JP2799783B2 - 溶接缶胴の製造方法 - Google Patents
溶接缶胴の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、コーヒ飲料缶、ジュ
ース缶、炭酸飲料缶、一般食缶等の缶詰等に用いられる
溶接缶胴をレーザビーム溶接により製造する方法に関す
る。
ース缶、炭酸飲料缶、一般食缶等の缶詰等に用いられる
溶接缶胴をレーザビーム溶接により製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】 従来溶接缶胴の製造に、重ね合せ部を
線電極を介してマッシュシーム溶接する所謂スドロニッ
ク抵抗溶接法が、銀めっき鋼板に対し て広く採用されて
いるが、この方法は表面皮膜の電気絶縁性が比較的大き
いティンフリースチール（比較的安価であるという利点
を有する）に対して用いることが困難であるという問題
を有する。
線電極を介してマッシュシーム溶接する所謂スドロニッ
ク抵抗溶接法が、銀めっき鋼板に対し て広く採用されて
いるが、この方法は表面皮膜の電気絶縁性が比較的大き
いティンフリースチール（比較的安価であるという利点
を有する）に対して用いることが困難であるという問題
を有する。
【０００３】 その対策として最近突合せレーザ溶接に
よる溶接缶胴の製造が提案されているが、この方法は板
厚が０．１５ｍｍより薄くなると、溶接に必要な突合せ
部の精度を得ることが著しく困難になって、溶接部に孔
が生じ易くなるため、極薄の金属板からの製造が困難で
あるという問題を有する。また溶接速度が毎分３０ｍを
越えると、ハンピングビード（ｈｕｍｐｉｎｇ ｂｅａ
ｄ）と呼ばれる凹凸状の溶接欠陥を生じ易いため、高速
溶接には不適当であるという問題を有する。Ｖ字状の会
合部を有する金属筒状体の会合部にレーザビームを照射
して、会合部の内側の各側縁部を溶融し、会合部をプレ
スしつつ溶着して溶接缶胴を製造する方法が提案されて
いる（特開昭６４−４０１９３号公報および特開昭６４
−１８５９２号公報）が、この方法の場合は溶着の際に
スプラッシュ（溶融メタル飛沫の溶接部近傍への付着）
や溶融メタルのはみ出しが起こって満足な溶接缶胴を得
ることが因難であるという問題が生ずる。
よる溶接缶胴の製造が提案されているが、この方法は板
厚が０．１５ｍｍより薄くなると、溶接に必要な突合せ
部の精度を得ることが著しく困難になって、溶接部に孔
が生じ易くなるため、極薄の金属板からの製造が困難で
あるという問題を有する。また溶接速度が毎分３０ｍを
越えると、ハンピングビード（ｈｕｍｐｉｎｇ ｂｅａ
ｄ）と呼ばれる凹凸状の溶接欠陥を生じ易いため、高速
溶接には不適当であるという問題を有する。Ｖ字状の会
合部を有する金属筒状体の会合部にレーザビームを照射
して、会合部の内側の各側縁部を溶融し、会合部をプレ
スしつつ溶着して溶接缶胴を製造する方法が提案されて
いる（特開昭６４−４０１９３号公報および特開昭６４
−１８５９２号公報）が、この方法の場合は溶着の際に
スプラッシュ（溶融メタル飛沫の溶接部近傍への付着）
や溶融メタルのはみ出しが起こって満足な溶接缶胴を得
ることが因難であるという問題が生ずる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、溶接され
るべき金属板が比較的薄い場合であっても、高速で、満
足な性能を有する溶接部を形成可能な、レーザビーム溶
接による溶接缶胴の製造方法を提供することを目的とす
る。
るべき金属板が比較的薄い場合であっても、高速で、満
足な性能を有する溶接部を形成可能な、レーザビーム溶
接による溶接缶胴の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 本発明の溶接缶胴の製
造方法は、内面から端面に向って延びる傾斜面または凹
み面を形成された外側端縁部を内側端縁部の外面に重ね
て、接触面と、接触面から上記端面に向って開いた微小
な空隙部を有する重ね部を形成された金属筒状体を、接
触面を軽く押圧しつつ軸線方向に移動しながら、内側端
縁部の外面に対して中心軸が１０〜６０度の角度を有す
るレーザビームを、少なくとも上記端面、および内側端
縁部の外面の空隙部入口近傍部に照射してメタルを溶融
し、溶融メタルによって空隙部を埋めて重ね部に溶融部
を形成し、少なくとも溶融部が凝固するまで重ね部の重
ね形状を実質的に そのままの状態に保持して、溶接部を
形成することを特徴とする（請求項１）。
造方法は、内面から端面に向って延びる傾斜面または凹
み面を形成された外側端縁部を内側端縁部の外面に重ね
て、接触面と、接触面から上記端面に向って開いた微小
な空隙部を有する重ね部を形成された金属筒状体を、接
触面を軽く押圧しつつ軸線方向に移動しながら、内側端
縁部の外面に対して中心軸が１０〜６０度の角度を有す
るレーザビームを、少なくとも上記端面、および内側端
縁部の外面の空隙部入口近傍部に照射してメタルを溶融
し、溶融メタルによって空隙部を埋めて重ね部に溶融部
を形成し、少なくとも溶融部が凝固するまで重ね部の重
ね形状を実質的に そのままの状態に保持して、溶接部を
形成することを特徴とする（請求項１）。
【０００６】 さらに本発明の溶接缶胴の製造方法は、
外側端縁部と内側端縁部との重ね合せが、外側端縁部の
内面を内側端縁部のコーナーに接触させた重ね合せであ
る、請求項１に記載された溶接缶胴の製造方法である。
（請求項２）。
外側端縁部と内側端縁部との重ね合せが、外側端縁部の
内面を内側端縁部のコーナーに接触させた重ね合せであ
る、請求項１に記載された溶接缶胴の製造方法である。
（請求項２）。
【０００７】
【作用】 請求項１に係る発明の作用について、主とし
て図１、図２に基づいて説明する。内面１ａ２から端面
４に向って延びる傾斜面３または凹み面１６（図３）を
形成された外側端縁部１ａを内側端縁部２ａの外面２ａ
１に重ねて、接触面６と、接触面６から上記端面４に向
