JP5412813B2 - Laser welding shield method, shield gas supply nozzle, and laser welding shield device - Google Patents

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本発明は、溝を有する部材をレーザにより突合わせ溶接を行う場合のレーザ溶接シールド方法及びシールドガス供給ノズル及びレーザ溶接シールド装置に関するものである。   The present invention relates to a laser welding shield method, a shield gas supply nozzle, and a laser welding shield device when a member having a groove is butt welded by a laser.

溶接品質を向上、維持する為、溶接部を不活性ガスにより覆うガスシールドが行われる。特に、アルミニウム、ステンレス鋼の様に酸化皮膜が溶接品質を阻害する様な母材では良好なガスシールドは不可欠である。   In order to improve and maintain the welding quality, gas shielding is performed to cover the weld with an inert gas. In particular, a good gas shield is indispensable for a base material in which an oxide film hinders the welding quality, such as aluminum and stainless steel.

又、溝を有する部材、例えば冷却フィンを有するヒートシンクの様な部材を、溝が連続する様に溶接する場合は、突合わせ部の溶接線は溝の断面形状に沿って複雑に屈曲する。   Further, when a member having a groove, for example, a member such as a heat sink having a cooling fin is welded so that the groove is continuous, the weld line of the butt portion is bent in a complicated manner along the cross-sectional shape of the groove.

例えば、図8に示される様な、U字溝1が所定ピッチで形成され被溶接部材2,3を前記U字溝1が連続する様に突合わせ、溶接線4に沿って溶接する場合、該溶接線4は前記U字溝1の断面形状に従って、複雑に屈曲している。   For example, as shown in FIG. 8, when U-shaped grooves 1 are formed at a predetermined pitch, the members 2 and 3 are butted so that the U-shaped grooves 1 are continuous, and welded along the welding line 4, The weld line 4 is complicatedly bent according to the cross-sectional shape of the U-shaped groove 1.

この為、前記溶接線4に沿ってレーザ溶接する場合、溶接点を局部的にガスシールドするのは困難であり、従来では前記U字溝1の上端開口部をテープ、或は板等の遮蔽部材5により閉塞し、前記U字溝1の端面から不活性ガス6を流し、溶接部のガスシールドを行っている。   For this reason, when laser welding is performed along the weld line 4, it is difficult to locally shield the welding point, and conventionally, the upper end opening of the U-shaped groove 1 is shielded with a tape or a plate. It is closed by the member 5, and an inert gas 6 is allowed to flow from the end face of the U-shaped groove 1 to perform gas shielding of the welded portion.

ところが、レーザ溶接を行う為、前記遮蔽部材5の溶接線対応部分に欠切部7を生じ、該欠切部7から大気を巻込み、シールド性を損うという問題があった。更に、前記U字溝1全体をシールドガス雰囲気としなければならず、シールドガスの消費量が多くなり、溶接コストが上昇するという問題があった。   However, since laser welding is performed, there is a problem in that a notch 7 is formed in a portion corresponding to the weld line of the shielding member 5 and the atmosphere is engulfed from the notch 7 to impair the shielding performance. Further, the entire U-shaped groove 1 has to be in a shielding gas atmosphere, and there is a problem in that the amount of shielding gas consumption increases and the welding cost increases.

尚、平板をレーザ溶接する場合にシールドガスを供給するノズルについては、特許文献1に示されるものがある。   In addition, there exists a thing shown by patent document 1 about the nozzle which supplies shielding gas when laser welding a flat plate.

特開2007−253216号公報JP 2007-253216 A

本発明は斯かる実情に鑑み、溝を有する部材の溶接に於いて、シールドガスによるシールド性を向上すると共にシールドガスの消費量を抑制して溶接コストの低減を図るものである。   In view of such a situation, the present invention is intended to improve the shielding performance by the shielding gas and to reduce the welding gas consumption by reducing the shielding gas consumption in the welding of the member having the groove.

本発明は、溶接線に沿ってスリット状のシールドガス吐出口を対峙させ、該シールドガス吐出口より被溶接部材の表面に沿って層状にシールドガスを吐出し、溶接部をガスシールドするレーザ溶接シールド方法に係り、又前記溶接線が溝を有する被溶接物の突合わせ部に形成され、前記シールドガス吐出口は、前記溝の断面形状に沿う様屈曲されたレーザ溶接シールド方法に係るものである。   The present invention is a laser welding method in which a slit-like shield gas discharge port is opposed to a weld line, a shield gas is discharged from the shield gas discharge port in a layered manner along the surface of a member to be welded, and the weld is gas shielded. The present invention relates to a shield method, wherein the weld line is formed at a butt portion of a workpiece having a groove, and the shield gas discharge port is related to a laser welding shield method bent so as to follow the cross-sectional shape of the groove. is there.

