JP3634819B2

JP3634819B2 - レーザ溶接方法

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Publication number: JP3634819B2
Application number: JP2002145095A
Authority: JP
Inventors: 敏史松本; 隆行村田
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP2003334687A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被溶接材にレーザ光を照射して溶接するレーザ溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光を溶接熱源とするレーザ溶接は、溶接熱源のエネルギ密度が高くかつ単位溶接長当りの入熱が小さいので、溶接部の溶込み幅に対する溶込み深さの比、いわゆる溶込み比（溶込み深さ／溶込み幅）を大きくして高能率溶接が可能であり、また溶接熱影響部を小さくして母材の熱変質を抑制することができる。さらにレーザ溶接は、同様の特性を有する電子ビーム溶接のように真空容器を必要とせず大気中において溶接が可能であるので、利便性が高く溶接加工に多用されている。
【０００３】
図９は、従来のレーザ溶接方法の概略を示す図である。図９を参照して従来のレーザ溶接方法について説明する。従来のレーザ溶接方法に用いられるレーザ加工機１は、レーザ光を発振するレーザ光源２と、被溶接材３を臨むレーザ加工ヘッド４と、レーザ光源２から発光されるレーザ光５をレーザ加工ヘッド４まで導く光ファイバ６と、被溶接材３のレーザ照射部７に形成される溶融部を大気からシールドするためのシールドガスを供給するシールドガス供給手段８とを含む。
【０００４】
レーザ加工ヘッド４には、光ファイバ６から出射するレーザ光５を略平行光にするコリメートレンズ９と、レーザ光５を被溶接材３の表面に集光する集光レンズ１０とが装着される。
【０００５】
シールドガス供給手段８は、シールドガスを貯留するたとえばガスボンベからなるガス供給源１１と、ガス供給源１１から送出されるシールドガスの圧力および流量を調整するガス調整器１２と、シールドガスの流路である可撓性を有する管材からなるガス管路１３と、ガス管路１３に接続され被溶接材３に形成される前記溶融部に向けてシールドガスを噴出するシールドガスノズル１４とを含む。
【０００６】
従来のレーザ溶接方法では、レーザ光源２から発光されるレーザ光５がレーザ加工ヘッド４によって被溶接材３の表面に集光照射され、被溶接材３のレーザ照射部７が溶融して溶融部が形成され、その溶融部がシールドガス供給手段８のシールドガスノズル１４から噴出されるたとえばＡｒガスなどのシールドガスによって大気からシールドされて、健全な溶接部が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１０は、従来のレーザ溶接方法による重ね溶接部の断面図である。従来のレーザ溶接方法においては、シールドガスは、シールドガスノズル１４から被溶接材３に形成される溶融部に向けて開放された空間に噴出される。その噴出圧力は、（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ^２）以下の低圧であるので、溶融部周辺の空間に低圧雰囲気が形成されるに過ぎない。このような従来のレーザ溶接方法によって、たとえば図９に示すような重ね継手に形成される溶接部１５の断面は、溶接部の幅Ｗ１に対する溶接部の溶込み深さＤ１の比である溶込み比（Ｄ１／Ｗ１）が大きい、いわゆるワインカップ状と称せられる溶込み形状を呈する。
【０００８】
ワインカップ状の溶込み形状を有する溶接部１５は、溶込み比が大きいけれども、上被溶接材３ａと下被溶接材３ｂとを接合している接合部１６の溶込み幅Ｗ２は、前記溶接部の幅Ｗ１よりもさらに小さく、接合部１６の強度が小さいという問題がある。
【０００９】
