JP5141034B2 - Laser processing apparatus and laser processing method - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ光により溶接、孔開け、切断などの加工を行うレーザ加工装置、特に長焦点のレーザ光を溶接部位から離れた所から照射して加工を行うレーザ加工装置およびレーザ加工方法に関するものである。   The present invention relates to a laser processing apparatus that performs processing such as welding, drilling, and cutting with a laser beam, and more particularly to a laser processing apparatus and a laser processing method that perform processing by irradiating a laser beam with a long focal point from a position away from a welding site. Is.

量産工程で使用されるレーザ溶接設備は、例えば溶接母機として多自由度の溶接ロボットを用い、その溶接ロボットの先端にレーザ加工ヘッド(溶接トーチ)を持たせる一方、光ファイバーケーブルで伝達可能なYAGレーザ等を用いて加工ヘッドから溶接部位に対しレーザ光を照射するようにしたものが主流を占めている。しかし、例えば溶接ポイントが広範囲に点在する場合には加工ヘッドの移動に時間がかかるほか、狭い溝等のように加工ヘッドが干渉するような部位の溶接には対応できないことになる。   The laser welding equipment used in the mass production process uses, for example, a multi-degree-of-freedom welding robot as a welding mother machine, and a laser processing head (welding torch) is provided at the tip of the welding robot, while a YAG laser that can be transmitted by an optical fiber cable The mainstream is that the laser beam is irradiated from the machining head to the welded part using a laser beam or the like. However, for example, when welding points are scattered over a wide range, it takes time to move the machining head, and it is not possible to cope with welding at a site where the machining head interferes, such as a narrow groove.

そこで、近年に至り、長焦点のレーザ光(レーザビーム)を溶接部位から離れた所から照射して溶接を行う、リモートレーザ(スキャナーレーザ)溶接法と称される技術が注目されている(下記特許文献1参照)。このリモートレーザ溶接法では、レーザ光を光偏向光学系に通して走査することにより、レーザ光を瞬時に次の溶接点まで移動させて次なる溶接を施すことが可能になるとともに、溶接点ごとに焦点距離の調整を行うことも可能になる。   Therefore, in recent years, a technique called a remote laser (scanner laser) welding method, in which welding is performed by irradiating with a long-focus laser beam (laser beam) from a position away from the welding site, has attracted attention (see below). Patent Document 1). In this remote laser welding method, by scanning the laser beam through the optical deflection optical system, it is possible to move the laser beam instantaneously to the next welding point and perform the next welding. It is also possible to adjust the focal length.

しかしながら、リモートレーザ溶接法では長焦点のレーザ光を取り扱うため、次のような課題がある。すなわち、治具で部品を位置決めした状態でレーザ溶接する際に、溶接部の裏側からレーザ光が漏れる。そして、この漏れたレーザ光が、治具のゲージ・ポストや、部品を固定する為の空圧機器(エアシリンダー、エアホース)などの周辺機器や、その機器に付随するセンサや、信号ケーブルなどの付帯部品に当たり、それらを損傷させることがある。しかも、長焦点のレーザ光は、焦点から大きく離れてもパワー密度があまり低下しない。溶接点の裏側から漏れたレーザ光についても同様であり、焦点から大きく離れてもパワー密度が高く保たれている為、上述したような周辺の治具や機器等を大きく損傷させることが多く起こる。   However, since the remote laser welding method handles a long-focus laser beam, there are the following problems. That is, when laser welding is performed in a state where components are positioned with a jig, laser light leaks from the back side of the welded portion. This leaked laser light is used to detect peripheral devices such as jig gauge posts and pneumatic equipment (air cylinders, air hoses) for fixing parts, sensors attached to the equipment, signal cables, etc. It may hit accessory parts and damage them. In addition, the power density of the long-focus laser beam does not decrease so much even if it is far away from the focus. The same applies to laser light leaking from the back side of the welding point. Since the power density is kept high even when it is far away from the focal point, the above-mentioned peripheral jigs and devices are often greatly damaged. .

一方、レーザヘッドからのレーザビームを板材の突合せ部に照射せしめてレーザ溶接を行うと、溶接面の表面、裏面に肉の盛り上がりが発生することが知られている。そこで、レーザ加工ヘッドに隣接して設けられたプラズマ除去用ノズルからシールドガスを板材の突合せ部の裏面に噴射せしめることにより、レーザ溶接時に生成されるプラズマを除去し、高品位な溶接面とする方法が提案されている(下記特許文献2参照)。   On the other hand, it is known that when laser welding is performed by irradiating a butt portion of a plate material with a laser beam from a laser head, bulging of the meat occurs on the front and back surfaces of the weld surface. Therefore, the plasma generated at the time of laser welding is removed by spraying a shield gas from the plasma removal nozzle provided adjacent to the laser processing head onto the back surface of the butt portion of the plate material, thereby obtaining a high-quality weld surface. A method has been proposed (see Patent Document 2 below).

しかし、特許文献2の従来技術は、平面を直線状に溶接するときに主に用いられるバックシールドの方法であり、線状に溶接する部位の裏側に直線状の溝を溶接ワークと密着させるように設け、その溝にシールドガスを流すものである。従って、特許文献2では、直線状以外の二次元的形状の照射加工軌跡、特に丸形やC字状の溶接軌跡に溶接しようとする場合には適応しにくい、という課題がある。
特開2005−177862号公報 特開2005−208285号公報
However, the prior art of Patent Document 2 is a back shield method mainly used when welding a plane in a straight line, and a linear groove is brought into close contact with a welding work on the back side of a part to be welded in a linear form. The shield gas is made to flow in the groove. Therefore, in Patent Document 2, there is a problem that it is difficult to adapt to an irradiation processing trajectory having a two-dimensional shape other than a linear shape, in particular, when welding to a round or C-shaped welding trajectory.
JP 2005-177862 A JP 2005-208285 A

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、レーザ光が加工部位の裏側から漏れることにより周辺の治具や機器等が損傷されるのを防止したレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to prevent peripheral jigs and equipment from being damaged due to leakage of laser light from the back side of the processing site. Another object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a laser processing method.

また本発明の他の目的は、レーザ光による照射加工軌跡が二次元的形状のものである場合にも、ワークの加工部位の裏面を効率よくシールドガスで覆い、高品位のレーザ加工面を得ることができるレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to efficiently cover the back surface of the workpiece processing portion with a shielding gas even when the irradiation processing locus by the laser beam has a two-dimensional shape, thereby obtaining a high-quality laser processing surface. An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a laser processing method.

かかる目的を達成するために、本発明は、ワークの加工部位に長焦点のレーザビームを照射して所定のレーザ加工を施すレーザ加工装置において、前記ワークの加工部位の裏側に、漏れたレーザ光を遮断する為の遮光板を設けたことを特徴とする。本発明のレーザ加工装置では、前記遮光板に前記ワークに向かう側壁を設け、前記遮光板と前記側壁とにより前記ワークの加工部位の裏面を囲むシールドガス供給室を形成することが好ましい。   In order to achieve the above object, the present invention provides a laser processing apparatus for performing predetermined laser processing by irradiating a workpiece processing site with a long-focus laser beam, and leaking laser light on the back side of the workpiece processing site. It is characterized in that a light shielding plate is provided for shielding the light. In the laser processing apparatus of the present invention, it is preferable that a side wall directed to the workpiece is provided on the light shielding plate, and a shield gas supply chamber is formed by the light shielding plate and the side wall to surround the back surface of the workpiece processing site.

また本発明は、ワークの加工部位に長焦点のレーザ光を照射して所定のレーザ加工を施すレーザ加工方法において、前記ワークの加工部位の裏側に遮光板を設けて、溶接部位の裏面側から漏れたレーザ光を遮断することを特徴とする。本発明のレーザ加工方法では、前記遮光板に前記ワークに向かう側壁を設け、これにより形成されるシールドガス供給室内に不活性ガスを供給し、前記ワークの加工部位の裏面を不活性ガスで覆いながらレーザ加工することが好ましい。   According to the present invention, in the laser processing method for performing predetermined laser processing by irradiating a long-focus laser beam to a workpiece processing site, a light shielding plate is provided on the back side of the workpiece processing site, and from the back side of the welding site. It is characterized by blocking the leaked laser beam. In the laser processing method of the present invention, the light shielding plate is provided with a side wall directed to the workpiece, an inert gas is supplied into a shield gas supply chamber formed thereby, and the back surface of the processing portion of the workpiece is covered with the inert gas. However, it is preferable to perform laser processing.

本発明のレーザ加工装置およびレーザ加工方法では、加工部位において、裏側にレーザ光が漏れた場合でも遮光板で遮断される為、治具のゲージ・ポストや周辺機器等に照射しなくなり、これらを損傷することがなくなる。この効果は、溶接、孔開け、切断といった、いずれのレーザ加工を行う場合でも得ることができる。   In the laser processing apparatus and the laser processing method of the present invention, even if the laser beam leaks to the back side at the processing site, it is blocked by the light shielding plate, so that it does not irradiate the gauge post or peripheral device of the jig. It will not be damaged. This effect can be obtained in any laser processing such as welding, drilling, and cutting.

また本発明のレーザ加工装置およびレーザ加工方法では、遮光板と側壁によりシールドガス供給室を形成し、この内部に不活性ガスを供給して離散させないようにワークの加工部位の裏面を覆うため、シールドガスによるシールド効果を高めることができる。すなわち、本発明によれば、シールドガスの雰囲気の濃度ムラがなくなり、レーザ加工品質が向上する。例えば溶接の場合には、ビード裏表面に酸化皮膜が付きにくくなり、溶接品質が向上する。また本発明では、遮光板と側壁により囲いを設けているので、単に噴射ノズルからシールドガスを供給する形態に比べ、シールドガスの流量を低減することができる。   Further, in the laser processing apparatus and the laser processing method of the present invention, a shield gas supply chamber is formed by the light shielding plate and the side wall, and in order to cover the back surface of the workpiece processing part so as not to be dispersed by supplying an inert gas therein, The shielding effect by the shielding gas can be enhanced. That is, according to the present invention, the concentration unevenness in the atmosphere of the shielding gas is eliminated, and the laser processing quality is improved. For example, in the case of welding, it becomes difficult to attach an oxide film on the back surface of the bead, and the welding quality is improved. In the present invention, since the enclosure is provided by the light shielding plate and the side wall, the flow rate of the shielding gas can be reduced as compared with the case where the shielding gas is simply supplied from the injection nozzle.

さらに、本発明のレーザ加工装置およびレーザ加工方法では、遮光板と側壁から成る囲いにより加工部位の裏側を覆っているため、加工部位の裏側からのスパッタの飛散を無くすことができる。また少ない不活性ガスの流量で、ワーク裏面における溶接ビード部の酸化を防止できるため、防錆を目的とした塗装の密着性を悪化させることなく、効率よくレーザ溶接を実施することができる。   Furthermore, in the laser processing apparatus and the laser processing method of the present invention, since the back side of the processing site is covered by the enclosure composed of the light shielding plate and the side wall, it is possible to eliminate spatter scattering from the back side of the processing site. Further, since the welding bead portion on the back surface of the workpiece can be prevented from being oxidized with a small inert gas flow rate, laser welding can be performed efficiently without deteriorating the adhesion of the coating for the purpose of rust prevention.

以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係るレーザ溶接装置を図1に示す。
[First Embodiment]
A laser welding apparatus according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG.

図1に示すように、レーザ溶接設備として、YAGレーザのレーザ発振器1と、6軸のモータにより駆動されるロボットハンド2と、その先端に装着された光学ヘッド3と、を備えており、光学ヘッド3が光ファイバーケーブルにてレーザ発振器1と接続され、光学ヘッド3から長焦点のレーザビーム5を出射させる構造となっている。また、光学ヘッド3の内部には、レーザビーム5の出射方向を偏向する光偏向光学系4(スキャナ)が設けられており、これによりレーザビーム5が所定の溶接軌跡に沿って走査されて溶接パターンが描かれる構成になっている。

なおレーザの種類は、ここではYAGレーザを用いているが、炭酸ガスレーザであってもよい。また、アシストガスとして、ArあるいはHeなどの不活性ガス39を用いることもできる。また、基本となる溶接法として、ここではレーザビーム5を瞬時に移動することができるリモートレーザ溶接法を前提に以下説明するが、長焦点のレーザ光5Aを扱うレーザ加工装置であれば本発明の効果が得られるため、必ずしもリモートレーザ溶接法に限定されない。
As shown in FIG. 1, the laser welding equipment includes a laser oscillator 1 of a YAG laser, a robot hand 2 driven by a 6-axis motor, and an optical head 3 attached to the tip thereof. The head 3 is connected to the laser oscillator 1 by an optical fiber cable, and has a structure in which a long-focus laser beam 5 is emitted from the optical head 3. Further, an optical deflection optical system 4 (scanner) for deflecting the emitting direction of the laser beam 5 is provided inside the optical head 3, whereby the laser beam 5 is scanned along a predetermined welding locus and welded. The pattern is drawn.

The type of laser used here is a YAG laser, but it may be a carbon dioxide laser. An inert gas 39 such as Ar or He can also be used as the assist gas. As a basic welding method, a remote laser welding method capable of instantaneously moving the laser beam 5 will be described below. However, the present invention is applicable to any laser processing apparatus that handles a long-focus laser beam 5A. Therefore, the present invention is not necessarily limited to the remote laser welding method.

またレーザ溶接設備は、ワーク6としての二枚の鋼板7a、7bを隙間ができるように重ね合わせてクランプするクランプ手段8を備えている。   The laser welding equipment also includes clamping means 8 that clamps the two steel plates 7a and 7b serving as the workpieces 6 so as to form a gap.