って開いた微小な空隙部７を有する重ね部１０を形成さ
れた金属箇状体１３（図６参照）を、接触面６を軽く押
圧しつつ軸線方向に移動しながら、少なくとも端面４、
および内側端縁部２ａの外面２ａ１の空隙部入口近傍部
１２に、レーザビーム１１を、内側端縁部２の外面２ａ
１に対して中心軸１１ａが後記の所定の角度範囲内にな
るように照射すると、レーザビーム１１の一部は空隙部
入口近傍部１２の表面付近のメタルを溶融すると同時
に、空隙部７内に進入して入口部高さｈおよび深さｄが
微小な空隙部７内で多重反射し、空隙部７の上下面のメ
タルを溶融する。
て図１、図２に基づいて説明する。内面１ａ２から端面
４に向って延びる傾斜面３または凹み面１６（図３）を
形成された外側端縁部１ａを内側端縁部２ａの外面２ａ
１に重ねて、接触面６と、接触面６から上記端面４に向
って開いた微小な空隙部７を有する重ね部１０を形成さ
れた金属箇状体１３（図６参照）を、接触面６を軽く押
圧しつつ軸線方向に移動しながら、少なくとも端面４、
および内側端縁部２ａの外面２ａ１の空隙部入口近傍部
１２に、レーザビーム１１を、内側端縁部２の外面２ａ
１に対して中心軸１１ａが後記の所定の角度範囲内にな
るように照射すると、レーザビーム１１の一部は空隙部
入口近傍部１２の表面付近のメタルを溶融すると同時
に、空隙部７内に進入して入口部高さｈおよび深さｄが
微小な空隙部７内で多重反射し、空隙部７の上下面のメ
タルを溶融する。
【０００８】 一方外側端縁部１ａの端面４に照射され
たレーザビーム１１は、端面４の表面付近のメタルを溶
融する。空隙部入口近傍部１２および端面４付折の溶融
したメタルは、表面張力によって流動して空隙部７を完
全に埋めて、巣の無い溶融部１５ａを形成する。溶融さ
れるべき金属板が比較的薄い場合、レーザビーム１１の
直接照射によって溶融されるメタル（端面４および空隙
部入口近傍部１２の表面付近の）の体積は小さいので、
比較的小出力のレーザビ ームによっても高速での溶融部
１５ａの形成が可能である。そのさい接触面６の空隙部
７近傍の部分は、溶融部１５ａの一部を形成する。接触
面６に溶融しない固相部分が残る場合は、この固相部分
は熱伝導により溶融温度に近い温度まで昇温し、かつ軽
く押圧されるので、圧接されて圧接部（図示されない）
となって溶接部１５の一部を形成する。接触面６を設け
るため重ね部１０の形成が容易で、正確な形状の微小な
空隙部７を容易に得ることができる。接触面６の押圧力
は軽微なので、スプラッシュや溶融メタルのはみ出しが
発生することはない。重ね部１０に溶融部１５ａを形成
した後、少なくとも溶融部１５ａが凝固するまで重ね部
１０の重ね形状を実質的にそのままの状態に保持して、
溶接部１５を形成するので、スプラッシュや溶融メタル
のはみ出しが発生することはない。
たレーザビーム１１は、端面４の表面付近のメタルを溶
融する。空隙部入口近傍部１２および端面４付折の溶融
したメタルは、表面張力によって流動して空隙部７を完
全に埋めて、巣の無い溶融部１５ａを形成する。溶融さ
れるべき金属板が比較的薄い場合、レーザビーム１１の
直接照射によって溶融されるメタル（端面４および空隙
部入口近傍部１２の表面付近の）の体積は小さいので、
比較的小出力のレーザビ ームによっても高速での溶融部
１５ａの形成が可能である。そのさい接触面６の空隙部
７近傍の部分は、溶融部１５ａの一部を形成する。接触
面６に溶融しない固相部分が残る場合は、この固相部分
は熱伝導により溶融温度に近い温度まで昇温し、かつ軽
く押圧されるので、圧接されて圧接部（図示されない）
となって溶接部１５の一部を形成する。接触面６を設け
るため重ね部１０の形成が容易で、正確な形状の微小な
空隙部７を容易に得ることができる。接触面６の押圧力
は軽微なので、スプラッシュや溶融メタルのはみ出しが
発生することはない。重ね部１０に溶融部１５ａを形成
した後、少なくとも溶融部１５ａが凝固するまで重ね部
１０の重ね形状を実質的にそのままの状態に保持して、
溶接部１５を形成するので、スプラッシュや溶融メタル
のはみ出しが発生することはない。
【０００９】 重ね部１０の内側端縁部２ａの外面２ａ
１に対してレーザビーム１１の中心軸１１ａが１０〜６
０度の角度を有している。中心軸１１ａの角度が１０度
より小さいと、空隙部入口近傍部１２の表面付近での溶
融メタルの量が少なくなり、高速溶接時に空隙部７に埋
め残しを生じて、巣を発生し易くなるので好ましくな
く、また重ね部１０の内側端縁部２ａより外側にある外
面における、レーザビーム１１と接触する周方向長さが
大きくなって、レーザビーム１１によってめっき被膜等
が侵される内側端縁部外面２ａ１の表面積が大きくなる
ので好ましくない。中心軸１１ａの角度が６０度を越え
ると、空隙部７内に進入するレーザビーム１１の量が減
少し、空隙部７の上下面の溶融が遅くなるので高速溶接
が困難になり、また空隙部７入口近傍部１２での板厚方
向溶融深さが増大して、内側端縁部ａ１の内面側表面に
めっき被膜の損傷などの悪影響を与えるので好ましくな
い。
１に対してレーザビーム１１の中心軸１１ａが１０〜６
０度の角度を有している。中心軸１１ａの角度が１０度
より小さいと、空隙部入口近傍部１２の表面付近での溶
融メタルの量が少なくなり、高速溶接時に空隙部７に埋
め残しを生じて、巣を発生し易くなるので好ましくな
く、また重ね部１０の内側端縁部２ａより外側にある外
面における、レーザビーム１１と接触する周方向長さが
大きくなって、レーザビーム１１によってめっき被膜等
が侵される内側端縁部外面２ａ１の表面積が大きくなる
ので好ましくない。中心軸１１ａの角度が６０度を越え
ると、空隙部７内に進入するレーザビーム１１の量が減
少し、空隙部７の上下面の溶融が遅くなるので高速溶接
が困難になり、また空隙部７入口近傍部１２での板厚方
向溶融深さが増大して、内側端縁部ａ１の内面側表面に
めっき被膜の損傷などの悪影響を与えるので好ましくな
