JP3145332B2 - アルミメッキ鋼板のレーザ溶接方法 - Google Patents

アルミメッキ鋼板のレーザ溶接方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミメッキ鋼板
のレーザ溶接技術に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミメッキ鋼板のレーザ溶接技術に関
し、本出願人は先に特願平7−311934号に提案し
ている。この技術では、一対の半殻体を接合して車両用
燃料タンクを製造するにあたり、溶接後の内面防錆、外
面塗装等の工程を省略するとともに、溶接作業時間の短
縮を図るため、半殻体をアルミメッキ鋼板とし、このア
ルミメッキ鋼板製の半殻体をレーザ溶接して燃料タンク
を製造するようにしている。
【0003】そしてこの技術では、アルミメッキ鋼板を
レーザ溶接すると、溶融金属の中にアルミ又はシリコン
等の不要成分が入り込んで接合強度の低下を招く可能性
があることから、より好ましい溶接形態として、レーザ
照射部周辺のアルミメッキ鋼板同士の間に、不要成分を
逃がす隙間を形成することを提唱している。
【0004】また、特公平5−20192号公報には、
アルミニウムやアルミニウム合金を酸素ガスの割合が1
5%〜90%となるシールドガスを用いてレーザ溶接す
る技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特願平7−
311934号に提案したようにレーザ照射箇所の周囲
に隙間を形成する技術は、特に製品が大型化して溶接範
囲が広がるような時は適用しにくくなり、可能であれば
隙間を形成することなく、密着させたままでも溶接でき
れば便利である。
【0006】また、特公平5−20192号公報に開示
されるように、酸素ガスの割合が15%〜90%となる
シールドガスを用いてアルミニウムやアルミニウム合金
を溶接するといっても、実際に可能な溶接は当該公報に
示されるような肉盛溶接に限られ、板状のアルミニウム
やアルミニウム合金を溶接するには強度が不足し、適用
することはできない。
【0007】そこで本発明は、アルミメッキ鋼板をレー
ザ溶接する際、溶接箇所の周囲に不要成分を逃がすため
の隙間を形成しなくても必要な溶接強度を確保できる溶
接技術の確立を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、アルミメッキ鋼板を重ね合せてレーザビーム
で溶接するレーザ溶接方法において、アルミメッキ鋼板
の少なくとも一部を密着状に重ね合わせ、この密着状に
重ね合わせた部分をレーザ溶接するにあたり、アシスト
ガスとして、アルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス又
は炭酸ガスの少なくとも1種と酸素ガスとの混合ガスで
しかも酸素ガスの割合が38vol%以上90vol%以下、好
ましくは65vol%以上85vol%以下の混合ガスを用いる
ようにした。
【0009】ここで一般的にレーザ溶接において、溶接
部に向けて吹き付けるアシストガスの中に酸素を混合す
るような技術として、例えば特開平6−79484号公
報のような亜鉛メッキ鋼板のレーザ溶接技術が知られて
おり、この技術では、亜鉛メッキ鋼板をレーザ溶接する
と亜鉛の沸点が低いためメッキ層の亜鉛が爆発的に気化
して溶融部にブローホールが生じるのを防止するため、
アシストガス中に酸素を容積比で5〜35%含ませるこ
とで、亜鉛メッキ層の酸化、燃焼を促進させ、メッキの
蒸気を外部に抜けやすくしている。
【0010】ところが、本発明者等がこの技術をアルミ
メッキ鋼板のレーザ溶接に適用すると、アルミ、シリコ
ン等の不要成分の排出性が充分でなく、必要な接合強度
を確保できないことが判った。そして実験を繰返したと
ころ、酸素の混合量をガス全体との容積比で38vol%以
上90vol%以下にすると、不要成分の排出性が良くな
り、接合強度が増して実用強度に達することを見出し
た。また、特に混合ガス中の酸素の割合を65vol%以上
85vol%以下にすると、強度的に極めて優れることが判
った。
【0011】ここで、上記割合の酸素を混合することに
よって溶接強度が向上する理由は、次のようなものであ