又本発明は、溶接線と平行に形成されたシールドガス吐出口を具備し、該シールドガス吐出口より、被溶接物表面に沿って層状にシールドガスを吐出する様構成したことを特徴とするシールドガス供給ノズルに係るものである。   Further, the present invention is characterized in that a shield gas discharge port formed in parallel with the weld line is provided, and the shield gas is discharged from the shield gas discharge port in layers along the surface of the workpiece. This relates to the shield gas supply nozzle.

又本発明は、被溶接物の溝に嵌合可能な外形を有する外ケースと、該外ケースの内側に配設され、該外ケースとの間に空間を形成する内ケースとを具備し、前記シールドガス吐出口は前記外ケースの溶接線側端縁と該溶接線側端縁に対峙する前記内ケースの端縁によって形成されたシールドガス供給ノズルに係り、又前記シールドガス吐出口と反対側に位置する後板を有し、前記空間にはシールドガス供給管が挿入配設され、該シールドガス供給管の前記後板に対峙する面に所定ピッチでガス噴出口が穿設され、前記シールドガス供給管に供給されたシールドガスは前記ガス噴出口より前記後板に向って噴出される様構成したシールドガス供給ノズルに係り、又前記シールドガス供給管は、前記空間の1端から他端に向って横断し、溝の断面形状と相似形となる様屈曲されたシールドガス供給ノズルに係り、又前記内ケースの溶接線側端部は溝の壁面に向う様傾斜され、吐出されるシールドガスに溝の壁面に向う分速を与える様にしたシールドガス供給ノズルに係り、更に又シールドガス吐出方向と平行なガス噴出管を有し、該ガス噴出管からレーザ光線を横切る様に圧縮ガスが噴出され、プラズマの発生を抑制する様にしたシールドガス供給ノズルに係るものである。   Further, the present invention comprises an outer case having an outer shape that can be fitted into a groove of an object to be welded, and an inner case disposed inside the outer case and forming a space between the outer case, The shield gas discharge port relates to a shield gas supply nozzle formed by a weld line side edge of the outer case and an edge of the inner case facing the weld line side edge, and is opposite to the shield gas discharge port A rear plate located on the side, a shield gas supply pipe is inserted and disposed in the space, and gas jets are formed at a predetermined pitch on a surface of the shield gas supply pipe facing the rear plate, The shield gas supplied to the shield gas supply pipe is related to a shield gas supply nozzle configured to be jetted from the gas outlet toward the rear plate, and the shield gas supply pipe is connected to the other end from the one end of the space. Crossing towards the edge and crossing the groove The weld gas side nozzle of the inner case is inclined so as to face the wall surface of the groove, and the shield gas to be discharged is divided by a speed toward the wall surface of the groove. In addition to the shield gas supply nozzle, the gas jet pipe is parallel to the shield gas discharge direction, and compressed gas is jetted from the gas jet pipe so as to cross the laser beam, thereby suppressing the generation of plasma. This relates to the shield gas supply nozzle.

又本発明は、溶接線と平行にシールドガス吐出口が形成され、該シールドガス吐出口より、被溶接物表面に沿って層状にシールドガスを吐出する様構成したシールドガス供給ノズルを具備したレーザ溶接シールド装置に係るものである。   The present invention also provides a laser comprising a shield gas supply nozzle configured such that a shield gas discharge port is formed in parallel with the weld line, and the shield gas is discharged from the shield gas discharge port in layers along the surface of the workpiece. The present invention relates to a welding shield device.

本発明によれば、溶接線に沿ってスリット状のシールドガス吐出口を対峙させ、該シールドガス吐出口より被溶接部材の表面に沿って層状にシールドガスを吐出し、溶接部をガスシールドするので、溶接部がシールドガスにより確実に覆われ、シールド性が向上する。   According to the present invention, the slit-shaped shield gas discharge port is opposed to the weld line, the shield gas is discharged in layers along the surface of the member to be welded from the shield gas discharge port, and the welded portion is gas shielded. Therefore, the welded portion is reliably covered with the shielding gas, and the shielding performance is improved.

