JP5385509B2 - レーザ溶接装置、レーザ溶接方法及び金属板材の製造方法 - Google Patents
レーザ溶接装置、レーザ溶接方法及び金属板材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5385509B2 JP5385509B2 JP2007112223A JP2007112223A JP5385509B2 JP 5385509 B2 JP5385509 B2 JP 5385509B2 JP 2007112223 A JP2007112223 A JP 2007112223A JP 2007112223 A JP2007112223 A JP 2007112223A JP 5385509 B2 JP5385509 B2 JP 5385509B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser welding
- welding
- laser beam
- focus lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 125
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 45
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 41
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 27
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 10
- 230000003405 preventing effect Effects 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
d=Dcore × Lf / Lc ・・・(a)
ただし、Dcoreはレーザビームを伝送する光ファイバケーブルのコア径、Lfはフォーカスレンズの焦点距離、Lcはコリメートレンズの焦点距離である。
d=Dcore × Lf / Lc ・・・・・(a)
ここで、Dcoreは光ファイバ13のコア径、Lcはコリメートレンズ17の焦点距離、Lfはフォーカスレンズ18の焦点距離である。これにより、コリメートレンズ17及びフォーカスレンズ18の組み合わせで、ジャストスポット径dは0.3mm以上に調節される。例えば、光ファイバ13のコア径Dcore=0.3mm、コリメートレンズ17の焦点距離Lc=150mmの場合、ジャストスポット径dはフォーカスレンズ18の焦点距離Lfを用いて、次の表1のように0.3mm以上に調節される。
本発明のレーザ溶接装置及び溶接方法を実施し、効果を検証した。なお、すべての試験において被溶接材の突き合わせ部の間隙は0.3mm未満となるようにし、溶接速度は7m/分とした。表2に試験条件及び試験結果を示す。
板厚4mm、板幅1200mmの鋼板を用いて、本発明のレーザ溶接装置による溶接と、フラッシュバット溶接とを行った。その結果、フラッシュバット溶接の溶接時間は60秒であった。本発明のレーザ溶接装置において、レーザ出力を6kW、溶接速度を7m/分として溶接したところ、フラッシュバット溶接と同等の溶接時間となった。
加工ヘッド直下にスパッタパージ装置を設置し、圧力0.5MPa、大気圧換算流量0.6Nm3/分の空気をレーザビームに対し垂直方向に流し、加工ヘッド先端の保護ガラスに付着するスパッタの有無を調べた。結果は図3に示す。フォーカスレンズの焦点距離が150mm以上において、保護ガラスへのスパッタの付着が抑制された。これにより、フォーカスレンズの焦点距離を150mm以上とし、合わせてスパッタ付着防止手段を設置することにより、被溶接材から飛散するスパッタが保護ガラスなどの光学系部品に付着することを防止できる。
2 被溶接材の間隙
3 被溶接材の表面
10 レーザ溶接装置
11 レーザ発振器
12 加工ヘッド
13 光ファイバ
14a〜14n 発振媒体
15a〜15n 光ファイバ
16 光ファイバ
17 コリメートレンズ
18 フォーカスレンズ
19 レーザビーム
20 焦点
21 保護ガラス
22 スパッタパージ装置
23 空気配管
24 センターノズル
25 圧縮空気
Claims (4)
- 鋼板の連続プロセスラインに用いられるレーザ溶接装置であって、
並列に配置された複数の発振媒体と、前記複数の発振媒体から放出されるレーザビームを合成して伝送する光ファイバと、前記光ファイバが接続され、コリメートレンズ及びフォーカスレンズを有する加工ヘッドとを備え、
前記レーザビームの波長が2μm以下であり、
下記(a)式で算出される前記レーザビームの焦点のスポット径dが0.3mm以上、0.8mm以下であり、
前記並列に配置された複数の発振媒体の合計出力が6kW以上であり、
前記フォーカスレンズの焦点位置と前記鋼板表面との距離が20mm以下であり、
前記フォーカスレンズの焦点距離が150mm以上であり、
前記フォーカスレンズの直下にスパッタパージ装置を備え、
前記スパッタパージ装置におけるスパッタパージの流量が0.6Nm3/分以上であり、
前記スパッタパージ装置は前記鋼板表面から20mm以上離れて設置されていることを特徴とするレーザ溶接装置。
d=Dcore × Lf / Lc ・・・(a)
ただし、Dcore:レーザビームを伝送する光ファイバケーブルのコア径
Lf:フォーカスレンズの焦点距離
Lc:コリメートレンズの焦点距離 - 前記発振媒体がファイバ状またはディスク状の結晶体であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ溶接装置。
- 請求項1又は2に記載のレーザ溶接装置を用いて、炭素を0.3質量%以上含有する鋼材の突き合わせ部に溶加材を供給して溶接することを特徴とするレーザ溶接方法。
- 請求項1又は2に記載のレーザ溶接装置を用いて、金属板材を突合せ溶接する工程を有することを特徴とする金属板材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007112223A JP5385509B2 (ja) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | レーザ溶接装置、レーザ溶接方法及び金属板材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007112223A JP5385509B2 (ja) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | レーザ溶接装置、レーザ溶接方法及び金属板材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008264839A JP2008264839A (ja) | 2008-11-06 |
JP5385509B2 true JP5385509B2 (ja) | 2014-01-08 |
Family