い。
【００１０】 請求項２に係る発明の場合は、接触部が
線状であるので、圧接部が形成されない点、および外側
端縁部に傾斜面等を形成する手間を要することなく、単
に外側端縁部の内面を内側端縁部の端面のコーナに接触
させるだけで重ね部を形成できる点を除いては、その作
用は請求項１に係る発明とほぼ同様である。
線状であるので、圧接部が形成されない点、および外側
端縁部に傾斜面等を形成する手間を要することなく、単
に外側端縁部の内面を内側端縁部の端面のコーナに接触
させるだけで重ね部を形成できる点を除いては、その作
用は請求項１に係る発明とほぼ同様である。
【００１１】
【実施例】 図１において、１は金属ブランクであり、
金属ブランク１は丸められて対向する両端縁部が外側端
縁部１ａおよび内側端縁部２ａを形成する。外側端縁部
１ａには、内面１ａ２から端面４に向って延びる傾斜面
３が形成されている。金属ブランクとしては、低炭素鋼
板や、ティンフリースチール、錫めっき鋼板およびニッ
ケルめっき鋼板等の表面処理鋼板、ならびにアルミニュ
ウム（合金）薄板等が好ましく用いられる。
金属ブランク１は丸められて対向する両端縁部が外側端
縁部１ａおよび内側端縁部２ａを形成する。外側端縁部
１ａには、内面１ａ２から端面４に向って延びる傾斜面
３が形成されている。金属ブランクとしては、低炭素鋼
板や、ティンフリースチール、錫めっき鋼板およびニッ
ケルめっき鋼板等の表面処理鋼板、ならびにアルミニュ
ウム（合金）薄板等が好ましく用いられる。
【００１２】 外側端縁部１ａの内面１ａ２の傾斜部３
近傍の部分に、内側端縁部２ａの外面２ａ１の端部が、
上部押圧部材８と下部押圧部材９による軽い押圧下に接
触して、接触面６と断面Ｖ字状の空隙部７を有する重ね
部１０が形成されている。押圧部材８、９は、接触面６
を、溶接中の重ね部１０が押し潰されない程度の軽い押
圧力で接触面６を押圧する。
近傍の部分に、内側端縁部２ａの外面２ａ１の端部が、
上部押圧部材８と下部押圧部材９による軽い押圧下に接
触して、接触面６と断面Ｖ字状の空隙部７を有する重ね
部１０が形成されている。押圧部材８、９は、接触面６
を、溶接中の重ね部１０が押し潰されない程度の軽い押
圧力で接触面６を押圧する。
【００１３】 １１はレーザビームであって、１１ａは
その中心軸である。レーザビーム１１は、内側端縁部２
ａの外面２ａ１と中心軸１１ａのなす角がθが１０〜６
０度、より好ましくは１５〜４５度となるように、かつ
少なくとも端面４および外面２ａ１の空隙部入口近傍部
１２（端面４に対向する部分とその近傍部）に当たり、
かつ焦点面が重ね部１０のほぼ空隙部入口近傍部１２に
くるように照射される。図１ではレーザビーム１１は、
外側端縁部１ａの外面１ａ１の端面４近傍から空隙部入
口近傍部１２にかけて照射される。レーザビーム１１の
レーザとしては、炭酸ガスレーサ゛およびＹＡＧレーザ
等が好ましく用いられる。
その中心軸である。レーザビーム１１は、内側端縁部２
ａの外面２ａ１と中心軸１１ａのなす角がθが１０〜６
０度、より好ましくは１５〜４５度となるように、かつ
少なくとも端面４および外面２ａ１の空隙部入口近傍部
１２（端面４に対向する部分とその近傍部）に当たり、
かつ焦点面が重ね部１０のほぼ空隙部入口近傍部１２に
くるように照射される。図１ではレーザビーム１１は、
外側端縁部１ａの外面１ａ１の端面４近傍から空隙部入
口近傍部１２にかけて照射される。レーザビーム１１の
レーザとしては、炭酸ガスレーサ゛およびＹＡＧレーザ
等が好ましく用いられる。
【００１４】 レーザ照射部におけるレーザビーム１１
の直径Ｄは、通常約０．１〜０．５ｍｍである。ここに
レーザビームの直径Ｄとは、図１に示すように、レーザ
ビーム１１が当たった、空隙部入口近傍部１２の最外側
の部分１２ａ、および端面４の最上部（外側端縁部１ａ
の外面１ａ１に当たる場合は、その最左側（図１におけ
る）の部分１ａ１’）を通り、中心線１１ａと実質的に
平行な中心軸を有する仮想円筒５の直径をいう。直径が
比較的大きいレーザビーム１１を用いるときには、レー
ザビーム１１は図１に示すように、空隙部入口近傍部１
２、端面４、および外面１ａ１の一部にわたって照射さ
れる。
の直径Ｄは、通常約０．１〜０．５ｍｍである。ここに
レーザビームの直径Ｄとは、図１に示すように、レーザ
ビーム１１が当たった、空隙部入口近傍部１２の最外側
の部分１２ａ、および端面４の最上部（外側端縁部１ａ
の外面１ａ１に当たる場合は、その最左側（図１におけ
る）の部分１ａ１’）を通り、中心線１１ａと実質的に
平行な中心軸を有する仮想円筒５の直径をいう。直径が
比較的大きいレーザビーム１１を用いるときには、レー
ザビーム１１は図１に示すように、空隙部入口近傍部１
２、端面４、および外面１ａ１の一部にわたって照射さ
れる。
【００１５】 空隙部７の最大高さ（入口部高さ）ｈ
は、レーザビーム１１が進入できるように、使用するレ
ーザの波長以上であり、かつ空隙部７の周囲に生じた溶
融金属によって適正に埋められる値以下であり、通常は
レーザビームの照射部における直径Ｄの８０％以下に定
められ、より好ましくはレーザの波長の３倍以上であ
り、かつ直径Ｄの６０％以下に定められる。炭酸ガスレ
ーザを用いる場合、最大高さｈは０．０１〜０．２０ｍ
ｍ、より好ましくは０．０３ｍｍ以上で０．１５ｍｍ以
下であることが望ましい。
は、レーザビーム１１が進入できるように、使用するレ
ーザの波長以上であり、かつ空隙部７の周囲に生じた溶
融金属によって適正に埋められる値以下であり、通常は
レーザビームの照射部における直径Ｄの８０％以下に定
められ、より好ましくはレーザの波長の３倍以上であ
り、かつ直径Ｄの６０％以下に定められる。炭酸ガスレ
ーザを用いる場合、最大高さｈは０．０１〜０．２０ｍ
ｍ、より好ましくは０．０３ｍｍ以上で０．１５ｍｍ以
下であることが望ましい。
【００１６】 空隙部７の深さ（奥行）ｄは、レーザビ