前述のような接合部に大きい強度を必要とする溶接施工に、たとえば車両の車台と車体外板との接合や車体枠と車体外板との接合などに用いられる重ね溶接がある。このような溶接施工において、接合部の溶込み幅すなわち強度を大きくする手段として、溶接熱源のエネルギ密度が大きいレーザ溶接の代わりに、エネルギ密度がレーザ溶接よりも小さいタングステンイナートガス（ＴＩＧ）溶接やプラズマ溶接、または抵抗スポット溶接などが用いられることもある。しかしながら、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接または抵抗スポット溶接などは、レーザ溶接に比べて溶接作業の能率が低く、また単位溶接長当りの入熱が大きいので溶接部周辺の熱ひずみが大きいという問題がある。
【００１０】
また車体外板の溶接において、車体が熱ひずみによって変形すると車両の商品価値が低下するので、ひずみ取り作業を行わなければならない。したがって、ＴＩＧ溶接、プラズマ溶接または抵抗スポット溶接などの熱ひずみが大きい溶接施工方法では、外観を良好にするためのひずみ取り工程における作業負荷が大きくなるという問題がある。このようなことから、単位溶接長当りの溶接入熱が少なくて熱ひずみが小さく、高能率でかつ溶接部の接合強度にも優れる溶接方法が望まれている。
【００１１】
またレーザ溶接は、前述のようにワインカップ状の溶込み形状を有し溶融部の溶込み幅が狭いので、レーザ溶接を突合せ継手の溶接に用いるに際しては、突合せ継手の開先精度および開先の組立精度を高めるとともに、レーザ光の照射位置精度も高める必要がある。したがって、レーザ溶接を突合せ継手の溶接に用いるとき、被溶接材の開先加工およびレーザ溶接に高度の技量が必要となるので、作業者の技量によって品質にばらつきが生じるという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、溶接継手の開先加工精度およびレーザ光の照射位置精度の許容範囲が大きく、溶接部の接合強度を容易に向上することができるレーザ溶接方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属からなる被溶接材にレーザ光を照射して溶接するレーザ溶接方法において、
レーザ光が照射されることによって被溶接材に形成される溶融部をシールドするシールドガスの圧力であって被溶接材上のレーザ照射部における圧力が、（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ²）を超え、（大気圧＋０．３ｋｇ／ｃｍ²）未満であることを特徴とするレーザ溶接方法である。
【００１４】
本発明に従えば、レーザ光の照射によって被溶接材に形成される溶融部をシールドするシールドガスの圧力であって被溶接材上のレーザ照射部における圧力は、（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ²）を超え、（大気圧＋０．３ｋｇ／ｃｍ²）未満になるように調整される。このことによって、レーザ溶接部の断面形状は、略楕円状に形成される。したがって、シールドガスの圧力を所望の値になるように調整するという容易な方法によって、溶接部断面における溶込み幅は、ワインカップ状の溶込み形状に比べて大きくなるので、溶接継手の溶接前加工精度およびレーザ光の照射位置精度を粗く設定することができ、また接合強度の向上が実現される。
【００１５】
また本発明は、前記シールドガスは、Ｈｅ，Ａｒ，Ｎ_２およびＣＯ_２からなる群より選択される１種または２種以上であることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、シールドガスには、Ｈｅ，Ａｒ，Ｎ_２およびＣＯ_２からなる群より選択される１種または２種以上が用いられる。Ｈｅ，Ａｒ，Ｎ_２およびＣＯ_２ガスは、いずれも工業的に生産されるガスであり、入手が容易であるので、本発明のレーザ溶接方法の汎用性を高めることができる。
【００１７】
また本発明は、前記被溶接材は複数からなり、複数の被溶接材が重ね継手を形成することを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、被溶接材は複数からなり、複数の被溶接材が重ね継手を形成する。被溶接材にレーザ光が照射されて形成される溶接部の断面形状が略楕円形を有するので、重ね継手における接合部の溶込み幅が大きくなる。このことによって、重ね継手接合部の接合強度の向上が実現される。
【００１９】
また本発明は、前記被溶接材は複数からなり、複数の被溶接材が突合せ継手を形成することを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、被溶接材は複数からなり、複数の被溶接材が突合せ継手を形成する。被溶接材にレーザ光が照射されて形成される溶接部の断面形状が略楕円形を有するので、突合せ継手における接合部の溶込み幅が大きくなる。このことによって、突合せ継手を構成する開先の加工精度および突合せ継手の組立て精度を粗く設定することができるとともに、突合せ継手の溶接狙い位置に対するレーザ光の照射位置精度を粗く設定することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施に用いられるレーザ加工機２０の構成を簡略化して示す系統図である。レーザ加工機２０は、レーザ光を発振するレーザ光源２１と、被溶接材２２を臨むレーザ加工ヘッド２３と、レーザ光源２１から発光されるレーザ光２４をレーザ加工ヘッド２３まで導く光ファイバ２５と、被溶接材２２のレーザ照射部２６に形成される溶融部を大気からシールドするためのシールドガスを供給するシールドガス供給手段２７とを含む。
【００２２】
本実施の形態では、レーザ光源２１には、たとえば固体レーザであるＹＡＧレーザが用いられる。被溶接材２２には、たとえば日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４３０５に規定されるＳＵＳ３０４ステンレス鋼板などが用いられる。
【００２３】
レーザ加工ヘッド２３は、金属製であり、有底円筒状のヘッド本体２８と、中空円錐台状のノズルキャップ２９とを含む。ヘッド本体２８には、光ファイバ２５から出射するレーザ光２４を略平行光にするコリメートレンズ３０と、レーザ光２４を被溶接材２２の表面に集光する集光レンズ３１とが装着される。ノズルキャップ２９には、ノズルキャップ２９を厚さ方向に貫通するガス供給孔３２が形成される。
【００２４】
ノズルキャップ２９のガス供給孔３２には、可撓性を有する管材からなるガス管路３３の一端部が接続される。ガス管路３３の他端部は、シールドガスの圧力と流量とを調整するガス調整器３４に接続される。ガス調整器３４は、シールドガスを貯留するボンベであるガス供給源３５に設けられる。ガス供給源３５と、ガス調整器３４と、ガス管路３３とは、シールドガス供給手段２７を構成する。本実施の形態では、シールドガスにＡｒガスを用いる。
【００２５】
ガス供給源３５に貯留されるＡｒガスは、ガス調整器３４によって圧力と流量とが調整されてガス管路３３に送出される。ガス管路３３を流過したＡｒガスは、ノズルキャップ２９のガス供給孔３２を通ってノズルキャップ２９の内部空間３６に達する。ノズルキャップ２９の内部空間３６を充満したＡｒガスは、被溶接材２２を臨むノズルキャップ２９の開口部３７から、被溶接材２２のレーザ照射部２６に形成される溶融部に向けて吹付けられる。
【００２６】
シールドガスであるＡｒガスの圧力は、以下のようにして測定する。レーザ光が被溶接材２２に照射されていない状態で、シールドガス供給手段２７によってＡｒガスをノズルキャップ２９の開口部３７から被溶接材２２に吹付け、Ａｒガスが吹付けられている位置の被溶接材２２の表面に、たとえばマノメータなどの圧力検出器を設けてＡｒガスの圧力を測定する。Ａｒガスの圧力値の調整は、前述のガス調整器３４によって行う。
【００２７】
本発明のレーザ溶接方法では、レーザ光源２１から発光されるレーザ光２４がレーザ加工ヘッド２３によって被溶接材２２の表面に集光照射され、被溶接材２２のレーザ照射部２６が溶融して溶融部が形成され、その溶融部が、前述のようにしてシールドガス供給手段２７から供給されるＡｒガスであって、（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ^２）を超え、（大気圧＋０．３ｋｇ／ｃｍ^２）未満の範囲内に圧力調整されたＡｒガスによってシールドされる。このことによって、被溶接材２２には、断面形状が略楕円形の溶込み形状を有する溶接部が形成される。
【００２８】
なお、溶接線方向への移動は、レーザ加工ヘッド２３をたとえばマウントに装着し、マウントに駆動手段を設け、マウントを移動させることによって実現できる。また被溶接材２２を、駆動手段を備えて多軸方向に移動可能なテーブル上に載置し、テーブルを移動させることによって溶接線方向への移動を実現してもよい。
【００２９】
