P1 and the second metal plate P2 to be processed is the same as in the first embodiment shown in FIG.

レーザ溶接装置1Bは、レーザ供給部2と、加工ヘッド3Bと、制御装置4Bとを備える。レーザ溶接装置1Bのレーザ供給部2は、第1実施形態のレーザ溶接装置1のレーザ供給部2と同じものである。 The laser welding device 1B includes a laser supply section 2, a processing head 3B, and a control device 4B. The laser supply section 2 of the laser welding device 1B is the same as the laser supply section 2 of the laser welding device 1 of the first embodiment.

<加工ヘッド>
加工ヘッド3Bは、レーザ供給部2から供給されたレーザ光を、上方から第1金属板P1と第2金属板P2との接合部分に照射する。加工ヘッド3Bは、第1金属板P1及び第2金属板P2に対し、単一のレーザ光Lを照射可能に構成されている。
<Processing head>
The processing head 3B irradiates the joining portion between the first metal plate P1 and the second metal plate P2 from above with the laser light supplied from the laser supply unit 2. The processing head 3B is configured to be able to irradiate the first metal plate P1 and the second metal plate P2 with a single laser beam L.

加工ヘッド3Bは、レーザ光Lの照射強度(つまり照射エネルギ)、焦点位置、照射角度等のパラメータを調整する。これらのパラメータは、例えば、レーザ供給部2の出力、及び加工ヘッド3B内に設けられたミラー、集光レンズ等の光学素子の位置又は方向の制御によって調整される。 The processing head 3B adjusts parameters such as the irradiation intensity (that is, irradiation energy), focal position, and irradiation angle of the laser beam L. These parameters are adjusted, for example, by controlling the output of the laser supply unit 2 and the position or direction of optical elements such as mirrors and condensing lenses provided in the processing head 3B.

<制御装置>
制御装置4Bは、実行されるレーザ溶接プログラムの詳細を除いて、第1実施形態の制御装置4と同じ構成を有する。
<Control device>
The control device 4B has the same configuration as the control device 4 of the first embodiment except for the details of the laser welding program to be executed.

制御装置4Bは、レーザ供給部2が供給するレーザ光の強度等のプロファイルを設定する。また、制御装置4Bは、レーザ溶接プログラムに基づいて、図6Aに示すように、溶接方向Dと交差する方向にレーザ光Lの照射位置を変化させることで、少なくとも第1金属板P1に第1溶融池M1を形成しつつ、第1金属板P1及び第2金属板P2とを溶接するように加工ヘッド3Bを制御する。 The control device 4B sets a profile such as the intensity of the laser light supplied by the laser supply section 2. Further, the control device 4B changes the irradiation position of the laser beam L in a direction intersecting the welding direction D, as shown in FIG. 6A, based on the laser welding program, so that the first The processing head 3B is controlled to weld the first metal plate P1 and the second metal plate P2 while forming the molten pool M1.

具体的には、制御装置4Bは、第1金属板P1と第2金属板P2との突合せ部分を含む第1領域R1におけるレーザ光Lによる照射エネルギを、第1金属板P1のうち突合せ部分よりも鉛直方向において上方に位置する第2領域R2におけるレーザ光Lによる照射エネルギよりも大きくする。 Specifically, the control device 4B controls the irradiation energy of the laser beam L in the first region R1, which includes the abutting portion of the first metal plate P1 and the second metal plate P2, from the abutting portion of the first metal plate P1. Also, the irradiation energy of the laser beam L is made larger than the irradiation energy of the second region R2 located above in the vertical direction.

制御装置4Bは、レーザ光Lの照射位置が、第1金属板P1の内側(つまり第1溶融池M1の形成領域)と第1金属板P1と第2金属板P2との突合せ部分(つまり隙間G)との間を往復する「8の字」状の軌跡となるように加工ヘッド3Bを制御する。このようなレーザ光Lの制御によって、溶接方向Dに交差するジグザグ状の溶接軌跡が形成される。 The control device 4B is configured such that the irradiation position of the laser beam L is set between the inside of the first metal plate P1 (that is, the region where the first molten pool M1 is formed) and the butt part (that is, the gap) between the first metal plate P1 and the second metal plate P2. The machining head 3B is controlled so as to have a "figure 8"-shaped trajectory that reciprocates between G) and G). By controlling the laser beam L in this manner, a zigzag welding trajectory intersecting the welding direction D is formed.