又本発明によれば、前記溶接線が溝を有する被溶接物の突合わせ部に形成され、前記シールドガス吐出口は、前記溝の断面形状に沿う様屈曲されたので、複雑な形状を有する被溶接物のレーザ溶接に於いて、溶接部を確実にシールドガスにより覆い、シールド可能である為、溶接品質が向上し、又溶接部に限定してガスシールドするので、シールドガスの消費を抑制でき、溶接コストの低減が図れる。   According to the present invention, the weld line is formed at a butt portion of a workpiece having a groove, and the shield gas discharge port is bent so as to follow the cross-sectional shape of the groove, and thus has a complicated shape. In laser welding of workpieces, the welded part can be reliably covered and shielded so that the welding quality is improved and the gas shield is limited to the welded part, so the consumption of shield gas is suppressed. This can reduce the welding cost.

又本発明によれば、溶接線と平行に形成されたシールドガス吐出口を具備し、該シールドガス吐出口より、被溶接物表面に沿って層状にシールドガスを吐出する様構成したので、少量のシールドガスにより確実に溶接部を覆うことができシールドガスの消費を抑制でき、溶接コストの低減が図れる。   According to the present invention, the shield gas discharge port formed in parallel with the weld line is provided, and the shield gas is discharged from the shield gas discharge port in a layered manner along the surface of the workpiece. Thus, the welding portion can be reliably covered with the shielding gas, the consumption of the shielding gas can be suppressed, and the welding cost can be reduced.

又本発明によれば、被溶接物の溝に嵌合可能な外形を有する外ケースと、該外ケースの内側に配設され、該外ケースとの間に空間を形成する内ケースとを具備し、前記シールドガス吐出口は前記外ケースの溶接線側端縁と該溶接線側端縁に対峙する前記内ケースの端縁によって形成されたので、シールドガス供給ノズルの設置は溝に嵌合するだけでよく、短時間でセッティングが可能であり、作業性に優れる。   According to the invention, there is further provided an outer case having an outer shape that can be fitted into a groove of an object to be welded, and an inner case that is disposed inside the outer case and forms a space between the outer case. Since the shield gas discharge port is formed by the weld line side edge of the outer case and the edge of the inner case facing the weld line side edge, the shield gas supply nozzle is fitted in the groove. You can set it in a short time, and it has excellent workability.

又本発明によれば、前記シールドガス吐出口と反対側に位置する後板を有し、前記空間にはシールドガス供給管が挿入配設され、該シールドガス供給管の前記後板に対峙する面に所定ピッチでガス噴出口が穿設され、前記シールドガス供給管に供給されたシールドガスは前記ガス噴出口より前記後板に向って噴出される様構成したので、シールドガスの流速分布が均一化し、溶接線全長に亘って、均等で高品質なガスシールドが実現できる。   According to the invention, there is also provided a rear plate located on the opposite side of the shield gas discharge port, and a shield gas supply pipe is inserted into the space so as to face the rear plate of the shield gas supply pipe. Gas jets are drilled at a predetermined pitch on the surface, and the shield gas supplied to the shield gas supply pipe is jetted from the gas jets toward the rear plate. A uniform and high quality gas shield can be realized over the entire length of the weld line.

又本発明によれば、前記シールドガス供給管は、前記空間の1端から他端に向って横断し、溝の断面形状と相似形となる様屈曲されたので、空間内に均等にシールドガスが噴出され、速度分布の均一化が図れる。   According to the present invention, the shield gas supply pipe crosses from one end to the other end of the space and is bent so as to have a shape similar to the cross-sectional shape of the groove. Is ejected, and the velocity distribution can be made uniform.

又本発明によれば、前記内ケースの溶接線側端部は溝の壁面に向う様傾斜され、吐出されるシールドガスに溝の壁面に向う分速を与える様にしたので、壁面に沿ったシールドガスの層状流れが形成でき、溶接部を確実にシールド可能となる。   Further, according to the present invention, the weld case side end portion of the inner case is inclined so as to face the wall surface of the groove, and the shield gas to be discharged is given a partial speed toward the wall surface of the groove. A laminar flow of shield gas can be formed, and the weld can be reliably shielded.

又本発明によれば、シールドガス吐出方向と平行なガス噴出管を有し、該ガス噴出管からレーザ光線を横切る様に圧縮ガスが噴出され、プラズマの発生を抑制する様にしたので、プラズマによるレーザ光線のエネルギの吸収を抑制でき、溶接品質が向上する。   Further, according to the present invention, the gas jet pipe parallel to the shield gas discharge direction is provided, and the compressed gas is jetted from the gas jet pipe so as to cross the laser beam, thereby suppressing the generation of plasma. The absorption of laser beam energy due to can be suppressed, and the welding quality is improved.