以下にシールドガスの圧力範囲限定理由について説明する。シールドガス圧力が、（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ^２）以下では、断面形状がワインカップ状の溶込み形状を有する溶接部が形成されるので、溶接部の接合強度の向上および継手を構成する開先加工精度の許容範囲拡大を実現することができない。シールドガス圧力が、（大気圧＋０．３ｋｇ／ｃｍ^２）以上では、溶融部がガウジング状態になるので、溶融金属の溶落ちが発生して被溶接材が切断される。したがって、シールドガス圧力は、（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ^２）を超え、（大気圧＋０．３ｋｇ／ｃｍ^２）未満に設定され、特に（大気圧＋０．２ｋｇ／ｃｍ^２）付近に設定されることが好ましい。
【００３０】
このような略楕円形の溶込み形状を形成することのできるレーザ溶接方法を、重ね継手溶接に用いるとき、重ね継手における接合部の溶込み幅が大きくなるので、接合部の接合強度の向上が可能になり、また突合せ継手溶接に用いるとき、突合せ継手における接合部の溶込み幅が大きくなるので、突合せ継手を構成する開先の加工精度および突合せ継手の組立て精度を粗く設定することができるとともに、突合せ継手の溶接狙い位置に対するレーザ光の照射位置精度を粗く設定することが可能になる。
【００３１】
（実施例）
以下に本発明の実施例を説明する。レーザ加工機２０と被溶接材として前述のＪＩＳに規定されるＳＵＳ３０４ステンレス鋼板とを準備し、表１に示す条件にてレーザ溶接を実施した。ＳＵＳ３０４ステンレス鋼板は、厚み：２ｍｍ、幅：１００ｍｍ、長さ：１５０ｍｍの試料１と、厚み：４ｍｍ、幅：１００ｍｍ、長さ：１５０ｍｍの試料２とを用いた。
【００３２】
厚み：４ｍｍの試料２には、ビードオンプレート溶接を施し、厚み：２ｍｍの試料１は、鋼板を２枚重ねて重ね溶接を施した。シールドガスにはＡｒガスを用い、本発明の実施例としてＡｒガスの圧力を（大気圧＋０．２ｋｇ／ｃｍ^２）に設定して溶接し、比較例としてＡｒガスの圧力を（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ^２）および（大気圧＋０．３ｋｇ／ｃｍ^２）に設定して溶接した。
【００３３】
溶接施工後、被溶接材に形成された溶接線方向に垂直な方向に切断し、切断面を研磨し、シュウ酸電解法によってエッチングした後、マクロ写真を撮影した。撮影したマクロ写真から溶込み形状を測定した。
【００３４】
【表１】

【００３５】
（実施例１）
実施例１では、ビートオンプレート溶接を施した試料２の溶込み形状を、本発明の実施例と比較例とで比較した。試料２のビードオンプレートにおける溶込み形状は、「溶込み深さ」と、溶接ビード表面における溶込み幅である「表面ビード幅」と、厚み方向に深さが溶込み深さの２分の１の位置における溶込み幅である「中間ビード幅」とを測定した。
【００３６】
図２はビードオンプレート溶接における溶込み形状の測定結果を示す図であり、図３はビードオンプレート溶接における溶込み形状を示すマクロ写真である。図２中において、黒塗りの印は実施例のシールドガス圧力：（大気圧＋０．２ｋｇ／ｃｍ^２）によるデータを示し、白抜きの印は比較例のシールドガス圧力：（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ^２）によるデータを示す。なお図２および図３中では、シールドガス圧力を大気圧に対する差圧値のみで表記する。以後の図においてもシールドガス圧力を同様に表記する。また図２中に示すスタンドオフ量とは、被溶接材２２を臨むノズルキャップ２９の先端と被溶接材２２の表面との距離である。
【００３７】
ライン４１は、実施例の「溶込み深さ」を示し、ライン４２は、実施例の「表面ビード幅」を示し、ライン４３は、実施例の「中間ビード幅」を示す。またライン４４は、比較例の「溶込み深さ」を示し、ライン４５は、比較例の「表面ビード幅」を示し、ライン４６は、比較例の「中間ビード幅」を示す。
【００３８】
図２に示すように、いずれの加工速度においても、比較例に比べて実施例は、表面ビード幅が小さく、中間ビード幅が大きい。加工速度が２〜４ｍ／ｍｉｎにおける実施例では、表面ビード幅と中間ビード幅とがほぼ等しく、被溶接材の表面に形成されるビード幅のまま深さ方向に溶込みの形成されることが判る。実施例と比較例との溶込み形状を比較すると、図３のマクロ写真に明らかなように、比較例ではワインカップ状の溶込み形状を有する溶接部が形成されたのに対して、実施例では略楕円形の溶込み形状を有する溶接部が形成された。
【００３９】
（実施例２）
実施例２では、重ね溶接を施した試料１の溶込み形状を、本発明の実施例と比較例とで比較した。実施例２では、加工速度を１〜３ｍ／ｍｉｎ（後述の重ねギャップ：０ｍｍの場合は、１〜４ｍ／ｍｉｎ）とし、重ね継手を形成しレーザ加工ヘッド２３を臨む側に位置する上被溶接材（以後、上板と呼ぶ）と上板に関してレーザ加工ヘッド２３と反対側に位置する下被溶接材（以後、下板と呼ぶ）との重ね部分の間隙である重ねギャップが、０ｍｍ、０．１ｍｍおよび０．２ｍｍの場合のそれぞれについて重ね溶接した。
【００４０】
試料１の重ね溶接における溶込み形状は、上板と下板とが接合される位置の溶込み幅である「溶融金属幅」を測定した。なお、重ねギャップが０．１ｍｍおよび０．２ｍｍの場合、上板の下板を臨む側の表面における溶融金属幅と、下板の上板を臨む側の表面における溶融金属幅とを測定した。
【００４１】
図４〜図８に結果を示す。図４は重ねギャップ：０ｍｍにおける溶融金属幅の測定結果を示す図であり、図５は重ねギャップ：０．１ｍｍにおける溶融金属幅の測定結果を示す図であり、図６は重ねギャップ：０．２ｍｍにおける溶融金属幅の測定結果を示す図である。また図７は重ねギャップ：０ｍｍの重ね溶接における溶込み形状を示すマクロ写真であり、図８は重ねギャップ：０．１および０．２ｍｍの重ね溶接における溶込み形状を示すマクロ写真である。
【００４２】
図４〜図６において、黒塗りの印は実施例のシールドガス圧力：（大気圧＋０．２ｋｇ／ｃｍ^２）によるデータを示し、白抜きの印は比較例のシールドガス圧力：（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ^２）によるデータを示す。
【００４３】
図４中のライン４７は、実施例の「溶融金属幅」を示し、ライン４８は、比較例の「溶融金属幅」を示す。図５中のライン４９は実施例上板の「溶融金属幅」、ライン５０は実施例下板の「溶融金属幅」、ライン５１は比較例上板の「溶融金属幅」およびライン５２は比較例下板の「溶融金属幅」を示す。図６中のライン５３は実施例上板の「溶融金属幅」、ライン５４は実施例下板の「溶融金属幅」、ライン５５は比較例上板の「溶融金属幅」およびライン５６は比較例下板の「溶融金属幅」を示す。
【００４４】
なお、シールドガス圧力が（大気圧＋０．３ｋｇ／ｃｍ^２）の場合、図７の重ねギャップ：０ｍｍのマクロ写真に溶込み形状を例示するように、ガウジング状態になり溶接不良が発生したので、いずれの溶接速度においても「溶融金属幅」を測定しなかった。
【００４５】
重ねギャップ：０ｍｍ、加工速度：１および２ｍ／ｍｉｎである場合の溶融金属幅と、重ねギャップ：０．１および０．２ｍｍ、加工速度：２ｍ／ｍｉｎである場合の溶融金属幅とを、実施例と比較例とで比べると、実施例の溶融金属幅は、比較例の溶融金属幅に比べて大きいことが判る。また図７および図８のマクロ写真に示すように、重ねギャップ：０，０．１および０．２ｍｍにおける実施例の溶込み形状は、明らかに略楕円形であり、比較例であるシールドガス圧力が（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ^２）の場合におけるワインカップ状の溶込み形状とは異なる形状に形成された。
【００４６】
なお、実施例２では、加工速度：３ｍ／ｍｉｎにおいて実施例と比較例との間の溶融金属幅に差異が認められなかった。これは、加工速度が速いので単位溶接長当りの溶接入熱が不足して溶込み深さが小さくなり、略楕円形状を有する溶込みの深さ方向の先端部が、上板と下板との接合部にわずかに達するにとどまったことによる。したがって、レーザ照射出力を実施例２における設定値：３．０ｋＷを超える出力に設定し、単位溶接長当りの溶接入熱を増加して溶接することによって、加工速度が３ｍ／ｍｉｎの場合においても、大きいビード幅のまま溶込み深さを増大するという本発明のシールドガス圧力の作用によって、溶融金属幅を大きくすることが可能と思われる。
【００４７】
また、図８のマクロ写真に示すように、重ねギャップが存在する場合には、シールドガス圧力の作用によって、溶融金属がギャップ部に広がることにより、溶融金属幅がさらに大きくなっていることが観察される。
【００４８】
以上に述べたように、本実施の形態では、レーザ光源２１には、ＹＡＧレーザが用いられるけれども、これに限定されることなく、その他の固体レーザまたはたとえば炭酸ガスレーザなどのガスレーザが用いられてもよい。またシールドガスには、Ａｒガスが用いられるけれども、これに限定されることなく、Ｈｅガス、Ｎ_２ガスまたはＣＯ_２ガスのいずれかが用いられてもよく、またＡｒガスも含めた群より選択される２種以上を含む混合ガスが用いられてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザ光の照射によって被溶接材に形成される溶融部をシールドするシールドガスの圧力であって被溶接材上のレーザ照射部における圧力は、（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ²）を超え、（大気圧＋０．３ｋｇ／ｃｍ²）未満になるように調整される。このことによって、レーザ溶接部の断面形状は、略楕円状に形成される。したがって、シールドガスの圧力を所望の値になるように調整するという容易な方法によって、溶接部断面における溶込み幅は、ワインカップ状の溶込み形状に比べて大きくなるので、溶接継手の溶接前加工精度およびレーザ光の照射位置精度を粗く設定することができ、また接合強度の向上が実現される。
【００５０】
また本発明によれば、シールドガスには、Ｈｅ，Ａｒ，Ｎ_２およびＣＯ_２からなる群より選択される１種または２種以上が用いられる。Ｈｅ，Ａｒ，Ｎ_２およびＣＯ_２ガスは、いずれも工業的に生産されるガスであり、入手が容易であるので、本発明のレーザ溶接方法の汎用性を高めることができる。
【００５１】
また本発明によれば、被溶接材は複数からなり、複数の被溶接材が重ね継手を形成する。被溶接材にレーザ光が照射されて形成される溶接部の断面形状が略楕円形を有するので、重ね継手における接合部の溶込み幅が大きくなる。このことによって、重ね継手接合部の接合強度の向上が実現される。
【００５２】
また本発明によれば、被溶接材は複数からなり、複数の被溶接材が突合せ継手を形成する。被溶接材にレーザ光が照射されて形成される溶接部の断面形状が略楕円形を有するので、突合せ継手における接合部の溶込み幅が大きくなる。このことによって、突合せ継手を構成する開先の加工精度および突合せ継手の組立て精度を粗く設定することができるとともに、突合せ継手の溶接狙い位置に対するレーザ光の照射位置精度を粗く設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いられるレーザ加工機２０の構成を簡略化して示す系統図である。
【図２】ビードオンプレート溶接における溶込み形状の測定結果を示す図である。
【図３】ビードオンプレート溶接における溶込み形状を示すマクロ写真である。
【図４】重ねギャップ：０ｍｍにおける溶融金属幅の測定結果を示す図である。
【図５】重ねギャップ：０．１ｍｍにおける溶融金属幅の測定結果を示す図である。
【図６】重ねギャップ：０．２ｍｍにおける溶融金属幅の測定結果を示す図である。
【図７】重ねギャップ：０ｍｍの重ね溶接における溶込み形状を示すマクロ写真である。
【図８】重ねギャップ：０．１および０．２ｍｍの重ね溶接における溶込み形状を示すマクロ写真である。
【図９】従来のレーザ溶接方法の概略を示す図である。
【図１０】従来のレーザ溶接方法による重ね溶接部の断面図である。
【符号の説明】
２０レーザ加工機
２１レーザ光源
２２被溶接材
２３レーザ加工ヘッド
２４レーザ光
２５光ファイバ
２６レーザ照射部
２７シールドガス供給手段

Claims

金属からなる被溶接材にレーザ光を照射して溶接するレーザ溶接方法において、
レーザ光が照射されることによって被溶接材に形成される溶融部をシールドするシールドガスの圧力であって被溶接材上のレーザ照射部における圧力が、（大気圧＋０．１ｋｇ／ｃｍ²）を超え、（大気圧＋０．３ｋｇ／ｃｍ²）未満であることを特徴とするレーザ溶接方法。
前記シールドガスは、
Ｈｅ，Ａｒ，Ｎ_２およびＣＯ_２からなる群より選択される１種または２種以上であることを特徴とする請求項１記載のレーザ溶接方法。
前記被溶接材は複数からなり、
複数の被溶接材が重ね継手を形成することを特徴とする請求項１または２記載のレーザ溶接方法。
前記被溶接材は複数からなり、
複数の被溶接材が突合せ継手を形成することを特徴とする請求項１または２記載のレーザ溶接方法。