JP5531623B2 - 亜鉛めっき鋼板のレーザ重ね溶接方法 - Google Patents
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Description
少なくとも1枚が亜鉛めっき鋼板である2枚の鋼板を、その亜鉛めっき層を接合面として重ね合わせ、該重合領域における一方の鋼板表面にレーザを照射して重ね溶接する亜鉛めっき鋼板のレーザ重ね溶接方法において、
レーザのパワーPが7(kW)以上、照射スポット径φが0.4(mm)以上、レーザ照射側に位置した亜鉛めっき鋼板の板厚tが0.5〜2(mm)にて、レーザの単位時間・体積当たりのパワーP/φtvが、0.07〜0.11(kW・sec/mm3)となるような走行速度v(mm/sec)でレーザを走行させつつ照射することにより、レーザ照射位置から後方に延びる溶融池内で、少なくとも前記表面側の鋼板に、レーザ走行方向の長さが幅の2倍〜5倍の細長い穴を生じさせ、レーザ照射で発生した金属蒸気を前記細長い穴からレーザ走行方向後方側かつレーザ照射源側に排出させつつ溶接することを特徴とする。
次に、レーザのパワー、スポット径と走行速度との関係を検証するために、板厚t=0.7mmの亜鉛めっき鋼板を用い、亜鉛めっき層を接合面として隙間無く重ね合わせて、(a)スポット径φ=0.52mm、(b)スポット径φ=0.64mm、(c)スポット径φ=0.83mm、(d)スポット径φ=0.94mm、(e)スポット径φ=1.06mmの各場合について、レーザのパワーP(kW)と走行速度v(m/min)を他段階に亘って変化させながら、キーホールの形成状況と亜鉛ガス欠陥の有無および溶接品質を評価する実験を行った。
次に、上記実験と同条件で、板厚t=1.2mmの亜鉛めっき鋼板を用い、亜鉛めっき層を接合面として隙間無く重ね合わせ、(a)スポット径φ=0.42mm、(b)スポット径φ=0.52mmの各場合について、レーザのパワーP(kW)と走行速度v(m/min)を変化させながら、キーホールの形成状況と亜鉛ガス欠陥の有無、および溶接品質を評価する実験を行った。
次に、上記実験結果を踏まえて、板厚t=0.6mmの亜鉛めっき鋼板を用い、亜鉛めっき層を接合面として隙間無く重ね合わせ、(a)スポット径φ=0.58mm、(b)スポット径φ=0.79mm、(c)スポット径φ=0.87mmの各場合について、レーザのパワーPを7kWに設定して走行速度v(m/min)を変化させ、キーホールの形成状況と亜鉛ガス欠陥の有無、および溶接品質を評価する追加実験を行った。この追加実験では、IPGフォトニクス社製のファイバーレーザ発振器(最大出力7kW・伝送ファイバー径:φ0.2mm、波長1070nm)を用いた。
11 レンズ
17 レーザ光
18 レー光の焦点
19 レーザの照射スポット
20、21 亜鉛めっき鋼板
35、36 押さえ治具
40 溶融箇所先端
41 レーザ誘起プルーム
42 細長い穴
45、46 細長い穴の両側に生じた溶融池
47 細長い穴の後方の溶融池
48 溶接ビード
Claims (2)
- 少なくとも1枚が亜鉛めっき鋼板である2枚の鋼板を、その亜鉛めっき層を接合面として重ね合わせ、該重合領域における一方の鋼板表面にレーザを照射して重ね溶接する亜鉛めっき鋼板のレーザ重ね溶接方法において、
レーザのパワーPが7(kW)以上、照射スポット径φが0.4(mm)以上、レーザ照射側に位置した亜鉛めっき鋼板の板厚tが0.5〜2(mm)にて、レーザの単位時間・体積当たりのパワーP/φtvが、0.07〜0.11(kW・sec/mm3)となるような走行速度v(mm/sec)でレーザを走行させつつ照射することにより、レーザ照射位置から後方に延びる溶融池内で、少なくとも前記表面側の鋼板に、レーザ走行方向の長さが幅の2倍〜5倍の細長い穴を生じさせ、レーザ照射で発生した金属蒸気を前記細長い穴からレーザ走行方向後方側かつレーザ照射源側に排出させつつ溶接することを特徴とする亜鉛めっき鋼板のレーザ重ね溶接方法。 - 前記走行速度vが167〜200(mm/sec)であることを特徴とする請求項1に記載の亜鉛めっき鋼板のレーザ重ね溶接方法。
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