JP2861528B2 - Laser welding method for steel sheet for press forming - Google Patents

Laser welding method for steel sheet for press forming

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JP2861528B2
JP2861528B2 JP3236862A JP23686291A JP2861528B2 JP 2861528 B2 JP2861528 B2 JP 2861528B2 JP 3236862 A JP3236862 A JP 3236862A JP 23686291 A JP23686291 A JP 23686291A JP 2861528 B2 JP2861528 B2 JP 2861528B2
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welding
laser
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laser beam
steel sheet
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文章 夏見
俊之 高砂
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プレス成形に用いられ
る鋼板のレーザ溶接方法に関し、とくに伸びフランジ成
形性を高めるようにしたレーザ溶接方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser welding method for a steel sheet used for press forming, and more particularly to a laser welding method for enhancing stretch flange formability.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車工場ではプレス成形用素材
として、薄板鋼板をレーザ光により突合せ溶接した結合
素材が多く用いられている。通常、レーザ溶接における
突合せ間隙の許容量は板厚の15〜20%程度といわれ
ており、溶接線が長い場合は突合せ間隙を許容値内に維
持することは困難となる。そこで、突合せ間隙にフィラ
ーワイヤを送給し、このフィラーワイヤと被溶接材とに
レーザ光を照射して溶接する技術が開発されている。こ
れに関連する先行技術として、たとえば特公昭63−3
2554号公報が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a material for press forming in automobile factories, a joining material obtained by butt-welding thin steel plates with laser light is often used. Usually, the allowable amount of the butt gap in laser welding is said to be about 15 to 20% of the plate thickness, and when the welding line is long, it is difficult to maintain the butt gap within the allowable value. Therefore, a technique has been developed in which a filler wire is fed to the butt gap, and the filler wire and the material to be welded are irradiated with laser light to perform welding. As prior art related to this, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 63-3
No. 2554 is known.

【0003】フィラーワイヤを用いた薄板鋼板の突合せ
レーザ溶接においては、溶接条件が適正でないと溶接開
始端および溶接終了端で溶接不良が生じやすく、プレス
成形上問題が生じる。図9および図10は、溶接開始端
における溶接不良の一例を示している。
[0003] In butt laser welding of thin steel plates using filler wires, if welding conditions are not proper, poor welding tends to occur at the welding start end and the welding end end, causing problems in press forming. FIG. 9 and FIG. 10 show examples of poor welding at the welding start end.

【0004】図9において、薄板鋼板1と薄板鋼板2と
の間に突合せ隙間Sが形成されており、隙間Sが生じる
突合せ部分は、レーザ溶接によって接合されている。突
合せ部分の溶接ビード3は、薄板鋼板1、2の溶接開始
側端面から距離Xだけ進んだ位置から形成されており、
距離Xに対応する部分には、いわゆるヒケ4が生じてい
る。
In FIG. 9, a butting gap S is formed between the thin steel plate 1 and the thin steel plate 2, and the butting portion where the gap S is generated is joined by laser welding. The weld bead 3 at the butt portion is formed from a position advanced by a distance X from the welding start side end face of the thin steel plates 1 and 2,
A so-called sink mark 4 occurs in a portion corresponding to the distance X.

【0005】図10において、薄板鋼板5と薄板鋼板6
との突合せ部分の溶接ビード7は、薄板鋼板5、6の溶
接開始側端面から形成されているが、溶接開始側端面に
は球状の溶融付着物7aが形成されている。球状の溶融
付着物7aは薄板鋼板5、6の溶接前にフィラーワイヤ
のみがレーザ光によって溶融し、薄板鋼板5、6の溶接
開始側端面に付着したものである。
In FIG. 10, a thin steel plate 5 and a thin steel plate 6
The weld bead 7 at the butt portion is formed from the welding start side end surfaces of the thin steel plates 5 and 6, and a spherical molten deposit 7a is formed on the welding start side end surfaces. Before welding the thin steel plates 5 and 6, only the filler wire is melted by the laser beam and adheres to the welding start side end surfaces of the thin steel plates 5 and 6.

