JP5121420B2 - ハイブリッド溶接用継手 - Google Patents
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Description
また、本発明に係るハイブリッド溶接用継手は、前記段差面が、レーザ照射方向にほぼ平行な面であって、前記溶接溝の幅がレーザ照射側から前記接合突起側へとほぼ一定であることが好ましい。
また、本発明に係るハイブリッド溶接用継手は、前記段差面が2段であって、その段差面のうち、前記レーザ照射側の段差面は、前記溶接溝をレーザ照射側に広げるようにした傾斜面又は曲面であり、前記接合突起側の段差面は、前記溶接溝の幅がほぼ一定になるようにレーザ照射方向にほぼ平行な面であり、2段に形成された前記段差面が曲面によって連続して形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係るハイブリッド溶接用継手は、前記溶接溝の最も広い溝幅が前記レーザのスポット径とほぼ同じであることが好ましい。
また、本発明に係るハイブリッド溶接用継手は、前記被接合部材は押出中空形材であって、前記接合端部が、複数のリブによって連結された上面板及び下面板の一方又は双方に形成されたものであることが好ましい。
よって、本発明によれば、レーザ溶接を行う箇所が板厚全体ではなく、接合突起が当接した一部であるため、レーザ溶接を行う面積が小さい分、レーザビームの熱が入りやすく、高速での溶接が可能となる。また、段差面による溶接溝は、従来のV字開先に比べて幅が狭く容積が小さいため、溶かしたフィラーワイヤを充填する時間も短縮することができ、この点でも溶接速度を上げることが可能になる。
(第1実施形態)
図1は、被接合部材であるアルミ板同士を接合する第1実施形態のハイブリッド溶接用継手を示した図である。図示する一対のアルミ板11は、上下両面が平行な厚さ一定の板材であって、両者の上下両面が面一になるように突き合わせた接合端部にハイブリッド溶接用継手が形成される。本実施形態のハイブリッド溶接用継手10は、一対のアルミ板11に対して形成された同じ形の端部形状によって構成されている。
ハイブリッド溶接によるレーザビームBは、板厚aのうち接合突起12の当接幅c部分を溶融させる。そして、その後方では、レーザビームBによって予熱された溶接溝15内にMIG溶接が行われ、溶けたフィラーワイヤが溶接溝15を埋めるように充填される。
次に図4は、被接合部材であるアルミ板同士を接合する第2実施形態のハイブリッド溶接用継手を示した図である。このアルミ板21も、上下両面が平行な厚さ一定の板材であり、一対のアルミ板21同士を突き合わせた接合端部にハイブリッド溶接用継手20が形成される。すなわち、ハイブリッド溶接用継手20は、一対のアルミ板21に対して形成された同じ形の端部形状によって構成される。
次に、図5は、被接合部材であるアルミ板同士を接合する、第3実施形態のハイブリッド溶接用継手を示した図であり、図6は、同じハイブリッド溶接用継手の拡大図である。
本実施形態のハイブリッド溶接用継手30も、一対のアルミ板31同士を突き合わせた接合端部を接合するものであり、各アルミ板31の接合端部に対称形状で形成されている。ただし、本実施形態では、アルミ板31の接合端部に切削用突起38が面外方向に突設されている。具体的には、厚さkが3mmのアルミ板31に対し、高さlが1.5mmで、幅mが10mmの切削用突起38が、図面を貫く接合方向に連続して形成されている。なお、切削用突起38は溶接後に切削され、溶接表面が面一に仕上げられる。
次に、被接合部材がアルミ合金の押出中空形材である場合について説明する。図8は、押出中空形材同士を接合する第4実施形態のハイブリッド溶接用継手を示した図である。図示する押出中空形材は、その一部分しか示していないが、図10に示す従来例と同様に構成され、上面板111,121と不図示の下面板とが複数の傾斜リブによって連結され、特に突き合わされる接合端部には上面板111,121などと直交する端部リブ113,123が形成されている。そして、接合端部は、上下両面板に対称的に構成され、端部リブ113,123から突き出した突起部115,126とが重なり合って嵌合し、ハイブリッド溶接用継手40が構成される。
