JP3184281B2 - アルミニウム板のレーザー溶接方法 - Google Patents
アルミニウム板のレーザー溶接方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウム板の溶
接方法、即ち溶接すべき少なくともいずれか一方のアル
ミニウム材がアルミニウム板である場合のレーザー溶接
方法に関する。
接方法、即ち溶接すべき少なくともいずれか一方のアル
ミニウム材がアルミニウム板である場合のレーザー溶接
方法に関する。
【０００２】なお、本明細書において、「アルミニウ
ム」の語はその合金を含む意味において使用している。
ム」の語はその合金を含む意味において使用している。
【０００３】
【従来の技術】レーザー溶接は、高速溶接を実現しうる
ことをメリットとして有し、各種製造分野において、そ
の実用化が進められ、また実用に供されるに至ってい
る。
ことをメリットとして有し、各種製造分野において、そ
の実用化が進められ、また実用に供されるに至ってい
る。
【０００４】ところで、特にアルミニウム板のレーザー
溶接では、溶接凝固割れや、溶接部の凹み等を発生する
のを防止する目的において、溶加材を使用するのが一般
的である。
溶接では、溶接凝固割れや、溶接部の凹み等を発生する
のを防止する目的において、溶加材を使用するのが一般
的である。
【０００５】従来、この溶加材使用によるアルミニウム
板のレーザー溶接は、第２図に示されるように、ワイヤ
ー状の溶加材（51）を用い、該溶加材ワイヤー（51）を
レーザービームの照射部分に供給していくという方法に
より行われていた。なお、（52）はレーザートーチ、
（53）（54）はアルミニウム板である。
板のレーザー溶接は、第２図に示されるように、ワイヤ
ー状の溶加材（51）を用い、該溶加材ワイヤー（51）を
レーザービームの照射部分に供給していくという方法に
より行われていた。なお、（52）はレーザートーチ、
（53）（54）はアルミニウム板である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなワイヤー供給式のレーザー溶接では、溶接すべき
継手部分の存在する位置によっては、溶加材ワイヤー
（51）の供給が困難ないし不可能な場合があり、そのた
め、そのような部位に対して溶接欠陥なく適正にレーザ
ー溶接することが困難であるという問題があった。
ようなワイヤー供給式のレーザー溶接では、溶接すべき
継手部分の存在する位置によっては、溶加材ワイヤー
（51）の供給が困難ないし不可能な場合があり、そのた
め、そのような部位に対して溶接欠陥なく適正にレーザ
ー溶接することが困難であるという問題があった。
【０００７】また、溶加材をワイヤー（51）の供給によ
って付与するレーザー溶接では、ワイヤー（51）の供給
速度がその径にみあう速度に制限されること、ワイヤー
（51）では外部からの供給となる性質から溶加材の溶込
み速度等に一定の限界があること、などの理由により、
レーザービームの移行速度、即ち、溶接速度に制限を生
じ、レーザー溶接の有する高速溶接というメリットを必
ずしも生かせない場合を生じるという欠点があった。
って付与するレーザー溶接では、ワイヤー（51）の供給
速度がその径にみあう速度に制限されること、ワイヤー
（51）では外部からの供給となる性質から溶加材の溶込
み速度等に一定の限界があること、などの理由により、
レーザービームの移行速度、即ち、溶接速度に制限を生
じ、レーザー溶接の有する高速溶接というメリットを必
ずしも生かせない場合を生じるという欠点があった。
【０００８】この発明は、上記のような従来の欠点を解
消し、従来では施工が困難ないし不可能であった部位の
溶加材使用によるレーザー溶接を実現することができ、
しかも、溶加材使用によるレーザー溶接の高速化を実現
することができるアルミニウム板のレーザー溶接方法を
提供することを目的とする。
消し、従来では施工が困難ないし不可能であった部位の
溶加材使用によるレーザー溶接を実現することができ、
しかも、溶加材使用によるレーザー溶接の高速化を実現
することができるアルミニウム板のレーザー溶接方法を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的において、この
発明は、溶接すべきアルミニウム板として、ＪＩＳ４０
００系アルミニウム合金からなる溶加材を複合押出によ
り表面に複合一体化した複合材を製作したのち、該複合
押出材に熱間圧延を施してこれを溶加材層を表面に有す
る板材に成形したものを用意し、この溶加材複合アルミ
ニウム板を用いてレーザー溶接を遂行することを特徴と
するアルミニウム板のレーザー溶接方法を要旨とする。
発明は、溶接すべきアルミニウム板として、ＪＩＳ４０
００系アルミニウム合金からなる溶加材を複合押出によ
り表面に複合一体化した複合材を製作したのち、該複合
押出材に熱間圧延を施してこれを溶加材層を表面に有す
る板材に成形したものを用意し、この溶加材複合アルミ
ニウム板を用いてレーザー溶接を遂行することを特徴と
するアルミニウム板のレーザー溶接方法を要旨とする。
【００１０】上記複合押出は、溶加材を皮材とした複合
ビレットを用いることなどにより、行うことができる。
複合材は、板状、条、スラブ状等に成形すればよい。
ビレットを用いることなどにより、行うことができる。
複合材は、板状、条、スラブ状等に成形すればよい。
【００１１】複合押出の押出条件は、溶加材の複合一体
化を十分なものにするため、押出比を４．０〜１６．０
とすると共に、ビレット温度、コンテナ温度等を４００
〜４５０℃の範囲に設定し、かつラム速度を０．５〜５
ｍｍ／ｓｅｃの範囲に設定するこが推奨される。
化を十分なものにするため、押出比を４．０〜１６．０
とすると共に、ビレット温度、コンテナ温度等を４００
〜４５０℃の範囲に設定し、かつラム速度を０．５〜５
ｍｍ／ｓｅｃの範囲に設定するこが推奨される。
【００１２】また、熱間圧延は、溶加材と芯材との接合
を更に一層十分なものにするため、３５０〜４５０℃の
温度範囲に設定して行うことが推奨される。
を更に一層十分なものにするため、３５０〜４５０℃の
温度範囲に設定して行うことが推奨される。
【００１３】そしてまた、圧延方向は、アルミニウム板
が金属組織的に機械的性質の方向性にかたよりを生じな
いように、押出方向と直交する方向において行うことが
推奨される。
が金属組織的に機械的性質の方向性にかたよりを生じな
いように、押出方向と直交する方向において行うことが
推奨される。
【００１４】なお、レーザー溶接用の溶加材を被覆した
アルミニウム板は、例えば、自動車の外板、鉄道車両の
外板、船舶の外板、航空機等の高速飛翔体の外板、リニ
アモーターカー等の陸上高速輸送機関の外板などとして
用いられうる。
アルミニウム板は、例えば、自動車の外板、鉄道車両の
外板、船舶の外板、航空機等の高速飛翔体の外板、リニ
アモーターカー等の陸上高速輸送機関の外板などとして
用いられうる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的において、この
発明は、溶接すべきアルミニウム板として、ＪＩＳ４０
００系アルミニウム合金からなる溶加材を複合押出によ
り表面に複合一体化した複合材を製作したのち、該複合
押出材に熱間圧延を施してこれを溶加材層を表面に有す
る板材に成形したものを用意し、この溶加材複合アルミ
ニウム板を用いてレーザー溶接を遂行することを特徴と
するアルミニウム板のレーザー溶接方法を要旨とする。
発明は、溶接すべきアルミニウム板として、ＪＩＳ４０
００系アルミニウム合金からなる溶加材を複合押出によ
り表面に複合一体化した複合材を製作したのち、該複合
押出材に熱間圧延を施してこれを溶加材層を表面に有す
る板材に成形したものを用意し、この溶加材複合アルミ
ニウム板を用いてレーザー溶接を遂行することを特徴と
するアルミニウム板のレーザー溶接方法を要旨とする。
【００１６】しかも、溶加材が予めアルミニウム板に被
覆されていることにより、溶接速度を高くしても、溶込
み不良等の不具合を生じにくく、そのため、溶接の高速
化が達せられる。
覆されていることにより、溶接速度を高くしても、溶込
み不良等の不具合を生じにくく、そのため、溶接の高速
化が達せられる。
【００１７】加えて、溶加材が被覆されたアルミニウム
板は、溶加材を複合押出により表面に複合一体化した複