更に又本発明によれば、溶接線と平行にシールドガス吐出口が形成され、該シールドガス吐出口より、被溶接物表面に沿って層状にシールドガスを吐出する様構成したシールドガス供給ノズルを具備したので、溶接部がシールドガスにより確実に覆われ、シールド性が向上し、高品質な溶接が行える等の優れた効果を発揮する。   Furthermore, according to the present invention, there is provided a shield gas supply nozzle configured such that a shield gas discharge port is formed in parallel with the weld line, and the shield gas is discharged from the shield gas discharge port in layers along the surface of the workpiece. Since it is provided, the welded portion is reliably covered with the shielding gas, the shielding property is improved, and excellent effects such as high quality welding can be exhibited.

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1〜図4に於いて、本発明が実施されるシールドガス供給ノズルについて説明する。   The shield gas supply nozzle in which the present invention is implemented will be described with reference to FIGS.

尚、シールドガス供給ノズルの一例として、図8で示したU字溝1に適用される場合を説明する。又、図1中、左を後ろ、右を前とし、上下は図中の上下と同一とする。   In addition, the case where it applies to the U-shaped groove | channel 1 shown in FIG. 8 as an example of a shield gas supply nozzle is demonstrated. Further, in FIG. 1, the left is the rear, the right is the front, and the top and bottom are the same as the top and bottom in the figure.

シールドガス供給ノズル11は上記したU字溝1に嵌合可能な形状となっている。   The shield gas supply nozzle 11 has a shape that can be fitted into the U-shaped groove 1 described above.

以下、具体的に説明する。   This will be specifically described below.

板材を下部が円筒面となる様にU字形状に屈曲成形した外ケース12を後板13に固着し、又前記外ケース12の内部にU字形状の内ケース14を配設し、該内ケース14を前記後板13に固着する。   An outer case 12 formed by bending a plate material into a U-shape so that the lower part has a cylindrical surface is fixed to the rear plate 13, and a U-shaped inner case 14 is disposed inside the outer case 12. The case 14 is fixed to the rear plate 13.

該内ケース14と前記外ケース12との間にU状の空間15が形成され、該空間15の上方は、前記外ケース12と前記内ケース14の上端に掛渡って固着された上板16によって気密に閉塞される。   A U-shaped space 15 is formed between the inner case 14 and the outer case 12, and an upper plate 16 is fixed above the space 15 over the upper ends of the outer case 12 and the inner case 14. Is airtightly closed.

前記内ケース14の前端部14aは前端が前記外ケース12に近接する様に傾斜され、更に前記内ケース14の前端は前記外ケース12の前端より所定量前方に突出される。而して、前記内ケース14の前端縁と該前端縁に対峙する前記外ケース12の前端縁との間にU状のスリット間隙であるシールドガス吐出口17が形成される。   The front end portion 14 a of the inner case 14 is inclined so that the front end is close to the outer case 12, and the front end of the inner case 14 protrudes forward from the front end of the outer case 12 by a predetermined amount. Thus, a shield gas discharge port 17 that is a U-shaped slit gap is formed between the front end edge of the inner case 14 and the front end edge of the outer case 12 facing the front end edge.

前記空間15にはシールドガス供給管18が、前記空間15の1端から他端に向って横断する様に配設される。前記シールドガス供給管18は、好ましくは、該空間15と相似形状であるU字形状に屈曲され、前記シールドガス供給管18は前記上板16を貫通して上方に延出すると共に該上板16に固着され、該上板16に支持される。前記外ケース12、前記後板13、前記内ケース14、前記上板16によって前記空間15は気密に閉塞され、該空間15に前記シールドガス吐出口17が連通する。   A shield gas supply pipe 18 is disposed in the space 15 so as to cross from one end to the other end of the space 15. The shield gas supply pipe 18 is preferably bent into a U shape that is similar to the space 15, and the shield gas supply pipe 18 extends upward through the upper plate 16 and the upper plate. 16 is fixed to and supported by the upper plate 16. The space 15 is hermetically closed by the outer case 12, the rear plate 13, the inner case 14, and the upper plate 16, and the shield gas discharge port 17 communicates with the space 15.

前記シールドガス供給管18は前記後板13と所定の間隔を隔てて平行となっており、前記シールドガス供給管18の後面(前記後板13と対峙する面)には所定のピッチで、管軸心に沿ってガス噴出口19が穿設されている。   The shield gas supply pipe 18 is parallel to the rear plate 13 at a predetermined interval, and the rear surface of the shield gas supply pipe 18 (the surface facing the rear plate 13) has a predetermined pitch. A gas jet 19 is formed along the axis.

前記後板13にはガス噴出管21が、前記外ケース12と平行に、即ち該外ケース12の円筒部の中心線と平行に貫通し、前記ガス噴出管21は前記内ケース14で囲まれた空間の中心部に所定長さ突出している。   A gas ejection pipe 21 penetrates through the rear plate 13 in parallel with the outer case 12, that is, in parallel with the center line of the cylindrical portion of the outer case 12, and the gas ejection pipe 21 is surrounded by the inner case 14. Projecting a predetermined length in the center of the space.