このクランプ手段8は、図2から分かるように、下側のゲージ・ポスト9と、揺動可能な上側のクランプ部材10と、このクランプ部材10を駆動するエアシリンダ11とで構成される。上側のクランプ部材10と下側のゲージ・ポスト9は上下方向から互い向き合うように内側に彎曲し、それぞれの角部で互いに交差し、軸12で揺動自在に連結されている。すなわち、上側のクランプ部材10には下端近傍に耳部13を有し、この耳部13がゲージ・ポスト9の上段角部に軸12により枢着されている。またエアシリンダ11は、ゲージ・ポスト9の中腹に軸14により枢着され、そのエアシリンダ11のピストンロッド15の後端が、上側のクランプ部材10の後端に軸16により枢着されている。エアシリンダ11にはエアホース17および信号ケーブル18が接続されており、エアホース17を通して内部に供給されるエアにより、エアシリンダ11のピストンが操作される。   As can be seen from FIG. 2, the clamp means 8 includes a lower gauge post 9, a swingable upper clamp member 10, and an air cylinder 11 that drives the clamp member 10. The upper clamp member 10 and the lower gauge post 9 are bent inward so as to face each other in the vertical direction, intersect with each other at their respective corners, and are pivotally connected by a shaft 12. That is, the upper clamp member 10 has an ear 13 near the lower end, and the ear 13 is pivotally attached to the upper corner of the gauge post 9 by the shaft 12. The air cylinder 11 is pivotally attached to the middle of the gauge post 9 by a shaft 14, and the rear end of the piston rod 15 of the air cylinder 11 is pivotally attached to the rear end of the upper clamp member 10 by a shaft 16. . An air hose 17 and a signal cable 18 are connected to the air cylinder 11, and the piston of the air cylinder 11 is operated by air supplied to the inside through the air hose 17.

かかる構造により、エアシリンダ11を作動させると、ピストンロッド15が押し出されて、上側のクランプ部材10が軸16の周りに回動し、そのクランプ部材10の先端が下がって、下側のゲージ・ポスト9との間でワーク6を挟持する。   With this structure, when the air cylinder 11 is operated, the piston rod 15 is pushed out, the upper clamp member 10 is rotated around the shaft 16, the tip of the clamp member 10 is lowered, and the lower gauge / The workpiece 6 is sandwiched between the posts 9.

このようにしてクランプされたワーク6の二枚の鋼板7a、7bにレーザビーム5が照射されてレーザ溶接がなされる。このレーザ溶接の一つ一つは、溶接開始点から溶接終了点に至るループ状でかつ溶接開始点と溶接終了点とが重ならない溶接軌跡に沿ってなされる。ループ状でかつ溶接開始点と溶接終了点とが重ならない溶接軌跡の例は、C字状、S字状、丸型などの溶接軌跡であり、これによりC型、S型、丸型などの溶接ビードが形成される。溶接開始点と溶接終了点とを重ねないのは、重ねると溶融して孔が開く場合があるからである。そして、このような溶接ビードを形成するに際し、溶接軌跡のC字状などのパターンの溶接面内での向きを、当該溶接軌跡の溶接開始点が鋼板7a、7b間の隙間の小さい方から始まるように設定する。このように設定すると、溶接軌跡の溶接開始点を鋼板7a、7b間の隙間の大きい方から始まるように設定した場合に比べ、より隙間の広い鋼板7a、7b間の溶接ができるようになるからである。   Laser welding is performed by irradiating the two steel plates 7a and 7b of the workpiece 6 thus clamped with the laser beam 5. Each laser welding is performed in a loop shape from a welding start point to a welding end point, and along a welding locus in which the welding start point and the welding end point do not overlap. Examples of welding trajectories that are loop-shaped and in which the welding start point and the welding end point do not overlap are welding trajectories such as a C shape, an S shape, and a round shape. A weld bead is formed. The reason why the welding start point and the welding end point are not overlapped is that if they overlap, they may melt and open holes. Then, when forming such a weld bead, the orientation of the pattern such as a C-shape of the welding trajectory within the welding surface starts with the welding start point of the welding trajectory starting from the smaller gap between the steel plates 7a and 7b. Set as follows. By setting in this way, welding between the steel plates 7a and 7b having a wider gap can be performed as compared to the case where the welding start point of the welding locus is set to start from the larger gap between the steel plates 7a and 7b. It is.

ところで、リモートレーザ溶接には焦点距離の長いレンズが使用され、光学ヘッド3から出射されるレーザビーム5は、例えば焦点距離が600〜1000mmと長い。このため図3に比較例として示すように、溶接部の裏側からレーザ光5Aが漏れる。レーザ光5Aが漏れた場合、治具のゲージ・ポスト9や周辺機器を照射して損傷を与える。   By the way, a lens having a long focal length is used for remote laser welding, and the laser beam 5 emitted from the optical head 3 has a long focal length of 600 to 1000 mm, for example. For this reason, as shown in FIG. 3 as a comparative example, the laser beam 5A leaks from the back side of the welded portion. When the laser beam 5A leaks, it is damaged by irradiating the gauge post 9 and peripheral devices of the jig.

この問題の解決手段としては、周辺機器などを防護用部材で被覆することも考えられるが、このようにすると、それらの周辺機器などをメンテナンスする際の操作性が悪くなる、という問題が生じる。   As a means for solving this problem, it is conceivable to cover peripheral devices with a protective member. However, in this case, there arises a problem that the operability when maintaining these peripheral devices is deteriorated.

そこで、この実施形態では、レーザビーム5の照射方向に見て、ワーク6としての二枚の鋼板7a、7bの背面側に、すなわち溶接部位の裏側に、漏れたレーザ光5Aを遮断するための遮光板20を設ける。このように遮光板20を設けることにより、溶接部位の裏側から漏れたレーザ光5Aが、治具のゲージ・ポスト9や周辺機器に照射されなくなり、それらが損傷される不都合を回避することができる。   Therefore, in this embodiment, the laser beam 5A leaked on the back side of the two steel plates 7a and 7b as the workpiece 6, that is, on the back side of the welded portion, as viewed in the irradiation direction of the laser beam 5. A light shielding plate 20 is provided. By providing the light shielding plate 20 in this manner, the laser beam 5A leaking from the back side of the welded portion is not irradiated to the gauge post 9 and peripheral devices of the jig, and the inconvenience of damaging them can be avoided. .

この遮光板20は、ワーク6の裏面より離間して設けられる。これは、レーザ光5Aの焦点より離間させて、遮光板20の入熱密度を低減させるためである。   The light shielding plate 20 is provided apart from the back surface of the workpiece 6. This is because the heat input density of the light shielding plate 20 is reduced by being separated from the focal point of the laser beam 5A.

[遮光板20の形態]
図4〜図7に、本発明の遮光板20の形態を示す。
[Shape of light shielding plate 20]
The form of the light-shielding plate 20 of this invention is shown in FIGS.

図4は、平坦な表面21を持つ遮光板20の例を示す。遮光板20の遮光面には、レーザ光5Aの熱の吸収効率が少なくとも鉄よりも低い金属材料を用いる。例えば銅(レーザ波長1.06μm、常温で吸収効率0.05)やアルミニウム(レーザ波長1.06μm、常温で吸収効率0.06)等を用いる。このようにすると、遮光板20に照射されたレーザ光5Aを吸収し難くなるため、遮光板20のレーザ光5Aからの損傷が受け難くなり、遮光板20の寿命を延ばすことができる。   FIG. 4 shows an example of the light shielding plate 20 having a flat surface 21. For the light shielding surface of the light shielding plate 20, a metal material having a heat absorption efficiency of the laser beam 5 </ b> A lower than that of iron is used. For example, copper (laser wavelength 1.06 μm, absorption efficiency 0.05 at room temperature), aluminum (laser wavelength 1.06 μm, absorption efficiency 0.06 at room temperature), or the like is used. In this way, it becomes difficult to absorb the laser light 5A irradiated to the light shielding plate 20, so that the light shielding plate 20 is hardly damaged from the laser light 5A, and the life of the light shielding plate 20 can be extended.

遮光板20の表面は、凸面状または凹面状に彎曲させることにより、光の発散領域を大きくすることができる。   The light divergence region can be enlarged by bending the surface of the light shielding plate 20 into a convex shape or a concave shape.

図5は凸面状の表面22を有する遮光板20の形態を示す。凸面状の表面22は、ここでは凸球面状に形成されている。このようにすると、平坦な表面21を持つ図4の遮光板20に比べ光の発散領域が大きくなるため、遮光板20に照射されたパワー密度の高いレーザ光5Aを効率よく発散させることができ、治具がダメージを受け難いパワー密度に低下させることができる。この作用効果は、上記遮光板20の表面を凹球面状などの凹面状に彎曲させた場合にも得ることができる。   FIG. 5 shows a configuration of the light shielding plate 20 having the convex surface 22. Here, the convex surface 22 is formed in a convex spherical shape. In this way, since the light divergence region is larger than that of the light shielding plate 20 of FIG. 4 having the flat surface 21, the laser light 5A having a high power density irradiated on the light shielding plate 20 can be efficiently diverged. , The jig can be reduced to a power density that is not easily damaged. This effect can also be obtained when the surface of the light shielding plate 20 is bent into a concave shape such as a concave spherical shape.

遮光板20の表面は、上記凸面状または凹面状の表面に、更に凹凸を形成することにより、遮光板20に照射されたパワー密度の高いレーザ光5Aを乱反射させることができる。   The surface of the light shielding plate 20 can irregularly reflect the laser light 5 </ b> A having a high power density irradiated on the light shielding plate 20 by further forming irregularities on the convex or concave surface.

図6は、遮光板20の上記凸面状の表面22、正確には凸球面状の表面に、曲率半径の小さい凸球面状の多数の突起23を設けることにより、凹凸を付した例を示したものである。このような多数の突起23を設けると、遮光板20に照射されたパワー密度の高いレーザ光5Aを、より効率良く発散させることができる。   FIG. 6 shows an example in which the projection surface 22 of the light shielding plate 20, more precisely, the convex spherical surface is provided with a plurality of convex spherical projections 23 having a small radius of curvature, thereby providing irregularities. Is. When such a large number of protrusions 23 are provided, the laser light 5A having a high power density irradiated on the light shielding plate 20 can be radiated more efficiently.

図7は、遮光板20の上記凸面状の表面22に曲率半径の小さい凹球面状の多数の凹所24を設けることにより、凹凸を付した例を示したものである。このように多数の凹所24を設けた場合も、図6と同様に、効率良くレーザ光5Aを発散させることができる。   FIG. 7 shows an example in which the convex surface 22 of the light shielding plate 20 is provided with irregularities by providing a plurality of concave spherical concave portions 24 having a small curvature radius. Even when a large number of recesses 24 are provided in this way, the laser beam 5A can be efficiently diffused as in FIG.

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態を図8に示す。これは遮光板20の表面を鏡面に仕上げ、且つ遮光板20を傾けて、入射光を矢印で示すように、反射光25として影響のない方向に反射させるようにした例である。影響のない方向に反射させるとは、例えば治具の構成物のない方向に入射光を反射させることである。かかる構成によれば、溶接点の裏側から漏れたレーザ光5Aが治具や治具の構成物に照射されるのを避けることができる。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. This is an example in which the surface of the light shielding plate 20 is finished to be a mirror surface, and the light shielding plate 20 is tilted so that incident light is reflected in a direction having no influence as reflected light 25 as indicated by an arrow. Reflecting in a direction having no influence is, for example, reflecting incident light in a direction in which there is no jig component. According to such a configuration, it is possible to avoid the laser beam 5A leaking from the back side of the welding point from being irradiated to the jig or the component of the jig.

[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態を図9に示す。これは、鏡面に仕上げた遮光板20の表面で反射された光を受光し吸収する水冷式のレーザ光吸収器26を配設した例である。このレーザ光吸収器26は、内部に設けた冷却パイプ27を通過する冷却水により、強制的に熱が排出される構造となっている。従って、複数箇所の溶接部位に各々設けた遮光板20の入射角と反射角を調整して、各々の遮光板20から反射された光(反射光25)を、このレーザ光吸収器26に集めることにより、溶接点の裏側から漏れたレーザ光5Aを、より効率的に、無害なレベルまで低下させることができる。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. This is an example in which a water-cooled laser light absorber 26 that receives and absorbs light reflected by the surface of the light-shielding plate 20 having a mirror finish is disposed. The laser light absorber 26 has a structure in which heat is forcibly discharged by cooling water passing through a cooling pipe 27 provided inside. Therefore, the incident angle and the reflection angle of the light shielding plate 20 provided at each of the plurality of welding sites are adjusted, and the light reflected from each light shielding plate 20 (reflected light 25) is collected in the laser light absorber 26. Thus, the laser beam 5A leaking from the back side of the welding point can be more efficiently reduced to a harmless level.

[第4の実施形態]
図10に、異常検知手段により自動的に安全管理を行う本発明の第4の実施形態を示す。
[Fourth Embodiment]
FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention in which safety management is automatically performed by the abnormality detection means.