【0006】図9および図10のように、ヒケ4の発生
や球状の溶融付着物7aの発生は、プレス成形時におけ
る伸びフランジ成形性を著しく低下させ、フランジ割れ
の原因となる。ここで、伸びフランジ成形とは、絞り成
形または曲げ成形において、パネル線長が成形前に比べ
て増大する成形形態をいう。伸びフランジ成形では、た
とえばパネル外縁が著しく伸ばされるため、延性の低い
材料を用いると破断が生じることがある。
As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the occurrence of sink marks 4 and the generation of spherical molten deposits 7a significantly reduce stretch flange formability during press forming and cause flange cracking. Here, the stretch flange forming refers to a forming form in which the panel wire length is increased in the draw forming or the bending forming as compared with before the forming. In stretch flange forming, for example, the outer edge of the panel is significantly elongated, so that a material having low ductility may be broken.

【0007】ヒケや球状の溶融付着物の発生によるフラ
ンジ割れを防止する方法として、たとえば実開平3−2
4371号公報が知られている。本公報には、鋼板の突
合せレーザ溶接後、溶接端部を切欠くことにより、ヒケ
などの溶接不足等の溶接欠陥を排除する旨が開示されて
いる。また、溶接前に予め鋼板の突合せ部分に切込み部
を形成し、鋼板の接合端部に球状の溶融物の発生するの
を防止するようにした技術も考えられている。
As a method of preventing a flange crack due to generation of sink marks and spherical molten deposits, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-2
No. 4371 is known. This publication discloses that after welding with a steel plate by butt laser welding, welding defects such as insufficient welding such as sink marks are eliminated by notching a welding end. Further, a technique has been considered in which a notch is formed in advance in the butted portion of the steel sheet before welding to prevent the generation of a spherical melt at the joint end of the steel sheet.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
溶接前に鋼板の突合せ部分に切込部を形成する方法や、
レーザ溶接後、溶接端部を切欠く方法の場合は、加工工
程が増加するとともに、素材形状の自由度が制限され生
産性の面で問題がある。また、切欠部を成形するために
はプレス機械および切欠用金型等が必要となり、金型は
切欠面の品質を維持するために定期的に研摩を行なうこ
とが必要となる。伸びフランジ成形においては、切欠面
の品質は重要であり、切欠面のバリが大きくなると却っ
て伸びフランジ成形性が低下する。したがって、伸びフ
ランジ成形性を高めるには、溶接開始端および溶接終了
端でのヒケや溶融付着物の発生を十分に抑えることが要
求される。
However, a method of forming a notch in a butt portion of a steel plate before laser welding,
In the case of the method in which the welded end is cut off after laser welding, the number of processing steps is increased, and the degree of freedom of the material shape is limited, which is problematic in terms of productivity. In addition, a press machine and a notch die are required to form the notch, and the die needs to be periodically polished to maintain the quality of the notch surface. In stretch flange forming, the quality of the notch surface is important, and if the burr of the notch surface is increased, the stretch flange formability is rather deteriorated. Therefore, in order to enhance the stretch flange formability, it is necessary to sufficiently suppress sink marks and molten deposits at the welding start end and the welding end end.

【0009】本発明は、溶接開始端および溶接終了端で
のヒケや溶融付着物の発生を十分に抑制でき、伸びフラ
ンジ成形性を高めることが可能なプレス成形用鋼板のレ
ーザ溶接方法を提供することを目的とする。
[0009] The present invention can sufficiently suppress the occurrence of sink marks and melt deposits at welding start end and the end of welding ends, provide a laser welding method of press-molding a steel sheet capable of enhancing the stretch flangeability The purpose is to do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 第1の鋼板と第2の鋼板の端部
同士を突合せ突合せ部にフィラーワイヤを供給しつつ突
合せ部をレーザ溶接するプレス成形用鋼板のレーザ溶接
方法であって、鋼板の突合せ隙間が0.1mm以下、レ
ーザ光の照射開始位置と鋼板の溶接開始側端面との間の
距離が2mm以上、レーザ光の照射終了位置と鋼板の溶
接終了側端面との間の距離が2mm以上、レーザ光の照
射開始時期とフィラーワイヤの供給開始時期とのずれが
−0.1〜0.1秒、レーザ光の照射終了時期とフィラ
ーワイヤの供給終了時期とのずれが−0.1〜0.1
秒、の溶接条件のもとでレーザ溶接を実行することを特
徴とするプレス成形用鋼板のレーザ溶接方法。
In order to achieve the object of the present onset to achieve the above purpose
The light is as follows. Ends of the first steel plate and the second steel plate
While supplying filler wire to the butting part,
Laser welding of steel sheet for press forming to weld joint
The butt gap of the steel sheet is 0.1 mm or less,
Between the irradiation start position of the laser beam and the welding start side end face of the steel sheet
When the distance is 2 mm or more, the laser beam
The distance from the end surface on the contact end side is
The difference between the firing start time and the filler wire supply start time
−0.1 to 0.1 second, laser beam irradiation end time and filler
-The deviation from the wire supply end time is -0.1 to 0.1
A laser welding method for a steel sheet for press forming , wherein the laser welding is performed under welding conditions of seconds .

