JP2614518B2 - 鋼板のレーザ光による溶接方法 - Google Patents
鋼板のレーザ光による溶接方法Info
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- JP2614518B2 JP2614518B2 JP1284082A JP28408289A JP2614518B2 JP 2614518 B2 JP2614518 B2 JP 2614518B2 JP 1284082 A JP1284082 A JP 1284082A JP 28408289 A JP28408289 A JP 28408289A JP 2614518 B2 JP2614518 B2 JP 2614518B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は鋼板のレーザ光による溶接方法に係り、詳し
くは、板厚に応じて鋼板の突き合わせ溶接線を分けて、
複数個のレーザトーチが一体に走行させて各レーザトー
チにより各分割溶接線を溶接させて、鋼板の突き合わせ
溶接におけるタクトタイム（溶接時間）を著しく減少さ
せることができる優れたレーザ光による溶接方法に係
る。
くは、板厚に応じて鋼板の突き合わせ溶接線を分けて、
複数個のレーザトーチが一体に走行させて各レーザトー
チにより各分割溶接線を溶接させて、鋼板の突き合わせ
溶接におけるタクトタイム（溶接時間）を著しく減少さ
せることができる優れたレーザ光による溶接方法に係
る。
従来の技術 近年、鋼板の端面を突き合わせて接合する溶接には、
レーザ光による溶接方法（以下、単にレーザ溶接方法と
いう）が広く行なわれている。
レーザ光による溶接方法（以下、単にレーザ溶接方法と
いう）が広く行なわれている。
このレーザ溶接方法においては、第３図ならびに第４
図に示すように、溶接速度と溶込みの深さの関係、溶接
速度ならびにレーザ出力と溶接部断面形状との関係から
板厚があり、レーザ溶接では溶接すべき鋼板の板厚や溶
接速度によって左右される。
図に示すように、溶接速度と溶込みの深さの関係、溶接
速度ならびにレーザ出力と溶接部断面形状との関係から
板厚があり、レーザ溶接では溶接すべき鋼板の板厚や溶
接速度によって左右される。
レーザ出力をみると、板厚に応じて厚い板厚の場合に
は、その板厚に応じた高出力のレーザを用い、板厚が薄
い場合は、その板厚の薄さに応じた低出力のレーザを用
いるのが一般的である。
は、その板厚に応じた高出力のレーザを用い、板厚が薄
い場合は、その板厚の薄さに応じた低出力のレーザを用
いるのが一般的である。
しかし、レーザ出力の容量は、レーザ溶接機のレーザ
源の最大出力が決定されるため、板厚に応じてレーザ出
力をコントロールすると、溶接機のスペックは過剰とな
る傾向があり、好ましくない。
源の最大出力が決定されるため、板厚に応じてレーザ出
力をコントロールすると、溶接機のスペックは過剰とな
る傾向があり、好ましくない。
このようなところから、所定出力のレーザ源からのレ
ーザ光を分配して利用する方法が提案されている。この
方法の一つが特開昭58−65592号公報に記載され、これ
によると、一つのレーザ光を二つに分割し、一方の分割
レーザ光により、例えば、アルミニウム材などにレーザ
光を吸収する金属を容射して金属被覆層を形成し、他方
の分割レーザ光によって金属被覆層を介してアルミニウ
ム材などを加熱し、溶接しにくいアルミニウム材を溶接
する方法である。
ーザ光を分配して利用する方法が提案されている。この
方法の一つが特開昭58−65592号公報に記載され、これ
によると、一つのレーザ光を二つに分割し、一方の分割
レーザ光により、例えば、アルミニウム材などにレーザ
光を吸収する金属を容射して金属被覆層を形成し、他方
の分割レーザ光によって金属被覆層を介してアルミニウ
ム材などを加熱し、溶接しにくいアルミニウム材を溶接
する方法である。
しかし、この方法はそのまま鋼板の突き合わせ溶接に
適用できないし、板厚に応じて低出力しか必要としない
板厚の小さい溶接から大きい溶接にまでの広い範囲の溶
接にまで適用できない。
適用できないし、板厚に応じて低出力しか必要としない
板厚の小さい溶接から大きい溶接にまでの広い範囲の溶
接にまで適用できない。
発明が解決しようとする課題 本発明は上記問題の解決を目的とし、具体的には、鋼
板を突き合わせ溶接線に沿って複数本の溶接トーチを走
行させ、各溶接トーチによって溶接線を個々に分担させ
て溶接する方法であって、タクトタイムを著しく低減す
ることができるレーザ溶接法を提案する。
板を突き合わせ溶接線に沿って複数本の溶接トーチを走
行させ、各溶接トーチによって溶接線を個々に分担させ
て溶接する方法であって、タクトタイムを著しく低減す
ることができるレーザ溶接法を提案する。
課題を解決するための手段ならびにその作用 すなわち、本発明方法は、鋼板を突き合わせた溶接線
に沿って複数個のレーザ光の溶接トーチを一体に同じ速
度で走行させてレーザ光溶接する際に、この溶接線をそ
