JP3157373B2 - 複層鋼板のレーザ溶接方法 - Google Patents
複層鋼板のレーザ溶接方法Info
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- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軽量化、熱伝導性向
上、あるいは異種金属接合等のために、自動車、鉄道車
両、船舶、建築構造物、調理器具等に用いられる複層鋼
板のレーザ溶接方法に関するものである。
上、あるいは異種金属接合等のために、自動車、鉄道車
両、船舶、建築構造物、調理器具等に用いられる複層鋼
板のレーザ溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼板同士の端面を突き合わせ、その部分
にレーザを照射して溶接する方法が、特開昭５９−２２
０２２９号及び特開昭６３−１６８２８６号等により公
知である。また、鋼板同士の端面を突き合わせ、突き合
わせ部にフィラーワイヤを置き、その部分にレーザを照
射して溶接する方法が、特開平５−１２０７９号等によ
り公知である。さらに、鉄系金属層とアルミニウム系金
属層から構成された鉄／アルミニウムクラッド材をイン
サート材に用い、鉄系金属層側に鋼板を、また、アルミ
ニウム系金属層側にアルミニウム板をレーザで溶接する
ことにより、金属間化合物の生成を防いで鋼板とアルミ
ニウム板を溶接する方法が、特開平４−８１２８８号及
び特開平４−３３３３７７号等により公知である。
にレーザを照射して溶接する方法が、特開昭５９−２２
０２２９号及び特開昭６３−１６８２８６号等により公
知である。また、鋼板同士の端面を突き合わせ、突き合
わせ部にフィラーワイヤを置き、その部分にレーザを照
射して溶接する方法が、特開平５−１２０７９号等によ
り公知である。さらに、鉄系金属層とアルミニウム系金
属層から構成された鉄／アルミニウムクラッド材をイン
サート材に用い、鉄系金属層側に鋼板を、また、アルミ
ニウム系金属層側にアルミニウム板をレーザで溶接する
ことにより、金属間化合物の生成を防いで鋼板とアルミ
ニウム板を溶接する方法が、特開平４−８１２８８号及
び特開平４−３３３３７７号等により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、鋼板同
士の端面を突き合わせ、その部分にレーザを照射して溶
接する方法や、鋼板同士の端面突き合わせ部にフィラー
ワイヤを置き、その部分にレーザを照射して溶接する方
法については従来よりよく知られているが、複層鋼板
（クラッド材を含む多層の鋼板を複層鋼板と定義する）
の端面を突き合わせ、その部分にレーザを照射して溶接
する方法や、複層鋼板の端面突き合わせ部にフィラーワ
イヤを置き、その部分にレーザを照射して溶接する方法
に関しては明らかではない。また、レーザを用いた複層
鋼板の溶接方法では、クラッド材を用いた異種金属の溶
接方法に関しては知られているが、複層鋼板の端面突き
合わせ溶接方法に関しては明らかではない。
士の端面を突き合わせ、その部分にレーザを照射して溶
接する方法や、鋼板同士の端面突き合わせ部にフィラー
ワイヤを置き、その部分にレーザを照射して溶接する方
法については従来よりよく知られているが、複層鋼板
（クラッド材を含む多層の鋼板を複層鋼板と定義する）
の端面を突き合わせ、その部分にレーザを照射して溶接
する方法や、複層鋼板の端面突き合わせ部にフィラーワ
イヤを置き、その部分にレーザを照射して溶接する方法
に関しては明らかではない。また、レーザを用いた複層
鋼板の溶接方法では、クラッド材を用いた異種金属の溶
接方法に関しては知られているが、複層鋼板の端面突き
合わせ溶接方法に関しては明らかではない。
【０００４】鉄系金属層とアルミニウム系金属層から構
成された２層または３層の複層鋼板同士の端面を突き合
わせてレーザで溶接を行う際には、例えば、端面部がシ
ャー等で切断されていて寸法精度が悪いと、図２（ａ）
及び（ｂ）に示すように突き合わせ部に隙間ができるた
め、レーザが隙間を通って内部まで照射され、その結
果、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように溶接部で金属間