ID=40045084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007112223A Active JP5385509B2 (ja) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | レーザ溶接装置、レーザ溶接方法及び金属板材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5385509B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11484972B2 (en) | 2016-09-23 | 2022-11-01 | Ipg Photonics Corporation | Pre-welding analysis and associated laser welding methods and fiber lasers utilizing pre-selected spectral bandwidths that avoid the spectrum of an electronic transition of a metal/alloy vapor |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5303329B2 (ja) * | 2009-03-26 | 2013-10-02 | 本田技研工業株式会社 | 組立クランクシャフトの製造装置および製造方法 |
JP2011143416A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Ihi Corp | レーザ溶接方法 |
WO2012044285A1 (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | Ipg Photonics Corporation | System and method utilizing fiber lasers for titanium welding using an argon cover gas |
JP2012236218A (ja) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ溶接方法 |
JP6170643B1 (ja) | 2016-04-14 | 2017-07-26 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工機及びレーザ加工方法 |
JP6170642B1 (ja) * | 2016-04-14 | 2017-07-26 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工機及びレーザ加工方法 |
JP2016153143A (ja) * | 2016-05-23 | 2016-08-25 | 株式会社アマダホールディングス | ダイレクトダイオードレーザ光による板金の加工方法及びこれを実行するダイレクトダイオードレーザ加工装置 |
CN105921883A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-09-07 | 安徽中科镭泰激光科技有限公司 | 一种智能加工机 |
CN105931504A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-09-07 | 安徽中科镭泰激光科技有限公司 | 一种智能加工工厂 |
DE102020216163A1 (de) | 2019-12-20 | 2021-06-24 | Sms Group Gmbh | Stumpfstoßlasertiefschweißverfahren |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6074872U (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-25 | 株式会社東芝 | レ−ザ加工光学装置 |
JPS60221185A (ja) | 1984-04-17 | 1985-11-05 | Nippon Steel Corp | レ−ザによる薄鋼板の溶接方法 |
JPH02112888A (ja) * | 1988-10-20 | 1990-04-25 | Mitsubishi Electric Corp | 高密度エネルギ・ビーム溶接方法 |
JPH04280218A (ja) | 1991-03-08 | 1992-10-06 | Ohbayashi Corp | レーザビームによる物体の切断方法 |
JPH06335791A (ja) * | 1993-05-27 | 1994-12-06 | Toshiba Corp | レーザ集光装置 |
JP3103742B2 (ja) * | 1995-02-15 | 2000-10-30 | 川崎製鉄株式会社 | 高炭素鋼鋼帯のレーザ溶接方法 |
JPH1034361A (ja) * | 1996-07-19 | 1998-02-10 | Kawasaki Steel Corp | フェライト系ステンレス鋼のレーザ溶接方法 |
JPH10244383A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-14 | Kawasaki Steel Corp | レーザビーム溶接機のクランプ装置の診断方法およびその装置 |
JPH11231175A (ja) * | 1998-02-18 | 1999-08-27 | Advanced Materials Processing Institute Kinki Japan | 光ファイバーへの多ビーム結合・入射方法 |
JPH11267876A (ja) * | 1998-03-23 | 1999-10-05 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工用ノズル |
JPH11267874A (ja) * | 1998-03-23 | 1999-10-05 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工用ノズル |
JP3892711B2 (ja) * | 2001-11-15 | 2007-03-14 | 新日本製鐵株式会社 | レーザ切断装置 |
JP2003285186A (ja) * | 2002-03-26 | 2003-10-07 | Nippon Steel Corp | レーザ加工装置 |
JP3978066B2 (ja) * | 2002-04-08 | 2007-09-19 | 新日本製鐵株式会社 | レーザ加工装置 |
JP4378634B2 (ja) * | 2005-02-21 | 2009-12-09 | トヨタ自動車株式会社 | 突き合わせレーザ溶接方法及び突き合わせレーザ溶接装置 |
-
2007