合材を製作したのち、該複合押出材に熱間圧延を施して
これを溶加材層を表面に有する板材に成形することによ
り製作したものとなされていることにより、アルミニウ
ム板における溶加材の被覆状態が安定かつ強固なものに
なる。
板は、溶加材を複合押出により表面に複合一体化した複
合材を製作したのち、該複合押出材に熱間圧延を施して
これを溶加材層を表面に有する板材に成形することによ
り製作したものとなされていることにより、アルミニウ
ム板における溶加材の被覆状態が安定かつ強固なものに
なる。
【００１８】
【実施例】次に、本発明方法を、第１図（ニ）に示され
るようなアルミニウム板（１）（１）同士の突き合わせ
溶接の場合に適用した実施例について説明する。
るようなアルミニウム板（１）（１）同士の突き合わせ
溶接の場合に適用した実施例について説明する。
【００１９】本実施例におけるアルミニウム板（１）
は、Ａ５０５２アルミニウム合金製の本体板（1a）の表
面全体にＡ４０４５アルミニウム合金製溶加材層（1b）
を被覆したものである。
は、Ａ５０５２アルミニウム合金製の本体板（1a）の表
面全体にＡ４０４５アルミニウム合金製溶加材層（1b）
を被覆したものである。
【００２０】このアルミニウム板（１）の製造は、次の
ようにして行った。
ようにして行った。
【００２１】即ち、まず、皮材を溶加材としてのＡ４０
４５アルミニウム合金とした中空ビレット（2b）と、芯
材をＡ５０５２アルミニウム合金とした中実ビレット
（2a）とを製造して、これらを組み合わせ、第１図
（イ）に示されるように、ビレット径Ｄが１７インチの
複合ビレット（２）を製作し、この複合ビレット（２）
を用いて、ビレット温度、コンテナ温度等を４２０℃と
し、第１図（ロ）に示されるように、幅Ｂが１２イン
チ、厚さＴが２インチの方形断面の複合押出材（３）を
押出成形し、これを１ｍ長さＬに切断した。（3a）は芯
材、（3b）は溶加材層である。
４５アルミニウム合金とした中空ビレット（2b）と、芯
材をＡ５０５２アルミニウム合金とした中実ビレット
（2a）とを製造して、これらを組み合わせ、第１図
（イ）に示されるように、ビレット径Ｄが１７インチの
複合ビレット（２）を製作し、この複合ビレット（２）
を用いて、ビレット温度、コンテナ温度等を４２０℃と
し、第１図（ロ）に示されるように、幅Ｂが１２イン
チ、厚さＴが２インチの方形断面の複合押出材（３）を
押出成形し、これを１ｍ長さＬに切断した。（3a）は芯
材、（3b）は溶加材層である。
【００２２】次いで、この複合押出材に、加熱温度３９
０〜４５０℃の下で押出方向と直交する方向に圧延を施
し、第１図（ハ）に示されるように、厚さｔが２ｍｍの
アルミニウム板（１）に成形した。このアルミニウム板
（１）における溶加材層（1b）の厚さｔ1は０．５ｍｍ
であった。
０〜４５０℃の下で押出方向と直交する方向に圧延を施
し、第１図（ハ）に示されるように、厚さｔが２ｍｍの
アルミニウム板（１）に成形した。このアルミニウム板
（１）における溶加材層（1b）の厚さｔ1は０．５ｍｍ
であった。
【００２３】そして、このようにして製造されたアルミ
ニウム板（１）を２枚用意し、第１図（ニ）に示される
ように、突き合わせ状態に位置し、ＣＯ2レーザーを用
いて、突き合わせ溶接を遂行した。（４）はレーザート
ーチである。溶接は、レーザー出力を５ＫＷとし、アシ
ストガスとしてＡｒガスを使用してこれを２５リットル
／分の流量で供給し、光学系には１０インチ放物鏡を使
用し、溶接速度を種々異ならせて行った。その結果を第
１表に示す。
ニウム板（１）を２枚用意し、第１図（ニ）に示される
ように、突き合わせ状態に位置し、ＣＯ2レーザーを用
いて、突き合わせ溶接を遂行した。（４）はレーザート
ーチである。溶接は、レーザー出力を５ＫＷとし、アシ
ストガスとしてＡｒガスを使用してこれを２５リットル
／分の流量で供給し、光学系には１０インチ放物鏡を使
用し、溶接速度を種々異ならせて行った。その結果を第
１表に示す。
【００２４】一方、比較例として、第２図に示されるよ
うに、溶加材が被覆されていない点を除いて上記と同様
なアルミニウム材（53）（54）を用意し、直径１．６ｍ
ｍのＡ５３５６アルミニウム合金製溶加材ワイヤー（5
1）を２ｍ／分の速度で供給しつつ、上記実施例と同じ
溶接条件で、溶接速度を種々異ならせて溶接を行った。
その結果を上記実施例と併せて第１表に示す。
うに、溶加材が被覆されていない点を除いて上記と同様
なアルミニウム材（53）（54）を用意し、直径１．６ｍ
ｍのＡ５３５６アルミニウム合金製溶加材ワイヤー（5
1）を２ｍ／分の速度で供給しつつ、上記実施例と同じ
溶接条件で、溶接速度を種々異ならせて溶接を行った。
その結果を上記実施例と併せて第１表に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】以上の実施例、比較例の結果から、ＪＩＳ
４０００系アルミニウム合金からなる溶加材を被覆し
たアルミニウム板を用いてレーザー溶接を行うことで、
アルミニウム材に対し溶接欠陥なく高速にてレーザー溶
接を遂行しうることを確認し得た。
４０００系アルミニウム合金からなる溶加材を被覆し
たアルミニウム板を用いてレーザー溶接を行うことで、
アルミニウム材に対し溶接欠陥なく高速にてレーザー溶
接を遂行しうることを確認し得た。
【００２７】なお、本発明では、上記のような突き合わ
せ溶接の場合に限定されるものではなく、第１図（ホ）
に示されるように、重ね状態に配置した状態での溶接な
ど、各種の態様の溶接に適用しうるものであることはい
うまでもない。また、溶加材を被覆したアルミニウム板
を使用する溶接であれば、第１図（ホ）に示されるよう
に、このような溶加材被覆アルミニウム板（１）と溶加
材を被覆しないアルミニウム板（５）との溶接や、ある
いは、溶加材被覆アルミニウム板（１）と押出材等の各
種形状のアルミニウム材との溶接などにも適用されてよ
い。
せ溶接の場合に限定されるものではなく、第１図（ホ）
に示されるように、重ね状態に配置した状態での溶接な
ど、各種の態様の溶接に適用しうるものであることはい
うまでもない。また、溶加材を被覆したアルミニウム板
を使用する溶接であれば、第１図（ホ）に示されるよう
に、このような溶加材被覆アルミニウム板（１）と溶加
材を被覆しないアルミニウム板（５）との溶接や、ある
いは、溶加材被覆アルミニウム板（１）と押出材等の各
種形状のアルミニウム材との溶接などにも適用されてよ
い。
【００２８】
【発明の効果】上述の次第で、この発明のアルミニウム
板のレーザー溶接方法は、溶接すべきアルミニウム板と
してＪＩＳ ４０００系アルミニウム合金からなる溶加
材が予め被覆されたものを用いてレーザー溶接を遂行す
るものであるから、溶加材ワイヤーでは外部からの供給
が困難ないし不可能な溶接予定部位にも、溶加材を容易
に存在させることができ、そのような部位への溶加材使
用によるレーザー溶接をも適正に遂行することができ
る。
板のレーザー溶接方法は、溶接すべきアルミニウム板と
してＪＩＳ ４０００系アルミニウム合金からなる溶加
材が予め被覆されたものを用いてレーザー溶接を遂行す
るものであるから、溶加材ワイヤーでは外部からの供給
が困難ないし不可能な溶接予定部位にも、溶加材を容易
に存在させることができ、そのような部位への溶加材使
用によるレーザー溶接をも適正に遂行することができ
る。
【００２９】しかも、溶加材が予めアルミニウム板に被
覆されていることにより、溶接速度を速くしても、溶込
み不良等の不具合を生じにくく、レーザー溶接の本来有
する高速溶接のメリットを生かして高能率な溶接作業を
実現することができる。
覆されていることにより、溶接速度を速くしても、溶込
み不良等の不具合を生じにくく、レーザー溶接の本来有
する高速溶接のメリットを生かして高能率な溶接作業を
実現することができる。
【００３０】加えて、溶加材が被覆されたアルミニウム
板は、溶加材を複合押出により表面に複合一体化した複
合材を製作したのち、該複合押出材に熱間圧延を施して
これを溶加材層を表面に有する板材に成形することによ
り製作したものとなされているから、アルミニウム板に
おける溶加材の被覆状態が安定かつ強固なものになり、
レーザー溶接を信頼性高く遂行することができる。
板は、溶加材を複合押出により表面に複合一体化した複
合材を製作したのち、該複合押出材に熱間圧延を施して
これを溶加材層を表面に有する板材に成形することによ