化合物が生成され易くなる。また、レーザ溶接の際、溶
接部の強度を向上させようとして入熱量を上げると、溶
接部で容易に金属間化合物が生成されるようになる。こ
の金属間化合物は非常に脆弱であるため、これが生成さ
れると溶接部の強度・靱性が低下し、実用上問題とな
る。本発明はかかる従来の課題を解決するためになされ
たもので、溶接部における金属間化合物の生成、及びそ
れに伴う強度・靱性の低下を防止する溶接方法を提供し
ようとするものである。
成された２層または３層の複層鋼板同士の端面を突き合
わせてレーザで溶接を行う際には、例えば、端面部がシ
ャー等で切断されていて寸法精度が悪いと、図２（ａ）
及び（ｂ）に示すように突き合わせ部に隙間ができるた
め、レーザが隙間を通って内部まで照射され、その結
果、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように溶接部で金属間
化合物が生成され易くなる。また、レーザ溶接の際、溶
接部の強度を向上させようとして入熱量を上げると、溶
接部で容易に金属間化合物が生成されるようになる。こ
の金属間化合物は非常に脆弱であるため、これが生成さ
れると溶接部の強度・靱性が低下し、実用上問題とな
る。本発明はかかる従来の課題を解決するためになされ
たもので、溶接部における金属間化合物の生成、及びそ
れに伴う強度・靱性の低下を防止する溶接方法を提供し
ようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、（１）鉄系金属層とアルミニウム系金
属層から構成された２層の複層鋼板同士あるいは最外層
が鉄系金属層である３層の複層鋼板同士の端面を突き合
わせてレーザで溶接する方法において、図１（ａ）及び
（ｂ）に示すように、突き合わせ部に鉄系金属層１ある
いはアルミニウム系金属層２と同じ材質の直径が０．９
〜１．５ｍｍのフィラーワイヤ６ａ、６ｂを置き、その
上からレーザビーム４を照射して溶接を行うものであ
る。また（２）鉄系金属層とアルミニウム系金属層から
構成された２層の複層鋼板同士あるいは最外層が鉄系金
属層である３層の複層鋼板同士の端面を突き合わせてレ
ーザで溶接する方法において、端面同士の隙間がないよ
うに付き合わせた鋼板の鉄系金属層側またはアルミニウ
ム系金属層側からレーザの照射を周波数が５００Ｈｚ以
下で断続的に行うことによって溶接を行うものである。
めに、本発明は、（１）鉄系金属層とアルミニウム系金
属層から構成された２層の複層鋼板同士あるいは最外層
が鉄系金属層である３層の複層鋼板同士の端面を突き合
わせてレーザで溶接する方法において、図１（ａ）及び
（ｂ）に示すように、突き合わせ部に鉄系金属層１ある
いはアルミニウム系金属層２と同じ材質の直径が０．９
〜１．５ｍｍのフィラーワイヤ６ａ、６ｂを置き、その
上からレーザビーム４を照射して溶接を行うものであ
る。また（２）鉄系金属層とアルミニウム系金属層から
構成された２層の複層鋼板同士あるいは最外層が鉄系金
属層である３層の複層鋼板同士の端面を突き合わせてレ
ーザで溶接する方法において、端面同士の隙間がないよ
うに付き合わせた鋼板の鉄系金属層側またはアルミニウ
ム系金属層側からレーザの照射を周波数が５００Ｈｚ以
下で断続的に行うことによって溶接を行うものである。
【０００６】
【作用】本法によれば、例えば請求項１では、突き合わ
せ部の隙間から内部へのレーザ照射を防ぐことが可能と
なるため、溶接部で脆弱なＦｅ−Ａｌ系金属間化合物が
生成されるのを防止することができる。また、フィラー
ワイヤを用いることにより、溶着金属の供給によって肉
盛効果も加わるため、溶接部を強化することも可能とな
る。また、請求項２の方法では、端面同士を隙間がない
ように突き合わせ、突き合わせ部の隙間から内部へのレ
ーザ照射を防ぎ、断続的なレーザ照射により溶接部の発
熱・冷却を繰り返すことによって過大な入熱やアルミニ
ウム系金属層側あるいは鉄系金属層側への熱伝導を最小
限に抑えることが可能となるため、溶接部でのＦｅ−Ａ
ｌ系金属間化合物の生成を防ぐことができる。
せ部の隙間から内部へのレーザ照射を防ぐことが可能と
なるため、溶接部で脆弱なＦｅ−Ａｌ系金属間化合物が
生成されるのを防止することができる。また、フィラー