ーム１１が空隙部７内で有効に多重反射するように、直
径Ｄの０．３倍以上で４倍以下程度であることが望まし
い。炭酸ガスレーザを用いる場合は、通常０．１〜０．
６ｍｍ、より好ましくは０．１５〜０．５ｍｍである。
空隙部７の最大高さｈおよび深さｄの最適値は、金属ブ
ランクの種類、板厚、溶接速度、レーザの波長、レーザ
の出力、レーザビームの照射部における直径およびレー
ザビームのエネルギー分布等の影響を受けるので、これ
らの要因に基づいて実験により定められる。
ーム１１が空隙部７内で有効に多重反射するように、直
径Ｄの０．３倍以上で４倍以下程度であることが望まし
い。炭酸ガスレーザを用いる場合は、通常０．１〜０．
６ｍｍ、より好ましくは０．１５〜０．５ｍｍである。
空隙部７の最大高さｈおよび深さｄの最適値は、金属ブ
ランクの種類、板厚、溶接速度、レーザの波長、レーザ
の出力、レーザビームの照射部における直径およびレー
ザビームのエネルギー分布等の影響を受けるので、これ
らの要因に基づいて実験により定められる。
【００１７】 重ね部１０の溶接は次のようにして行な
われる。重ね部１０を押圧部材８，９により、適度の軽
い押圧力で押圧しながら紙面に直角方向に移動しなが
ら、レーザビーム１１を照射すると、内側端縁部２ａの
外面２ａ１および傾斜面３に当たったレーザビーム１１
は、空隙部７内で多重反射して、すなわち空隙部７の下
面（表面２ａ１）と上面（傾斜面３）に当たって反射を
繰り返して空隙部７の上下のメタルを溶融する。またレ
ーザビーム１１が当たった端面４近傍のメタルも溶融す
る。これら溶融したメタルは、空隙部７の高さｈおよび
深さｄが微小なので、照射終了直後に主として表面張力
により合体し、空隙部７を埋め、図２に示すように、溶
融部１５ａを形成する。溶融部１５ａの溶融メタルが凝
固した後は、比較的滑らかな表面を有する溶接部１５が
形成される。
われる。重ね部１０を押圧部材８，９により、適度の軽
い押圧力で押圧しながら紙面に直角方向に移動しなが
ら、レーザビーム１１を照射すると、内側端縁部２ａの
外面２ａ１および傾斜面３に当たったレーザビーム１１
は、空隙部７内で多重反射して、すなわち空隙部７の下
面（表面２ａ１）と上面（傾斜面３）に当たって反射を
繰り返して空隙部７の上下のメタルを溶融する。またレ
ーザビーム１１が当たった端面４近傍のメタルも溶融す
る。これら溶融したメタルは、空隙部７の高さｈおよび
深さｄが微小なので、照射終了直後に主として表面張力
により合体し、空隙部７を埋め、図２に示すように、溶
融部１５ａを形成する。溶融部１５ａの溶融メタルが凝
固した後は、比較的滑らかな表面を有する溶接部１５が
形成される。
【００１８】 空隙部７を通過し、接触面６に到達した
レーザビーム１１のエネルギーレベルが、接触面６の全
長を溶融するに十分高ければ、図２に示すように、接触
面６全体も溶融する。一方接触面６に到達したレーザビ
ーム１１のエネルギーレベルが減衰している場合でも、
レーザビーム照射による温度上昇と、空隙部７の溶融メ
タルからの熱伝導によって、約１０００℃以上に温度が
上がった接触面６の固相部分は押圧部材８、９の押圧に
よって圧接されて、圧接部（図示されない）となって、
溶接部１５の一部を形成する。
レーザビーム１１のエネルギーレベルが、接触面６の全
長を溶融するに十分高ければ、図２に示すように、接触
面６全体も溶融する。一方接触面６に到達したレーザビ
ーム１１のエネルギーレベルが減衰している場合でも、
レーザビーム照射による温度上昇と、空隙部７の溶融メ
タルからの熱伝導によって、約１０００℃以上に温度が
上がった接触面６の固相部分は押圧部材８、９の押圧に
よって圧接されて、圧接部（図示されない）となって、
溶接部１５の一部を形成する。
【００１９】 上記押圧のさいの押圧力は、軽度であっ
て、溶接中の重ね部１０を押し潰す程大きくないので、
溶融部１５ａが凝固する前の溶接部１５が押し潰されて
溶融メタルがはみ出したり、あるいは飛散するおそれは
ない。同し出力のレーザビーム１１を用いても、溶接速
度が高くなる程、接触面６に到達するレーザビームのエ
ネルギーレベルは小さくなるので、接触面６の全長を溶
接するには、接触面６の幅を、実用上重ね部１０形成に
支障のない範囲で、できるたけ小さくすることが好まし
い。
て、溶接中の重ね部１０を押し潰す程大きくないので、
溶融部１５ａが凝固する前の溶接部１５が押し潰されて
溶融メタルがはみ出したり、あるいは飛散するおそれは
ない。同し出力のレーザビーム１１を用いても、溶接速
度が高くなる程、接触面６に到達するレーザビームのエ
ネルギーレベルは小さくなるので、接触面６の全長を溶
接するには、接触面６の幅を、実用上重ね部１０形成に
支障のない範囲で、できるたけ小さくすることが好まし
い。
【００２０】 図３に示すように、外側端縁部１ａに、
下面１ａ２から端面４に向って延びる、断面半割蒲鉾状
の凹み面１６を予め形成した後、内側端縁部２ａと重ね
て、接触面６および空隙部７を有する重ね部１０を形成
して、レーザビーム１１を照射してもよい。
下面１ａ２から端面４に向って延びる、断面半割蒲鉾状
の凹み面１６を予め形成した後、内側端縁部２ａと重ね
て、接触面６および空隙部７を有する重ね部１０を形成
して、レーザビーム１１を照射してもよい。
【００２１】 さらに図４に示すように、上部押圧部材
１８とバックアップ部材１９によって、加工を加えられ
ていない外側端縁部１ａを斜めに挾持して、外側端縁部
１ａの内面１ａ２を、下部押圧部材２１の上に水平に保
持された内側端縁部２ａの端面の上部コーナ２ｂに接触
させて、線状の接触部６’と空隙部７を有する重ね部２
０を形成して、レーザビーム１１を照射してもよい。な
おバックアップ部材１９は、スプリング２２によるバイ
アス下に、下部押圧部材２１に設けられた孔部２１ａを
摺動可能になっている。
１８とバックアップ部材１９によって、加工を加えられ
ていない外側端縁部１ａを斜めに挾持して、外側端縁部