ろうと考えられる。まず第1に、アルミニウム、シリコ
ン等の不要成分が酸素と反応して酸化物となって活性化
し、溶融部から外部に排出されやすくなる。また第2
に、酸素を混合することで溶融部の発熱量が増し、溶融
幅が広がって溶接強度が向上する。そして、上記第1,
2の理由うち、第2の溶融幅が広がることについては、
実際に溶接部の断面組織を顕微鏡写真で検証した結果、
アルゴン等のガス単体を使用する場合に較べて酸素を混
合した方が溶融幅が広がることが確認できた。
【0012】そして、酸素の量が38vol%未満では、気
化した亜鉛のようなガスの排出には充分であっても、ア
ルミニウム等の不要成分を排出するには量が不足し、3
8vol%以上にすることで不要成分の排出効果が高まるも
のと考えられる。また酸素含有量を91vol%以上にする
と、溶融部の酸化が顕著となり接合強度が低下する。
【0013】また本発明にあっては、前記溶接方法を、
アルミメッキ鋼板製の車両用燃料タンクの溶接に適用す
ることを含む。このように車両用燃料タンクをアルミメ
ッキ鋼板製にすることで、内面防錆、外面防錆等の処理
の手間を省くことができ、またこれをレーザ溶接すれ
ば、メッキ部分が破壊される領域を極限することがで
き、しかも高速で溶接することが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。ここで、図1乃至図4は溶
接部の金属組織を顕微鏡写真で撮影した写真(A)とそ
の模写図(B)であり、図1は混合ガス中の酸素含有量
38%、図2は混合ガス中の酸素含有量90%、図3は
混合ガス中の酸素含有量70%、図4は酸素含有量10
0%、図5は酸素含有量ゼロの場合、図6は本発明の溶
接方法が適用される燃料タンクの全体図、図7は同燃料
タンクの溶接部の部分図である。
【0015】本発明に係るアルミメッキ鋼板のレーザ溶
接方法は、例えば図6に示すようなアルミメッキ鋼板製
の車両用燃料タンク1を製造する際、プレス成形された
上下一対の半殻体2、3の周縁フランジ部2a、3aを
重ね合わせ、この重ね合わせたフランジ部2a、3a同
士を全周に亘って溶接する方法として適用されている。
【0016】ここで、アルミメッキ鋼板を密着させてレ
ーザ溶接すると、接合強度が低下し、またこの接合強度
は、レーザ溶接機の移動速度にも関係することが本発明
者等によって明らかにされている。即ち、本発明者等が
溶接部の断面写真を顕微鏡写真で撮影して金属組織を明
らかにしたところ、レーザ溶接速度が速い場合は当接面
側のアルミメッキ層から溶け出したアルミ等の不要成分
が溶融部の中から逃げ出すことができずに内部に残留し
たままで凝固し、この結果、所望の接合強度が得られな
いことが判っている。
【0017】混合ガスの種類としては、アルゴンガスと
酸素の混合ガス、又はヘリウムガスと酸素の混合ガス、
窒素ガスと酸素の混合ガス、炭酸ガスと酸素の混合ガス
又はアルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス、炭酸ガス
の複数のものと酸素との混合ガスのいずれであってもよ
い。
【0018】以下に、溶接時に使用する混合ガス中の酸
素の量を変化させて試験した具体的な実施例及び比較例
について説明する。 (実施例1)図1はアルミメッキ鋼板からなる2枚のテ
ストピースT、Tを密着状に重ね合わせ、これにレーザ
を照射するとともに照射部に向けてアルゴンガスと酸素
ガスを容積比で5:3の割合(全体のガス容積に対する
酸素容積率:38%)で混合した混合ガスをで吹き付け
ながら溶接速度3.0m/minで溶接した金属組織図であ
る。
【0019】この図から、レーザ照射の入口側から出口
側に向けて、溶融幅は中間部が狭くなるもののほぼ直線
状となり、しかも溶融部内部へのアルミ等の不要成分の
混入は殆ど見られないことが確認でき、また、溶接後の
引張り試験の結果でも溶融部が破断せず、充分な溶接強
度が得られることが分った。
【0020】(実施例2)図2は同様な2枚のテストピ
ースT、Tを密着状に重ね合わせ、これにレーザを照射
するとともに照射部に向けてアルゴンガスと酸素ガスを
容積比で1:9の割合(全体のガス容積に対する酸素容
積率:90%)で混合した混合ガスをで吹き付けながら
溶接速度3.0m/minで溶接した金属組織図である。
【0021】この図から、レーザ照射の入口側から出口
側に向けて、溶融幅はほぼ直線状となり、しかも溶融部
内部へのアルミ等の不要成分の混入は殆ど見られず、ま
た、溶接後の引張り試験の結果でも溶融部が破断せず、
充分な溶接強度が得られることが分る。
【0022】(実施例3)図3は同様な2枚のテストピ
ースT,Tを密着状に重ね合わせ、これにレーザ光を照
射するとともに照射部に向けてアルゴンガスと酸素ガス
を容積比で3:7の割合(全体のガス容積に対する酸素
容積率:70%)で混合した混合ガスを吹きつけながら
溶接速度3.0m/minで溶接した金属組織図である。
【0023】この図から、レーザ照射の入口側から出口
側に向けて、溶融幅はほぼ直線状となるとともに溶融部
外表面もほぼ平坦状となり、しかも溶融部内部へのアル
ミ等の不要成分の混入は殆ど見られず、また、溶接後の
引張り試験の結果でもより優れた充分な溶接強度が得ら
れた。尚、酸素含有量65%〜85%の混合ガスを用い
た場合にも、これと同様の溶接強度が得られる傾向にあ
ることが確認できた。
【0024】(比較例1)図4は同様な2枚のテストピ
ースT,Tを密着状に重ね合わせ、これにレーザを照射
するとともに、照射部に向けて酸素ガス100%を吹き
付けながら溶接速度3.0m/minで溶接した金属組織図
である。
【0025】この結果から、溶融部内部へのアルミ等の
不要成分の混入は殆ど見られなかったが、溶接部の酸化
が顕著となるとともに溶接部の肉厚が薄くなり、接合強
度が低下していた。
【0026】(比較例2)図5は同様な2枚のテストピ
ースT、Tを密着状に重ね合わせ、これにレーザを照射
するとともに、照射部に向けてアルゴンガス(酸素含有
量ゼロ)を吹き付けながら溶接速度3.0m/minで溶接
した金属組織図である。
【0027】この図から、レーザ照射の入口側と出口側
の溶接幅が広く、且つ中間部(重なり面部)の溶融幅が
狭くなるような溶融状態となり、しかも狭くなった中間
部(重なり面部)付近の溶融内部には、アルミ等の不要
成分が混入していることが分り、また、引張り試験でも
所望の強度に達していなかった。
【0028】尚、以上の試験においてアルゴンガスの代
りにヘリウムガス、窒素ガス、炭酸ガスを使用しても同
様な結果となり、酸素の含有量を38〜90%の範囲に
設定すればいずれも有効であった。そしてこのようなア
ルミメッキ鋼板のレーザ溶接を車両の燃料タンク1の溶
接に適用すれば、溶接後の耐食塗装等の工程を省略する
ことができ、高速で処理することができる。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明の溶接方法は、アル
ミメッキ鋼板の少なくとも一部を密着状に重ね合わせ、
この密着状に重ね合わせた部分にレーザ光を照射すると
同時に、このレーザ照射部分に向けて所定量の酸素を含
む混合ガスをアシストガスとして吹き付けながら溶接す
るようにしたため、アルミニウム等の不要成分が溶融部
から排出され、また溶融幅が広がる等の理由で溶接強度
を高めることができる。そしてこのような溶接方法を、
アルミメッキ鋼板製の車両用燃料タンクの溶接に適用す
れば、メッキ部分が破壊される領域が極限され、後処理
が不要となり、しかも高速で溶接することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】混合ガス中の酸素含有量を38%にした時の溶
接部の金属組織を示し(A)は顕微鏡写真、(B)はそ
の模写図
【図2】混合ガス中の酸素含有量を90%にした時の溶
接部の金属組織を示し(A)は顕微鏡写真、(B)はそ
の模写図
【図3】混合ガス中の酸素含有量を70%にした時の溶
接部の金属組織を示し(A)は顕微鏡写真、(B)はそ
の模写図
【図4】混合ガス中の酸素含有量を100%にした時の
溶接部の金属組織を示し(A)は顕微鏡写真、(B)は
その模写図
【図5】酸素含有量をゼロにした時の溶接部の金属組織
を示し(A)は顕微鏡写真、(B)はその模写図
【図6】本発明の溶接方法が適用される燃料タンクの全
体図
【図7】同燃料タンクの溶接部の部分図
【符号の説明】
1…燃料タンク、2,3…半殻体、T…アルミメッキ鋼