ワイヤを用いることにより、溶着金属の供給によって肉
盛効果も加わるため、溶接部を強化することも可能とな
る。また、請求項２の方法では、端面同士を隙間がない
ように突き合わせ、突き合わせ部の隙間から内部へのレ
ーザ照射を防ぎ、断続的なレーザ照射により溶接部の発
熱・冷却を繰り返すことによって過大な入熱やアルミニ
ウム系金属層側あるいは鉄系金属層側への熱伝導を最小
限に抑えることが可能となるため、溶接部でのＦｅ−Ａ
ｌ系金属間化合物の生成を防ぐことができる。
【０００７】本発明において使うレーザ装置としては、
炭酸ガスレーザ装置やＹＡＧレーザ装置などがある。レ
ーザの出力は、溶接する複層鋼板の板厚によっても異な
るが、例えば、炭酸ガスレーザ装置では、０．５〜５．
０ｋＷ程度のものを用いればよい。また、溶接速度、ガ
ス流量は複層鋼板の板厚によって最適値を選べばよい。
断続的にレーザを照射する方法としては、炭酸ガスレー
ザ装置を用いてスイッチのオンオフを行ってもよいし、
ＹＡＧレーザ装置で断続的に照射してもよい。レーザ照
射の断続周波数の範囲は、１００〜５００Ｈｚとする。
但し、ＹＡＧレーザでは、もっと低い周波数（１００Ｈ
ｚ以下の領域）でもよい。したがって、本発明ではレー
ザ照射の周波数の範囲は５００Ｈｚ以下とする。本発明
で溶接に用いるフィラーワイヤの直径は、複層鋼板間の
隙間を十分埋めることができ、かつ、ワイヤの送給性能
及び溶接部入熱を考慮して、０．９〜１．５ｍｍとす
る。フィラーワイヤの成分は、鉄系金属層あるいはアル
ミニウム系金属層と、できるだけ近いものが望ましい
が、溶接部を強化したい場合には強化元素（例えば、鉄
系金属層では炭素、アルミニウム系金属層ではマグネシ
ウム）を含んだ成分のワイヤを用いてもよい。但し、溶
接部の強度が低下したり、脆化層を作るような成分のも
のは望ましくない。なお、鉄／アルミニウム２層複層鋼
板を溶接する場合には、鉄系金属層あるいはアルミニウ
ム系金属層のどちらか一方のみを溶接してもよいし、両
方とも溶接してもよいが、どちらか一方を溶接する場合
には機械的特性の観点から、鉄系金属層を溶接するほう
が望ましい。また、本発明における複層鋼板の鉄系金属
層あるいはアルミニウム系金属層の厚さは、あまり薄い
と金属間化合物層が生成し易くなるので、０．２ｍｍ以
上の厚さである方が望ましい。一方、鉄系金属層あるい
はアルミニウム系金属層の厚さの上限は、用いるレーザ
装置の出力によって決まる。
炭酸ガスレーザ装置やＹＡＧレーザ装置などがある。レ
ーザの出力は、溶接する複層鋼板の板厚によっても異な
るが、例えば、炭酸ガスレーザ装置では、０．５〜５．
０ｋＷ程度のものを用いればよい。また、溶接速度、ガ
ス流量は複層鋼板の板厚によって最適値を選べばよい。
断続的にレーザを照射する方法としては、炭酸ガスレー
ザ装置を用いてスイッチのオンオフを行ってもよいし、
ＹＡＧレーザ装置で断続的に照射してもよい。レーザ照
射の断続周波数の範囲は、１００〜５００Ｈｚとする。
但し、ＹＡＧレーザでは、もっと低い周波数（１００Ｈ
ｚ以下の領域）でもよい。したがって、本発明ではレー
ザ照射の周波数の範囲は５００Ｈｚ以下とする。本発明
で溶接に用いるフィラーワイヤの直径は、複層鋼板間の
隙間を十分埋めることができ、かつ、ワイヤの送給性能
及び溶接部入熱を考慮して、０．９〜１．５ｍｍとす
る。フィラーワイヤの成分は、鉄系金属層あるいはアル
ミニウム系金属層と、できるだけ近いものが望ましい
が、溶接部を強化したい場合には強化元素（例えば、鉄
系金属層では炭素、アルミニウム系金属層ではマグネシ
ウム）を含んだ成分のワイヤを用いてもよい。但し、溶
接部の強度が低下したり、脆化層を作るような成分のも
のは望ましくない。なお、鉄／アルミニウム２層複層鋼
板を溶接する場合には、鉄系金属層あるいはアルミニウ
ム系金属層のどちらか一方のみを溶接してもよいし、両
方とも溶接してもよいが、どちらか一方を溶接する場合
には機械的特性の観点から、鉄系金属層を溶接するほう
が望ましい。また、本発明における複層鋼板の鉄系金属
層あるいはアルミニウム系金属層の厚さは、あまり薄い
と金属間化合物層が生成し易くなるので、０．２ｍｍ以
上の厚さである方が望ましい。一方、鉄系金属層あるい
はアルミニウム系金属層の厚さの上限は、用いるレーザ