の長さ方向に沿って分割する一方、この溶接線の分割数
に対応させて、発振器からの高出力レーザ光を、各溶接
トーチの出力がほぼ等しくなるよう、分割し、各分割レ
ーザ光による分割溶接線の溶接を同時に開始して、溶接
線全長にわたる溶接を完了することを特徴とする。
に沿って複数個のレーザ光の溶接トーチを一体に同じ速
度で走行させてレーザ光溶接する際に、この溶接線をそ
の長さ方向に沿って分割する一方、この溶接線の分割数
に対応させて、発振器からの高出力レーザ光を、各溶接
トーチの出力がほぼ等しくなるよう、分割し、各分割レ
ーザ光による分割溶接線の溶接を同時に開始して、溶接
線全長にわたる溶接を完了することを特徴とする。
以下、これら手段たる構成ならびにその作用について
図面により詳しく説明すると、次の通りである。
図面により詳しく説明すると、次の通りである。
なお、第１図ならびに第２図は、それぞれ本発明方法
を実施する際に用いられる装置の一例を示す説明図であ
り、第３図は、レーザ光溶接における溶接速度と溶込み
深さの関係を示すグラフであり、第４図はレーザ光溶接
における溶接速度、レーザ出力ならびに溶接部断面形状
の関係を示す説明図である。
を実施する際に用いられる装置の一例を示す説明図であ
り、第３図は、レーザ光溶接における溶接速度と溶込み
深さの関係を示すグラフであり、第４図はレーザ光溶接
における溶接速度、レーザ出力ならびに溶接部断面形状
の関係を示す説明図である。
まず、第１図に示すように、鋼板の溶接物７を突き合
わせた開先を溶接線7aとし、溶接線7aに沿って複数個の
レーザ光の溶接トーチ10a、10bを走行させ、各溶接トー
チ10a、10bは一体に同じ速度で走行させる。
わせた開先を溶接線7aとし、溶接線7aに沿って複数個の
レーザ光の溶接トーチ10a、10bを走行させ、各溶接トー
チ10a、10bは一体に同じ速度で走行させる。
各溶接トーチ10a、10bからは、出力が等しくなるよう
に、CO2レーザ発振器からのレーザ光が分割された各分
割レーザ光がそれぞれ放出される。
に、CO2レーザ発振器からのレーザ光が分割された各分
割レーザ光がそれぞれ放出される。
すなわち、図示しないCO2レーザ発振器から放出され
るレーザ光１は、例えば45゜の反射面を有する分割ミラ
ー２を用いると、２つの出力が等して２つの分割レーザ
光に分割され、正反対方向に分光される。
るレーザ光１は、例えば45゜の反射面を有する分割ミラ
ー２を用いると、２つの出力が等して２つの分割レーザ
光に分割され、正反対方向に分光される。
この分割ミラー２は、通常、レーザ光１の光軸に直交
する方向に往復動自在に構成し、分割ミラー２によって
２つの方向に分光された分割レーザ光4a、4bは、それぞ
れ反射鏡5a、5bによって移動台６上の溶接物７間の溶接
線7aの方向に偏向され、各レーザトーチ10a、10b内の集
光レンズ8a、8aによって各分割レーザ光の焦点位置は溶
接線7aに合わせられる。
する方向に往復動自在に構成し、分割ミラー２によって
２つの方向に分光された分割レーザ光4a、4bは、それぞ
れ反射鏡5a、5bによって移動台６上の溶接物７間の溶接
線7aの方向に偏向され、各レーザトーチ10a、10b内の集
光レンズ8a、8aによって各分割レーザ光の焦点位置は溶
接線7aに合わせられる。
このように複数個の溶接トーチが一体でかつ同じ速度
で走行させ、各溶接トーチへの分割レーザ光を等しくす
る一方、溶接物７の板厚に応じて溶接線7aを分割した各
分割溶接線について、各溶接トーチ10a、10bによりそれ
ぞれ溶接する。
で走行させ、各溶接トーチへの分割レーザ光を等しくす
る一方、溶接物７の板厚に応じて溶接線7aを分割した各
分割溶接線について、各溶接トーチ10a、10bによりそれ
ぞれ溶接する。
すなわち、第３図ならびに第４図に示すように、溶接
ビードの溶込み深さは、レーザ出力や溶接速度と関連
し、溶接物の板厚に応じて溶接線を分割し、この分割数
に応じて分割された複数個の溶接トーチにはほぼ等しい
出力配分でレーザ光が供給される。このように分割して
溶接すると、溶接部分が確実に溶接することができる。
ちなみに、２つの溶接トーチで、最大出力の1/2の溶接
であって、溶接線を２つの分割し、一方の分割溶接線の
一方の溶接トーチ10aによる溶接と、他方の分割溶接線
の他方の溶接トーチ10bによる溶接とを同時に開始し、
２つの溶接トーチ10a、10bを一体に同一速度で走行させ
る。このように、各溶接トーチ10a、10bの出力が等し
く、溶接速度が等しいため、分割された２つの溶接線に
沿って形成される溶接部は、第３図ならびに第４図に示
すように、溶接部の断面形状が一致し、溶込み深さなら
びに溶接ビード幅も等しくなる。
ビードの溶込み深さは、レーザ出力や溶接速度と関連
し、溶接物の板厚に応じて溶接線を分割し、この分割数
に応じて分割された複数個の溶接トーチにはほぼ等しい
出力配分でレーザ光が供給される。このように分割して
溶接すると、溶接部分が確実に溶接することができる。
ちなみに、２つの溶接トーチで、最大出力の1/2の溶接