この実施形態では、治具31に保持されたワーク6の複数箇所をレーザ溶接する例を示している。この複数箇所の溶接部位の背後に、各々鏡面仕上げの遮光板20が設けられる。この各遮光板20の入射角と反射角を適切に調整することにより、それらの遮光板20で反射された光を、共通の一つのレーザ光吸収器26に集める。また、異常検知手段の一構成要素として、温度センサやフォトダイオードなどの検知器をレーザ光吸収器26に配設し、レーザ光吸収器26で受光する光の強度を測定する。この測定値を、ケーブル28を通して制御盤29内の制御装置30に導く。この制御装置30には、異常検知手段の一構成要素であり、ハード的にまたはソフト的に異常判断手段を構築しておく。そして、この異常判断手段において、レーザ光吸収器26で受光する光の強度が所定値より高い場合には、異常と判断して、異常信号を出力し、生産ラインを停止させる。   In this embodiment, the example which laser-welds the several location of the workpiece | work 6 hold | maintained at the jig | tool 31 is shown. A mirror-finished light shielding plate 20 is provided behind each of the plurality of welded portions. By appropriately adjusting the incident angle and the reflection angle of each light shielding plate 20, the light reflected by the light shielding plates 20 is collected in one common laser light absorber 26. In addition, a detector such as a temperature sensor or a photodiode is disposed in the laser light absorber 26 as one component of the abnormality detection means, and the intensity of light received by the laser light absorber 26 is measured. This measured value is guided to the control device 30 in the control panel 29 through the cable 28. The control device 30 is a component of the abnormality detection means, and an abnormality determination means is constructed in hardware or software. When the intensity of the light received by the laser light absorber 26 is higher than a predetermined value in this abnormality determination means, it is determined that there is an abnormality, an abnormality signal is output, and the production line is stopped.

かかる異常検知手段を設けることにより、溶接品質または設備の異常状態をいち早く察知し、異常状態を迅速に回避することができる。   By providing such an abnormality detection means, it is possible to quickly detect an abnormal state of welding quality or equipment, and to quickly avoid the abnormal state.

[第5の実施形態]
図11に、溶接部位の裏面をシールドガスで覆うようにした本発明の第5の実施形態を示す。この実施形態においても、ワーク6の溶接部位の裏側に、漏れたレーザ光5Aを遮断する為の遮光板20が、ワーク6の裏面より離間して設けられている。32はレーザビーム5に対し固定側のストールであり、上端に位置決め用のゲージ・ポスト9が設けられている。33は割出し位置決め用の検知センサであり、この検知センサ33からは信号ケーブル34が引き出され、ストール32の内側を引き回されている。
[Fifth Embodiment]
FIG. 11 shows a fifth embodiment of the present invention in which the back surface of the welded part is covered with a shielding gas. Also in this embodiment, a light shielding plate 20 for blocking the leaked laser beam 5 </ b> A is provided on the back side of the welded portion of the work 6 so as to be separated from the back surface of the work 6. Reference numeral 32 denotes a stall on the fixed side with respect to the laser beam 5, and a gauge post 9 for positioning is provided at the upper end. Reference numeral 33 denotes a detection sensor for indexing positioning. A signal cable 34 is drawn from the detection sensor 33 and is routed inside the stall 32.

上述したように、遮光板20は、溶接部位の裏側から漏れたレーザ光5A、つまり裏抜けしたレーザ光5Aを遮光する働きをするが、その際に発熱を伴う。従って、この遮光板20に発生する熱を除去することが好ましい。また、上記溶接部位の裏面および表面に形成される溶接ビードは、表面に酸化皮膜ができないようにして、良好な形状とすることが好ましい。   As described above, the light shielding plate 20 functions to shield the laser beam 5A leaked from the back side of the welded portion, that is, the laser beam 5A that has penetrated, and heat is generated at that time. Therefore, it is preferable to remove the heat generated in the light shielding plate 20. Moreover, it is preferable that the welding bead formed in the back surface and the surface of the said welding site | part is made into a favorable shape so that an oxide film may not be formed on the surface.

この手段として、ノズルから直接溶接部位の裏面にシールドガスを吹き付けて、バックシールドすることが考えられる。しかし、このバックシールド方法では、シールドガスがノズル周辺の空気を巻き込みながら溶接部に到達するため、溶接部位の裏面をシールドガスで覆いきることが難しい。つまり、シールドガスが周囲の空気を巻き込むので、シールド効果が失われる。   As this means, it is conceivable to perform a back shield by spraying a shield gas directly from the nozzle to the back surface of the welding site. However, in this back shield method, since the shield gas reaches the welded part while entraining the air around the nozzle, it is difficult to cover the back surface of the welded part with the shield gas. That is, since the shielding gas entrains the surrounding air, the shielding effect is lost.

そこで、この第5の実施形態では、図11に示すように、上記遮光板20にワーク6に向かう側壁35を設け、この側壁35と上記遮光板20とにより、ワーク6の加工部位の裏面を囲む形状と大きさのシールドガス供給室36を形成する。   Therefore, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 11, the light shielding plate 20 is provided with a side wall 35 toward the workpiece 6, and the side wall 35 and the light shielding plate 20 provide a back surface of the processing portion of the workpiece 6. A shield gas supply chamber 36 having a shape and a size surrounding is formed.

上記側壁35は、この実施形態の場合、レーザ光5Aの熱の吸収効率が鉄よりも低い銅やアルミニウム等の金属材料を用いて、図12(a)に示すように、遮光板20に一体的に形成した円形の環状部材35aから成る。この環状部材35aの径は、環状部材35aを上方から見たとき、溶接部位をカバーする大きさ、すなわち当該環状部材35aの円内に、レーザビーム5が描くC字状などのパターンの溶接軌跡37が入る大きさに設定される。そして、ワーク6における一の溶接部位の溶接が行われると、次の溶接部位の溶接のため、ワーク6または光学ヘッド3の光偏向光学系4が相対的に移動され、レーザ照射予定位置にセットされる。その際、クランプ手段8側を移動させる方式の場合は、遮光板20および側壁35もクランプ手段8と一緒に移動される。   In this embodiment, the side wall 35 is integrated with the light shielding plate 20 as shown in FIG. 12A by using a metal material such as copper or aluminum whose heat absorption efficiency of the laser beam 5A is lower than that of iron. It consists of the circular member 35a formed circularly. The diameter of the annular member 35a is large enough to cover the welding site when the annular member 35a is viewed from above, that is, a welding locus of a pattern such as a C-shape drawn by the laser beam 5 in the circle of the annular member 35a. 37 is set to a size. Then, when welding of one welding site in the work 6 is performed, the work 6 or the optical deflection optical system 4 of the optical head 3 is relatively moved to set the laser irradiation scheduled position for welding of the next welding site. Is done. At this time, in the case of a method of moving the clamping means 8 side, the light shielding plate 20 and the side wall 35 are also moved together with the clamping means 8.

なお、図12(a)は、環状部材35aの円内にC字状の溶接軌跡37が一つ入る形態の場合を示しているが、溶接軌跡37の形状や数はこれに限定されるものではない。すなわち、溶接軌跡37のC字状などのパターンは、環状部材35aの円内に単体として存在してもよいし、複数個存在してもよい。   FIG. 12A shows a case where one C-shaped welding locus 37 is placed in the circle of the annular member 35a, but the shape and number of the welding locus 37 are limited to this. is not. That is, a pattern such as a C-shape of the welding locus 37 may exist as a single unit or a plurality of patterns in the circle of the annular member 35a.

上記シールドガス供給室36の側壁35を形成する環状部材35aには、内部と連通する接続口にシールドガス管38が設けられ、配管を通して、アルゴン、ヘリウム、窒素などの不活性ガス39の図示してないガス供給源に接続されている。シールドガス管38よりシールドガス供給室36内に導入された不活性ガス39は、図12(b)に示すように、遮光板20、側壁35、およびワーク裏面で囲まれて離散が防止される。このため、ワーク6の溶接部位に対応する裏面が不活性ガス39から成るシールドガスで十分に覆われる。   The annular member 35a forming the side wall 35 of the shield gas supply chamber 36 is provided with a shield gas pipe 38 at a connection port communicating with the inside, and an inert gas 39 such as argon, helium or nitrogen is shown through the pipe. Not connected to a gas source. As shown in FIG. 12B, the inert gas 39 introduced from the shield gas pipe 38 into the shield gas supply chamber 36 is surrounded by the light shielding plate 20, the side wall 35, and the back surface of the workpiece, thereby preventing discontinuity. . For this reason, the back surface corresponding to the welded part of the workpiece 6 is sufficiently covered with the shielding gas composed of the inert gas 39.

よって、ノズルから直接に溶接部位の裏面にシールドガスを吹き付ける場合に比べ、溶接部位の裏面に対するシールドガスの十分なシールド効果が得られる。すなわち、シールドガスの雰囲気の濃度のムラがなくなるため、ビード裏表面に酸化皮膜が付き難くなり、溶接品質が向上する。また、シールドガスの流量を低減することができるという効果が得られる。さらにスパッタをシールドガス供給室36に受けて、溶接部位の裏側から周囲への拡散を防止することができるという効果が得られる。   Therefore, a sufficient shielding effect of the shielding gas with respect to the back surface of the welded part can be obtained as compared with the case where the shield gas is blown directly onto the back surface of the welded part from the nozzle. That is, since there is no uneven concentration of the shielding gas atmosphere, it is difficult for an oxide film to adhere to the back surface of the bead, and the welding quality is improved. Moreover, the effect that the flow volume of shielding gas can be reduced is acquired. Furthermore, the effect that sputtering can be received in the shield gas supply chamber 36 to prevent diffusion from the back side of the welded part to the surroundings can be obtained.

また、シールドガス供給室36は遮光板20を利用して設置しているため、シールドガス供給室36の底面を専用の部材で形成する必要が無い。また、ワーク6の裏面が、上記シールドガス供給室36の上面を形成する要素として働く点も、シールドガスによるシールド効果を高める上で有利となる。   Further, since the shield gas supply chamber 36 is installed using the light shielding plate 20, it is not necessary to form the bottom surface of the shield gas supply chamber 36 with a dedicated member. In addition, the fact that the back surface of the work 6 functions as an element forming the upper surface of the shield gas supply chamber 36 is also advantageous in enhancing the shielding effect by the shield gas.

上記において、シールドガス供給室36における側壁35とワーク6の裏面との間には、少なからず隙間dが存在する。このためシールドガス管38からシールドガス供給室36内に導入された不活性ガス39は、シールドガス供給室36内を充満してワーク6の溶接部位の裏面を覆った後、ワーク6の裏面との間の隙間dから、外部へ流出する。よって遮光板20上に不活性ガス39が流れることから、遮光板20の熱が除去され、遮光板20が冷却される。   In the above description, there is at least a gap d between the side wall 35 in the shield gas supply chamber 36 and the back surface of the workpiece 6. For this reason, the inert gas 39 introduced into the shield gas supply chamber 36 from the shield gas pipe 38 fills the shield gas supply chamber 36 and covers the back surface of the welded portion of the work 6, and then the back surface of the work 6. Flows out from the gap d between the two. Therefore, since the inert gas 39 flows on the light shielding plate 20, the heat of the light shielding plate 20 is removed, and the light shielding plate 20 is cooled.

図13は、上記シールドガス供給室36の側壁35をワーク6の裏面より隙間Dだけ積極的に離間させた形態を示している。このように、ワーク6の裏面との間に、隙間Dを形成することで、側壁35をレーザ光5Aの焦点から遠ざけることができる。また、溶接ワークとの間の隙間Dからシールドガスを逃がすことができるので、遮光板20を冷却する効果が得られる。   FIG. 13 shows a form in which the side wall 35 of the shield gas supply chamber 36 is positively separated from the back surface of the work 6 by a gap D. In this way, by forming the gap D between the back surface of the workpiece 6, the side wall 35 can be moved away from the focal point of the laser beam 5 </ b> A. Moreover, since shield gas can be escaped from the clearance gap D between welding workpieces, the effect of cooling the light shielding plate 20 can be obtained.

上記ワーク6の裏面と側壁35間の隙間Dは、具体的には3mm〜10mmであり、開口部の単位面積当たり、つまり1mm平方当たり、毎分5リットルから15リットルの割合でシールドガスが漏洩する大きさに設定される。従って、ワーク6の裏面との隙間Dから、毎分5リットルから15リットルのシールドガスを漏らしながら溶接を行うことになる。   The gap D between the back surface and the side wall 35 of the workpiece 6 is specifically 3 mm to 10 mm, and the shielding gas leaks at a rate of 5 to 15 liters per minute per unit area of the opening, that is, 1 mm square. It is set to the size to be. Therefore, welding is performed while leaking 5 to 15 liters of shielding gas per minute from the gap D with the back surface of the workpiece 6.

上記漏洩するシールドガスの流量を毎分5〜15リットルとしたのは、シールドガスの流量が毎分5リットル未満であると、溶接部位のガス圧が不足して酸化皮膜が生じてしまうからであり、毎分15リットルを超えると溶接部位の表面が乱れてスパッタの発生が顕著になるからである。よって、上記範囲にシールドガスの漏洩量を設定することにより、溶接部位に安定した濃度の雰囲気を供給することができ、安定した品質を確保することができる。また、雰囲気の圧力により、シールドガスが溶接部位を突き抜けることを防ぐことができる。   The reason why the leaking shielding gas flow rate is set to 5 to 15 liters per minute is that if the shielding gas flow rate is less than 5 liters per minute, the gas pressure at the welded portion is insufficient and an oxide film is formed. This is because if the surface area exceeds 15 liters per minute, the surface of the welded part is disturbed and the occurrence of spatter becomes significant. Therefore, by setting the leakage amount of the shielding gas within the above range, an atmosphere having a stable concentration can be supplied to the welded portion, and stable quality can be ensured. In addition, the shielding gas can be prevented from penetrating through the welding site due to atmospheric pressure.

[第6の実施形態]
図14に、第6の実施形態を示す。これはシールドガス供給室36の底面の遮光板20を傾斜面20aとして形成し、側壁35の最下部にスパッタ40を落下させる開口41を設けた例である。開口41はスリットや穴などの任意の形で設けることができる。図14ではスリットにより開口41を形成した例を示している。
[Sixth Embodiment]
FIG. 14 shows a sixth embodiment. This is an example in which the light shielding plate 20 on the bottom surface of the shield gas supply chamber 36 is formed as an inclined surface 20 a and an opening 41 for dropping the sputter 40 is provided at the lowermost portion of the side wall 35. The opening 41 can be provided in any shape such as a slit or a hole. FIG. 14 shows an example in which the opening 41 is formed by a slit.