また、制御装置4Bは、レーザ光Lの出力(つまりパワー密度)を一定としたまま、第2領域R2におけるレーザ光Lの照射位置の移動速度を、第1領域R1におけるレーザ光Lの照射位置の移動速度よりも大きくする。これにより、第1金属板P1の内側におけるレーザ光Lによる照射エネルギが、突合せ部分におけるレーザ光Lによる照射エネルギよりも小さくなる。なお、第2領域R2におけるレーザ光Lの照射エネルギは、アンダーフィル等の欠陥が発生しない大きさとして設定される。 Further, the control device 4B changes the moving speed of the irradiation position of the laser light L in the second region R2 to the irradiation position of the laser light L in the first region R1 while keeping the output (that is, power density) of the laser light L constant. be greater than the movement speed of Thereby, the irradiation energy of the laser beam L on the inside of the first metal plate P1 becomes smaller than the irradiation energy of the laser beam L on the abutting portion. Note that the irradiation energy of the laser beam L in the second region R2 is set to a level that does not cause defects such as underfill.

図6Bに示すように、レーザ光Lによって第1金属板P1の内側で形成された溶融金属は、第1金属板P1から第2金属板P2に向かう流動方向Fに沿って、突合せ部分におけるレーザ光Lの軌跡に対し溶接の進行方向後方の領域に供給される。その結果、第1溶融池M1から供給された溶融金属が、突合せ部分に形成される第2溶融池M2の溶融金属と共に凝固して、溶接部Wを形成する。 As shown in FIG. 6B, the molten metal formed inside the first metal plate P1 by the laser beam L flows along the flow direction F from the first metal plate P1 toward the second metal plate P2, The light is supplied to a region behind the trajectory of the light L in the welding direction. As a result, the molten metal supplied from the first molten pool M1 solidifies together with the molten metal of the second molten pool M2 formed at the abutting portion, forming a welded portion W.

本実施形態では、レーザ光Lの軌跡は、第1金属板P1の突合せ端部と、第2金属板P2の突合せ端部との双方と重なっている。ただし、レーザ光Lの軌跡は、第1金属板P1及び第2金属板P2の一方の突合せ端部のみと重なっていてもよい。 In this embodiment, the trajectory of the laser beam L overlaps both the abutting end of the first metal plate P1 and the abutting end of the second metal plate P2. However, the trajectory of the laser beam L may overlap only with one of the abutted ends of the first metal plate P1 and the second metal plate P2.

また、制御装置4Bは、レーザ光Lの強度を位置によって変えることで、第1領域R1におけるレーザ光Lによる照射エネルギを、第2領域R2におけるレーザ光Lによる照射エネルギよりも大きくしてもよい。 Moreover, the control device 4B may make the irradiation energy of the laser beam L in the first area R1 larger than the irradiation energy of the laser beam L in the second area R2 by changing the intensity of the laser beam L depending on the position. .

さらに、図7A及び図7Bに示すように、制御装置4Bは、レーザ光Lの照射位置を変えつつ、照射位置に対するレーザ光Lの焦点高さを変えることで、照射エネルギを変化させてもよい。 Furthermore, as shown in FIGS. 7A and 7B, the control device 4B may change the irradiation energy by changing the irradiation position of the laser beam L and changing the focal height of the laser beam L with respect to the irradiation position. .