１ａの内面１ａ２を、下部押圧部材２１の上に水平に保
持された内側端縁部２ａの端面の上部コーナ２ｂに接触
させて、線状の接触部６’と空隙部７を有する重ね部２
０を形成して、レーザビーム１１を照射してもよい。な
おバックアップ部材１９は、スプリング２２によるバイ
アス下に、下部押圧部材２１に設けられた孔部２１ａを
摺動可能になっている。
【００２２】 次に溶接缶胴を製造するための、より具
体的な実施例について述べる。図５、図６、図７におい
て、２３はフィンガー２３ａによって金属筒状体１３を
押して、矢印Ａ方向に移動させるための無限循環チェー
ンコンベア、２５は、押さえバー２４ａ、２４ｂ、２４
ｃ（図６；図５では図示を省略した）と協力して、金属
筒状体１３の外側端縁部１ａ（図３の外側端縁部１ａ）
と内側端縁部２ａ（図３の内側端縁部２ａ）を移動中に
互いに徐々に接近させて重ね部１０を形成するための所
謂Ｚ字状バー、２６はＺ字状バー２５や下部押圧部材９
等の支持具、８は上部押圧部材、９は下部押圧部材であ
る。８ａは上部押圧部材８に対して押圧力を与えるため
のスプリングである。
体的な実施例について述べる。図５、図６、図７におい
て、２３はフィンガー２３ａによって金属筒状体１３を
押して、矢印Ａ方向に移動させるための無限循環チェー
ンコンベア、２５は、押さえバー２４ａ、２４ｂ、２４
ｃ（図６；図５では図示を省略した）と協力して、金属
筒状体１３の外側端縁部１ａ（図３の外側端縁部１ａ）
と内側端縁部２ａ（図３の内側端縁部２ａ）を移動中に
互いに徐々に接近させて重ね部１０を形成するための所
謂Ｚ字状バー、２６はＺ字状バー２５や下部押圧部材９
等の支持具、８は上部押圧部材、９は下部押圧部材であ
る。８ａは上部押圧部材８に対して押圧力を与えるため
のスプリングである。
【００２３】 上部押圧部材８と下部押圧部材９の間
に、レーザビーム照射孔２７が設けられている。支持具
２６および下部押圧部材９は、水冷却孔２８を備えてい
る。照射孔２７に対向してレーザビームガン２９が、重
ね部１０に対して所定の位置に、かつ所定の角度でレー
ザビーム１１を照射できるように配設されている（図
７）。支持具２６の下流に一対の押潰しロール３０が設
けられている。
に、レーザビーム照射孔２７が設けられている。支持具
２６および下部押圧部材９は、水冷却孔２８を備えてい
る。照射孔２７に対向してレーザビームガン２９が、重
ね部１０に対して所定の位置に、かつ所定の角度でレー
ザビーム１１を照射できるように配設されている（図
７）。支持具２６の下流に一対の押潰しロール３０が設
けられている。
【００２４】 図８は凹み面１６を有するブランクを形
成するための装置の例を示したものである。３１が金属
帯板または金属大板、３２が凹み面１６に対応する断面
形状部３２ａを周縁部に有する刻印ロールであって、ブ
ランクの幅に等しい中心間隔をあけて複数個がシャフト
３２ｂに着設されている。刻印ロール３２とバックアッ
プロール３３の間で金属帯板または金属大板３１を走行
させながら押圧して凹み部３４を形成した後、点線に沿
って切断することにより、図９に示すように、外側端縁
部１ａに凹み面１６、内側端縁部２ａにミニ凹み面１
６，を有するブランク３５が得られる。
成するための装置の例を示したものである。３１が金属
帯板または金属大板、３２が凹み面１６に対応する断面
形状部３２ａを周縁部に有する刻印ロールであって、ブ
ランクの幅に等しい中心間隔をあけて複数個がシャフト
３２ｂに着設されている。刻印ロール３２とバックアッ
プロール３３の間で金属帯板または金属大板３１を走行
させながら押圧して凹み部３４を形成した後、点線に沿
って切断することにより、図９に示すように、外側端縁
部１ａに凹み面１６、内側端縁部２ａにミニ凹み面１
６，を有するブランク３５が得られる。
【００２５】 常法によりブランク３５の外側端縁部１
ａと内側端縁部２ａが向かい合うように丸めて形成され
た金属筒状体１３は、チェーンコンベア２３によって矢
印Ａ方向に、すなわち軸線方向に高速で移動しながら、
Ｚ字状バー２５を通過するさい徐々に外側端縁部１ａと
内側端縁部２ａ間を接近させられた後（図６）、上部押
圧部材８と下部押圧部材９によって、接触面６と空隙部
７を有する重ね部１０を形成され（図１０）、照射孔２
７に達したとき、重ね部１０にレーザビーム１１を照射
され（図７、図１１）、溶接部１５を形成される。溶接
部１５は押潰しロール３０に達するまでに凝固し、溶接
部１５は押潰しロール３０によって押し潰されて、図１
２に示すように、段差が実質的にない溶接部１５’とな
って、溶接缶胴１４が製造される。ミニ凹み面１６’の
存在は、段差の減少を容易にするのに役立つ。
ａと内側端縁部２ａが向かい合うように丸めて形成され
た金属筒状体１３は、チェーンコンベア２３によって矢
印Ａ方向に、すなわち軸線方向に高速で移動しながら、
Ｚ字状バー２５を通過するさい徐々に外側端縁部１ａと
内側端縁部２ａ間を接近させられた後（図６）、上部押
圧部材８と下部押圧部材９によって、接触面６と空隙部
７を有する重ね部１０を形成され（図１０）、照射孔２
７に達したとき、重ね部１０にレーザビーム１１を照射
され（図７、図１１）、溶接部１５を形成される。溶接
部１５は押潰しロール３０に達するまでに凝固し、溶接
部１５は押潰しロール３０によって押し潰されて、図１
２に示すように、段差が実質的にない溶接部１５’とな
って、溶接缶胴１４が製造される。ミニ凹み面１６’の
存在は、段差の減少を容易にするのに役立つ。
【００２６】 以下にこの場合の具体的データを示す。
外側端縁部１ａに凹み面１６を形成された、板厚が０．
１２ｍｍのティンフリースチールのブランク３５を作製
し、このブランク３５を内径が６５．３ｍｍの金属筒状
体１３に形成した。この筒状体１３を、チェーンコンベ
ア２３により毎分５０ｍの速度で移動させながら、最大
高さｈが０．０６ｍｍで、深さｄが０．２ｍｍである空