であって、溶接線を２つの分割し、一方の分割溶接線の
一方の溶接トーチ10aによる溶接と、他方の分割溶接線
の他方の溶接トーチ10bによる溶接とを同時に開始し、
２つの溶接トーチ10a、10bを一体に同一速度で走行させ
る。このように、各溶接トーチ10a、10bの出力が等し
く、溶接速度が等しいため、分割された２つの溶接線に
沿って形成される溶接部は、第３図ならびに第４図に示
すように、溶接部の断面形状が一致し、溶込み深さなら
びに溶接ビード幅も等しくなる。
このところから、得られる溶接部は溶接線7aの全長に
わたって同一であるにも拘らず、溶接時間は約1/2に短
縮することができる。
わたって同一であるにも拘らず、溶接時間は約1/2に短
縮することができる。
なお、第１図において分割ミラーをレーザ光と直交す
る方向に移動させてレーザ光の光路から外した時は、分
割ミラーによって分割されることなく、鎖線の光路とな
る。
る方向に移動させてレーザ光の光路から外した時は、分
割ミラーによって分割されることなく、鎖線の光路とな
る。
また、第２図に示す通り、第１図に示す分割ミラー２
のかわりに、反射率を50％に調整した三角プリズム９を
用いることもでき、この場合には、反射したレーザ光が
溶接トーチ10bに入り、他のレーザ光が溶接トーチ10cに
入って、第１図の通りに分割した場合とその効果は同等
である。
のかわりに、反射率を50％に調整した三角プリズム９を
用いることもでき、この場合には、反射したレーザ光が
溶接トーチ10bに入り、他のレーザ光が溶接トーチ10cに
入って、第１図の通りに分割した場合とその効果は同等
である。
また、レーザ光は２等分する例を説明したが、これに
限られるものではなく、板厚によって何等分にも分ける
ことができる。
限られるものではなく、板厚によって何等分にも分ける
ことができる。
実 施 例 熱間圧延鋼板の酸洗ラインにおいて、酸洗処理を連続
化するために、第１図に示す原理を有するビーム溶接機
を用いてレーザ光を用いて溶接した。この溶接では、鋼
板の端面を突き合わせて突き合わせ線に沿って溶接し
た。
化するために、第１図に示す原理を有するビーム溶接機
を用いてレーザ光を用いて溶接した。この溶接では、鋼
板の端面を突き合わせて突き合わせ線に沿って溶接し
た。
この溶接に当って、はじめに、板厚6mmの熱間圧延鋼
板の溶接を行なった。この場合、レーザ出力10KWのレー
ザ光の光路すら三角プリズムを外し、レーザ出力10KWの
レーザ光をそのまま用いて溶接した。
板の溶接を行なった。この場合、レーザ出力10KWのレー
ザ光の光路すら三角プリズムを外し、レーザ出力10KWの
レーザ光をそのまま用いて溶接した。
次に、この途中で、板厚2mmの薄板の溶接に切換え
た。この場合、２つの溶接トーチ10a、10bに対応して溶
接線7aを２つに分割し、出力10KWのレーザ発振器からの
レーザ光を三角プリズム２を用いて二等分し、各溶接ト
ーチ10a、10bによって出力5KWで、各対応部分の溶接線
を溶接した。
た。この場合、２つの溶接トーチ10a、10bに対応して溶
接線7aを２つに分割し、出力10KWのレーザ発振器からの
レーザ光を三角プリズム２を用いて二等分し、各溶接ト
ーチ10a、10bによって出力5KWで、各対応部分の溶接線
を溶接した。
この結果得られた溶接部はビード形状、溶込み深さ、
ビード幅などの点で連続されるもので、溶接時間は従来
法では30秒であるのに対し、15秒であった。
ビード幅などの点で連続されるもので、溶接時間は従来
法では30秒であるのに対し、15秒であった。
＜発明の効果＞ 以上詳しく説明した通り、本発明方法は、酸洗処理な
どの処理ラインにおける鋼板を突き合わせ、この溶接を
レーザ光を用いて行なうものであり、とくに、高出力の
レーザ光を等しい出力に分け、分けられた各レーザ光の
溶接トーチを一体に等しい速度で走行させて、溶接す
る。
どの処理ラインにおける鋼板を突き合わせ、この溶接を
レーザ光を用いて行なうものであり、とくに、高出力の
レーザ光を等しい出力に分け、分けられた各レーザ光の
溶接トーチを一体に等しい速度で走行させて、溶接す
る。
したがって、本発明方法によると、各溶接トーチにお
ける溶接条件は同等に保持できるため、各溶接トーチに
より個々に形成された溶接ビードは、形状その他の溶接
特性が同等であって連続的に形成でき、溶接時間を著し
く減少することができる。また、低出力しか必要としな
い溶接でも、発振器側の出力を最大限に分割すれば良
く、発振器の特性を十分に発揮することができる。
ける溶接条件は同等に保持できるため、各溶接トーチに
より個々に形成された溶接ビードは、形状その他の溶接
特性が同等であって連続的に形成でき、溶接時間を著し
く減少することができる。また、低出力しか必要としな
い溶接でも、発振器側の出力を最大限に分割すれば良
く、発振器の特性を十分に発揮することができる。
第１図ならびに第２図はそれぞれ本発明方法を実施する
際に用いられる装置の一例を示す各説明図であり、第３
図はレーザ光による溶接における溶接速度と溶込み深さ