装置の出力によって決まる。
【０００８】本発明によれば、複層鋼板を連続的に継ぐ
ことができるので、複層鋼板の広幅化が可能となる。ま
た、広幅化された複層鋼板の溶接部は十分な靭性を有し
ているため、この複層鋼板を成形することも可能であ
る。
ことができるので、複層鋼板の広幅化が可能となる。ま
た、広幅化された複層鋼板の溶接部は十分な靭性を有し
ているため、この複層鋼板を成形することも可能であ
る。
【０００９】
（第１の実施例）鉄系金属層が０．７０ｍｍの冷延鋼
板、アルミニウム系金属層が０．５０ｍｍの純アルミニ
ウム板（Ａ１０５０）から成るＦｅ（０．７０）／Ａｌ
（０．５０）２層複層鋼板、及び鉄系金属層が０．４０
ｍｍの冷延鋼板、アルミニウム系金属層が０．４０ｍｍ
の純アルミニウム板（Ａ１０５０）から成るＦｅ（０．
４）／Ａｌ（０．４）／Ｆｅ（０．４）３層複層鋼板を
シャー切断機を用いて切断し、３５×１１０×１．２０
ｍｍ及び４５×９０×１．２０ｍｍの試験片を作製し
た。この試験片の端面同士を図１（ａ）及び（ｂ）に示
すように突き合わせ、突き合わせ部の鉄系金属層側に直
径１．０ｍｍの軟鋼製フィラーワイヤを、またアルミニ
ウム系金属層側に直径１．０ｍｍのアルミニウム製フィ
ラーワイヤ（Ａ１０５０）を配置した。この試験片を表
１に示す条件で鉄系金属層側、アルミニウム系金属層
側、及び両側からレーザを照射して溶接を行い、３５×
２２０×１．２０ｍｍ、及び９０×９０×１．２０ｍｍ
の試験片を作製した。また、比較のため、複層鋼板の端
面同士を突き合わせ、フィラーワイヤを用いないで同様
にレーザ溶接を行った。なお、溶接に際しては、炭酸ガ
スレーザ装置を用いた。溶接後、これらの試験片をＪＩ
Ｓ５号引張試験片及びエリクセン試験片に加工し、０．
２％耐力、引張強さ、伸び、成形高さを求めた。これら
の結果を溶接前の複層鋼板及び複層鋼板の素材である冷
延鋼板、アルミニウム板の機械的特性値と併せて表１
（試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８及び試験Ｎｏ．１５〜Ｎｏ．
１９）に示す。フィラーワイヤを用いない場合（試験Ｎ
ｏ．４〜Ｎｏ．６及びＮｏ．８）には、突き合わせ部の
隙間にレーザが照射されるため、いずれの場合も溶接部
で脆弱な金属間化合物が生成されていた。その結果、
０．２％耐力及び引張強さの値は、アルミニウム系金属
層側からレーザを照射した場合を除いて低く、また、伸
び、成形高さの値も著しく低い値であった。これに対
し、フィラーワイヤを用いた場合（試験Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．３及びＮｏ．７）には、溶接部で金属間化合物の生
成が認められなかった。この時の、０．２％耐力、引張
強さ、伸び、成形高さの値は、鉄系金属層またはアルミ
ニウム系金属層のみを溶接した場合には複層鋼板を構成
している冷延鋼板（０．７ｍｍ及び０．４ｍｍ）あるい
はアルミニウム板の値とほぼ同じであり、また、両側か
ら溶接した場合（但し、Ｎｏ．７、Ｎｏ８では鉄系金属
層のみを溶接）には、溶接前の複層鋼板と同レベルの値
であった。以上の結果より、このような溶接を行えば、
金属間化合物を生成させずに溶接することが可能とな
る。また、この複層鋼板の溶接部は機械的特性も良好で
あるため、成形加工も可能となる。 （第２の実施例）鉄系金属層が０．７０ｍｍの冷延鋼
板、アルミニウム系金属層が０．５０ｍｍの純アルミニ
ウム板（Ａ１０５０）から成るＦｅ（０．７０）／Ａｌ
（０．５０）２層複層鋼板、及び鉄系金属層が０．４０
ｍｍの冷延鋼板、アルミニウム系金属層が０．４０ｍｍ
の純アルミニウム板（Ａ１０５０）から成るＦｅ（０．
４）／Ａｌ（０．４）／Ｆｅ（０．４）３層複層鋼板
を、機械加工によって寸法精度良く切り出し、３５×１
１０×１．２０ｍｍ及び４５×９０×１．２０ｍｍの試
験片を作製した。この試験片の端面同士を隙間がないよ
うに突き合わせ、表１に示す条件（断続周波数は２００
Ｈｚ）で鉄系金属層側及び両側からレーザを照射して溶
接を行い、３５×２２０×１．２０ｍｍ、及び９０×９
０×１．２０ｍｍの試験片を作製した。また、比較のた
め、連続的にレーザを照射して溶接を行い同様に試験片