図7Aは、レーザ光Lの焦点位置を変えずに、レーザ光Lを溶接方向と交差する方向に往復揺動させることで、焦点高さを変える例である。この例では、第1金属板P1と第2金属板P2との突合せ部分にレーザ光Lの焦点が重なる。一方で、照射位置が突合せ部分から離れるほど焦点高さが大きくなり、金属板に与えられるエネルギが低下する。 FIG. 7A is an example of changing the focal height by reciprocating the laser beam L in a direction intersecting the welding direction without changing the focal position of the laser beam L. In this example, the focal point of the laser beam L overlaps with the butt portion of the first metal plate P1 and the second metal plate P2. On the other hand, as the irradiation position moves away from the abutting portion, the focal point height increases, and the energy given to the metal plate decreases.

図7Bは、レーザ光Lの焦点位置を変えずにレーザ光L全体を上下方向に往復移動させながら照射位置を変えることで、焦点高さを変える例である。この例では、レーザ光Lの照射位置が第1金属板P1と第2金属板P2との突合せ部分にあるときにレーザ光Lの焦点が最も低くなる(つまり突合せ部分と重なる)。一方で、照射位置が突合せ部分から離れるほどレーザ光Lの焦点高さが大きくなり、金属板に与えられるエネルギが低下する。 FIG. 7B is an example in which the focal height is changed by changing the irradiation position while reciprocating the entire laser beam L in the vertical direction without changing the focal position of the laser beam L. In this example, when the irradiation position of the laser beam L is at the abutting portion between the first metal plate P1 and the second metal plate P2, the focal point of the laser beam L is lowest (that is, it overlaps with the abutting portion). On the other hand, as the irradiation position moves away from the abutting portion, the focal height of the laser beam L increases, and the energy given to the metal plate decreases.

[3-2.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(3a)第1金属板P1と第2金属板P2との突合せ部分におけるレーザ光Lによる照射エネルギを、第1金属板P1のうち突合せ部分よりも鉛直方向において上方に位置する領域におけるレーザ光Lによる照射エネルギよりも大きくすることで、第1金属板P1と第2金属板P2との隙間に溶融金属を効率よく供給しつつ、第1金属板P1と第2金属板P2とを接合できる。
[3-2. effect]
According to the embodiment detailed above, the following effects can be obtained.
(3a) The irradiation energy of the laser beam L at the abutting portion of the first metal plate P1 and the second metal plate P2 is changed to the irradiation energy of the laser beam L at the area located above the abutting portion of the first metal plate P1 in the vertical direction. By making the irradiation energy larger than the irradiation energy, the first metal plate P1 and the second metal plate P2 can be joined while efficiently supplying molten metal to the gap between the first metal plate P1 and the second metal plate P2.

(3b)単一のレーザ光で溶接を行うことができるため、複雑な形状の溶接にも対応できる。 (3b) Since welding can be performed with a single laser beam, it is possible to weld complex shapes.

[4.第4実施形態]
[4-1.構成]
図8に示すレーザ溶接装置1Cは、第1金属板P1と第2金属板P2とを重ね溶接する装置である。加工される第1金属板P1及び第2金属板P2の配置は、図3の第2実施形態と同じである。
[4. Fourth embodiment]
[4-1. composition]
A laser welding device 1C shown in FIG. 8 is a device that performs overlap welding of a first metal plate P1 and a second metal plate P2. The arrangement of the first metal plate P1 and the second metal plate P2 to be processed is the same as in the second embodiment shown in FIG.

レーザ溶接装置1Cは、レーザ供給部2と、加工ヘッド3Bと、制御装置4Cとを備える。レーザ溶接装置1Cのレーザ供給部2は、第1実施形態のレーザ溶接装置1のレーザ供給部2と同じものである。レーザ溶接装置1Cの加工ヘッド3Bは、第3実施形態のレーザ溶接装置1Bの加工ヘッド3Bと同じものである。 The laser welding device 1C includes a laser supply section 2, a processing head 3B, and a control device 4C. The laser supply section 2 of the laser welding device 1C is the same as the laser supply section 2 of the laser welding device 1 of the first embodiment. The processing head 3B of the laser welding device 1C is the same as the processing head 3B of the laser welding device 1B of the third embodiment.

<制御装置>
制御装置4Cは、実行されるレーザ溶接プログラムの詳細を除いて、第1実施形態の制御装置4と同じ構成を有する。
<Control device>
The control device 4C has the same configuration as the control device 4 of the first embodiment except for the details of the laser welding program to be executed.