【0011】[0011]

【作用】このように構成されたプレス成形用鋼板のレー
ザ溶接方法においては、鋼板の突合せ隙間が0.1mm
以下に設定された状態でレーザ溶接が開始される。レー
ザ溶接開始時には、レーザ光の照射開始位置と鋼板の溶
接開始端面との間の距離が2mm以上に設定されるの
で、レーザ光の出力が安定状態に達したところでレーザ
溶接を行なうことが可能となる。また、レーザ溶接開始
時には、レーザ光の照射開始時期とフィラーワイヤの供
給開始時期とのずれが−0.1〜0.1秒の範囲とされ
るので、レーザ照射開始時期に対してフィラーワイヤの
供給開始時期が大幅に遅れることがなくなる。したがっ
て、レーザ光によって突合せ部分が十分に溶融され、か
つレーザ光が照射される位置には、ヒケの発生が防止さ
れる。
According to the laser welding method for a steel sheet for press forming constituted as described above, the butt gap of the steel sheet is 0.1 mm.
Laser welding is started in the state set below . At the start of laser welding, the distance between the laser beam irradiation start position and the welding start end face of the steel plate is set to 2 mm or more , so that laser welding can be performed when the laser beam output reaches a stable state. Become. Also, at the start of laser welding, the difference between the start time of laser beam irradiation and the start time of filler wire supply is in the range of -0.1 to 0.1 seconds . The start of supply will not be significantly delayed. Therefore, the abutting portion is sufficiently melted by the laser light, and the occurrence of sink marks is prevented at the position irradiated with the laser light.

【0012】レーザ溶接終了時には、レーザ光の照射終
了位置と鋼板の溶接終了端面との間の距離が2mm以上
に設定されるので、レーザ光の出力が安定している状態
でレーザ光の照射が終了される。また、レーザ溶接終了
時には、レーザ光の照射終了時期とフィラーワイヤの供
給終了時期とのずれが−0.1〜0.1秒の範囲とされ
るので、レーザ照射終了時期に対するフィラーワイヤの
供給停止時期が大幅に早められることはなくなり、ヒケ
の発生が防止される。
At the end of laser welding, the distance between the laser beam irradiation end position and the welding end surface of the steel plate is set to 2 mm or more, so that the laser beam output is stable. Light irradiation is terminated. At the end of laser welding, the difference between the end time of laser beam irradiation and the end time of filler wire supply is in the range of -0.1 to 0.1 seconds. The timing is not greatly advanced, and the occurrence of sink marks is prevented.

【0013】レーザ溶接における球状の溶融付着物の発
生防止は、つぎのような作用によって行なわれる。レー
ザ溶接開始時には、レーザ光の照射開始時期とフィラー
ワイヤの供給開始時期とのずれが−0.1〜0.1秒の
範囲とされるので、レーザ照射開始時期に対してフィラ
ーワイヤの供給開始時期が大幅に早められることはなく
なる。したがって、鋼板の溶接が行なわれる前にフィラ
ーワイヤのみがレーザ光によって溶融されることはなく
なり、鋼板の溶接開始側端面への球状の溶融物の付着は
防止される。
The prevention of the generation of spherical molten deposits in laser welding is performed by the following operation. At the start of laser welding, the difference between the laser beam irradiation start time and the filler wire supply start time is -0.1 to 0.1 seconds.
Since the range is set, the supply start time of the filler wire is not greatly advanced with respect to the laser irradiation start time. Therefore, only the filler wire is not melted by the laser beam before the steel sheet is welded, and the adhesion of the spherical molten material to the welding start side end face of the steel sheet is prevented.