を作製した。なお、溶接に際しては、炭酸ガスレーザ装
置を用いた。これらの試験片をＪＩＳ５号引張試験片及
びエリクセン試験片に加工し、０．２％耐力、引張強
さ、伸び、成形高さの値を求めた。これらの結果を表１
（試験Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１４）に示す。機械加工によっ
て精度良く切り出した試験片にレーザを連続的に照射し
た場合（試験Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１２、Ｎｏ．１４）に
は、実施例１で示したシャー切断機で切断した試験片の
場合（試験Ｎｏ．４、Ｎｏ６、Ｎｏ．８）に比べて、溶
接部の機械的特性はやや優れるものの、溶接部で部分的
に金属間化合物が生成されていたため、０．２％耐力、
引張強さ、伸び、成形高さの値は断続的に照射した場合
に比べて低い値であった。また、強度を向上させようと
入熱量を上げると、金属間化合物の生成が顕著になり、
０．２％耐力、引張強さ、伸び、成形高さの値がさらに
低下した。これに対し、断続的にレーザを照射した場合
（試験Ｎｏ．９、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１３）には、溶接
部で金属間化合物が生成されていなかったため、０．２
％耐力、引張強さ、伸び、成形高さの値は鉄系金属層の
みを溶接した場合には複層鋼板を構成している冷延鋼板
（０．７ｍｍ及び０．４ｍｍ）の値とほぼ同じであり、
また、両側から溶接した場合（但し、Ｎｏ．１３、Ｎ
ｏ．１４では鉄系金属層のみを溶接）には、溶接前の複
層鋼板と同程度の値であった。なお、Ｆｅ（０．７０）
／Ａｌ（０．５０）２層複層鋼板において、アルミニウ
ム系金属層側からレーザを照射した場合の結果について
は記載しなかったが、実施例１の時と同様の結果が得ら
れた。
板、アルミニウム系金属層が０．５０ｍｍの純アルミニ
ウム板（Ａ１０５０）から成るＦｅ（０．７０）／Ａｌ
（０．５０）２層複層鋼板、及び鉄系金属層が０．４０
ｍｍの冷延鋼板、アルミニウム系金属層が０．４０ｍｍ
の純アルミニウム板（Ａ１０５０）から成るＦｅ（０．
４）／Ａｌ（０．４）／Ｆｅ（０．４）３層複層鋼板を
シャー切断機を用いて切断し、３５×１１０×１．２０
ｍｍ及び４５×９０×１．２０ｍｍの試験片を作製し
た。この試験片の端面同士を図１（ａ）及び（ｂ）に示
すように突き合わせ、突き合わせ部の鉄系金属層側に直
径１．０ｍｍの軟鋼製フィラーワイヤを、またアルミニ
ウム系金属層側に直径１．０ｍｍのアルミニウム製フィ
ラーワイヤ（Ａ１０５０）を配置した。この試験片を表
１に示す条件で鉄系金属層側、アルミニウム系金属層
側、及び両側からレーザを照射して溶接を行い、３５×
２２０×１．２０ｍｍ、及び９０×９０×１．２０ｍｍ
の試験片を作製した。また、比較のため、複層鋼板の端
面同士を突き合わせ、フィラーワイヤを用いないで同様
にレーザ溶接を行った。なお、溶接に際しては、炭酸ガ
スレーザ装置を用いた。溶接後、これらの試験片をＪＩ
Ｓ５号引張試験片及びエリクセン試験片に加工し、０．
２％耐力、引張強さ、伸び、成形高さを求めた。これら
の結果を溶接前の複層鋼板及び複層鋼板の素材である冷
延鋼板、アルミニウム板の機械的特性値と併せて表１
（試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８及び試験Ｎｏ．１５〜Ｎｏ．
１９）に示す。フィラーワイヤを用いない場合（試験Ｎ
ｏ．４〜Ｎｏ．６及びＮｏ．８）には、突き合わせ部の
隙間にレーザが照射されるため、いずれの場合も溶接部
で脆弱な金属間化合物が生成されていた。その結果、
０．２％耐力及び引張強さの値は、アルミニウム系金属
層側からレーザを照射した場合を除いて低く、また、伸
び、成形高さの値も著しく低い値であった。これに対
し、フィラーワイヤを用いた場合（試験Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．３及びＮｏ．７）には、溶接部で金属間化合物の生
成が認められなかった。この時の、０．２％耐力、引張
強さ、伸び、成形高さの値は、鉄系金属層またはアルミ
ニウム系金属層のみを溶接した場合には複層鋼板を構成