この形態によれば、スパッタ40をシールドガス供給室36に受けて周囲への拡散を防止することができるだけでなく、スパッタ40が傾斜面20a上を滑り降り、下部の開口41からシールドガス覆いの外部へ落下するため、シールドガス供給室36の内部にスパッタ40が堆積するのを防ぐことができる。   According to this embodiment, not only can the spatter 40 be received by the shield gas supply chamber 36 to prevent diffusion to the surroundings, but the sputter 40 slides down on the inclined surface 20a and the outside of the shield gas cover is opened from the lower opening 41. Therefore, it is possible to prevent the sputter 40 from being deposited inside the shield gas supply chamber 36.

図15に変形例を示す。これはシールドガス供給室36の底面の遮光板20を、図中に底面部20bとして示すように、先細の載頭円錐形に形成し、その最下部にスパッタ40を落下させる開口42を設けた例である。図15(a)の例では、上記底面部20bの上端が、同じく先細の載頭円錐形に形成した側壁部35bと同じ傾斜で連続しており、全体として、同一角度の連続した傾斜面43が形成されている。しかし、上記底面部20bと側壁部35bとは同じ傾斜角で連続している必要はなく、図15(b)に示すように、傾斜した底面部20bを傾斜していない上記側壁35(環状部材35a)に連続させた形態とすることもできる。   FIG. 15 shows a modification. In this case, the light shielding plate 20 on the bottom surface of the shield gas supply chamber 36 is formed in a tapered cone shape as shown as a bottom surface portion 20b in the drawing, and an opening 42 for dropping the sputter 40 is provided at the lowermost portion. It is an example. In the example of FIG. 15A, the upper end of the bottom surface portion 20b is continuous with the same inclination as the side wall portion 35b formed in the same tapered cone shape, and as a whole, a continuous inclined surface 43 having the same angle. Is formed. However, the bottom surface portion 20b and the side wall portion 35b do not need to be continuous at the same inclination angle. As shown in FIG. 15B, the inclined side surface portion 20b is not inclined. It is also possible to adopt a form continued to 35a).

[第7の実施形態]
図16に第7の実施形態を示す。これは上記シールドガス供給室36の側壁35の接続口35b35cに、シールドガス供給室36に連通するシールドガス管38を、着脱自在に取り付けた構成のものである。着脱自在に取り付ける方法として、ここでは側壁35の環状部材35aに設けられた接続口35b35cにネジ部を形成する一方、シールドガス管38の先端部にネジ部44を設け、このシールドガス管38のネジ部44を上記接続口のネジ部44に螺入させることで、側壁35にシールドガス管38をねじ込み式に取り付けている。
[Seventh Embodiment]
FIG. 16 shows a seventh embodiment. In this configuration, a shield gas pipe 38 communicating with the shield gas supply chamber 36 is detachably attached to the connection port 35 b 35 c of the side wall 35 of the shield gas supply chamber 36. As a method of detachably attaching, here, a screw part is formed in the connection port 35b35c provided in the annular member 35a of the side wall 35, while a screw part 44 is provided at the tip of the shield gas pipe 38. The shield gas pipe 38 is screwed onto the side wall 35 by screwing the screw portion 44 into the screw portion 44 of the connection port.

このようにシールドガス管38を着脱自在に構成することで、遮光板20や側壁35の清掃時や破損時における取り替え時間を短縮することができる。   By configuring the shield gas pipe 38 so as to be detachable as described above, the replacement time when the light shielding plate 20 or the side wall 35 is cleaned or damaged can be shortened.

上記実施形態では、レーザ溶接の場合を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、レーザ光5Aによる溶接、孔開けまたは切断と言ったレーザ加工一般に適用することができる。   In the above embodiment, the case of laser welding has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to general laser processing such as welding, drilling, or cutting with a laser beam 5A. .

[第8の実施形態]
上記第5の実施形態(図11〜図13)では、シールドガス供給室36の内部に不活性ガス39を供給して、不活性ガス39によりワーク6の加工部位の裏面を覆うが、不活性ガス39の圧力が高まると溶接ビードに穴(ポロシティ)が発生する虞がある。この問題は、シールドガス供給室36を形作っている遮光板20および側壁35からなる上部が解放された筒状の容器45(以下、単に容器状ノズル45と称する)の完全な密閉を行わないこと、すなわちワーク6の加工部位の裏面と容器状ノズル45の側壁35の頂部との間に若干の隙間D(図13参照)を設けることで解消される。
[Eighth Embodiment]
In the fifth embodiment (FIGS. 11 to 13), the inert gas 39 is supplied into the shield gas supply chamber 36, and the back surface of the processed portion of the workpiece 6 is covered with the inert gas 39. When the pressure of the gas 39 is increased, there is a possibility that a hole (porosity) is generated in the weld bead. This problem is that a cylindrical container 45 (hereinafter simply referred to as a container-like nozzle 45) having an open upper portion composed of the light shielding plate 20 and the side wall 35 forming the shield gas supply chamber 36 is not completely sealed. In other words, this is solved by providing a slight gap D (see FIG. 13) between the back surface of the processed portion of the workpiece 6 and the top of the side wall 35 of the container-like nozzle 45.

しかし、新たな問題として、このような隙間Dを設けた場合、当該隙間Dから酸素が流入するのを阻止する必要がある。このため、隙間Dから不活性ガス39を絶えず噴き出させていなければならず、ガスのコストが過剰にかかってしまう。   However, as a new problem, when such a gap D is provided, it is necessary to prevent oxygen from flowing from the gap D. For this reason, the inert gas 39 must be continuously ejected from the gap D, and the gas cost is excessively increased.

以下に述べる第8の実施形態(図17〜図21)、および第9の実施形態(図23〜図25)は、上記の問題を解決し、不活性ガス39の流量を低減してコストを低減させる手段を提供するものである。   The eighth embodiment (FIGS. 17 to 21) and the ninth embodiment (FIGS. 23 to 25) to be described below solve the above-described problem, reduce the flow rate of the inert gas 39, and reduce the cost. It provides means for reducing.

このうち第8の実施形態は、必要最小限の期間だけ、容器状ノズル45をワーク6との間で密閉状態に置き、この密閉状態の間に、容器状ノズル45内へ不活性ガス39を流入させて、溶接部の裏面を不活性ガス雰囲気で覆いつつ溶接を実施するものである。   Among these, in the eighth embodiment, the container-like nozzle 45 is placed in a sealed state with the work 6 for a necessary minimum period, and the inert gas 39 is introduced into the container-like nozzle 45 during this sealed state. It is made to flow in and welding is carried out while covering the back surface of the welded portion with an inert gas atmosphere.

この実施形態の場合、可能な限り容器状ノズル45をワーク6に対して密閉状態にしておくことが望まれる。しかし、実際には、ワーク6と容器状ノズル45間の距離を、全ての溶接部において一定に制御することが難しく、このため、外乱によって容器状ノズル45との間にズレが生じてしまった場合、溶接品質を保つことが難しい、という問題が明らかとなった。   In the case of this embodiment, it is desirable to keep the container-like nozzle 45 sealed with respect to the work 6 as much as possible. However, in actuality, it is difficult to control the distance between the workpiece 6 and the container-like nozzle 45 to be constant in all the welds. For this reason, a deviation has occurred between the container-like nozzle 45 due to disturbance. In this case, it became clear that it was difficult to maintain the welding quality.

そこで、第8の実施形態では、図17に示すように、シールドガス供給室36を形成する容器状ノズル45の解放端部、つまり側壁35の頂部に、密着機構46を設けて、鋼板7a、7bからなるワーク6の裏面に対して密着し得る構造にする。そして、必要最小限の期間だけ、上記容器状ノズル45をワーク6との間で密閉状態に置き、この密閉状態の容器状ノズル45内へ不活性ガス39を流入させるようにする。   Therefore, in the eighth embodiment, as shown in FIG. 17, a close contact mechanism 46 is provided at the open end of the container-like nozzle 45 forming the shield gas supply chamber 36, that is, the top of the side wall 35, and the steel plate 7a, The structure is such that it can be in close contact with the back surface of the workpiece 6 made of 7b. Then, the container-like nozzle 45 is placed in a sealed state with the work 6 for a necessary minimum period, and the inert gas 39 is caused to flow into the sealed container-like nozzle 45.

図18は、容器状ノズル45の拡大断面図である。容器状ノズル45の頂部(側壁35の頂部)に設けられる密着機構46は、鋼板7a、7bからなるワーク6の裏面に対して容器状ノズル45を隙間無く密着させるための、弾性率の高い材質、例えばゴムからなる弾性体47と、この弾性体47を支持する形で側壁35の頂部との間に設けられ、弾性体47を常時軸方向外側に弾性的に付勢する、例えばバネからなる付勢部材48と、から構成される。   FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of the container-like nozzle 45. A contact mechanism 46 provided at the top of the container-like nozzle 45 (the top of the side wall 35) is a material having a high elastic modulus for closely attaching the container-like nozzle 45 to the back surface of the work 6 made of the steel plates 7a, 7b. An elastic body 47 made of rubber, for example, is provided between the top of the side wall 35 so as to support the elastic body 47 and elastically urges the elastic body 47 outward in the axial direction at all times. And an urging member 48.

弾性体47は、側壁35の頂部より上側に位置する密着用部分47aと、側壁35の頂部から外周囲にかけて垂れ下がるスカート部分47bとを有する。密着用部分47aは側壁35の頂部の領域および側壁35の頂部から半径方向外側の領域にかけて延在しており、またスカート部分47bはこの密着用部分47aから断面逆L字状に垂下する形で設けられている。   The elastic body 47 includes a close contact portion 47 a located above the top of the side wall 35 and a skirt portion 47 b that hangs down from the top of the side wall 35 to the outer periphery. The contact portion 47a extends from the top region of the side wall 35 and from the top portion of the side wall 35 to the radially outer region, and the skirt portion 47b hangs from the contact portion 47a in an inverted L-shaped cross section. Is provided.

上記弾性体47のスカート部分47bの長さは、非圧縮状態にある付勢部材48を側方において被った後、さらに側壁35の外周囲に達する長さで、設けられている。このため、弾性体47のスカート部分47bは、付勢部材48との関係では、付勢部材48を当該スカート部分47bの内周側に収納して、安定した状態に保持する役目をする。また弾性体47のスカート部分47bは、側壁35との関係では、側壁35の外周囲に嵌装されていることから、弾性体47の姿勢を安定化させる役目をする。さらに弾性体47のスカート部分47bは、側壁35の外周囲に摺動可能に嵌装されていることから、弾性体47が軸方向に移動する際のガイドの役目も果たす。   The length of the skirt portion 47b of the elastic body 47 is such that the skirt portion 47b of the elastic body 47 reaches the outer periphery of the side wall 35 after covering the biasing member 48 in an uncompressed state on the side. Therefore, the skirt portion 47b of the elastic body 47 serves to hold the urging member 48 on the inner peripheral side of the skirt portion 47b and keep it in a stable state in relation to the urging member 48. In addition, the skirt portion 47b of the elastic body 47 is fitted to the outer periphery of the side wall 35 in relation to the side wall 35, and thus serves to stabilize the posture of the elastic body 47. Furthermore, since the skirt portion 47b of the elastic body 47 is slidably fitted to the outer periphery of the side wall 35, it also serves as a guide when the elastic body 47 moves in the axial direction.

容器状ノズル45の側壁35の外周囲には、非圧縮状態にある付勢部材48のスカート部分47bの下端より軸方向下側に隙間gだけ離れた位置において、周方向に走る環状突起49が設けられている。   On the outer periphery of the side wall 35 of the container-like nozzle 45, there is an annular protrusion 49 that runs in the circumferential direction at a position spaced apart from the lower end of the skirt portion 47b of the biasing member 48 in the non-compressed state by a gap g on the lower side in the axial direction. Is provided.

図19(a)はワーク6を容器状ノズル45の上部に設置する直前の状態を示したもので、弾性体47は、その密着用部分47aがワーク6から離れた状態にあり、またスカート部分47bが側壁35の環状突起49から離れた状態にある。すなわち、弾性体47および付勢部材48は、共に上下がフリーな伸長状態にある。   FIG. 19A shows a state immediately before the work 6 is placed on the upper part of the container-like nozzle 45. The elastic body 47 has a contact portion 47a away from the work 6, and a skirt portion. 47b is away from the annular protrusion 49 of the side wall 35. That is, both the elastic body 47 and the biasing member 48 are in an extended state in which the top and bottom are free.

このように、弾性体47がワーク6と当接する前の非作用時においては、弾性体47のスカート部分47bが環状突起49より上側に離れている状態となっている。   As described above, when the elastic body 47 is not in operation before coming into contact with the workpiece 6, the skirt portion 47 b of the elastic body 47 is separated from the annular protrusion 49.

付勢部材48を弾性体47と比較すると、付勢部材48は弾性体47の弾性率よりも低弾性率となっており、弾性体47より柔らかく変形しやく構成されている。そして、この付勢部材48の軸方向長さを、弾性体47の密着用部分47aの厚さと同程度にして、ワーク6からの反力を効率的に吸収できるようにしてある。このため、容器状ノズル45がワーク6に押された際、付勢部材48が弾性体47よりも先に弾性的に収縮し、この付勢部材48の上部に位置する弾性体47が、容器状ノズル45の底部(遮光板20)の側に移動する。   When the urging member 48 is compared with the elastic body 47, the urging member 48 has a lower elastic modulus than the elastic body 47 and is configured to be softer and more easily deformed than the elastic body 47. The length of the urging member 48 in the axial direction is made substantially equal to the thickness of the contact portion 47a of the elastic body 47 so that the reaction force from the workpiece 6 can be efficiently absorbed. For this reason, when the container-like nozzle 45 is pushed by the workpiece 6, the biasing member 48 is elastically contracted before the elastic body 47, and the elastic body 47 positioned above the biasing member 48 is It moves to the bottom (the light shielding plate 20) side of the nozzle 45.

したがって、ワーク6と容器状ノズル45間に、容器状ノズル45自体が傾いたような相対的位置ズレが生じた場合、ワーク6に遠い側の側壁35では付勢部材48が弱く圧縮され、またワーク6に近い側の側壁35では付勢部材48が強く圧縮される関係となる。すなわち、上記位置ズレが付勢部材48の弾性的な反発作用により吸収され、弾性部材は依然として密着状態に維持される。   Therefore, when a relative positional shift occurs between the workpiece 6 and the container-like nozzle 45 such that the container-like nozzle 45 itself is inclined, the biasing member 48 is weakly compressed on the side wall 35 on the side far from the workpiece 6, and The urging member 48 is strongly compressed on the side wall 35 on the side close to the workpiece 6. That is, the positional deviation is absorbed by the elastic repulsive action of the biasing member 48, and the elastic member is still maintained in close contact.

図19(b)は容器状ノズル45の上部にワーク6を設置した直後の状態を示す。   FIG. 19B shows a state immediately after the workpiece 6 is installed on the upper part of the container-like nozzle 45.

この図19(b)では、弾性体47はワーク6に密着して下方に押されており、容器状ノズル45に対し側壁35の頂部に近づく方向に移動している。したがって、弾性体47は容器状ノズル45に対する相対的位置が縮まり、元の自由位置(図19(a))から沈み込んだ状態にある。そして、弾性体47のスカート部分47bが、容器状ノズル45の側壁35の環状突起49に当接した状態になっている。   In FIG. 19B, the elastic body 47 is pressed downward while being in close contact with the workpiece 6, and moves in a direction approaching the top of the side wall 35 with respect to the container-like nozzle 45. Therefore, the elastic body 47 is in a state where the relative position with respect to the container-like nozzle 45 is contracted and is submerged from the original free position (FIG. 19A). The skirt portion 47 b of the elastic body 47 is in contact with the annular protrusion 49 on the side wall 35 of the container-like nozzle 45.

この状態になるまでの過程として、まずワーク6が設置されてワーク6と容器状ノズル45の相対的距離が縮まる。これにより、付勢部材48が上下方向の長さが弾性的に短くなり短縮状態になる。これに伴い、弾性体47のスカート部分47bが、容器状ノズル45の側壁35の外周囲に設けられた環状突起49に近づいて当接し、環状突起49から押し上げ方向の反発力を受ける。これにより、弾性体47は上下両方向から押圧され、ワーク6と密に接触する。   As a process up to this state, the work 6 is first installed, and the relative distance between the work 6 and the container-like nozzle 45 is reduced. Thereby, the biasing member 48 is elastically shortened in the vertical direction and is in a shortened state. Accordingly, the skirt portion 47 b of the elastic body 47 approaches and comes into contact with the annular protrusion 49 provided on the outer periphery of the side wall 35 of the container-like nozzle 45, and receives a repulsive force in the push-up direction from the annular protrusion 49. As a result, the elastic body 47 is pressed from both the upper and lower directions and comes into close contact with the workpiece 6.

図20は、上記密着機構46を備えた容器状ノズル45を使用した溶接方法を示したタイムチャートである。図21は、この実施形態で使用した容器状ノズル45の外観を示したもので、内径がD1で軸方向長さがL1の底のある円筒状の容器からなり、容器の底部には不活性ガス39の供給口45aが設けられ、これにシールドガス管38が接続されている。   FIG. 20 is a time chart showing a welding method using the container-like nozzle 45 provided with the contact mechanism 46. FIG. 21 shows the appearance of the container-like nozzle 45 used in this embodiment. The container-like nozzle 45 is composed of a cylindrical container with a bottom having an inner diameter of D1 and an axial length of L1, and is inert at the bottom of the container. A supply port 45a for the gas 39 is provided, and a shield gas pipe 38 is connected thereto.

この第8の実施形態では、上記のような構造の容器状ノズル45を使用すると共に、空気よりも比重の大きいシールドガスとして、アルゴンガスを使用する。そして、この容器状ノズル45をワーク6の裏面に密着させるタイミングを、図20に示すように制御する。   In the eighth embodiment, the container-like nozzle 45 having the above structure is used, and argon gas is used as a shielding gas having a specific gravity larger than that of air. And the timing which this container-shaped nozzle 45 is closely_contact | adhered to the back surface of the workpiece | work 6 is controlled as shown in FIG.

まず、容器状ノズル45内の空気とアルゴンを置換するため、時刻t1〜t2(図20の区間a)において、アルゴンガスを、容器状ノズル45のほぼ容積分だけ、容器状ノズル45内に流入させる。アルゴンガスは空気よりも比重が大きいシールドガスであるため、容器状ノズル45内のシールドガス供給室36に滞留する。   First, in order to replace the air in the container-like nozzle 45 with argon, the argon gas flows into the container-like nozzle 45 by an amount substantially equal to the volume of the container-like nozzle 45 at times t1 to t2 (section a in FIG. 20). Let Since the argon gas is a shield gas having a specific gravity greater than that of air, the argon gas stays in the shield gas supply chamber 36 in the container-like nozzle 45.

ここで、アルゴンガスを流入させる区間aの時間長さは、容器状ノズル45の容積と単位時間当たりに流す流量によって異なる。本実施形態では、容器状ノズル45として、内径D1がφ8〜27mm、長さLが45mmの円筒形状の容器(図21)を用いるが、この容積の容器状ノズル45内を満たすためには、0.002〜0.026リットルのアルゴンガスが必要である。そこで、アルゴンガスの開放弁を開くと直ぐに容器状ノズル45へアルゴンガスが到達する設備であると仮定したとき、1リットル/minの流量で2秒間(2S)だけアルゴンガスを流入させる制御をする。   Here, the time length of the section a into which the argon gas is introduced varies depending on the volume of the container-like nozzle 45 and the flow rate per unit time. In the present embodiment, a cylindrical container (FIG. 21) having an inner diameter D1 of φ8 to 27 mm and a length L of 45 mm is used as the container-like nozzle 45. In order to fill the container-like nozzle 45 having this volume, 0.002-0.026 liters of argon gas is required. Therefore, assuming that the argon gas reaches the container nozzle 45 as soon as the argon gas release valve is opened, the argon gas is controlled to flow in for 2 seconds (2S) at a flow rate of 1 liter / min. .

次に、時刻t2〜t3(図20の区間b)において、ワーク6の鋼板7a、7bを冶具に設置し、ワーク6の鋼板7a、7bをシールドガス供給室36上に位置させる。このとき、容器状ノズル45に取付けてある弾性体47のゴムがワーク6に接触し、背後から付勢部材48によりワーク6に向けて押圧される。容器状ノズル45は、付勢部材48であるバネの反発力、及び弾性体47であるゴムの弾性力によって、鋼板7bの溶接部位の裏面に隙間無く密着する。なお、容器状ノズル45とワーク6との間の相対距離が縮まると、図19の(b)の状態に至る。   Next, at time t <b> 2 to t <b> 3 (section b in FIG. 20), the steel plates 7 a and 7 b of the workpiece 6 are placed on the jig, and the steel plates 7 a and 7 b of the workpiece 6 are positioned on the shield gas supply chamber 36. At this time, the rubber of the elastic body 47 attached to the container-like nozzle 45 comes into contact with the workpiece 6 and is pressed toward the workpiece 6 by the urging member 48 from behind. The container-like nozzle 45 is in close contact with the back surface of the welded portion of the steel plate 7b by the repulsive force of the spring that is the urging member 48 and the elastic force of the rubber that is the elastic body 47. When the relative distance between the container-like nozzle 45 and the work 6 is reduced, the state shown in FIG. 19B is reached.

次に、時刻t3〜t5(図20の区間c)において、上記の密着状態下で、容器状ノズル45内に僅かにアルゴンガスを流入させ、この状態を必要最小限の短時間だけ維持する。この区間cでは、アルゴンガスの流入が続けられているので、ワーク6の鋼板7bの溶接部位の裏面がアルゴンガスで良好にシールドされる。   Next, at time t3 to t5 (section c in FIG. 20), argon gas is slightly allowed to flow into the container-like nozzle 45 under the above-described close contact state, and this state is maintained for the minimum necessary time. In this section c, since the inflow of argon gas is continued, the back surface of the welded portion of the steel plate 7b of the work 6 is well shielded with argon gas.

このシールド状態(図20の区間c)下において、時刻t4〜t5で示す所要時間だけレーザ光5Aを出力し、レーザ溶接を行う(図20の区間d)。   Under this shield state (section c in FIG. 20), the laser beam 5A is output for the required time indicated by times t4 to t5, and laser welding is performed (section d in FIG. 20).

このようにすれば、容器状ノズル45へのアルゴンガスの供給量を抑え、僅かな流量で溶接ビード部の酸化を抑制することができる。本実施形態の具体例として、内径D1が27mmの容器状ノズル45において、2リットル/minの流量で、レーザ溶接中も含め図20の区間cとして1秒間(1S)だけ、アルゴンガスを流入させ、かつレーザ溶接時間(図20の区間d)を0.3秒として実施したところ、溶接ビード部の酸化を良好に抑制することができた。   If it does in this way, supply_amount | feed_rate of argon gas to the container-like nozzle 45 can be suppressed, and oxidation of a weld bead part can be suppressed with a slight flow rate. As a specific example of this embodiment, argon gas is allowed to flow for 1 second (1S) as a section c in FIG. 20 at a flow rate of 2 liters / min in a container-like nozzle 45 having an inner diameter D1 of 27 mm, including during laser welding. When the laser welding time (section d in FIG. 20) was set to 0.3 seconds, oxidation of the weld bead portion could be satisfactorily suppressed.

図22は、比較例として、ワーク6の鋼板7a、7bを設置後、容器状ノズル45へ連続して不活性ガス39を流しておき、その状態下でレーザ溶接を行う場合を示したものである。この図22と図21との比較から、本実施形態(図21)による溶接方法の方が、僅かな流量の流入を行うだけで済み、経済的であることが分かる。   FIG. 22 shows a case where, as a comparative example, after the steel plates 7a and 7b of the workpiece 6 are installed, the inert gas 39 is continuously flowed to the container-like nozzle 45, and laser welding is performed in that state. is there. From comparison between FIG. 22 and FIG. 21, it can be seen that the welding method according to the present embodiment (FIG. 21) requires only a small flow rate of flow and is more economical.

この第8の実施形態によれば、次のような利点が得られる。弾性体47及び付勢部材48の働きによって、容器状ノズル45はワーク6に隙間無く密着することができる。これにより、不活性ガス39の漏れを低減することが可能となる。加えて、容器状ノズル45は完全に裏面の溶接ビードを覆う形で密閉することができるため、一度ノズル内に不活性ガス39を満たしてしまえば、溶接ビードの酸化抑制を、極僅かな流量で達成することが可能である。また、極僅かな流量で酸化抑制が図られるため、容器状ノズル45内の圧力は過剰に高まらず、これを原因としたポロシティの発生を抑制することが可能である。加えて、ワーク6の鋼板7bと容器状ノズル45間の距離は、弾性体47と付勢部材48により、常に距離0mm(隙間なしの状態)として均一に保つことができる。これにより、外乱によって容器状ノズル45の設置箇所にズレが生じても、僅かな調整で溶接品質を復元することが可能となる。   According to the eighth embodiment, the following advantages can be obtained. By the action of the elastic body 47 and the biasing member 48, the container-like nozzle 45 can be in close contact with the workpiece 6 without a gap. As a result, leakage of the inert gas 39 can be reduced. In addition, since the container-like nozzle 45 can be completely sealed so as to cover the weld bead on the back surface, once the inert gas 39 is filled in the nozzle, the oxidation of the weld bead is suppressed to a very small flow rate. Can be achieved. Further, since the oxidation is suppressed with an extremely small flow rate, the pressure in the container-like nozzle 45 does not increase excessively, and the generation of porosity due to this can be suppressed. In addition, the distance between the steel plate 7b of the workpiece 6 and the container-like nozzle 45 can always be kept uniform at a distance of 0 mm (no gap) by the elastic body 47 and the urging member 48. Thereby, even if the installation location of the container-like nozzle 45 is displaced due to disturbance, the welding quality can be restored with a slight adjustment.

[第9の実施形態]
第9実施形態は、必要最小限の期間だけ、容器状ノズル45をワーク6に対して密閉状態に置き、容器状ノズル45内のガス圧が一定以上に高くならないように調整しつつ、容器状ノズル45内へシールドガスを流入させて、溶接部の裏面をシールドガス雰囲気で覆い溶接を実施するものである。
[Ninth Embodiment]
In the ninth embodiment, the container-like nozzle 45 is placed in a sealed state with respect to the work 6 for a minimum necessary period, and the gas pressure in the container-like nozzle 45 is adjusted so as not to be higher than a certain level. A shield gas is caused to flow into the nozzle 45, and the back surface of the welded portion is covered with a shield gas atmosphere to perform welding.

図23は、この実施形態で用いる容器状ノズル45の構造を示す。この容器状ノズル45が図18のものと異なる点は、側壁35に細孔51を有する円筒部材52が設けられ、この細孔51より、容器状ノズル45内に不活性ガス39が充満して、容器状ノズル45内のガス圧が予め定められた圧力域に達すると、不活性ガス39を外部へ流出させる圧力調整機構50が構成されている点である。   FIG. 23 shows the structure of the container-like nozzle 45 used in this embodiment. The container-like nozzle 45 is different from that shown in FIG. 18 in that a cylindrical member 52 having pores 51 is provided on the side wall 35, and the inert gas 39 is filled into the container-like nozzle 45 from the pores 51. When the gas pressure in the container-like nozzle 45 reaches a predetermined pressure range, a pressure adjusting mechanism 50 that causes the inert gas 39 to flow out is configured.

このように容器状ノズル45の側壁35に細孔51を設けることで、ある一定の圧力下でのみ、シールドガス供給室36内の不活性ガス39が外部に流出する圧力調整機構50を構成すると、外部からシールドガス供給室36内に空気が入り込む不都合を防止し、また、シールドガス供給室36内のガス圧力が高まらないうちにシールドガス供給室36から不活性ガス39が外部に漏れ出す不都合をなくすことができる。   By providing the pores 51 in the side wall 35 of the container-like nozzle 45 in this way, the pressure adjusting mechanism 50 that allows the inert gas 39 in the shield gas supply chamber 36 to flow out only under a certain pressure can be configured. Inconvenience of air entering the shield gas supply chamber 36 from the outside is prevented, and the inert gas 39 leaks out of the shield gas supply chamber 36 before the gas pressure in the shield gas supply chamber 36 increases. Can be eliminated.

図24は、上記圧力調整機構50を備えた容器状ノズル45を使用した溶接方法を示したタイムチャートである。図25は、この第9の実施形態で使用した容器状ノズル45の外観を示したもので、容器状ノズル45の側壁35の底部に近い所には、不活性ガス39の供給口45aが設けられ、これにシールドガス管38が接続されている。また、この供給口45aの近傍においてシールドガス管38には、逆流防止弁53が、図26に断面で示すように設けられている。容器状ノズル45の内径D1および軸方向長さL1は、図21のものと同じである。また図25には示してないが、容器状ノズル45の先端部には、弾性体47および付勢部材48からなる密着機構46が図23に示すように設けられている。なお、逆流防止弁53を設置する場所は、シールドガス管38に限定されるものではなく、供給口45aや配管の途中に設けることができる。ただし、供給口45aの近傍に設けることが好ましい。   FIG. 24 is a time chart showing a welding method using the container-like nozzle 45 provided with the pressure adjusting mechanism 50. FIG. 25 shows the appearance of the container-like nozzle 45 used in the ninth embodiment. A supply port 45a for the inert gas 39 is provided near the bottom of the side wall 35 of the container-like nozzle 45. FIG. The shield gas pipe 38 is connected to this. Further, a backflow prevention valve 53 is provided in the shield gas pipe 38 in the vicinity of the supply port 45a as shown in a cross section in FIG. The inner diameter D1 and the axial length L1 of the container-like nozzle 45 are the same as those in FIG. Although not shown in FIG. 25, a contact mechanism 46 including an elastic body 47 and a biasing member 48 is provided at the tip of the container-like nozzle 45 as shown in FIG. The place where the backflow prevention valve 53 is installed is not limited to the shield gas pipe 38, and can be provided in the middle of the supply port 45a or the piping. However, it is preferably provided in the vicinity of the supply port 45a.

第9の実施形態では、上記のような構造の容器状ノズル45を使用すると共に、不活性ガス39としてアルゴンガスを使用する。そして、この容器状ノズル45をワーク6の裏面に密着させて、図24に示すように不活性ガス39の流入を制御する。   In the ninth embodiment, the container-like nozzle 45 having the above-described structure is used, and argon gas is used as the inert gas 39. Then, the container-like nozzle 45 is brought into close contact with the back surface of the work 6 to control the inflow of the inert gas 39 as shown in FIG.

まず、図24の時刻t1〜t2(図24の区間a)において、ワーク6を冶具に設置する。このとき、容器状ノズル45の開口端部は、そこに取り付けられている弾性体47のゴムとこれをワーク6に向けて押圧する付勢部材48のバネとの働きにより、ワーク6の裏面に隙間無く密着する。   First, the workpiece 6 is set on the jig at times t1 to t2 (section a in FIG. 24) in FIG. At this time, the opening end of the container-like nozzle 45 is placed on the back surface of the work 6 by the action of the rubber of the elastic body 47 attached thereto and the spring of the biasing member 48 that presses the rubber 47 toward the work 6. Adhere closely.

次に、容器状ノズル45内をアルゴンガスで満たすため、時刻t2〜t3(図24の区間b)において、アルゴンガスを容器状ノズル45の容積分すなわちシールドガス供給室36の容積分だけ流入させる。このとき、容器状ノズル45内には空気があるため容器状ノズル45内の圧力は高まって行く。供給口45aからシールドガス管38への逆流は、逆流防止弁53の働きにより生じない。したがって、容器状ノズル内に不活性ガスを満たすことが容易になる。また、ススやスパッタ40を伴う気体がシールドガス管38側へ逆流することを防ぐことで、シールドガス管38における詰まりを抑制することができる。   Next, in order to fill the inside of the container-like nozzle 45 with argon gas, the argon gas is caused to flow in by the volume of the container-like nozzle 45, that is, the volume of the shield gas supply chamber 36 at time t2 to t3 (section b in FIG. 24). . At this time, since there is air in the container-like nozzle 45, the pressure in the container-like nozzle 45 increases. The backflow from the supply port 45 a to the shield gas pipe 38 is not generated by the function of the backflow prevention valve 53. Therefore, it becomes easy to fill the inert gas in the container nozzle. Moreover, the clogging in the shield gas pipe 38 can be suppressed by preventing the gas accompanying the soot and the sputter 40 from flowing backward to the shield gas pipe 38 side.

容器状ノズル45内の圧力が、ある一定の圧力値に達すると、圧力調整機構50として側壁35に設けた細孔51から不活性ガス39が外部へ抜ける。これによりシールドガス供給室36は不活性ガス39で満たされると共に、一定の圧力値、すなわち溶接ビードの酸化が抑制される圧力値に維持される。   When the pressure in the container-like nozzle 45 reaches a certain pressure value, the inert gas 39 escapes from the pores 51 provided in the side wall 35 as the pressure adjusting mechanism 50. Thus, the shield gas supply chamber 36 is filled with the inert gas 39 and maintained at a constant pressure value, that is, a pressure value at which oxidation of the weld bead is suppressed.

次に、時刻t3〜t5(図24の区間c)において、上記の密着状態下で、容器状ノズル45内に僅かに不活性ガス39を流入させる。この際にも、容器状ノズル45内の圧力が過剰に高まったときには、圧力調整機構50による減圧が行われ、上記一定の圧力値に維持される。この不活性ガス39を流入させる状態を必要最小限の短時間だけ保持する。区間cでは、このように不活性ガス39の流入を続けているので、ワーク6の鋼板7bの溶接部位の裏面は、不活性ガス39で良好にシールドされる。   Next, at time t3 to t5 (section c in FIG. 24), the inert gas 39 is slightly allowed to flow into the container-like nozzle 45 under the above-described close contact state. Also at this time, when the pressure in the container-like nozzle 45 is excessively increased, the pressure is reduced by the pressure adjusting mechanism 50 and is maintained at the constant pressure value. The state in which the inert gas 39 is introduced is maintained for a minimum necessary short time. In the section c, since the inflow of the inert gas 39 is continued in this way, the back surface of the welded portion of the steel plate 7b of the workpiece 6 is well shielded by the inert gas 39.

このシールド状態(図24の区間c)下において、時刻t4〜t5で示す所要時間だけレーザ光5Aを出力し、レーザ溶接を行う(図24の区間d)。   Under this shield state (section c in FIG. 24), the laser beam 5A is output for the required time indicated by times t4 to t5, and laser welding is performed (section d in FIG. 24).

このようにすれば、容器状ノズル45内の過剰な圧力によるポロシティの発生を抑え、かつ、容器状ノズル45へのアルゴンガスの供給量を抑えて、僅かな流量で溶接ビード部の酸化を抑制することができる。したがって、溶接ビード部の溶接品質の劣化を防ぐことが可能である。   In this way, generation of porosity due to excessive pressure in the container-like nozzle 45 is suppressed, and the supply amount of argon gas to the container-like nozzle 45 is suppressed, and oxidation of the weld bead portion is suppressed with a slight flow rate. can do. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the welding quality of the weld bead part.

本実施形態の具体例として、内径D1が27mmの容器状ノズル45において、圧力調整機構50の細孔51を直径0.5mmとし、2リットル/minの流量で、図24の区間bとして2秒間(2S)だけアルゴンガスを流入させて容器状ノズル45内を満たした。また、2リットル/minの流量で、レーザ溶接中も含め図24の区間cとして1秒間(1S)だけ、アルゴンガスを流入させ、圧力を0.1〜0.25MPaに維持した状態で、レーザ溶接時間(図24の区間d)を0.3秒として実施したところ、溶接ビード部の酸化を良好に抑制することができた。   As a specific example of this embodiment, in a container-like nozzle 45 having an inner diameter D1 of 27 mm, the pore 51 of the pressure adjusting mechanism 50 is 0.5 mm in diameter, and the flow rate is 2 liters / min. Argon gas was introduced only by (2S) to fill the container-like nozzle 45. In addition, at a flow rate of 2 liters / min, the laser was supplied while argon gas was introduced for 1 second (1S) as a section c in FIG. 24 including during laser welding, and the pressure was maintained at 0.1 to 0.25 MPa. When the welding time (section d in FIG. 24) was set to 0.3 seconds, oxidation of the weld bead portion could be satisfactorily suppressed.

この実施形態では圧力調整機構50として側壁35に細孔51を設けたが、圧力調整機構50は細孔による構成に限られるものではなく、たとえば圧力検査装置によって、密閉状態にある容器状ノズル内のガス圧が溶接ビード部へのポロシティの発生を招くのを抑制する機構を設けてもよい。   In this embodiment, the pores 51 are provided in the side wall 35 as the pressure adjustment mechanism 50. However, the pressure adjustment mechanism 50 is not limited to the configuration by the pores. A mechanism may be provided that suppresses the occurrence of porosity in the weld bead portion.

上述した第8の実施形態と第9の実施形態は、ともにシールドガス供給室36に不活性ガス39を流入させつつレーザ溶接を実施するものであるが、ワーク6をシールドガス供給室36上に設置する期間については不活性ガス39を流入させる必要はなく、レーザ光を出力する溶接実施期間だけ不活性ガス39を流入させれば足りる。このため、シールドガス供給室36に不活性ガス39を流入させておく期間が短くて済むことになり、不活性ガス39の流量が低減して溶接コストを低減させることができる。   In both the eighth embodiment and the ninth embodiment described above, laser welding is performed while flowing the inert gas 39 into the shield gas supply chamber 36. However, the workpiece 6 is placed on the shield gas supply chamber 36. It is not necessary for the inert gas 39 to flow in during the installation period, and it is sufficient to flow in the inert gas 39 only during the welding execution period in which laser light is output. For this reason, the period during which the inert gas 39 is allowed to flow into the shield gas supply chamber 36 can be shortened, and the flow rate of the inert gas 39 can be reduced to reduce the welding cost.

[第10の実施形態]
容器状ノズル45は上記構造のものに限定されない。図27および図28に、不活性ガス39を溶接ビードへ供給するのに効果的な容器状ノズル45の形状を挙げる。
[Tenth embodiment]
The container-like nozzle 45 is not limited to the above structure. 27 and 28 show the shape of the container-like nozzle 45 that is effective for supplying the inert gas 39 to the weld bead.

このうちの一つを図27に第10の実施形態として示す。この図27の実施形態では、シールドガス供給室36の底面の遮光板20を、図中に底面部20bとして示すように、横断面が半円状で先細の載頭円錐形に形成し、その最下部にススやスパッタ40(図15参照)を落下させる開口42を設けている。さらに、この開口42の下端には、外周囲に雄ネジ54aを切った円筒部材54が同軸的に設けられ、この円筒部材54に、内周に雌ネジ55aを切ったキャップ状の収納容器55が被せられ、着脱自在に螺着されている。なお、円筒部材54の上部には、鍔状に段差部54cが形成され、キャップ状の収納容器55を螺着させる際のストッパーとして機能する構成になっている。   One of them is shown as a tenth embodiment in FIG. In the embodiment of FIG. 27, the light shielding plate 20 on the bottom surface of the shield gas supply chamber 36 is formed in a tapered cone shape with a semicircular cross section and a tapered shape, as shown as a bottom surface portion 20b in the figure. An opening 42 for dropping soot and spatter 40 (see FIG. 15) is provided at the bottom. Further, a cylindrical member 54 having a male screw 54a cut off on the outer periphery is coaxially provided at the lower end of the opening 42, and a cap-shaped storage container 55 having a female screw 55a cut on the inner periphery thereof. And is detachably screwed. A stepped portion 54c is formed on the upper portion of the cylindrical member 54 so as to function as a stopper when the cap-shaped storage container 55 is screwed.

このようにキャップ状の収納容器55を被せた構成にすると、ススやスパッタ40などの塵埃は、図28(a)に示すように円筒部材54の中空部54bを通って、収納容器55の中にゴミ56として溜まることになる。そこで、図28(b)に示すように収納容器55を円筒部材54から取り外せば、簡単に収納容器55内のゴミ56を除去することができる。また、キャップ状の収納容器55として形成して開口42を閉鎖する構成としているので、ススとスパッタ40を簡便に除去するために容器状ノズルの底部に開口42を設けても、開口42から不活性ガスが漏れ出ることを防止することができる。   When the cap-shaped storage container 55 is thus covered, dust such as soot and spatter 40 passes through the hollow portion 54b of the cylindrical member 54 as shown in FIG. It will be collected as garbage 56. Therefore, if the storage container 55 is removed from the cylindrical member 54 as shown in FIG. 28B, the dust 56 in the storage container 55 can be easily removed. Further, since the opening 42 is closed by forming it as a cap-shaped storage container 55, even if the opening 42 is provided at the bottom of the container-like nozzle in order to easily remove the soot and the spatter 40, the opening 42 cannot be removed. It is possible to prevent the active gas from leaking out.

シールドガス供給室36の底面の遮光板20を円錐部にする効果は2つあり、第1は、ススやスパッタ40などなどの塵埃が、滑り落ち易くなり、底部のスス溜りとしての収納容器55に落ち込み易くなる効果であり、第2は、不活性ガス39が円錐の稜線部ないし斜面に沿って案内され、上部へ流れ易くなる効果である。   There are two effects of making the light shielding plate 20 on the bottom surface of the shield gas supply chamber 36 into a conical portion. First, dust such as soot and spatter 40 tends to slide down, and the storage container 55 as a soot pool at the bottom. The second effect is that the inert gas 39 is guided along the ridge or slope of the cone and easily flows upward.

[第11の実施形態]
第11の実施形態として、図29に不活性ガス39を溶接ビードへ供給するのに効果的な容器状ノズル45の形状を示す。これは、容器状ノズル45のシールドガス供給室36の上部に、多数の細い径の貫通孔58を均等にあけた上面部57を形成した例である。
[Eleventh embodiment]
As an eleventh embodiment, FIG. 29 shows the shape of a container-like nozzle 45 effective for supplying an inert gas 39 to a weld bead. This is an example in which an upper surface portion 57 having a large number of through holes 58 with a small diameter is formed in the upper portion of the shield gas supply chamber 36 of the container-like nozzle 45.

上記の多数の細い貫通孔58は、不活性ガス39の流れをワーク6の方向に向かうように整流する役目を果たす。すなわち、不活性ガス39は、この多数の細い貫通孔58を通ることによって流れが均一になり、仮に容器状ノズル45とワーク6の間に隙間が空いてしまった場合でも、単なる円筒状の容器状ノズルの場合よりも、酸化抑制効果が得られる。   The numerous thin through holes 58 serve to rectify the flow of the inert gas 39 so as to be directed toward the workpiece 6. That is, the flow of the inert gas 39 becomes uniform by passing through the numerous thin through holes 58, and even if a gap is left between the container-like nozzle 45 and the work 6, a simple cylindrical container is used. The effect of suppressing oxidation is obtained as compared with the case of the nozzle.

本発明は、レーザビームによる溶接、孔開けまたは切断と言ったレーザ加工一般に適用することができる。   The present invention can be generally applied to laser processing such as welding, drilling or cutting with a laser beam.

本発明の第1の実施形態に係るレーザ溶接装置を示した概略図である。It is the schematic which showed the laser welding apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るレーザ溶接装置を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the laser welding apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 比較例のレーザ溶接装置を示した図である。It is the figure which showed the laser welding apparatus of the comparative example. 本発明の平坦な表面を持つ遮光板の形態を示した図である。It is the figure which showed the form of the light-shielding plate with the flat surface of this invention. 発明の凸面状の表面を持つ遮光板の形態を示した図である。It is the figure which showed the form of the light-shielding plate with the convex-shaped surface of invention. 本発明の遮光板の凸面状の表面に多数の突起を設けた形態を示した図である。It is the figure which showed the form which provided many protrusion on the convex surface of the light-shielding plate of this invention. 本発明の遮光板の凸面状の表面に多数の凹所を設けた形態を示した図である。It is the figure which showed the form which provided many recesses in the convex-shaped surface of the light-shielding plate of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るレーザ溶接装置を示した概略図である。It is the schematic which showed the laser welding apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るレーザ溶接装置を示した概略図である。It is the schematic which showed the laser welding apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るレーザ溶接装置を示した概略図である。It is the schematic which showed the laser welding apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係るレーザ溶接装置を示した概略図である。It is the schematic which showed the laser welding apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 図11におけるシールドガス供給室とレーザ溶接部位の関係を示したもので、(a)はシールドガス供給室を構成する環状部材と溶接軌跡の大きさの関係を例示した図、(b)はシールドガス供給室内に導入された不活性ガスの向きを例示した図である。11A and 11B show the relationship between the shield gas supply chamber and the laser welding portion in FIG. 11, wherein FIG. 11A is a diagram illustrating the relationship between the annular member constituting the shield gas supply chamber and the size of the welding locus, and FIG. It is the figure which illustrated the direction of the inert gas introduced in the gas supply chamber. 図11におけるシールドガス供給室の側壁をワークの裏面より隙間Dだけ積極的に離間させた形態を示した図である。It is the figure which showed the form which spaced apart the side wall of the shield gas supply chamber in FIG. 11 only by the clearance gap D from the back surface of the workpiece | work. 本発明の第6の実施形態に係るレーザ溶接装置を示した概略図である。It is the schematic which showed the laser welding apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 図14の形態の変形例を示した概略図である。It is the schematic which showed the modification of the form of FIG. 本発明の第7の実施形態に係るレーザ溶接装置を示した概略図である。It is the schematic which showed the laser welding apparatus which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態に係るレーザ溶接装置の容器状ノズルとワークの関係を示した概略図である。It is the schematic which showed the relationship between the container-like nozzle of the laser welding apparatus which concerns on the 8th Embodiment of this invention, and a workpiece | work. 図17の容器状ノズルの構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the container-shaped nozzle of FIG. 図17の容器状ノズルに設けた密着機構を示したもので、(a)は容器状ノズルにワークを設置する前の状態を示した部分断面図、(b)は密着させた後の状態を示した部分断面図である。FIG. 18 shows a contact mechanism provided in the container-shaped nozzle of FIG. 17, (a) is a partial cross-sectional view showing a state before placing a work on the container-like nozzle, and (b) shows a state after the contact is made. It is the fragmentary sectional view shown. 本発明の第8の実施形態に係るレーザ溶接方法を示したタイミングチャートである。It is the timing chart which showed the laser welding method which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態で用いた容器状ノズルの形状を示した概略図である。It is the schematic which showed the shape of the container-shaped nozzle used in the 8th Embodiment of this invention. 比較例のレーザ溶接方法を示したタイミングチャートである。It is the timing chart which showed the laser welding method of the comparative example. 本発明の第9の実施形態に係るレーザ溶接装置の容器状ノズルの構造を示した概略図である。It is the schematic which showed the structure of the container-shaped nozzle of the laser welding apparatus which concerns on the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施形態に係るレーザ溶接方法を示したタイミングチャートである。It is the timing chart which showed the laser welding method which concerns on the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施形態で用いた容器状ノズルの形状を示した概略図である。It is the schematic which showed the shape of the container-shaped nozzle used in the 9th Embodiment of this invention. 容器状ノズルへのシールドガス管に逆流防止弁を取り付けた構造を示した図である。It is the figure which showed the structure which attached the backflow prevention valve to the shield gas pipe | tube to a container-like nozzle. 本発明の第10の実施形態に係るレーザ溶接装置の容器状ノズルの構造を示した概略図である。It is the schematic which showed the structure of the container-shaped nozzle of the laser welding apparatus which concerns on the 10th Embodiment of this invention. 図27の容器状ノズルの下部構造の説明に供するもので、(a)は円筒部材にキャップ状の収納容器を取り付けた状態の説明に供する図、(b)は円筒部材から取り外したキャップ状の収納容器を示した図である。FIG. 27 is a diagram for explaining the lower structure of the container-shaped nozzle of FIG. 27, (a) is a diagram for explaining a state where a cap-shaped storage container is attached to a cylindrical member, and (b) is a cap-shaped nozzle removed from the cylindrical member. It is the figure which showed the storage container. 本発明の第11の実施形態に係るレーザ溶接装置の容器状ノズルの構造を示したもので、(a)はその上面図、(b)は縦段面図である。The structure of the container-like nozzle of the laser welding apparatus which concerns on the 11th Embodiment of this invention is shown, (a) is the top view, (b) is a longitudinal stage figure.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ発振器
2 ロボットハンド
3 光学ヘッド
4 光偏向光学系
5 レーザビーム
5A レーザ光
6 ワーク
7a、7b 鋼板
8 クランプ手段
9 ゲージ・ポスト
10 クランプ部材
11 エアシリンダ
12 軸
13 耳部
14 軸
15 ピストンロッド
16 軸
17 エアホース
18 信号ケーブル
20 遮光板、
21 平坦な表面、
22 凸面状の表面、
23 突起、
24 凹所、
25 反射光、
26 レーザ光吸収器、
27 冷却パイプ、
28 ケーブル、
29 制御盤、
30 制御装置、
31 治具、
32 ストール、
33 検知センサ、
34 信号ケーブル、
35 側壁、
35a 環状部材、
35b 側壁部、
35c 接続口、
36 シールドガス供給室、
37 溶接軌跡、
38 シールドガス管、
39 不活性ガス、
40 スパッタ、
41 開口、
42 開口、
43 傾斜面、
44 ネジ部、
45 容器状ノズル、
45a 供給口、
46 密着機構、
47 弾性体、
47a 密着用部分、
47b スカート部分、
48 付勢部材、
49 環状突起、
50 圧力調整機構、
51 細孔、
52 円筒部材、
53 逆流防止弁、
54 円筒部材、
54a 雄ネジ、
55 収納容器、
55a 雌ネジ
56 ゴミ、
57 上面部、
58 貫通孔。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser oscillator 2 Robot hand 3 Optical head 4 Optical deflection optical system 5 Laser beam 5A Laser light 6 Work piece 7a, 7b Steel plate 8 Clamp means 9 Gauge post 10 Clamp member 11 Air cylinder 12 Axis 13 Ear part 14 Axis 15 Piston rod 16 Shaft 17 Air hose 18 Signal cable 20 Shading plate,
21 flat surface,
22 convex surface,
23 protrusions,
24 recess,
25 Reflected light,
26 laser light absorber,
27 Cooling pipe,
28 cables,
29 Control panel,
30 control device,
31 jig,
32 stalls,
33 detection sensor,
34 Signal cable,
35 side walls,
35a annular member,
35b side wall,
35c connection port,
36 Shield gas supply room,
37 Welding locus,
38 Shield gas pipe,
39 Inert gas,
40 spatter,
41 opening,
42 opening,
43 Inclined surface,
44 Screw part,
45 Container nozzle,
45a supply port,
46 Adhesion mechanism,
47 elastic body,
47a adhesion part,
47b Skirt part,
48 biasing member,
49 annular projection,
50 pressure adjustment mechanism,
51 pores,
52 cylindrical member,
53 Check valve,
54 cylindrical member,
54a male thread,
55 storage container,
55a Female thread 56 Garbage,
57 upper surface,
58 Through hole.

Claims (33)

ワークの加工部位に長焦点のレーザ光を照射して所定のレーザ加工を施すレーザ加工装置において、
前記ワークの加工部位の裏側に、漏れたレーザ光を遮断する為の遮光板を設け
前記遮光板の遮光面を、熱の吸収効率が少なくとも鉄よりも低い金属材料で構成したことを特徴とするレーザ加工装置。
In a laser processing apparatus that performs predetermined laser processing by irradiating a long-focus laser beam on a processing portion of a workpiece,
On the back side of the processing part of the workpiece, a light shielding plate for blocking the leaked laser light is provided ,
A laser processing apparatus, wherein the light shielding surface of the light shielding plate is made of a metal material having a heat absorption efficiency lower than that of iron .
ワークの加工部位に長焦点のレーザ光を照射して所定のレーザ加工を施すレーザ加工装置において、
前記ワークの加工部位の裏側に、漏れたレーザ光を遮断する為の遮光板を設け、
前記遮光板の表面を凸面状に形成したことを特徴とするレーザ加工装置。
In a laser processing apparatus that performs predetermined laser processing by irradiating a long-focus laser beam on a processing portion of a workpiece,
On the back side of the processing part of the workpiece, a light shielding plate for blocking the leaked laser light is provided,
The light shielding plate, wherein a, Relais chromatography The processing device that is formed in convex surfaces of the.
ワークの加工部位に長焦点のレーザ光を照射して所定のレーザ加工を施すレーザ加工装置において、
前記ワークの加工部位の裏側に、漏れたレーザ光を遮断する為の遮光板を設け、
前記遮光板の表面を凹面状に形成したことを特徴とするレーザ加工装置。
In a laser processing apparatus that performs predetermined laser processing by irradiating a long-focus laser beam on a processing portion of a workpiece,
On the back side of the processing part of the workpiece, a light shielding plate for blocking the leaked laser light is provided,
The light shielding plate, wherein a, Relais chromatography The processing apparatus that the surface is formed in a concave.
前記遮光板が前記ワークの裏面より離間していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the light shielding plate is separated from a back surface of the workpiece. 前記遮光板の表面に凹凸を形成したことを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the formation of the uneven surface of the light shielding plate. 前記凹凸を、前記遮光板の表面に形成した多数の突起により構成したことを特徴とする請求項に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 5 , wherein the unevenness is configured by a number of protrusions formed on a surface of the light shielding plate . 前記凹凸を、前記遮光板の表面に形成した多数の凹所により構成したことを特徴とする請求項に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 5 , wherein the unevenness is configured by a large number of recesses formed on a surface of the light shielding plate. 前記遮光板の表面を鏡面に仕上げ、且つ入射光を影響のない方向に反射させるように前記遮光板を傾けたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any of the surfaces of the light shielding plate mirror-finished, and claims 1, characterized in that tilting the light shielding plate so as to reflect incident light in a direction not affected 7. 前記遮光板の表面で反射された光を受光し吸収するレーザ光吸収器を設けたことを特徴とする請求項に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus of claim 8, wherein the light shielding plate digits set the laser light absorption unit for receiving and absorbing the light reflected by the surface of the. 前記レーザ光吸収器で受光する光の強度を検知し、その受光光強度が所定値より高い場合に異常と判断し、生産ラインを停止させる手段を設けたことを特徴とする請求項9に記載のレーザ加工装置。 10. The apparatus according to claim 9, further comprising means for detecting the intensity of light received by the laser light absorber, determining that an abnormality occurs when the received light intensity is higher than a predetermined value, and stopping the production line. Laser processing equipment. 前記遮光板に前記ワークに向かう側壁を設け、前記遮光板と前記側壁とにより前記ワークの加工部位の裏面を囲むシールドガス供給室を形成したことを特徴とする請求項1ないし7に記載のレーザ加工装置。 The side wall which faces the said workpiece | work was provided in the said light-shielding plate, and the shield gas supply chamber surrounding the back surface of the process site | part of the said workpiece | work was formed by the said light-shielding plate and the said side wall, The Claim 1 thru | or 7 characterized by the above-mentioned. Laser processing equipment. 前記側壁を、熱の吸収効率が少なくとも鉄よりも低い金属材料で構成したことを特徴とする請求項11に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 11 , wherein the side wall is made of a metal material having a heat absorption efficiency lower than that of iron . 前記側壁を前記ワークの裏面より離間させて、前記側壁と前記ワークの裏面との間にシールドガスを漏洩させる隙間を形成したことを特徴とする請求項11または12に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 11 , wherein the side wall is separated from the back surface of the workpiece, and a gap for leaking a shielding gas is formed between the side wall and the back surface of the workpiece. 前記隙間の大きさを、単位面積当たり毎分5リットルから15リットルの割合でシールドガスが漏洩する大きさとしたことを特徴とする請求項13に記載のレーザ加工装置。 14. The laser processing apparatus according to claim 13 , wherein the size of the gap is such that the shielding gas leaks at a rate of 5 to 15 liters per minute per unit area . 前記シールドガス供給室の底面の遮光板を傾斜面として形成し、前記側壁の最下部にスパッタを落下させる開口を設けたことを特徴とする請求項11ないし14のいずれかに記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 11 , wherein a light shielding plate on a bottom surface of the shield gas supply chamber is formed as an inclined surface, and an opening for dropping spatter is provided at a lowermost portion of the side wall. . 前記シールドガス供給室の底面の遮光板を先細の円錐形に形成し、その最下部にスパッタを落下させる開口を設けたことを特徴とする請求項11ないし14のいずれかに記載のレーザ加工装置。 15. The laser processing apparatus according to claim 11, wherein a light shielding plate on a bottom surface of the shield gas supply chamber is formed in a tapered conical shape, and an opening for dropping spatter is provided at a lowermost portion thereof. . 前記側壁に、前記シールドガス供給室に連通するシールドガス管を着脱自在に取り付けたことを特徴とする請求項11ないし16のいずれかに記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 11 , wherein a shield gas pipe communicating with the shield gas supply chamber is detachably attached to the side wall . 前記側壁の頂部に、当該側壁の開放端部をワークの裏面に対して密着し得る密着機構を設けたことを特徴とする請求項11または12に記載のレーザ加工装置。 On top of the side wall, the laser processing apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the adhesion mechanism which can contact the open end of the side wall relative to the rear surface of the workpiece digits set. 前記密着機構が、ワークの裏面に対して当該側壁の開放端部を隙間無く密着させるための弾性体と、この弾性体を支持する形で側壁の頂部との間に設けられ、前記弾性体を常時軸方向外側に弾性的に付勢する付勢部材とから構成されていることを特徴とする請求項18に記載のレーザ加工装置。 The contact mechanism is provided between an elastic body for closely attaching the open end of the side wall to the back surface of the work without a gap, and a top of the side wall in a form to support the elastic body. The laser processing apparatus according to claim 18 , comprising a biasing member that always biases elastically outward in the axial direction . 前記密着機構の弾性体がゴムからなり、前記付勢部材がバネからなることを特徴とする請求項19に記載のレーザ加工装置。 The elastic body contact mechanism is a rubber, the laser processing apparatus of claim 19, wherein the biasing member is characterized Rukoto such a spring. 前記側壁に細孔が設けられ、前記シールドガス供給室内のガス圧が予め定められた圧力域に達した際に、不活性ガスを外部へ流出させて前記シールドガス供給室内のガス圧を一定化させる圧力調整機構が構成されていることを特徴とする請求項11または12に記載のレーザ加工装置。 When the side wall is provided with pores and the gas pressure in the shield gas supply chamber reaches a predetermined pressure range, the inert gas is allowed to flow outside to make the gas pressure in the shield gas supply chamber constant. the laser processing apparatus according to claim 11 or 12 pressure adjustment mechanism is characterized that you have been configured to. 前記シールドガス供給室に不活性ガスを供給する配管に、不活性ガスの逆流を防止する逆流防止弁を設けたことを特徴とする請求項21に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 21 , wherein a backflow prevention valve for preventing a backflow of the inert gas is provided in a pipe for supplying the inert gas to the shield gas supply chamber . 前記シールドガス供給室の底面の遮光板を先細の円錐形に形成し、その最下部にススやスパッタなどの塵埃を落下させる開口を設けたことを特徴とする請求項18ないし21のいずれかに記載のレーザ加工装置。 Formed conically tapered light shielding plate of the bottom surface of the shielding gas supply chamber, in any one of claims 18 to 21, characterized in that an opening for dropping the dust such as soot or sputtering on the bottom The laser processing apparatus as described. 前記塵埃を落下させる開口の下方に、前記塵埃を溜めるカップ状の収納容器を着脱自在に設けたことを特徴とする請求項23に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 23 , wherein a cup-shaped storage container for storing the dust is detachably provided below the opening for dropping the dust . 前記所定のレーザ加工が、溶接、孔開けまたは切断のいずれかであることを特徴とする請求項1ないし24のいずれかに記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 24, wherein the predetermined laser processing is any one of welding, drilling, and cutting . ワークの加工部位に長焦点のレーザ光を照射して所定のレーザ加工を施すレーザ加工方法において、In a laser processing method of performing predetermined laser processing by irradiating a long-focus laser beam to a processing site of a workpiece,
前記ワークの加工部位の裏側に遮光板を設けて、溶接部位の裏面側から漏れたレーザ光を遮断し、Provide a light-shielding plate on the back side of the processing part of the workpiece, to block the laser light leaked from the back side of the welding part
前記遮光板の材料として、熱の吸収効率が少なくとも鉄よりも低い金属材料を用いることを特徴とするレーザ加工方法。A laser processing method, wherein a metal material having a heat absorption efficiency lower than that of iron is used as a material of the light shielding plate.
前記遮光板を前記ワークの裏面より離間してレーザ光の焦点から遠ざけることを特徴とする請求項26に記載のレーザ加工方法。 27. The laser processing method according to claim 26, wherein the light shielding plate is spaced apart from the back surface of the workpiece and away from the focal point of the laser beam . 前記遮光板に前記ワークに向かう側壁を設け、これにより形成されるシールドガス供給室内に不活性ガスを供給し、前記ワークの加工部位の裏面を不活性ガスで覆いながらレーザ加工することを特徴とする請求項26または27のいずれかに記載のレーザ加工方法。 The side wall toward the workpiece to the light shielding plate is provided, thereby supplying an inert gas to the shielding gas supply chamber formed, characterized that you laser processing while covering the rear surface of the machined portion of the workpiece with an inert gas The laser processing method according to claim 26 or 27 . 前記側壁を前記ワークの裏面より離間させて隙間を形成し、その隙間からシールドガスを漏らしながらレーザ加工することを特徴とする請求項28に記載のレーザ加工方法。 Laser processing method according to claim 28 said sidewalls said is spaced from the rear surface of the workpiece to form a gap, to laser processing to said Rukoto while leaking shielding gas from the gap. 前記隙間から、単位面積当たり毎分5リットルから15リットルのシールドガスを漏らしながらレーザ加工することを特徴とする請求項29に記載のレーザ加工方法。 30. The laser processing method according to claim 29 , wherein laser processing is performed while leaking 5 to 15 liters of shielding gas per minute per unit area from the gap . 前記遮光板に前記ワークに向かう側壁を設けてシールドガス供給室内を形成し、前記側
壁の頂部にワークに対する密着機構を設けたシールドガス供給室の内部に、空気よりも比
重の大きいシールドガスを、ほぼ容積分だけ流入させて滞留させる工程と、
次いでワークを前記シールドガス供給室上に位置させて、前記側壁の先端を前記密着機
構を介してワークの裏面に密着させ、前記シールドガス供給室を密閉状態にする工程と、
前記密閉状態のシールドガス供給室内へシールドガスを流入させつつレーザ光を照射す
る工程と、を有する、ことを特徴とする請求項30に記載のレーザ加工方法。
A side wall facing the workpiece is provided on the light shielding plate to form a shield gas supply chamber, and the side
Compared to air, the shield gas supply chamber has a work adhesion mechanism at the top of the wall.
A process in which a heavy shielding gas is allowed to flow and stay approximately by volume; and
Next, the workpiece is positioned on the shield gas supply chamber, and the tip of the side wall is placed on the contact machine.
Close contact with the back surface of the workpiece through the structure, and sealing the shield gas supply chamber;
Laser light is irradiated while shielding gas flows into the sealed shielding gas supply chamber.
Laser processing method of claim 30 that has a step, and characterized in that.
前記遮光板に前記ワークに向かう側壁を設けてシールドガス供給室内を形成し、前記側壁の頂部にワークに対する密着機構を設けると共に、内部のガス圧を一定化させる圧力調整機構を設けたシールドガス供給室の解放端側にワークを位置させて、前記側壁の先端を前記密着機構を介してワークの裏面に密着させ、前記シールドガス供給室を密閉状態にする工程と、
前記密閉状態の前記シールドガス供給室内へ不活性ガスをほぼ容積分だけ流入させて不活性ガスで満たす工程と、
前記不活性ガスで満たされたシールドガス供給室内へ不活性ガスを流入させると共に、前記圧力調整機構により内部のガス圧を一定に維持しつつ、ワークにレーザ光を照射する工程と、を有する、ことを特徴とする請求項26または27に記載のレーザ加工方法。
A shield gas supply provided with a pressure adjusting mechanism for stabilizing the internal gas pressure while providing a shield gas supply chamber at the top of the side wall by providing a side wall facing the workpiece on the light shielding plate. A work is positioned on the open end side of the chamber, the tip of the side wall is brought into close contact with the back surface of the work via the contact mechanism, and the shield gas supply chamber is sealed,
Filling an inert gas into the sealed gas supply chamber in the sealed state by flowing an inert gas substantially by a volume; and
Irradiating the workpiece with laser light while allowing the inert gas to flow into the shield gas supply chamber filled with the inert gas and maintaining a constant internal gas pressure by the pressure adjusting mechanism, The laser processing method according to claim 26 or 27 , wherein:
前記側壁の材料として、熱の吸収効率が少なくとも鉄よりも低い金属材料を用いることを特徴とする請求項26ないし32のいずれかに記載のレーザ加工方法。 As the material of the side wall, the laser processing method according to any one of claims 26 to 32 heat absorption efficiency is characterized Rukoto with low metal material than at least iron.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7127431B2 (en) 2018-08-30 2022-08-30 株式会社タダノ Cover device used for laser welding of hydraulic cylinders

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2718707C (en) 2008-03-17 2018-01-02 University Of Miyazaki Method for detection of liver cancer cell using anti-glypican-3 antibody
KR101073551B1 (en) * 2009-11-16 2011-10-17 삼성모바일디스플레이주식회사 Laser mask and sequential lateral solidification crystallizing method using the same
KR101164524B1 (en) * 2009-12-21 2012-07-10 에이피시스템 주식회사 Laser processing apparatus which can control size of laser beam
DE102012213166B4 (en) * 2012-07-26 2023-05-04 Trumpf Laser Gmbh Arrangement for shielding a rear welding area when laser welding workpieces
JP6057778B2 (en) 2013-02-27 2017-01-11 本田技研工業株式会社 Laser processing equipment
JP6476584B2 (en) * 2014-04-30 2019-03-06 日産自動車株式会社 Welding apparatus and welding method
JP6582772B2 (en) * 2015-09-09 2019-10-02 日本製鉄株式会社 Laser cutting product manufacturing method and manufacturing apparatus
JP2017051988A (en) * 2015-09-10 2017-03-16 ジャパンマリンユナイテッド株式会社 Back shield jig and welding method using the same
JP7053233B2 (en) * 2017-11-29 2022-04-12 Ntn株式会社 Laser processing equipment and laser processing method
KR20200137742A (en) 2019-05-31 2020-12-09 삼성에스디아이 주식회사 Battery Pack
KR102637075B1 (en) * 2022-03-31 2024-02-19 (주)이오테크닉스 Light dumping device and laser processing apparatus including the light dumping device
CN116079258B (en) * 2023-04-10 2023-06-27 江苏盐城苏凌机械有限公司 Laser cutting machine
CN117983962B (en) * 2024-04-03 2024-07-02 成都环龙智能机器人有限公司 Working method of full-flow automatic welding intelligent workstation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001047267A (en) * 1999-08-02 2001-02-20 Hitachi Via Mechanics Ltd Method for detecting laser beam and device therefor
JP2003276664A (en) * 2002-03-22 2003-10-02 Hitachi Ltd Easily dismantled vehicle structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7127431B2 (en) 2018-08-30 2022-08-30 株式会社タダノ Cover device used for laser welding of hydraulic cylinders

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