制御装置4Cは、レーザ供給部2が供給するレーザ光の強度等のプロファイルを設定する。また、制御装置4Cは、レーザ溶接プログラムに基づいて、図9Aに示すように、溶接方向Dと交差する方向にレーザ光Lの照射位置を変化させることで、少なくとも第1金属板P1に第1溶融池M1を形成しつつ、第1金属板P1及び第2金属板P2とを溶接するように加工ヘッド3Bを制御する。 The control device 4C sets a profile such as the intensity of the laser light supplied by the laser supply unit 2. Further, the control device 4C changes the irradiation position of the laser beam L in a direction intersecting the welding direction D, as shown in FIG. 9A, based on the laser welding program, so that the first The processing head 3B is controlled to weld the first metal plate P1 and the second metal plate P2 while forming the molten pool M1.

具体的には、制御装置4Cは、第1金属板P1と第2金属板P2とが重なった部分のうち第1領域R1におけるレーザ光Lによる照射エネルギを、第1領域R1周辺の第2領域R2におけるレーザ光Lによる照射エネルギよりも大きくする。なお、第2領域R2におけるレーザ光Lの照射エネルギは、アンダーフィル等の欠陥が発生しない大きさとして設定される。 Specifically, the control device 4C directs the irradiation energy of the laser beam L in the first region R1 of the overlapping portion of the first metal plate P1 and the second metal plate P2 to the second region around the first region R1. The irradiation energy is made larger than the irradiation energy by the laser beam L in R2. Note that the irradiation energy of the laser beam L in the second region R2 is set to a level that does not cause defects such as underfill.

制御装置4Cは、レーザ光Lの照射位置が、溶接方向Dと交差する方向に2つの円が連結された「8の字」状の軌跡となるように加工ヘッド3Bを制御する。この軌跡は、溶接の中心部(つまり溶接ビードの幅方向における中心部)で交差する。このようなレーザ光Lの制御によって、溶接方向Dに交差するジグザグ状の溶接軌跡が形成される。 The control device 4C controls the processing head 3B so that the irradiation position of the laser beam L follows a "figure 8"-shaped trajectory in which two circles are connected in a direction intersecting the welding direction D. These trajectories intersect at the center of the weld (that is, at the center of the weld bead in the width direction). By controlling the laser beam L in this manner, a zigzag welding trajectory intersecting the welding direction D is formed.

第1領域R1は、溶接の中心部を含む領域である。2つの第2領域R2は、それぞれレーザ光Lの照射位置の折り返し部分を含む領域であり、第1領域R1を溶接方向Dと直交する方向に挟んでいる。 The first region R1 is a region including the center of the weld. The two second regions R2 each include a folded back portion of the irradiation position of the laser beam L, and sandwich the first region R1 in a direction orthogonal to the welding direction D.

制御装置4Cは、レーザ光Lの出力(つまりパワー密度)を一定としたまま、2つの第2領域R2におけるレーザ光Lの照射位置の移動速度を、第1領域R1におけるレーザ光Lの照射位置の移動速度よりも大きくする。これにより、第2領域R2におけるレーザ光Lによる照射エネルギが、第1領域R1におけるレーザ光Lによる照射エネルギよりも小さくなる。 The control device 4C changes the moving speed of the irradiation position of the laser light L in the two second regions R2 to the irradiation position of the laser light L in the first region R1 while keeping the output (that is, power density) of the laser light L constant. be greater than the movement speed of Thereby, the irradiation energy of the laser beam L in the second region R2 becomes smaller than the irradiation energy of the laser beam L in the first region R1.

図9Bに示すように、レーザ光Lによって第2領域R2で形成された2つの第1溶融池M1の溶融金属は、流動方向Fに沿って第1領域R1に供給され、第2溶融池M2内の溶融金属と共に第1金属板P1を貫通して第2金属板P2に到達する溶接部Wを形成する。 As shown in FIG. 9B, the molten metal in the two first molten pools M1 formed in the second region R2 by the laser beam L is supplied to the first region R1 along the flow direction F, and the molten metal in the second molten pool M2 is supplied to the first region R1 along the flow direction F. A welded portion W is formed which penetrates the first metal plate P1 together with the molten metal inside and reaches the second metal plate P2.

制御装置4Cは、レーザ光Lの強度を位置によって変えることで、第1領域R1におけるレーザ光Lによる照射エネルギを、第2領域R2におけるレーザ光Lによる照射エネルギよりも大きくしてもよい。 The control device 4C may make the irradiation energy of the laser beam L in the first area R1 larger than the irradiation energy of the laser beam L in the second area R2 by changing the intensity of the laser beam L depending on the position.

さらに、図10A及び図10Bに示すように、制御装置4Cは、レーザ光Lの照射位置を変えつつ、照射位置に対するレーザ光Lの焦点高さを変えることで、照射エネルギを変化させてもよい。 Furthermore, as shown in FIGS. 10A and 10B, the control device 4C may change the irradiation energy by changing the irradiation position of the laser beam L and changing the focal height of the laser beam L with respect to the irradiation position. .

図10Aは、レーザ光Lの焦点位置を変えずに、レーザ光Lを溶接方向と交差する方向に往復揺動させることで、焦点高さを変える例である。この例では、第1領域R1にレーザ光Lの焦点が重なる。一方で、照射位置が第1領域R1から離れるほど焦点高さが大きくなり、金属板に与えられるエネルギが低下する。 FIG. 10A is an example in which the focal height is changed by reciprocating the laser beam L in a direction intersecting the welding direction without changing the focal position of the laser beam L. In this example, the focus of the laser beam L overlaps with the first region R1. On the other hand, as the irradiation position moves away from the first region R1, the focal point height increases, and the energy given to the metal plate decreases.

図10Bは、レーザ光Lの焦点位置を変えずにレーザ光L全体を上下方向に往復移動させながら照射位置を変えることで、焦点高さを変える例である。この例では、レーザ光Lの照射位置が第1領域R1にあるときにレーザ光Lの焦点が最も低くなる(つまり第1金属板P1と重なる)。一方で、照射位置が第1領域R1から離れるほどレーザ光Lの焦点高さが大きくなり、金属板に与えられるエネルギが低下する。 FIG. 10B is an example in which the focal height is changed by changing the irradiation position while reciprocating the entire laser beam L in the vertical direction without changing the focal position of the laser beam L. In this example, when the irradiation position of the laser beam L is in the first region R1, the focal point of the laser beam L is lowest (that is, it overlaps with the first metal plate P1). On the other hand, as the irradiation position moves away from the first region R1, the focal height of the laser beam L increases, and the energy given to the metal plate decreases.

[4-2.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(4a)第1金属板P1と第2金属板P2とが重なった部分のうち第1領域R1におけるレーザ光による照射エネルギを、第1領域R1周辺の第2領域R2におけるレーザ光による照射エネルギよりも大きくすることで、第1金属板P1と第2金属板P2との隙間に溶融金属を効率よく供給しつつ、第1金属板P1と第2金属板P2とを接合できる。
[4-2. effect]
According to the embodiment detailed above, the following effects can be obtained.
(4a) The irradiation energy of the laser beam in the first region R1 of the overlapping portion of the first metal plate P1 and the second metal plate P2 is calculated from the irradiation energy of the laser beam in the second region R2 around the first region R1. By making also large, the first metal plate P1 and the second metal plate P2 can be joined while efficiently supplying molten metal to the gap between the first metal plate P1 and the second metal plate P2.

(4b)レーザ光による溶接幅を大きくできるため、第1金属板P1と第2金属板P2との隙間が大きくても溶接が可能である。 (4b) Since the welding width by the laser beam can be increased, welding is possible even if the gap between the first metal plate P1 and the second metal plate P2 is large.

[5.第5実施形態]
(第1レーザ溶接プログラム)
第1実施形態の制御装置4又は第2実施形態の制御装置4Aを構成するコンピュータは、このコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録された第1レーザ溶接プログラムによって制御装置4,4Aとしての機能を実行する。
[5. Fifth embodiment]
(First laser welding program)
The computer constituting the control device 4 of the first embodiment or the control device 4A of the second embodiment functions as the control device 4, 4A by a first laser welding program recorded on a storage medium readable by the computer. Execute.

第1レーザ溶接プログラムは、コンピュータに、第1レーザ光L1によって第1金属板P1に第1溶融池M1を形成しつつ、第2レーザ光L2によって第1金属板P1と第2金属板P2とを溶接するように加工ヘッド3を制御することを実行させる。 The first laser welding program causes the computer to form a first molten pool M1 on the first metal plate P1 with the first laser beam L1, and to form the first metal plate P1 and the second metal plate P2 with the second laser beam L2. The machining head 3 is controlled to weld.

(第2レーザ溶接プログラム)
第3実施形態の制御装置4B又は第4実施形態の制御装置4Cを構成するコンピュータは、このコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録された第2レーザ溶接プログラムによって制御装置4B,4Cとしての機能を実行する。
(Second laser welding program)
The computer constituting the control device 4B of the third embodiment or the control device 4C of the fourth embodiment functions as the control devices 4B and 4C by a second laser welding program recorded on a storage medium readable by this computer. Execute.

第2レーザ溶接プログラムは、コンピュータに、溶接方向と交差する方向にレーザ光Lの照射位置を変化させることで、少なくとも第1金属板P1に第1溶融池M1を形成しつつ、第1金属板P1及び第2金属板P2とを溶接するように加工ヘッド3Bを制御することを実行させる。 The second laser welding program causes the computer to change the irradiation position of the laser beam L in a direction intersecting the welding direction, thereby forming the first molten pool M1 on at least the first metal plate P1, and The processing head 3B is controlled to weld P1 and the second metal plate P2.

[6.第6実施形態]
(第1レーザ溶接方法)
第1実施形態のレーザ溶接装置1又は第2実施形態のレーザ溶接装置1Aにより、第1レーザ光L1と第2レーザ光L2とを照射する加工ヘッド3を用いた第1レーザ溶接方法が実施される。
[6. Sixth embodiment]
(First laser welding method)
The first laser welding method using the processing head 3 that irradiates the first laser beam L1 and the second laser beam L2 is carried out by the laser welding device 1 of the first embodiment or the laser welding device 1A of the second embodiment. Ru.

第1レーザ溶接方法は、第1レーザ光L1によって第1金属板P1に第1溶融池M1を形成しつつ、第2レーザ光L2によって第1金属板P1と第2金属板P2とを溶接する工程を備える。 The first laser welding method involves forming a first molten pool M1 on the first metal plate P1 using the first laser beam L1, and welding the first metal plate P1 and the second metal plate P2 using the second laser beam L2. Equipped with a process.

(第2レーザ溶接方法)
第3実施形態のレーザ溶接装置1B又は第4実施形態のレーザ溶接装置1Cにより、レーザ光Lを照射する加工ヘッド3Bを用いた第2レーザ溶接方法が実施される。
(Second laser welding method)
A second laser welding method using a processing head 3B that irradiates laser light L is performed by the laser welding device 1B of the third embodiment or the laser welding device 1C of the fourth embodiment.

第2レーザ溶接方法は、溶接方向と交差する方向にレーザ光Lの照射位置を変化させることで、少なくとも第1金属板P1に第1溶融池M1を形成しつつ、第1金属板P1と第2金属板P2とを溶接する工程を備える。 In the second laser welding method, by changing the irradiation position of the laser beam L in a direction intersecting the welding direction, a first molten pool M1 is formed on at least the first metal plate P1, and a first molten pool M1 is formed on the first metal plate P1 and The method includes a step of welding two metal plates P2 together.

[7.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
[7. Other embodiments]
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it goes without saying that the present disclosure is not limited to the above embodiments and can take various forms.

(7a)上記実施形態のレーザ溶接装置において、図11に示すように、1つのレーザ光Lによって、第1溶融池M1の形成と、2つの金属板P1,P2の溶接(つまり第2溶融池M2の形成)とを同時に行ってもよい。 (7a) In the laser welding apparatus of the above embodiment, as shown in FIG. (Formation of M2) may be performed simultaneously.

(7b)上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 (7b) The function of one component in the above embodiment may be distributed as multiple components, or the functions of multiple components may be integrated into one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to, replaced with, etc. in the configuration of other embodiments. Note that all aspects included in the technical idea specified from the words in the claims are embodiments of the present disclosure.

1,1A,1B,1C…レーザ溶接装置、2…レーザ供給部、3,3B…加工ヘッド、
4,4A,4B,4C…制御装置、G…隙間、L…レーザ光、L1…第1レーザ光、
L2…第2レーザ光、M1…第1溶融池、M2…第2溶融池、P1…第1金属板、
P2…第2金属板、R1…第1領域、R2…第2領域、W…溶接部。
1, 1A, 1B, 1C... Laser welding device, 2... Laser supply section, 3, 3B... Processing head,
4, 4A, 4B, 4C...control device, G...gap, L...laser light, L1...first laser light,
L2...second laser beam, M1...first molten pool, M2...second molten pool, P1...first metal plate,
P2...Second metal plate, R1...First region, R2...Second region, W...Welded part.

Claims (10)