隙部７、および幅が０．０５ｍｍの接触面６有する重ね
部１０を形成した。出力が１．２ｋｗで焦点距離が９
５．３ｍｍのレンズで集光した、直径Ｄが０．２ｍｍの
炭酸ガスレーザを照射角θが２５度になるようにして、
重ね部１０に照射して溶接を行なった。得られた溶接部
１５を直径が４０ｍｍの押潰しロール３０で４０ｋｇｆ
の加圧力で押圧して、段差が実質的に消失した溶接部１
５’を有する溶接缶胴１４を作製した。この溶接缶胴１
４の溶接部は図１１，図１２に示すように、重ね部の全
域にわたって溶接されており、十分に満足な溶接強度を
有していた。
外側端縁部１ａに凹み面１６を形成された、板厚が０．
１２ｍｍのティンフリースチールのブランク３５を作製
し、このブランク３５を内径が６５．３ｍｍの金属筒状
体１３に形成した。この筒状体１３を、チェーンコンベ
ア２３により毎分５０ｍの速度で移動させながら、最大
高さｈが０．０６ｍｍで、深さｄが０．２ｍｍである空
隙部７、および幅が０．０５ｍｍの接触面６有する重ね
部１０を形成した。出力が１．２ｋｗで焦点距離が９
５．３ｍｍのレンズで集光した、直径Ｄが０．２ｍｍの
炭酸ガスレーザを照射角θが２５度になるようにして、
重ね部１０に照射して溶接を行なった。得られた溶接部
１５を直径が４０ｍｍの押潰しロール３０で４０ｋｇｆ
の加圧力で押圧して、段差が実質的に消失した溶接部１
５’を有する溶接缶胴１４を作製した。この溶接缶胴１
４の溶接部は図１１，図１２に示すように、重ね部の全
域にわたって溶接されており、十分に満足な溶接強度を
有していた。
【００２７】 図１３は溶接缶胴を製造する他の具体的
実施例を示すものである。図の右方側に配設された整形
装置（図示されない）によってブランクより丸められた
金属筒状体３６は、一対の押圧ロール３７ａ、３７ｂ
（図１４）およびその下流に近接して配設された一対の
押圧ロール３８ａ、３８ｂ（図１５）によって、図４に
示すタイプの重ね部２０を形成、保持されながら矢印Ｂ
方向に送られる。レーザビーム１１が、押圧ロール３７
ａ、３７ｂおよび押圧ロール３８ａ、３８ｂの間の重ね
部２０に、図１の場合と同様に所定の角度θで照射され
て、溶接部１５を有する溶接缶胴１４が製造される。溶
接部１５を、押圧ロール３８ａ、３８ｂの下流に設けら
れた押潰しロール（図示されない）によって、実質的に
段差が消失するように押潰してもよい。
実施例を示すものである。図の右方側に配設された整形
装置（図示されない）によってブランクより丸められた
金属筒状体３６は、一対の押圧ロール３７ａ、３７ｂ
（図１４）およびその下流に近接して配設された一対の
押圧ロール３８ａ、３８ｂ（図１５）によって、図４に
示すタイプの重ね部２０を形成、保持されながら矢印Ｂ
方向に送られる。レーザビーム１１が、押圧ロール３７
ａ、３７ｂおよび押圧ロール３８ａ、３８ｂの間の重ね
部２０に、図１の場合と同様に所定の角度θで照射され
て、溶接部１５を有する溶接缶胴１４が製造される。溶
接部１５を、押圧ロール３８ａ、３８ｂの下流に設けら
れた押潰しロール（図示されない）によって、実質的に
段差が消失するように押潰してもよい。
【００２８】 本発明は、以上の実施例によって制約さ
れるものでなく、例えば凹み面は、好ましくは空隙部の
高さが入口側に向って極端に小さくなる部分を含まない
範囲で、適宜の断面形状であってよい。また傾斜面また
は凹み面が外側端縁部１ａの外面（１ａ１）と交差して
いてもよい。この場合は、端面に相当する部分は交差線
であるが、本明細書においては、この交差線を含めて端
面とよぶことにする。
れるものでなく、例えば凹み面は、好ましくは空隙部の
高さが入口側に向って極端に小さくなる部分を含まない
範囲で、適宜の断面形状であってよい。また傾斜面また
は凹み面が外側端縁部１ａの外面（１ａ１）と交差して
いてもよい。この場合は、端面に相当する部分は交差線
であるが、本明細書においては、この交差線を含めて端
面とよぶことにする。
【００２９】
【発明の効果】 本発明は、溶接されるべき金属板が比
較的薄い場合でも、比較的小出力のレーザビームによっ
て高速で、巣やスプラッシュあるいは溶融メタルのはみ
出しが無く、溶接部近傍の内外面のめっき被膜等の損傷
が比較的小さい、満足な性能を有する溶接部を備える溶
接缶胴を製造できるという効果 を奉する。請求項１に係
る発明は、接触面を設けるため重ね部の形成が容易で、
正確な形状の微小な空隙部を容易に得ることができると
いう利点を有する。請求項２に係る発明は、外側端縁部
に傾斜面等を形成する手間を要することなく、単に外側
端縁部の内面を内側端縁部の端面のコーナに接触させる
だけで重ね部を形成できるという利点を有する。
較的薄い場合でも、比較的小出力のレーザビームによっ
て高速で、巣やスプラッシュあるいは溶融メタルのはみ
出しが無く、溶接部近傍の内外面のめっき被膜等の損傷
が比較的小さい、満足な性能を有する溶接部を備える溶
接缶胴を製造できるという効果 を奉する。請求項１に係
る発明は、接触面を設けるため重ね部の形成が容易で、
正確な形状の微小な空隙部を容易に得ることができると
いう利点を有する。請求項２に係る発明は、外側端縁部
に傾斜面等を形成する手間を要することなく、単に外側
端縁部の内面を内側端縁部の端面のコーナに接触させる
だけで重ね部を形成できるという利点を有する。
【図１】 本発明における第１の態様である重ね部に、
レーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図であ
る。
レーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図であ
る。
【図２】 図１の重ね部がレーザビーム照射により溶接
部に形成された状態を示す縦断面図である。
部に形成された状態を示す縦断面図である。
【図３】 本発明における第２の態様である重ね部に、
レーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図であ
る。
レーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図であ
る。
【図４】 本発明における第３の態様である重ね部に、
レーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図であ
る。
レーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図であ
る。
【図５】 本発明の方法により溶接缶胴を製造する装置
の第１の例の説明用正面図である。
の第１の例の説明用正面図である。
【図６】 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う縦断面図である。
【図７】 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う縦断面図であ
る。
る。
【図８】 図３に示す凹み面を形成された端縁部を育す
るブランクを作製するための装置の例の要部正面図であ
る。
るブランクを作製するための装置の例の要部正面図であ
る。
【図９】 図８の装置により形成されたブランクの縦断
面図である。
面図である。
【図１０】 図５の装置において形成された重ね部の拡
大縦断面図である。
大縦断面図である。
【図１１】 図１０の重ね部にレーザビームを照射して
溶接部が形成された状態を示す縦断面図である。
溶接部が形成された状態を示す縦断面図である。
【図１２】 図１１の溶接部を押し潰した状態を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図１３】 本発明の方法により溶接缶胴を製造する装
置の第２の例 の要部斜視図である。
置の第２の例 の要部斜視図である。
【図１４】 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う縦断面図
である。
である。
【図１５】 図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿う縦断面図であ
る。
る。
１ａ 外側端縁部 １ａ２ 内面２ａ 内側端縁部 ２ａ１ 外面 ２ｂ 上部コーナ（コーナ） ３ 傾斜面 ４ 端面 ６ 接触面 ６’ 接触部 ７ 空隙部 １０ 重ね部 １１ レーザビーム １１ａ 中心軸 １２ 空隙部入口近傍部１４ 溶接缶胴 １５ 溶接部１５ａ 溶融部 １６ 凹み面 １７ 傾斜面 ２０ 重ね部
Claims (2)
- 【請求項１】 内面から端面に向って延びる傾斜面また
は凹み面を形成された外側端縁部を内側端縁部の外面に
重ねて、接触面と、接触部から上記端面に向って入口部
高さｈが０．０１〜０．２０ｍｍで奥行きｄが０．１〜
０．６ｍｍである微小な空隙部を有する重ね部を形成さ
れた金属筒状体を、接触面を軽く押圧しつつ軸線方向に
移動しながら、内側端縁部の外面に対して中心軸が１０
〜６０の角度を有するレーザビームを、少なくとも外側
端縁部端面、および内側端縁部の外面の空隙部入口近傍
部に照射してメタルを溶融し、溶融メタルによって空隙
部を埋めて重ね部に溶融部を形成し、少なくとも溶融部
が凝固するまで重ね部の重ね形状を実質的にそのままの
状態に保持して、溶接部を形成することを特徴とする溶
接缶胴の製造方法。 - 【請求項２】 外側端縁部と内側端縁部との重ね合せ
が、外側端縁部の内面を内側端縁部のコーナーに接触さ
せた重ね合せである、請求項１に記載された溶接缶胴の
製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124569A JP2799783B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 溶接缶胴の製造方法 |
| EP92302988A EP0511746B1 (en) | 1991-04-30 | 1992-04-03 | Method of making articles by laser beam welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3124569A JP2799783B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 溶接缶胴の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04339583A JPH04339583A (ja) | 1992-11-26 |
| JP2799783B2 true JP2799783B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=14888730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3124569A Expired - Fee Related JP2799783B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 溶接缶胴の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0511746B1 (ja) |
| JP (1) | JP2799783B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5276303A (en) * | 1992-10-01 | 1994-01-04 | At&T Bell Laboratories | Laser bonding scheme |
| DE4341255C2 (de) * | 1993-12-03 | 1998-07-30 | Daimler Benz Ag | Verfahren zum Laserstrahlschweißen von Bauteilen |