との関係を示すグラフであり、第４図は溶接速度とレー
ザ出力ならびに溶接部断面形状との関係を示す説明図で
ある。 符号１……レーザ光 ２……分割ミラー 4a、4b……分割レーザ光 5a、5b……反射鏡 ６……移動台 ７……溶接物 8a、8b……集光レンズ ９……三角プリズム 9a、9b……半透明ミラー 10a、10b、10c……溶接トーチ
際に用いられる装置の一例を示す各説明図であり、第３
図はレーザ光による溶接における溶接速度と溶込み深さ
との関係を示すグラフであり、第４図は溶接速度とレー
ザ出力ならびに溶接部断面形状との関係を示す説明図で
ある。 符号１……レーザ光 ２……分割ミラー 4a、4b……分割レーザ光 5a、5b……反射鏡 ６……移動台 ７……溶接物 8a、8b……集光レンズ ９……三角プリズム 9a、9b……半透明ミラー 10a、10b、10c……溶接トーチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 豊彦 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 平１−118391（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−233086（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−101683（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】鋼板を突き合わせた溶接線に沿って複数個
のレーザ光の溶接トーチを一体に同じ速度で走行させて
レーザ光溶接する際に、 この溶接線をその長さ方向に沿って分割する一方、この
溶接線の分割数に対応させて、発振器からの高出力レー
ザ光を、各溶接トーチの出力がほぼ等しくなるよう、分
割し、各分割レーザ光による分割溶接線の溶接を同時に
開始して、溶接線全長にわたる溶接を完了することを特
徴とする鋼板のレーザ光による溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284082A JP2614518B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 鋼板のレーザ光による溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284082A JP2614518B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 鋼板のレーザ光による溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146290A JPH03146290A (ja) | 1991-06-21 |
| JP2614518B2 true JP2614518B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=17674024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1284082A Expired - Lifetime JP2614518B2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | 鋼板のレーザ光による溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2614518B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100333515B1 (ko) * | 1997-12-27 | 2002-08-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 복합레이저용접장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62101683U (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-29 | ||
| JPH01118391A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-10 | Hitachi Ltd | Ｙａｇレーザビームの簡易等分配装置 |
| JPH01233086A (ja) * | 1988-03-12 | 1989-09-18 | Shinko Kogyo Kk | レーザ加工装置 |
-
1989
- 1989-10-31 JP JP1284082A patent/JP2614518B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03146290A (ja) | 1991-06-21 |
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