り製作したものとなされているから、アルミニウム板に
おける溶加材の被覆状態が安定かつ強固なものになり、
レーザー溶接を信頼性高く遂行することができる。
【図１】図（イ）は複合ビレットの斜視図、図（ロ）は
複合押出材の斜視図、図（ハ）は複合押出材に圧延を施
して成形されたアルミニウム板の斜視図、図（ニ）はこ
のアルミニウム板を用いて突き合わせ状態でレーザー溶
接を遂行している状態を示す断面斜視図、図（ホ）は重
ね状態でレーザー溶接を遂行している状態を示す断面斜
視図である。
複合押出材の斜視図、図（ハ）は複合押出材に圧延を施
して成形されたアルミニウム板の斜視図、図（ニ）はこ
のアルミニウム板を用いて突き合わせ状態でレーザー溶
接を遂行している状態を示す断面斜視図、図（ホ）は重
ね状態でレーザー溶接を遂行している状態を示す断面斜
視図である。
【図２】アルミニウム板の従来のレーザー溶接法を示す
断面斜視図である。
断面斜視図である。
１…アルミニウム板 １ｂ…溶加材層 １ａ…本体板 ２…複合ビレット ３…複合押出材 ４…レーザートーチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 11/00 310
Claims (1)
- 【請求項１】 溶接すべきアルミニウム板として、ＪＩ
Ｓ ４０００系アルミニウム合金からなる溶加材を複合
押出により表面に複合一体化した複合材を製作したの
ち、該複合押出材に熱間圧延を施してこれを溶加材層を
表面に有する板材に成形したものを用意し、この溶加材
複合アルミニウム板を用いてレーザー溶接を遂行するこ
とを特徴とするアルミニウム板のレーザー溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02395892A JP3184281B2 (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | アルミニウム板のレーザー溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02395892A JP3184281B2 (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | アルミニウム板のレーザー溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228662A JPH05228662A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3184281B2 true JP3184281B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=12125059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02395892A Expired - Fee Related JP3184281B2 (ja) | 1992-02-10 | 1992-02-10 | アルミニウム板のレーザー溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3184281B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016009708A1 (de) * | 2016-08-10 | 2017-08-03 | Daimler Ag | Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung und Fügeverbindung |
-
1992
- 1992-02-10 JP JP02395892A patent/JP3184281B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05228662A (ja) | 1993-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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