している冷延鋼板（０．７ｍｍ及び０．４ｍｍ）あるい
はアルミニウム板の値とほぼ同じであり、また、両側か
ら溶接した場合（但し、Ｎｏ．７、Ｎｏ８では鉄系金属
層のみを溶接）には、溶接前の複層鋼板と同レベルの値
であった。以上の結果より、このような溶接を行えば、
金属間化合物を生成させずに溶接することが可能とな
る。また、この複層鋼板の溶接部は機械的特性も良好で
あるため、成形加工も可能となる。 （第２の実施例）鉄系金属層が０．７０ｍｍの冷延鋼
板、アルミニウム系金属層が０．５０ｍｍの純アルミニ
ウム板（Ａ１０５０）から成るＦｅ（０．７０）／Ａｌ
（０．５０）２層複層鋼板、及び鉄系金属層が０．４０
ｍｍの冷延鋼板、アルミニウム系金属層が０．４０ｍｍ
の純アルミニウム板（Ａ１０５０）から成るＦｅ（０．
４）／Ａｌ（０．４）／Ｆｅ（０．４）３層複層鋼板
を、機械加工によって寸法精度良く切り出し、３５×１
１０×１．２０ｍｍ及び４５×９０×１．２０ｍｍの試
験片を作製した。この試験片の端面同士を隙間がないよ
うに突き合わせ、表１に示す条件（断続周波数は２００
Ｈｚ）で鉄系金属層側及び両側からレーザを照射して溶
接を行い、３５×２２０×１．２０ｍｍ、及び９０×９
０×１．２０ｍｍの試験片を作製した。また、比較のた
め、連続的にレーザを照射して溶接を行い同様に試験片
を作製した。なお、溶接に際しては、炭酸ガスレーザ装
置を用いた。これらの試験片をＪＩＳ５号引張試験片及
びエリクセン試験片に加工し、０．２％耐力、引張強
さ、伸び、成形高さの値を求めた。これらの結果を表１
（試験Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１４）に示す。機械加工によっ
て精度良く切り出した試験片にレーザを連続的に照射し
た場合（試験Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１２、Ｎｏ．１４）に
は、実施例１で示したシャー切断機で切断した試験片の
場合（試験Ｎｏ．４、Ｎｏ６、Ｎｏ．８）に比べて、溶
接部の機械的特性はやや優れるものの、溶接部で部分的
に金属間化合物が生成されていたため、０．２％耐力、
引張強さ、伸び、成形高さの値は断続的に照射した場合
に比べて低い値であった。また、強度を向上させようと
入熱量を上げると、金属間化合物の生成が顕著になり、
０．２％耐力、引張強さ、伸び、成形高さの値がさらに
低下した。これに対し、断続的にレーザを照射した場合
（試験Ｎｏ．９、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１３）には、溶接
部で金属間化合物が生成されていなかったため、０．２
％耐力、引張強さ、伸び、成形高さの値は鉄系金属層の
みを溶接した場合には複層鋼板を構成している冷延鋼板
（０．７ｍｍ及び０．４ｍｍ）の値とほぼ同じであり、
また、両側から溶接した場合（但し、Ｎｏ．１３、Ｎ
ｏ．１４では鉄系金属層のみを溶接）には、溶接前の複
層鋼板と同程度の値であった。なお、Ｆｅ（０．７０）
／Ａｌ（０．５０）２層複層鋼板において、アルミニウ
ム系金属層側からレーザを照射した場合の結果について
は記載しなかったが、実施例１の時と同様の結果が得ら
れた。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、溶
接部における金属間化合物の生成、及びそれに伴う強度
・靭性の低下を防止することができるため、複層鋼板を
連続的に継ぐことができるようになり、複層鋼板の広幅
化が可能となる。
接部における金属間化合物の生成、及びそれに伴う強度
・靭性の低下を防止することができるため、複層鋼板を
連続的に継ぐことができるようになり、複層鋼板の広幅
化が可能となる。
【図１】本発明の一実施例を説明するための断面図であ
る。
る。
【図２】従来の溶接方法を説明するための断面図であ
る。
る。