前記後板13の後面には、前記U字溝1より僅かに大きい相似形のシールプレート22が固着されている。該シールプレート22は、高弾性材料、例えばゴム製となっている。   A seal plate 22 having a similar shape slightly larger than the U-shaped groove 1 is fixed to the rear surface of the rear plate 13. The seal plate 22 is made of a highly elastic material such as rubber.

前記シールドガス供給管18は、不活性ガス供給源、例えばアルゴンガス供給源に接続され、前記ガス噴出管21は圧縮ガス源、例えば圧縮空気源に接続される。   The shield gas supply pipe 18 is connected to an inert gas supply source such as an argon gas supply source, and the gas ejection pipe 21 is connected to a compressed gas source such as a compressed air source.

以下、図5、図6を参照して本発明の作用について説明する。   The operation of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図5中、前記上板16を省略して図示してあり、又図6中、24はレーザ溶接シールド装置のレーザ照射ヘッドであり、レーザ光線25を溶接部に照射すると共に、前記溶接線4に沿ってレーザ光線25を走査する様、回転可能となっている。   In FIG. 5, the upper plate 16 is omitted, and in FIG. 6, reference numeral 24 denotes a laser irradiation head of a laser welding shield device, which irradiates a laser beam 25 onto a welded portion and the welding line 4. It can be rotated so as to scan the laser beam 25 along the line.

レーザ溶接を行う準備として、前記シールドガス供給ノズル11を前記U字溝1に嵌合する。該シールドガス供給ノズル11の嵌合位置は、前記溶接線4と前記シールドガス吐出口17とが所要距離L、離れた位置となる様に設定する。ここで、前記距離Lは、レーザ溶接に支障ない距離で更に、シールド性が損われない距離であり、略5〜50mmとする。   As a preparation for laser welding, the shield gas supply nozzle 11 is fitted into the U-shaped groove 1. The fitting position of the shield gas supply nozzle 11 is set so that the welding line 4 and the shield gas discharge port 17 are separated from each other by a required distance L. Here, the distance L is a distance that does not interfere with laser welding and further does not impair the shielding property, and is approximately 5 to 50 mm.

前記シールドガス供給ノズル11が前記U字溝1に嵌合した状態では、前記シールプレート22が前記U字溝1の壁面に密着しており、前記シールドガス供給ノズル11と前記U字溝1間の間隙を封止する。   In a state where the shield gas supply nozzle 11 is fitted in the U-shaped groove 1, the seal plate 22 is in close contact with the wall surface of the U-shaped groove 1, and between the shield gas supply nozzle 11 and the U-shaped groove 1. Seal the gap.

次に、前記シールドガス供給管18に不活性ガス(例えばアルゴンガス)であるシールドガスを供給する。シールドガスは、複数の前記ガス噴出口19から分散して前記後板13に向って噴出し、該後板13に衝突する。該後板13に衝突することで、シールドガスは拡散し、反転して前記シールドガス吐出口17に向って流れる。噴出したシールドガスが拡散、反転することで、流れ分布が均一化され、更に前記空間15で膨張、滞留した後、前記シールドガス吐出口17に至る間に整流され、該シールドガス吐出口17より吐出する。従って、シールドガスは前記シールドガス吐出口17全長に亘って速度が均一で、而も層流状態で流出する。又、前記前端部14aは、前記外ケース12に近接する様に傾斜されているので、前記シールドガス吐出口17から吐出されるシールドガスは、前記前端部14aに案内され、前記U字溝1の壁面に向う分速が与えられる。吐出されたシールドガスは、該U字溝1の壁面に沿った層流状態の流れとなり、前記溶接線4の全長に亘りガスシールドする。   Next, a shield gas that is an inert gas (for example, argon gas) is supplied to the shield gas supply pipe 18. The shield gas is dispersed from the plurality of gas ejection ports 19 and ejected toward the rear plate 13 and collides with the rear plate 13. By colliding with the rear plate 13, the shield gas diffuses, reverses and flows toward the shield gas discharge port 17. The sprayed shield gas diffuses and reverses to make the flow distribution uniform, and further expands and stays in the space 15, and then rectifies while reaching the shield gas discharge port 17, from the shield gas discharge port 17. Discharge. Therefore, the shield gas has a uniform velocity over the entire length of the shield gas discharge port 17 and flows out in a laminar flow state. Since the front end portion 14a is inclined so as to be close to the outer case 12, the shield gas discharged from the shield gas discharge port 17 is guided to the front end portion 14a, and the U-shaped groove 1 A partial speed toward the wall is given. The discharged shield gas becomes a laminar flow along the wall surface of the U-shaped groove 1 and shields the gas over the entire length of the weld line 4.

前記レーザ照射ヘッド24から前記レーザ光線25を射出し、前記U字溝1の底面最下位置から該U字溝1の壁面の上端に向って走査して、溶接を実行する。前記溶接線4全長を溶接する場合は、2回に分けられ、いずれも下方から上方に向って溶接が行われる。   The laser beam 25 is emitted from the laser irradiation head 24, and scanning is performed from the lowest position of the bottom surface of the U-shaped groove 1 toward the upper end of the wall surface of the U-shaped groove 1, thereby performing welding. When welding the welding wire 4 full length, it is divided into 2 times, and all are welded from the bottom to the top.

下方から上方に向って溶接をすることで、溶融金属の溶落ちが抑制され、アンダーカットが防止できる。   By performing welding from below to above, the molten metal can be prevented from being melted down and undercutting can be prevented.

又、レーザ溶接を行うことで、溶融金属から金属蒸気が発生し、更に金属蒸気によりプラズマが発生する。プラズマは、レーザ光線25のエネルギを吸収するので、溶接に寄与するエネルギが減少する。この為、溶込みが小さくなる等、溶接品質に影響を及す。   Further, by performing laser welding, metal vapor is generated from the molten metal, and further plasma is generated by the metal vapor. Since the plasma absorbs the energy of the laser beam 25, the energy contributing to welding is reduced. For this reason, the welding quality is affected, for example, the penetration becomes small.

プラズマの発生を抑制する為、前記ガス噴出管21からプラズマを横切る様に、前記シールドガスの吐出方向と平行に圧縮空気を噴出する。圧縮空気は金属蒸気を吹飛ばし、プラズマの発生、プラズマの成長を抑制する。尚、前記圧縮空気の噴出流速は、900m/sを含み、略900m/sが好ましい。   In order to suppress the generation of plasma, compressed air is jetted in parallel with the discharge direction of the shield gas so as to cross the plasma from the gas jet pipe 21. The compressed air blows away metal vapor and suppresses generation of plasma and plasma growth. In addition, the jet flow velocity of the compressed air includes 900 m / s, and is preferably about 900 m / s.

而して、前記シールドガス吐出口17から吐出されるシールドガスにより、前記溶接線4を含む溶接部全長が、安定してガスシールドされ、又圧縮空気によりプラズマの成長が抑制されることにより、効率のよい高品質のレーザ溶接が行える。   Thus, the entire length of the weld including the weld line 4 is stably shielded by the shield gas discharged from the shield gas discharge port 17, and the plasma growth is suppressed by the compressed air. Efficient high-quality laser welding can be performed.

又、前記U字溝1の裏面側の溶接線を囲ってシールドガス雰囲気とし、更に隣接するU字溝1aについて上端を閉塞して該U字溝1aにシールドガスを流してシールドガス雰囲気とすれば、裏面側からの酸化が防止でき、溶接品質を向上できる。   Further, a welding gas atmosphere is formed by surrounding the welding line on the back surface side of the U-shaped groove 1, and the upper end of the adjacent U-shaped groove 1 a is closed, and a shielding gas is supplied to the U-shaped groove 1 a to form a shielding gas atmosphere. Thus, oxidation from the back side can be prevented, and welding quality can be improved.

1つのU字溝1の溶接完了後、他のU字溝1について、レーザ溶接を行う場合は、溶接済のU字溝1から前記シールドガス供給ノズル11を取外して、他のU字溝1に嵌合し、上記したと同様にレーザ溶接を実行する。尚、前記シールドガス供給ノズル11は、U字溝1に単に嵌合しているだけであるので、前記シールドガス供給ノズル11の着脱は容易である。   When laser welding is performed on another U-shaped groove 1 after completion of welding of one U-shaped groove 1, the shield gas supply nozzle 11 is removed from the welded U-shaped groove 1, and the other U-shaped groove 1 is removed. And laser welding is performed in the same manner as described above. Since the shield gas supply nozzle 11 is simply fitted in the U-shaped groove 1, the shield gas supply nozzle 11 can be easily attached and detached.

図7は、シールドガス供給ノズル11の他の形態を示している。図7中、図2中で示したものと、同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。   FIG. 7 shows another form of the shield gas supply nozzle 11. 7, the same components as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図7に示されるシールドガス供給ノズル11は、内ケース14の形状を変更したものである。   The shield gas supply nozzle 11 shown in FIG. 7 is obtained by changing the shape of the inner case 14.