| US5603853A (en) * | 1995-02-28 | 1997-02-18 | The Twentyfirst Century Corporation | Method of high energy density radiation beam lap welding |
| DE19538595A1 (de) * | 1995-10-17 | 1997-04-24 | Thyssen Industrie | Kfz-Tür oder Kfz-Klappe |
| GB2327300A (en) * | 1996-04-25 | 1999-01-20 | Strix Ltd | Electrical contacts |
| GB9608482D0 (en) * | 1996-04-25 | 1996-07-03 | Strix Ltd | Electrical contacts |
| JP3515786B2 (ja) * | 1996-12-12 | 2004-04-05 | キャンデセント・インテレクチュアル・プロパティ・サービシーズ・インコーポレイテッド | 封止構造体に対するギャップ跳躍 |
| FR2822400B1 (fr) * | 2001-03-26 | 2003-10-17 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif et procede de soudage de toles |
| FR2836080A1 (fr) * | 2002-02-20 | 2003-08-22 | Abb Body In White | Procede de configuration d'un faisceau laser et procedes de soudage de toles par laser |
| FR2836081B1 (fr) * | 2002-02-20 | 2004-06-25 | Abb Body In White | Procede de soudage de deux toles par laser |
| JP4877906B2 (ja) * | 2005-08-05 | 2012-02-15 | 麒麟麦酒株式会社 | 飲料用又は食品用の密封容器の製造方法 |
| GB2473232B (en) | 2009-09-04 | 2011-12-07 | Rolls Royce Plc | Method of depositing material |
| DE102017124055A1 (de) * | 2017-10-16 | 2019-04-18 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile mittels einer Laser-Schweißverbindung |
| CA3098166A1 (en) | 2018-04-23 | 2019-10-31 | Magna Seating Inc. | Lap welding with designed gap for increased joint strength |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6032553B2 (ja) * | 1980-02-15 | 1985-07-29 | 新日本製鐵株式会社 | 物体の接合法 |
| DE3713975A1 (de) * | 1987-04-25 | 1988-11-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung und verfahren zum fuegen mit laserstrahlung |
| JPS6418592A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-23 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | Manufacture of laser welded can barrel |
| JPS6440193A (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-10 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | Manufacture of cylindrical body |
| JPH0649237B2 (ja) * | 1988-10-14 | 1994-06-29 | 松下電工株式会社 | 接点材料の溶接方法 |
| DE3933408A1 (de) * | 1989-10-06 | 1990-08-30 | Daimler Benz Ag | Ueberlapp- oder steg-schweissnaht fuer verzinkte bleche |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3124569A patent/JP2799783B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-04-03 EP EP92302988A patent/EP0511746B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0511746A2 (en) | 1992-11-04 |
| EP0511746A3 (en) | 1993-01-20 |
| EP0511746B1 (en) | 1995-12-27 |
| JPH04339583A (ja) | 1992-11-26 |
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