【0014】レーザ溶接終了時には、レーザ光の照射終
了時期とフィラーワイヤの供給停止時期とのずれが
0.1〜0.1秒の範囲とされるので、レーザ照射終了
時期に対してフィラーワイヤの供給終了時期が大幅に遅
れることはなくなる。したがって、上述と同様にフィラ
ーワイヤのみがレーザ光によって溶融されることはなく
なり、鋼板の溶接終了側端面への球状の溶融物の付着は
防止される。
[0014] At the laser welding completion, the deviation between the supply stop timing of the irradiation end timing and filler wire of the laser beam -
Since the time is in the range of 0.1 to 0.1 seconds, the supply end time of the filler wire does not significantly delay from the laser irradiation end time. Therefore, similarly to the above, only the filler wire is not melted by the laser beam, and the adhesion of the spherical melt to the end surface of the steel plate on the welding end side is prevented.

【0015】[0015]

【実施例】以下に、本発明に係るプレス成形用鋼板のレ
ーザ溶接方法の望ましい実施例を、図面を参照して説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the laser welding method for a steel sheet for press forming according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1ないし図8は、本発明の一実施例を示
しており、とくに自動車のボデーに用いられる薄板鋼板
に適用した例を示している。図1は、本発明を実施する
ためのレーザ溶接装置の概要を示している。図1におい
て、11は鋼板としての薄板鋼板を示しており、12は
鋼板としての薄板鋼板を示している。薄板鋼板11のシ
ェア切断された端面と、薄板鋼板12のシェア切断され
た端面とは、突合せされている。薄板鋼板11の端面と
薄板鋼板12の端面との間には、突合せ隙間Sが生じて
いる。薄板鋼板11、12は、板厚Tが共に1.0mm
である。
FIGS. 1 to 8 show an embodiment of the present invention, particularly an example applied to a thin steel plate used for a body of an automobile. FIG. 1 shows an outline of a laser welding apparatus for carrying out the present invention. In FIG. 1, 11 indicates a thin steel plate as a steel plate, and 12 indicates a thin steel plate as a steel plate. The shear-cut end surface of the thin steel plate 11 and the shear-cut end surface of the thin steel plate 12 are butted. A butt gap S is formed between the end surface of the thin steel plate 11 and the end surface of the thin steel plate 12. The thin steel plates 11 and 12 both have a thickness T of 1.0 mm.
It is.

【0017】薄板鋼板11と薄板鋼板12との突合せ部
分の直上には集光レンズ21を有するトーチ(図示略)
が位置している。図示されないレーザ発振器から出力さ
れたレーザ光Lは、集光レンズ21によって収束され、
その焦点は突合せ部分にくるように調整されている。溶
接時には、薄板鋼板11と薄板鋼板12との間の突合せ
隙間Sには、フィラーワイヤ13が自動送給されるよう
になっている。集光レンズ21を有するトーチ(図示
略)とフィラーワイヤ13を送給する送給装置(図示
略)とは、溶接方向に一体で移動するようになってい
る。
A torch (not shown) having a condenser lens 21 immediately above the butted portion of the thin steel plate 11 and the thin steel plate 12
Is located. Laser light L output from a laser oscillator (not shown) is converged by a condenser lens 21,
Its focus is adjusted to be at the abutment. At the time of welding, the filler wire 13 is automatically fed into the butting gap S between the thin steel plate 11 and the thin steel plate 12. A torch (not shown) having the condenser lens 21 and a feeding device (not shown) for feeding the filler wire 13 move integrally in the welding direction.

【0018】つぎに、プレス成形用鋼板のレーザ溶接方
法の具体例を説明する。図1に示すように、薄板鋼板1
1と薄板鋼板12が所定の位置にセットされると、レー
ザ発振器からレーザ光Lが出力され、レーザ光Lは集光
レンズ21を通過して薄板鋼板11、12との突合せ部
分に照射される。これと同時に、レーザ光Lの照射部分
にフィラーワイヤ13が自動送給される。この状態で集
光レンズ21を有するトーチと送給装置との溶接進行方
向への移動が開始される。レーザ光Lの照射が開始され
ると、薄板鋼板11、12の突合せ部分の加熱溶融が行
なわれるとともに、フィラーワイヤ13の加熱、溶融が
行なわれる。溶接時には、フィラーワイヤ13の溶融に
よる溶融金属は、薄板鋼板11、12の間の突合せ隙間
Sに流入し、突合せ隙間Sはその溶融金属で満たされ
る。
Next, a specific example of a laser welding method for a steel sheet for press forming will be described. As shown in FIG.
When 1 and the thin steel plate 12 are set at predetermined positions, laser light L is output from the laser oscillator, and the laser light L passes through the condenser lens 21 and irradiates the butted portion with the thin steel plates 11 and 12. . At the same time, the filler wire 13 is automatically fed to the portion irradiated with the laser beam L. In this state, the movement of the torch having the condenser lens 21 and the feeding device in the welding progress direction is started. When the irradiation of the laser beam L is started, the butted portions of the thin steel plates 11 and 12 are heated and melted, and the filler wire 13 is heated and melted. At the time of welding, the molten metal resulting from the melting of the filler wire 13 flows into the butt gap S between the thin steel plates 11, 12, and the butt gap S is filled with the molten metal.

【0019】フィラーワイヤを用いた突合せレザー溶接
では、溶接条件が適正でないと、溶接開始端および終了
端にヒケや球状の溶融付着物が生じる。このヒケや溶融
付着物の発生はプレス成形時における伸びフランジ成形
性を著しく低下させ、フランジ割れの原因となる。本発
明は、後述するようにヒケや溶融付着物の発生を十分に
抑制することが可能な溶接条件で溶接を行なうことによ
り、伸びフランジ成形性を高めるようにしている。後述
する各試験例では、すべて板厚1.0mmの薄板鋼板1
1、12を用いた。
In butt razor welding using a filler wire, if the welding conditions are not proper, sink marks and spherical molten deposits are generated at the welding start and end ends. The occurrence of sink marks and molten deposits significantly lowers stretch flange formability during press molding and causes flange cracking. The present invention enhances stretch flange formability by performing welding under welding conditions that can sufficiently suppress generation of sink marks and molten deposits, as described below. In each of the test examples described below, the thin steel plate 1 having a thickness of 1.0 mm was used.
1, 12 were used.

【0020】図4は、突合せ隙間Sとヒケ発生率との関
係を示している。ここでは、ヒケはその長さが0.4m
mを超えるものを対象とした。図4に示すように、突合
せ隙間Sが0.1mmまではヒケ発生率は極度に低く、
突合せ隙間Sが0.2mmになるとヒケ発生率が急激に
増加することが判明した。
FIG. 4 shows the relationship between the butting gap S and the sink rate. Here, the sink is 0.4m long
m. As shown in FIG. 4, the sink rate is extremely low until the butt gap S is 0.1 mm.
It was found that when the butt gap S became 0.2 mm, the sink rate increased sharply.

【0021】図5は、レーザ光Lの照射開始位置Aと薄
板鋼板11、12の溶接開始側端面Bとの間の距離
1 、またレーザ光Lの照射終了位置Eと薄板鋼板1
1、12の溶接終了側端面Fとの間の距離P2 とヒケ発
生率との関係を示している。図5に示すように、距離P
1 、P2 をゼロに設定した場合は、ヒケの発生率が大幅
に増加し、距離P1 、P2 をゼロから2mmの間の値に
設定した場合は、距離P1 、P2 をゼロに設定した場合
に比べてヒケの発生が1/3程度に減少した。距離
1 、P2 を2mm以上に設定した場合は、ヒケの発生
は確認できなかった。
FIG. 5 shows the distance P 1 between the irradiation start position A of the laser beam L and the welding start side end face B of the thin steel plates 11 and 12, and the irradiation end position E of the laser beam L and the thin steel plate 1.
The relationship between the distance P 2 between the welding end side end faces F of Nos. 1 and 12 and the sink rate is shown. As shown in FIG.
1, if you set the P 2 to zero, increased significantly the incidence of sink marks, the distance P 1, if you set the P 2 from zero to a value between 2 mm, the distance P 1, P 2 to zero The occurrence of sink marks was reduced to about 1/3 as compared with the case of setting. When the distances P 1 and P 2 were set to 2 mm or more, generation of sink marks could not be confirmed.

【0022】図6は、レーザ光Lの照射時期とフィラー
ワイヤ供給時期とのずれに対するヒケおよび溶融付着物
の発生率を示している。図6において特性(イ)は、レ
ーザ光Lの照射時期に対してフィラーワイヤの供給時期
が早まる場合を示している。すなわち、特性(イ)は、
レーザ光Lの照射開始時期に対してフィラーワイヤの供
給を0.3〜0.1秒早めた場合であり、このような溶
接条件では球状の溶融付着物が高い割合で生じる。この
現象は、レーザ光Lの照射開始時期だけでなく照射終了
時期にも生じる。
FIG. 6 shows the rate of occurrence of sink marks and molten deposits with respect to the difference between the irradiation time of the laser beam L and the supply time of the filler wire. In FIG. 6, the characteristic (a) shows a case where the supply time of the filler wire is earlier than the irradiation time of the laser beam L. That is, the characteristic (a)
This is the case where the supply of the filler wire is advanced by 0.3 to 0.1 second with respect to the start of the irradiation of the laser beam L. Under such welding conditions, a high ratio of spherical molten deposits is generated. This phenomenon occurs not only at the irradiation start time of the laser beam L but also at the irradiation end time.

【0023】図6の特性(ハ)は、レーザ光Lの照射時
期に対してフィラーワイヤの供給時期が遅くなる場合を
示している。すなわち、特性(ハ)は、レーザ光Lの照
射に対してフィラーワイヤの供給が0.1〜0.3秒遅
れる場合であり、このような溶接条件ではヒケが高い割
合で生じる。この現象もレーザ光の照射開始時期だけで
なく照射終了時期にも生じる。特性(ロ)は、レーザ光
Lの照射時期に対してフィラーワイヤの供給時期が−
0.1〜0.1秒の場合であり、この状態ではヒケおよ
び溶融付着物の発生はなかった。
The characteristic (c) in FIG. 6 shows a case where the supply time of the filler wire is delayed with respect to the irradiation time of the laser beam L. That is, the characteristic (c) is a case where the supply of the filler wire is delayed by 0.1 to 0.3 seconds with respect to the irradiation of the laser beam L, and a sink occurs at a high rate under such welding conditions. This phenomenon also occurs not only at the start of laser beam irradiation but also at the end of laser beam irradiation. The characteristic (b) is that the supply time of the filler wire is −
0.1 to 0.1 seconds, and in this state, sink marks and molten deposits did not occur.

【0024】図7はヒケと伸びフランジ率λとの関係を
示しており、図8は溶融付着物の大きさと伸びフランジ
率λとの関係を示している。ここで、伸びフランジ成形
とは、絞り成形または曲げ成形において、パネル線長が
成形前に比べて増大する成形形態をいい、絞り成形や曲
げ成形においては、伸びフランジ率が高いことが要求さ
れる。
FIG. 7 shows the relationship between the sink mark and the stretch flange ratio λ, and FIG. 8 shows the relationship between the size of the molten deposit and the stretch flange ratio λ. Here, stretch flange forming refers to a forming mode in which the panel wire length increases compared to before forming in draw forming or bending, and a high stretch flange ratio is required in draw forming or bending. .

【0025】図2および図3は、曲げフランジ成形の成
形工程を示している。図2は突合せレーザ溶接された薄
板鋼板11、12を示しており、薄板鋼板11、12の
突合せ溶接部分(溶接ビード部分)には直径d0 の穴1
9が形成されている。図3は、図2の薄板鋼板11、1
2をフランジ成形した後の形状を示している。フランジ
成形後は、穴19の直径d0 が直径dになり、穴19が
拡径される。伸びフランジ率はλ=(d−d0 /d0
×100%で表され、伸びフランジ率が大きいほど伸び
フランジ成形性が良くなる。
FIGS. 2 and 3 show a forming process of bending flange forming. Figure 2 shows a thin steel plate 11, 12 butt laser welding, hole first diameter d 0 is the butt weld of the steel sheet 11 and 12 (weld bead portion)
9 are formed. FIG. 3 shows the thin steel plates 11 and 1 of FIG.
2 shows the shape after flange forming. After the flange is formed, the diameter d 0 of the hole 19 becomes the diameter d, and the diameter of the hole 19 is increased. The stretch flange ratio is λ = (d−d 0 / d 0 )
× 100%, and the larger the stretch flange ratio, the better the stretch flange formability.

【0026】図7に示すように、ヒケが大きいほど伸び
フランジ率λは小さくなり、ヒケの長さが0.4mmを
超えると、伸びフランジ率λが急激に低下することが判
明した。図8に示すように、溶融付着物の大きさが大き
いほど伸びフランジ率λは小さくなり、溶融付着物の大
きさが1mm3 を超えると伸びフランジ率λは急激に低
下することが判明した。
As shown in FIG. 7, it was found that the larger the sink mark, the smaller the stretch flange ratio λ, and that when the sink mark length exceeds 0.4 mm, the stretch flange ratio λ sharply decreases. As shown in FIG. 8, it was found that the larger the size of the molten deposit, the smaller the stretch flange ratio λ, and when the size of the molten deposit exceeded 1 mm 3 , the stretch flange ratio λ rapidly decreased.

【0027】このように、板厚Tが共に1.0mmの薄
板鋼板を突合せレーザ溶接する際には、以下の溶接条件
〜で行なうことにより、ヒケや溶融付着物の発生が
十分に抑制され、伸びフランジ成形性を高めることが可
能となる。 突合せ隙間Sは、0.1mm以下に抑える。 レーザ光Lの照射開始位置(照射終了位置)と薄板
鋼板の溶接開始側端面(溶接終了側端面)の間の距離P
1 、P2 を2mm以上に設定する。 レーザ光Lの照射開始時期(照射終了時期)に対す
るフィラーワイヤ13の供給開始時期(供給終了時期)
を、−0.1〜0.1秒内に設定する。
As described above, when butt laser welding thin steel plates having both thicknesses T of 1.0 mm, by performing the welding under the following welding conditions, the generation of sink marks and molten deposits can be sufficiently suppressed. Stretch flange formability can be improved. Butt gap S is suppressed to 0.1 mm or less. Distance P between the irradiation start position (irradiation end position) of laser beam L and the welding start side end surface (welding end side end surface) of the thin steel plate
1, sets the P 2 than 2 mm. Supply start time (supply end time) of filler wire 13 with respect to laser light L irradiation start time (irradiation end time)
Is set within -0.1 to 0.1 seconds.

【0028】本実施例は、板厚1.0mmの薄板鋼板の
突合せレーザ溶接に適用した場合を説明したが、鋼板の
成分または板厚が変われば、上述の溶接条件も勿論適宜
変更される。
Although the present embodiment has been described with respect to the case where the present invention is applied to butt laser welding of a thin steel plate having a thickness of 1.0 mm, if the composition or the thickness of the steel plate changes, the welding conditions described above are of course appropriately changed.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、鋼板の突合せ隙間が
0.1mm以下、レーザ光の照射開始位置と鋼板の溶接
開始側端面との間の距離が2mm以上、レーザ光の照射
終了位置と鋼板の溶接終了側端面との間の距離が2mm
以上、レーザ光の照射開始時期とフィラーワイヤの供給
開始時期とのずれが−0.1〜0.1秒、レーザ光の照
射終了時期とフィラーワイヤの供給終了時期とのずれが
−0.1〜0.1秒、の溶接条件のもとでレーザ溶接を
実行するので、溶接開始端および溶接終了端におけるヒ
ケや溶融付着物の発生を十分抑制することができる。
According to the present invention, the butt gap of the steel sheet is reduced.
0.1mm or less, welding start position of laser beam and welding of steel plate
Laser light irradiation when the distance from the start side end surface is 2 mm or more
The distance between the end position and the end surface of the steel plate on the welding end side is 2 mm
The laser beam irradiation start time and filler wire supply
The deviation from the start time is -0.1 to 0.1 seconds,
The gap between the firing end time and the filler wire supply end time
Laser welding under welding conditions of -0.1 to 0.1 seconds
Since it is performed , generation of sink marks and molten deposits at the welding start end and the welding end end can be sufficiently suppressed.

【0030】したがって、突合せレーザ溶接された鋼板
のプレス成形時における伸びフランジ成形性を向上させ
ることができ、フランジ割れを防止することができる。
その結果、レーザ溶接前またはレーザ溶接後に、溶接端
部を切欠く必要もなくなり、プレス成形工程における生
産性を高めることができる。
Therefore, the stretch flange formability during press forming of the butt laser-welded steel sheet can be improved, and flange cracking can be prevented.
As a result, it is not necessary to cut out the weld end before or after laser welding, and the productivity in the press forming step can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を用いたレーザ溶接の一例を示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of laser welding using the present invention.

【図2】伸びフランジ成形された鋼板の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a stretch-flanged steel plate.

【図3】伸びフランジ成形前の鋼板の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a steel sheet before stretch flange forming.

【図4】突合せ隙間とヒケ発生率との関係を示す特性図
である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a butt gap and a sink rate.

【図5】レーザ光照射開始位置から鋼板の溶接開始側端
面までの距離またはレーザ光照射終了位置から鋼板の溶
接終了側端面までの距離とヒケ発生率との関係を示す特
性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a distance from a laser beam irradiation start position to a welding start side end face of a steel sheet or a distance from a laser beam irradiation end position to a welding end side end face of a steel sheet and a sink rate.

【図6】レーザ光照射時期とフィラーワイヤ供給時期と
のずれとヒケまたは溶融付着物の発生率との関係を示す
特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a difference between a laser beam irradiation time and a filler wire supply time and an occurrence rate of sink marks or molten deposits.

【図7】ヒケと伸びフランジ率との関係を示す特性図で
ある。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between sink mark and stretch flange rate.

【図8】溶融付着物の大きさと伸びフランジ率との関係
を示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a size of a molten deposit and a stretch flange ratio.

【図9】レーザ溶接によって接合された鋼板の溶接開始
端にヒケが生じた状態を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a state in which sink marks have occurred at the welding start end of the steel plates joined by laser welding.

【図10】レーザ溶接によって接合された鋼板の溶接開
始端に溶融付着物が生じた状態を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a state in which a molten deposit is generated at a welding start end of a steel plate joined by laser welding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12 鋼板 13 フィラーワイヤ 21 集光レンズ L レーザ光 S 突合せ隙間 P1 レーザ光の照射開始位置と鋼板の溶接開始側端面
との間の距離 P2 レーザ光の照射終了位置と鋼板の溶接終了側端面
との間の距離
11, 12 Steel plate 13 Filler wire 21 Condenser lens L Laser light S Butt gap P 1 Distance between laser light irradiation start position and welding start side end face of steel plate P 2 Laser light irradiation end position and steel plate welding end Distance to side end face

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23K 26/00 310──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B23K 26/00 310

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の鋼板と第2の鋼板の端部同士を突
合せ突合せ部にフィラーワイヤを供給しつつ突合せ部を
レーザ溶接するプレス成形用鋼板のレーザ溶接方法であ
って、 鋼板の突合せ隙間が0.1mm以下、 レーザ光の照射開始位置と鋼板の溶接開始側端面との間
の距離が2mm以上、レーザ光の照射終了位置と鋼板の
溶接終了側端面との間の距離が2mm以上、 レーザ光の照射開始時期とフィラーワイヤの供給開始時
期とのずれが−0.1〜0.1秒、レーザ光の照射終了
時期とフィラーワイヤの供給終了時期とのずれが−0.
1〜0.1秒、 の溶接条件のもとでレーザ溶接を実行する ことを特徴と
するプレス成形用鋼板のレーザ溶接方法。
An end of a first steel plate and a second steel plate are projected from each other.
While supplying filler wire to the butting part,
Laser welding method for press forming steel plate to be laser welded
Therefore, the butting gap of the steel sheet is 0.1 mm or less, between the laser beam irradiation start position and the welding start side end face of the steel sheet.
Distance of 2mm or more, the end position of laser beam irradiation and the steel plate
The distance from the end face on the welding end side is 2 mm or more, the laser beam irradiation start time and the filler wire supply start time
-0.1 to 0.1 second deviation from the end of the laser beam irradiation
The difference between the timing and the end time of the supply of the filler wire is -0.0.
A laser welding method for a steel sheet for press forming , wherein the laser welding is performed under welding conditions of 1 to 0.1 second .
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