該内ケース14の前端部14aを外ケース12と平行とし、該外ケース12と前記前端部14a間で扁平な平行流路26を形成したものである。尚、該平行流路26の前端がシールドガス吐出口17となる。シールドガス供給管18のガス噴出口19から噴出されたシールドガスは、空間15で滞留した後、前記平行流路26を流れる間に整流され、前記シールドガス吐出口17から吐出される。吐出されたシールドガスは、U字溝1の壁面に沿って流れ、溶接部をガスシールドする。又、前記ガス噴出管21からはプラズマ遮断用の圧縮空気が噴出される。   The front end portion 14a of the inner case 14 is parallel to the outer case 12, and a flat parallel flow path 26 is formed between the outer case 12 and the front end portion 14a. The front end of the parallel flow path 26 serves as the shield gas discharge port 17. The shield gas ejected from the gas ejection port 19 of the shield gas supply pipe 18 stays in the space 15, is then rectified while flowing through the parallel flow path 26, and is ejected from the shield gas ejection port 17. The discharged shield gas flows along the wall surface of the U-shaped groove 1 to gas shield the welded portion. Also, compressed air for blocking plasma is ejected from the gas ejection pipe 21.

尚上記実施の形態は、U状溝について説明したが、U状溝形状に限定されるものではなく、任意の溝形状に対して実施可能であり、溝形状に合わせて、シールドガス供給ノズルの外形形状を設定すればよい。   In addition, although the said embodiment demonstrated the U-shaped groove | channel, it is not limited to a U-shaped groove shape, It can implement with respect to arbitrary groove shapes, and according to a groove shape, a shield gas supply nozzle is carried out. What is necessary is just to set an external shape.

更に、溶接線が直線であっても実施可能であり、例えば前記シールドガス吐出口17が溶接線と平行な直線に形成され、溶接点を含み溶接方向に充分なスリット長さを有し、前記レーザ照射ヘッド24と一体に移動する様にすればよい。   Further, it can be carried out even if the weld line is a straight line, for example, the shield gas discharge port 17 is formed in a straight line parallel to the weld line, and has a sufficient slit length in the welding direction including the weld point, What is necessary is just to make it move with the laser irradiation head 24 integrally.

尚、前記シールプレート22は前記外ケース12の側面の全面に貼設され、前記シールドガス供給ノズル11が前記シールプレート22を介して前記U字溝1に嵌合して、該U字溝1と前記シールドガス供給ノズル11間の間隙を封止する様にしてもよい。   The seal plate 22 is affixed to the entire side surface of the outer case 12, and the shield gas supply nozzle 11 is fitted into the U-shaped groove 1 via the seal plate 22, so that the U-shaped groove 1 And the gap between the shield gas supply nozzles 11 may be sealed.

本発明の実施の形態に係るシールドガス供給ノズルの正面図である。It is a front view of the shield gas supply nozzle which concerns on embodiment of this invention. 同前本発明の実施の形態に係るシールドガス供給ノズルの平断面図である。It is a top sectional view of the shield gas supply nozzle which concerns on embodiment of this invention before. 同前本発明の実施の形態に係るシールドガス供給ノズルの右側面図である。It is a right view of the shield gas supply nozzle which concerns on embodiment of this invention before. 同前本発明の実施の形態に係るシールドガス供給ノズルの左側面図である。It is a left view of the shield gas supply nozzle which concerns on embodiment same as the previous this invention. 同前本発明の実施の形態に係るシールドガス供給ノズルの使用状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the use condition of the shield gas supply nozzle which concerns on embodiment of this invention before. U字溝をレーザ溶接する場合の、溶接方向を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the welding direction in the case of carrying out laser welding of a U-shaped groove. 本発明の他の実施の形態を示す平面図である。It is a top view which shows other embodiment of this invention. 従来例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 U字溝
4 溶接線
11 シールドガス供給ノズル
12 外ケース
13 後板
14 内ケース
14a 前端部
15 空間
17 シールドガス吐出口
18 シールドガス供給管
19 ガス噴出口
21 ガス噴出管
24 レーザ照射ヘッド
25 レーザ光線
1 U-shaped groove 4 Welding line 11 Shield gas supply nozzle 12 Outer case 13 Rear plate 14 Inner case 14a Front end 15 Space 17 Shield gas discharge port 18 Shield gas supply pipe 19 Gas outlet 21 Gas jet pipe 24 Laser irradiation head 25 Laser Rays

Claims (8)