第1金属板と第2金属板とを溶接するレーザ溶接装置であって、
前記第1金属板及び前記第2金属板に対し、第1レーザ光と第2レーザ光とを照射する加工ヘッドと、
前記第1レーザ光によって前記第1金属板に溶融池を形成しつつ、前記第2レーザ光によって前記第1金属板と前記第2金属板とを溶接するように前記加工ヘッドを制御する制御装置と、
を備える、レーザ溶接装置。
A laser welding device for welding a first metal plate and a second metal plate,
a processing head that irradiates the first metal plate and the second metal plate with a first laser beam and a second laser beam;
A control device that controls the processing head so that the first laser beam forms a molten pool on the first metal plate, and the second laser beam welds the first metal plate and the second metal plate. and,
A laser welding device equipped with.
請求項1に記載のレーザ溶接装置であって、
前記制御装置は、前記第1金属板と前記第2金属板との突合せ部分に前記第2レーザ光を照射させると共に、前記第1金属板のうち前記突合せ部分よりも鉛直方向において上方に位置する領域に前記第1レーザ光を照射させる、レーザ溶接装置。
The laser welding device according to claim 1,
The control device causes the second laser beam to irradiate a butt portion of the first metal plate and the second metal plate, and is located above the butt portion of the first metal plate in the vertical direction. A laser welding device that irradiates a region with the first laser beam.
請求項1に記載のレーザ溶接装置であって、
前記制御装置は、前記第1金属板のうち前記第2金属板と重なった部分に前記第1レーザ光を照射させると共に、前記第1金属板のうち前記第1レーザ光の照射領域と溶接方向に沿って並ぶ領域に前記第2レーザ光を照射させる、レーザ溶接装置。
The laser welding device according to claim 1,
The control device causes the first laser beam to irradiate a portion of the first metal plate that overlaps with the second metal plate, and controls the irradiation area of the first laser beam and the welding direction of the first metal plate. A laser welding device that irradiates the second laser beam onto a region lined up along the line.
第1レーザ光と第2レーザ光とを照射する加工ヘッドによる第1金属板と第2金属板とのレーザ溶接に用いられるレーザ溶接プログラムであって、
前記第1レーザ光によって前記第1金属板に溶融池を形成しつつ、前記第2レーザ光によって前記第1金属板と前記第2金属板とを溶接するように前記加工ヘッドを制御することをコンピュータに実行させる、レーザ溶接プログラム。
A laser welding program used for laser welding a first metal plate and a second metal plate by a processing head that irradiates a first laser beam and a second laser beam,
controlling the processing head to weld the first metal plate and the second metal plate with the second laser beam while forming a molten pool on the first metal plate with the first laser beam; A laser welding program that is executed by a computer.
第1レーザ光と第2レーザ光とを照射する加工ヘッドを用いた第1金属板と第2金属板とのレーザ溶接方法であって、
前記第1レーザ光によって前記第1金属板に溶融池を形成しつつ、前記第2レーザ光によって前記第1金属板と前記第2金属板とを溶接する工程を備える、レーザ溶接方法。
A method of laser welding a first metal plate and a second metal plate using a processing head that irradiates a first laser beam and a second laser beam, the method comprising:
A laser welding method comprising the step of welding the first metal plate and the second metal plate using the second laser beam while forming a molten pool on the first metal plate using the first laser beam.
第1金属板と第2金属板とを溶接するレーザ溶接装置であって、
前記第1金属板及び前記第2金属板に対し、レーザ光を照射する加工ヘッドと、
溶接方向と交差する方向に前記レーザ光の照射位置を変化させることで、少なくとも前記第1金属板に溶融池を形成しつつ、前記第1金属板と前記第2金属板とを溶接するように前記加工ヘッドを制御する制御装置と、
を備える、レーザ溶接装置。
A laser welding device for welding a first metal plate and a second metal plate,
a processing head that irradiates the first metal plate and the second metal plate with laser light;
Welding the first metal plate and the second metal plate while forming a molten pool in at least the first metal plate by changing the irradiation position of the laser beam in a direction crossing the welding direction. a control device that controls the processing head;
A laser welding device equipped with.
請求項6に記載のレーザ溶接装置であって、
前記制御装置は、前記第1金属板と前記第2金属板との突合せ部分における前記レーザ光による照射エネルギを、前記第1金属板のうち前記突合せ部分よりも鉛直方向において上方に位置する領域における前記レーザ光による照射エネルギよりも大きくする、レーザ溶接装置。
The laser welding device according to claim 6,
The control device controls the irradiation energy of the laser beam at the butt portion of the first metal plate and the second metal plate to be applied to a region of the first metal plate located above the butt portion in the vertical direction. A laser welding device in which the irradiation energy is greater than the irradiation energy of the laser beam.
請求項6に記載のレーザ溶接装置であって、
前記制御装置は、前記第1金属板と前記第2金属板とが重なった部分のうち第1領域における前記レーザ光による照射エネルギを、前記第1領域周辺の第2領域における前記レーザ光による照射エネルギよりも大きくする、レーザ溶接装置。
The laser welding device according to claim 6,
The control device controls the irradiation energy of the laser beam in a first region of the overlapped portion of the first metal plate and the second metal plate to the irradiation energy of the laser beam in a second region around the first region. Laser welding equipment that uses more energy.
レーザ光を照射する加工ヘッドによる第1金属板と第2金属板とのレーザ溶接に用いられるレーザ溶接プログラムであって、
溶接方向と交差する方向に前記レーザ光の照射位置を変化させることで、少なくとも前記第1金属板に溶融池を形成しつつ、前記第1金属板と前記第2金属板とを溶接するように前記加工ヘッドを制御することをコンピュータに実行させる、レーザ溶接プログラム。
A laser welding program used for laser welding a first metal plate and a second metal plate using a processing head that irradiates laser light,
Welding the first metal plate and the second metal plate while forming a molten pool in at least the first metal plate by changing the irradiation position of the laser beam in a direction crossing the welding direction. A laser welding program that causes a computer to control the processing head.
レーザ光を照射する加工ヘッドを用いた第1金属板と第2金属板とのレーザ溶接方法であって、
溶接方向と交差する方向に前記レーザ光の照射位置を変化させることで、少なくとも前記第1金属板に溶融池を形成しつつ、前記第1金属板と前記第2金属板とを溶接する工程を備える、レーザ溶接方法。
A method of laser welding a first metal plate and a second metal plate using a processing head that irradiates laser light,
Welding the first metal plate and the second metal plate while forming a molten pool in at least the first metal plate by changing the irradiation position of the laser beam in a direction crossing the welding direction. Equipped with a laser welding method.
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