１ 鉄系金属層 ２ アルミニウム系金属層 ３ 鉄／アルミニウム複層鋼板 ４ レーザビーム ５ 金属間化合物 ６ａ 鉄系のフィラーワイヤ ６ｂ アルミニウム系のフィラーワイヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 百合岡 信孝 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 昭60−30586（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−279092（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−228662（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−261566（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 B23K 103:16
Claims (2)
- 【請求項１】 鉄系金属層とアルミニウム系金属層から
構成された２層の複層鋼板同士あるいは最外層が鉄系金
属層である３層の複層鋼板同士の端面をレーザで溶接す
る方法において、端面の突き合わせ部に鉄系金属層ある
いはアルミニウム系金属層と同じ材質の直径が０．９〜
１．５ｍｍのフィラーワイヤを置き、フィラーワイヤが
置かれた鉄系金属層側またはアルミニウム系金属層側か
らレーザを照射して溶接を行うことを特徴とする複層鋼
板のレーザ溶接方法。 - 【請求項２】 鉄系金属層とアルミニウム系金属層から
構成された２層の複層鋼板同士あるいは最外層が鉄系金
属層である３層の複層鋼板同士の端面をレーザで溶接す
る方法において、端面同士の隙間がないように付き合わ
せた鋼板の鉄系金属層側またはアルミニウム系金属層側
からレーザを周波数が５００Ｈｚ以下で断続的に照射し
て溶接を行うことを特徴とする複層鋼板のレーザ溶接方
法。
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|---|---|---|---|
| JP30458293A JP3157373B2 (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 複層鋼板のレーザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30458293A JP3157373B2 (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 複層鋼板のレーザ溶接方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07132389A JPH07132389A (ja) | 1995-05-23 |
| JP3157373B2 true JP3157373B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=17934734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30458293A Expired - Fee Related JP3157373B2 (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 複層鋼板のレーザ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3157373B2 (ja) |
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| DE102004013375A1 (de) * | 2004-03-17 | 2005-10-06 | Volkswagen Ag | Laserschweißverfahren und Vorrichtung zur Verbindung von zumindest drei Blechen |
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-
1993
- 1993-11-11 JP JP30458293A patent/JP3157373B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07132389A (ja) | 1995-05-23 |
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