そして、本実施形態でも、図示するハイブリッド溶接用継手40には、先行するレーザビームが溶接溝43内に入り込み、接合突起41同士が当接した当接面45が溶融し、その後方ではレーザビームによって熱が加えられた溶接溝43にMIG溶接が行われ、溶けたフィラーワイヤが溶接溝43を埋めるように充填される。
次に、本実施形態でも被接合部材がアルミ合金の押出中空形材である場合について説明する。図8は、押出中空形材同士を接合する第5実施形態のハイブリッド溶接用継手を示した図である。図示する押出中空形材は、その一部分しか示していないが、上面板61,62と、不図示の下面板とが複数の傾斜リブによって連結されている。そして、押出中空形材の一方の上面板58側端部にあって、上面板62や下面板と直交する端部リブ63が形成され、その端部リブ63からは面内方向に突き出し、図示するように屈曲して他方の上面板61を受ける受突起64が形成されている。
前記各実施形態で示した被接合部材の寸法は一例であって、異なるサイズのあってもなんら問題はない。
また、前記実施形態では、被接合部材としてアルミ板やアルミ合金からなる押出中空形材を示して説明したが、被接合部材の材質や形状はこれらに限るものではない。
11 アルミ板
12 接合突起
13 段差面
15 溶接溝
16 当接面
Claims (7)
- 板材からなる一対の被接合部材を接合すべく突き合わせた接合端部同士を、レーザ溶接とアーク溶接が連続するレーザ・アークハイブリッド溶接を行うために、その突き合わせた一対の接合端部によって形成されるハイブリッド溶接用継手において、
前記接合端部には、レーザ照射側に位置する段差面と、その段差面より突き合わせ方向に突き出したレーザ反照射側に位置する接合突起とが設けられ、前記レーザ・アークハイブリッド溶接の溶接方向に沿った当該接合端部の角部が曲面で形成されたものであり、前記接合突起同士を突き合わせることで、向かい合う段差面同士によって溶接溝が形成されるものであることを特徴とするハイブリッド溶接用継手。 - 請求項1に記載するハイブリッド溶接用継手において、
前記段差面は2段であって、前記溶接溝の幅がレーザ照射側から前記接合突起側へと段階的に狭くなるようにしたものであることを特徴とするハイブリッド溶接用継手。 - 請求項1又は請求項2に記載するハイブリッド溶接用継手において、
前記段差面は、レーザ照射方向にほぼ平行な面であって、前記溶接溝の幅がレーザ照射側から前記接合突起側へとほぼ一定であることを特徴とするハイブリッド溶接用継手。 - 請求項1に記載するハイブリッド溶接用継手において、
前記段差面は2段であって、その段差面のうち、前記レーザ照射側の段差面は、前記溶接溝をレーザ照射側に広げるようにした傾斜面又は曲面であり、前記接合突起側の段差面は、前記溶接溝の幅がほぼ一定になるようにレーザ照射方向にほぼ平行な面であり、2段に形成された前記段差面が曲面によって連続して形成されたものであることを特徴とするハイブリッド溶接用継手。 - 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載するハイブリッド溶接用継手において、
前記接合端部には、その被接合部材のレーザ照射側表面に突設された切削用突起が形成され、その切削用突起にまで前記段差面が形成されているものであることを特徴とするハイブリッド溶接用継手。 - 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載するハイブリッド溶接用継手において、
前記溶接溝の最も広い溝幅が、前記レーザのスポット径とほぼ同じであることを特徴とするハイブリッド溶接用継手。 - 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載するハイブリッド溶接用継手において、
前記被接合部材は押出中空形材であって、前記接合端部が、複数のリブによって連結された上面板及び下面板の一方又は双方に形成されたものであることを特徴とするハイブリッド溶接用継手。
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