溝を有する被溶接物の突合わせ部に形成された溶接線に沿って前記溝の断面形状に沿う様屈曲されたスリット状のシールドガス吐出口を対峙させ、該シールドガス吐出口より被溶接物表面に沿って層状にシールドガスを吐出し、溶接部をガスシールドすることを特徴とするレーザ溶接シールド方法。   A slit-like shield gas outlet that is bent so as to follow the cross-sectional shape of the groove along the weld line formed at the abutting portion of the workpiece having a groove is opposed to the workpiece from the shield gas outlet. A laser welding shield method characterized by discharging shield gas in layers along the surface and gas shielding the welded portion. レーザ溶接に於いてシールドガスを供給するシールドガス供給ノズルであって、溝を有する被溶接物の突合わせ部に形成された溶接線と平行に前記溝の断面形状に沿う様屈曲形成されたシールドガス吐出口を具備し、該シールドガス吐出口より、被溶接物表面に沿って層状にシールドガスを吐出する様構成したことを特徴とするシールドガス供給ノズル。 A shield gas supply nozzle for supplying a shield gas in laser welding, wherein the shield is bent so as to follow the cross-sectional shape of the groove in parallel with the weld line formed at the butt portion of the workpiece having the groove A shield gas supply nozzle comprising a gas discharge port and configured to discharge the shield gas in a layered manner along the surface of the workpiece from the shield gas discharge port. 被溶接物の溝に嵌合可能な外形を有する外ケースと、該外ケースの内側に配設され、該外ケースとの間に空間を形成する内ケースとを具備し、前記シールドガス吐出口は前記外ケースの溶接線側端縁と該溶接線側端縁に対峙する前記内ケースの端縁によって形成された請求項2のシールドガス供給ノズル。   An outer case having an outer shape that can be fitted in a groove of an object to be welded; and an inner case that is disposed inside the outer case and forms a space between the outer case and the shield gas discharge port. The shield gas supply nozzle according to claim 2, which is formed by a weld line side edge of the outer case and an edge of the inner case facing the weld line side edge. 前記シールドガス吐出口と反対側に位置する後板を有し、前記空間にはシールドガス供給管が挿入配設され、該シールドガス供給管の前記後板に対峙する面に所定ピッチでガス噴出口が穿設され、前記シールドガス供給管に供給されたシールドガスは前記ガス噴出口より前記後板に向って噴出される様構成した請求項3のシールドガス供給ノズル。   A rear plate located on the opposite side of the shield gas discharge port, and a shield gas supply pipe is inserted and disposed in the space, and gas is injected at a predetermined pitch onto a surface of the shield gas supply pipe facing the rear plate; The shield gas supply nozzle according to claim 3, wherein an outlet is formed, and the shield gas supplied to the shield gas supply pipe is ejected from the gas ejection port toward the rear plate. 前記シールドガス供給管は、前記空間の1端から他端に向って横断し、溝の断面形状と相似形となる様屈曲された請求項4のシールドガス供給ノズル。   The shield gas supply nozzle according to claim 4, wherein the shield gas supply pipe crosses from one end to the other end of the space and is bent to have a shape similar to a cross-sectional shape of the groove. 前記内ケースの溶接線側端部は溝の壁面に向う様傾斜され、吐出されるシールドガスに溝の壁面に向う分速を与える様にした請求項3又は請求項4のシールドガス供給ノズル。   The shield gas supply nozzle according to claim 3 or 4, wherein an end portion on the weld line side of the inner case is inclined so as to face the wall surface of the groove, and a speed is given to the discharged shield gas toward the wall surface of the groove. シールドガス吐出方向と平行なガス噴出管を有し、該ガス噴出管からレーザ光線を横切る様に圧縮ガスが噴出され、プラズマの発生を抑制する様にした請求項2のシールドガス供給ノズル。   3. The shield gas supply nozzle according to claim 2, further comprising a gas jet pipe parallel to the shield gas discharge direction, wherein compressed gas is jetted from the gas jet pipe so as to cross the laser beam to suppress generation of plasma. 溝を有する被溶接物の突合わせ部に形成された溶接線と平行に前記溝の断面形状に沿う様屈曲されたシールドガス吐出口が形成され、該シールドガス吐出口より、被溶接物表面に沿って層状にシールドガスを吐出する様構成したシールドガス供給ノズルを具備したことを特徴とするレーザ溶接シールド装置。   A shield gas discharge port bent so as to follow the cross-sectional shape of the groove is formed in parallel with the weld line formed at the butt portion of the workpiece having a groove, and the shield gas discharge port is formed on the surface of the workpiece. A laser welding shield apparatus comprising a shield gas supply nozzle configured to discharge shield gas in a layered manner along the shield gas supply nozzle.
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