- 2007-04-20 JP JP2007112223A patent/JP5385509B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11484972B2 (en) | 2016-09-23 | 2022-11-01 | Ipg Photonics Corporation | Pre-welding analysis and associated laser welding methods and fiber lasers utilizing pre-selected spectral bandwidths that avoid the spectrum of an electronic transition of a metal/alloy vapor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008264839A (ja) | 2008-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5385509B2 (ja) | レーザ溶接装置、レーザ溶接方法及び金属板材の製造方法 | |
US7646794B2 (en) | Laser apparatus and manufacturing method of a battery | |
US20120024828A1 (en) | Method of hybrid welding and hybrid welding apparatus | |
CA2637535C (en) | Cutting method using a laser having at least one ytterbium-based fibre, in which at least the power of the laser source, the diameter of the focused beam and the beam quality factor are controlled | |
EP2692476B1 (en) | Method for producing laser-welded steel tube | |
US20080116175A1 (en) | Laser welding process with improved penetration | |
CN104551403A (zh) | 一种厚板窄间隙激光扫描填丝焊接方法 | |
JP2009178768A (ja) | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 | |
EP2692475B1 (en) | Laser welding method | |
CA2735088A1 (en) | A fiber laser cutting process with multiple foci | |
JP5416422B2 (ja) | レーザ・アーク複合溶接法 | |
JP5245742B2 (ja) | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 | |
JP5235332B2 (ja) | 鋼板のレーザ溶接方法及び溶接装置 | |
Lin et al. | A novel method for the welding of tailor-welded blanks with different thicknesses based on the diode laser source | |
JP2008055479A (ja) | 金属板の突合せ接合方法および接合金属板 | |
CN110997219B (zh) | 复合焊接方法及复合焊接装置 | |
JP2007090397A (ja) | 重ね隅肉溶接方法 | |
JP2006095559A (ja) | レーザ照射アーク溶接方法 | |
JPH0919778A (ja) | 溶融金属が裏面に露出しないアルミニウム合金のレーザ溶接方法 | |
JP2012236228A (ja) | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 | |
JP2002210576A (ja) | 合成yagレーザによる薄手鋼板の溶接方法 | |
WO2016059937A1 (ja) | ダイレクトダイオードレーザ光による板金の加工方法及びこれを実行するダイレクトダイオードレーザ加工装置 | |
JP6495987B2 (ja) | 板材の突合せレーザ溶接法およびレーザ溶接部材 | |
JP5396941B2 (ja) | 金属板のレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 | |
JP2009166050A (ja) | 鋼板のレーザ溶接方法およびその装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091007 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20101101 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111006 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111018 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111216 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120703 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120928 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121010 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121011 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20121011 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20121106 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20130104 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130807 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131004 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5385509 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |