JP5318543B2 - レーザ・アーク複合溶接法 - Google Patents
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Description
(a)角度θ1が溶接方向の反対側に開いた前進角であること、
(b)消耗電極式アーク溶接におけるアーク放電狙い位置と前記レーザ光の照射位置との間のアーク・レーザー間隔LAが3〜7mmであること、
(c)消耗電極式アーク溶接における溶接ワイヤの突出長が15〜30mmであること、
(d)消耗電極式アーク溶接がMAG溶接であって、シールドガスがArとCO2の混合ガスであること、
(e)シールドガスは、消耗電極式アーク溶接のアークトーチだけから噴出されたものであること。
板厚が6mm(t6)と4.5mm(t4.5)の鋼板[鋼種:引張強度490MPa級鋼板(SM490A)]を用意し、MAGアーク溶接(溶接装置:HITACHI350II、アーク溶接については以下同じ)によって突合せ溶接を行った。また板厚が12mm(t12)と9mm(t9)の鋼板(鋼種:上記と同じ)をも用意し、MAGアーク溶接によって突合せ溶接を行った(溶接長:200mm)。このときの溶接条件を下記表1に示す。また、溶接ワイヤは、MG−50(直径:1.2mm)を使用し、溶接速度:0.4m/min(40cm/min)とし、80%Ar+20%CO2の混合ガスを噴射しつつ(ガス流量20〜30L/min)溶接を行った。尚、下記表1における層数3、パス数4とは、前記図1に示した状態(開先角度:60°、ギャップ:4mm)であることを意味する。
板厚が6mm(t6)と4.5mm(t4.5)の鋼板[鋼種:引張強度490MPa級鋼板(SM490A)]を用意し、ファイバーレーザ溶接によって突合せ溶接を行った。また板厚が12mm(t12)と9mm(t9)の鋼板(鋼種:上記と同じ)を用意し、ファイバーレーザ溶接によって突合せ溶接を行った(溶接長:200mm)。このときの溶接条件を下記表2に示す。シールドガスとしてArガス(100%Ar)を噴射しつつ(ガス流量30L/min)溶接を行った。また、ファイバーレーザ溶接のレーザ光は、必要によって傾斜させた(前記角度θ3)。
板厚が6mmの鋼板[鋼種:引張強度490MPa級鋼板(SM490A)]を一対用意し、MAGアーク溶接とファイバーレーザ溶接との複合溶接(アーク溶接先行、レーザ溶接後行)によって突合せ溶接を行った(溶接長:200mm)。このとき下記表3に示すように溶接条件を変えて溶接を行った。シールドガスとしては、80%Ar+20%CO2ガスを噴射しつつ(ガス流量30L/min)溶接を行った。また、ファイバーレーザ溶接のレーザ光は、傾斜させない状態とした(前記角度θ3=0°)。
板厚が6mmの鋼板[鋼種:引張強度490MPa級鋼板(SM490A)]を一対用意し、MAGアーク溶接とファイバーレーザ溶接との複合溶接(アーク溶接先行、レーザ溶接後行)によって突合せ溶接を行った(溶接長:200mm)。また板厚が4.5mmの鋼板(鋼種:上記と同じ)を一対用意し、MAGアーク溶接とファイバーレーザ溶接との複合溶接(アーク溶接先行、レーザ溶接後行)によって突合せ溶接を行った(溶接長:200mm)。このときの溶接条件を下記表4に示す。シールドガスとしては、80%Ar+20%CO2ガスを用いた(ガス流量30L/min)。また、ファイバーレーザ溶接のレーザ光は、傾斜させない状態とした(前記角度θ3=0°)。
板厚が12mm(t12)と4.5mm(t4.5)の鋼板[鋼種:引張強度490MPa級鋼板(SM490A)]を用意し、MAGアーク溶接とファイバーレーザ溶接との複合溶接(アーク溶接先行、レーザ溶接後行)によってT文型溶接を行った(溶接長:200mm)。また板厚が6mm(t6)と4.5mm(t4.5)の鋼板(鋼種:上記と同じ)を用意し、MAGアーク溶接とファイバーレーザ溶接との複合溶接(アーク溶接先行、レーザ溶接後行)によってT字型溶接をも行った(溶接長:200mm)。このときの溶接条件を下記表5に示す。シールドガスとしては、80%Ar+20%CO2ガスを用いた(ガス流量30L/min)。また、ファイバーレーザ溶接のレーザ光照射はレーザ焦点を溶接点から3mm手前(焦点との差:+3mm)となるようにし、溶接点でのレーザ径を0.695mmとなるように設定した。尚、いずれの場合も、前記図6に示した鋼板1b側を板厚が薄い側とした。
板厚が9mmの鋼板[鋼種:引張強度490MPa級鋼板(SM490A)]を一対用意し、MAGアーク溶接とファイバーレーザ溶接との複合溶接(アーク溶接先行、レーザ溶接後行)によって重合わせ隅肉溶接を行った(溶接長:200mm)。このときの溶接条件を下記表6に示す。シールドガスとしては、80%Ar+20%CO2ガスを用いた(ガス流量30L/min)。また、ファイバーレーザ溶接のレーザ光照射はレーザ焦点を溶接点から3mm手前(焦点との差:+3mm)となるようにし、溶接点でのレーザ径を0.695mmとなるように設定した。
2 レーザヘッド
3 レーザ光
4 アークトーチ
5 溶接ワイヤ
6 溶着金属
7 開先
8 ルートギャップ
Claims (10)
- 一対の被溶接部材を、レーザ溶接および消耗電極式アーク溶接により複合接合するレーザ・アーク複合溶接法において、アーク溶接を先行させると共にレーザ溶接を後行させて、レーザ光照射とアーク放電を同一溶接線上に配置させながら溶接し、且つ溶接線を含み一方の被溶接部材表面と直交する面にアーク放電線を投影したときに、この投影線と垂直線とのなす角度θ1が10〜40°であり、前記一方の被溶接部材の表面にアーク放電線を投影したときに、この投影線と溶接線とのなす角度θ2を10〜60°であるように設定して操業することを特徴とするレーザ・アーク複合溶接法。
- 先行させるアーク溶接を行う際に、被溶接材間の隙間を埋めるだけの溶湯供給量を確保するように制御すると共に、後行させるレーザ溶接の際にレーザ光の照射出力を調整して前記溶湯の溶融を制御しつつ操業する請求項1に記載のレーザ・アーク複合溶接法。
- 前記角度θ1が溶接方向の反対側に開いた前進角である請求項1または2に記載のレーザ・アーク複合溶接法。
- 消耗電極式アーク溶接におけるアーク放電狙い位置と前記レーザ光の照射位置との間のアーク・レーザー間隔LAが3〜7mmである請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ・アーク複合溶接法。
- 消耗電極式アーク溶接における溶接ワイヤの突出長が15〜30mmである請求項1〜4のいずれかに記載のレーザ・アーク複合溶接法。
- 消耗電極式アーク溶接がMAG溶接であって、シールドガスがArとCO2の混合ガスである請求項1〜5のいずれかに記載のレーザ・アーク複合溶接法。
- 前記シールドガスは、消耗電極式アーク溶接のアークトーチだけから噴出されたものである請求項6に記載のレーザ・アーク複合溶接法。
- 開先を形成することなく、鋼板同士を突合せ溶接するものである請求項1〜7のいずれかに記載のレーザ・アーク複合溶接法。
- 開先を形成することなく、鋼板同士を重合せ隅肉溶接またはT字型溶接するものであって、前記角度θ2を10〜60°であるように設定して操業する請求項1〜7のいずれかに記載のレーザ・アーク複合溶接法。
- 一方の被溶接材表面に対する垂直線とレーザ光の照射線のなす角度θ3を0〜7°に設定して操業する請求項1〜9のいずれかに記載のレーザ・アーク複合溶接法。
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