板のテストピース。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B62J 35/00 B62J 35/00 A (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/00 B23K 26/12 B23K 26/14 B62J 35/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミメッキ鋼板を重ね合せてレーザビ
    ームで溶接するレーザ溶接方法であって、前記アルミメ
    ッキ鋼板の少なくとも一部を密着状に重ね合わせ、この
    密着状に重ね合わせた部分をアシストガスを用いてレー
    ザ溶接するにあたり、前記アシストガスをアルゴンガ
    ス、ヘリウムガス、窒素ガス又は炭酸ガスのうちの少な
    くとも1種と酸素ガスとの混合ガスとし、且つこの混合
    ガス中の酸素ガスの割合を38vol%以上90vol%以下と
    、溶融部からアルミニウムを含有する不要成分を排出
    しつつ溶接することを特徴とするアルミメッキ鋼板のレ
    ーザ溶接方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のアルミメッキ鋼板のレ
    ーザ溶接方法において、混合ガス中の酸素ガスの割合を
    65vol%以上85vol%以下とすることを特徴とするアル
    ミメッキ鋼板のレーザ溶接方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のアルミメッキ鋼板のレ
    ーザ溶接方法において、前記溶接方法を、アルミメッキ
    鋼板製の車両用燃料タンクの溶接に適用することを特徴
    とするアルミメッキ鋼板のレーザ溶接方法。
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KR101875679B1 (ko) * 2016-11-24 2018-07-09 부산대학교 산학협력단 도금 보론강의 용접성 개선방법 및 이에 의해 제조되는 용접성이 개선된 도금 보론강
KR102276568B1 (ko) * 2019-06-04 2021-07-13 이기욱 현관문 투시창용 안전 장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2809645B1 (fr) * 2000-05-31 2002-09-27 Air Liquide Application d'un procede hybride laser-arc au soudage de tube
JP3533450B2 (ja) * 2000-09-25 2004-05-31 新日本製鐵株式会社 アルミめっき鋼板の重ね合わせレーザ溶接方法
WO2002070192A1 (de) 2001-03-06 2002-09-12 Linde Aktiengesellschaft LASERSCHWEIssEN VON NICHTEISENMETALLEN MITTELS LASERDIODEN UNTER PROZESSGAS
DE10135878A1 (de) * 2001-07-24 2003-02-13 Linde Ag Prozessgas und Verfahren zur Laser-Materialbearbeitung
DE102011017144A1 (de) * 2011-04-12 2012-10-18 Salzgitter Europlatinen GmbH Verfahren zum Laserstrahlschweißen eines mit einem metallischen Überzug versehenen Vorproduktes aus Stahl

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101875679B1 (ko) * 2016-11-24 2018-07-09 부산대학교 산학협력단 도금 보론강의 용접성 개선방법 및 이에 의해 제조되는 용접성이 개선된 도금 보론강
KR102276568B1 (ko) * 2019-06-04 2021-07-13 이기욱 현관문 투시창용 안전 장치

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