JP5646646B2 - 溶接方法および溶接装置 - Google Patents
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Description
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] 二つのエッジ部分(54a,54b)間に溶接シーム(52)を形成し、
前記エッジ部分(54a,54b)は、根本部分(58)及び傾斜部分(60)を有するY接合部を形成し、前記根本部分(58)は、ハイブリッドレーザー・アーク溶接ヘッド(2)によってプラズマ及び溶融金属の単一の相互作用域(24)にレーザービーム(10)及びアーク(22)をあてることを含むハイブリッドレーザー・アーク溶接法で溶接され、前記単一の相互作用域(24)は前記根本部分(58)に配置されるとともに、前記傾斜部分(60)はサブマージアーク溶接ヘッド(4)によってサブマージアーク溶接法にて溶接され、前記ハイブリッドレーザー・アーク溶接ヘッド(2)及びサブマージアーク溶接ヘッド(4)は共通のキャリア機構(46,50)に配置される、ことを特徴とする溶接方法。
[2] 前記根本部分(58)は、8mmを超え、好ましくは10mmを超える厚さを有することを特徴とする[1]の溶接方法。
[3] 前記傾斜部分(60)は、15mmを超え、好ましくは20mmを超える深さを有することを特徴とする[1]または[2]の溶接方法。
[4] 前記根本部分(58)の厚さと前記傾斜部分(60)の深さとの比率は、0.4〜0.6の間であることを特徴とする[1]乃至[3]のいずれかの溶接方法。
[5] 前記レーザービーム(10)は7kWを超える効力をもたらし、前記アーク(22)は7kWを超す効力をもたらすことを特徴とする[1]乃至[4]のいずれかの溶接方法。
[6] 前記レーザービーム(10)及び前記アーク(22)は実質的に同等の効力をもたらすことを特徴とする[5]の溶接方法。
[7] 前記レーザービーム(10)及び前記アーク(22)の個々の効力は、前記根本部分(58)の厚さによって配分され、溶接速度は実質的に1W/m 2 に相当することを特徴とする[6]の溶接方法。
[8] 前記根本部分(58)及び前記傾斜部分(60)は単一のパスで溶接されることを特徴とする[1]乃至[7]のいずれかの溶接方法。
[9] 少なくとも一つのエッジ(54a,54b)は355MPaを超す降伏強さを有する高強度鋼のワークピース(6)の一部であることを特徴とする[1]乃至[8]のいずれかの溶接方法。
[10] サブマージアーク溶接法の溶接パラメータは、サブマージアーク溶接法の熱影響域(66)がハイブリッドレーザー・アーク溶接法の熱影響域(64)を包含するように選択されることを特徴とする[1]乃至[9]のいずれかの溶接方法。
[11] 傾斜部分(60)は接合対象の1または複数のワークピース(6)の第1の側(70)に配され、根本部分(58)は1または複数のワークピース(6)の反対側の第2の側(72)に延び、サブマージアーク溶接法の溶接パラメータはサブマージアーク溶接法の熱影響域(66)が前記反対の第2の側(72)にまで延びるように選択されることを特徴とする[1]乃至[10]のいずれかの溶接方法。
[12] 根本部分(58)及び傾斜部分(60)を有するY接合部を溶接する溶接装置であって、
施工において、前記傾斜部分(60)は接合対象の1または複数のワークピースの第1の側(70)に配され、前記根本部分(58)は接合対象の1または複数のワークピースの前記反対の第2の側(72)に延び、
施工において前記第1の側(70)に対向して搭載され、前記根本部分(58)を溶接するハイブリッド溶接ヘッド(2)を含み、
施工において前記第1の側(70)に対向して搭載されるサブマージアーク溶接ヘッド(4)をさらに備え、
前記ハイブリッドレーザー・アーク溶接ヘッド(4)及びサブマージアーク溶接ヘッド(4)は共通のキャリア機構(46,50)に配置される、ことを特徴とする溶接装置(1)。
[13] 溶接装置(1)は、共通のキャリア機構と接合対象の1または複数のワークピース(6)との相対移動を可能にするアクチュエータ(48)をさらに備える、ことを特徴とする[12]の溶接装置。
[14] ハイブリッド溶接ヘッド(2)及びサブマージアーク溶接ヘッド(4)は、接合対象の1または複数のワークピース(6)の上及び上方で推進される共通の可動キャリア機構(50)に搭載されることを特徴とする[14]の溶接装置。
[15] ハイブリッド溶接ヘッド(2)及びサブマージアーク溶接ヘッド(4)は共通の固定キャリア機構(46)に搭載され、前記アクチュエータ(48)が接合対象の1または複数のワークピースを推進させるように備えられたことを特徴とする[14]の溶接装置。
[16] [1]−[11]のいずれかの溶接方法を行うために設けられたことを特徴とする[12]−[16]のいずれかの溶接装置。
Claims (15)
- 二つのエッジ部分(54a,54b)間に溶接シーム(52)を形成し、
前記エッジ部分(54a,54b)は、根本部分(58)及び傾斜部分(60)を有するY接合部を形成し、前記根本部分(58)は、ハイブリッドレーザー・アーク溶接ヘッド(2)によってプラズマ及び溶融金属の単一の相互作用域(24)にレーザービーム(10)及びアーク(22)をあてることを含むハイブリッドレーザー・アーク溶接法で溶接され、前記レーザービーム(10)は前記相互作用域(24)にキャビティを形成し、前記単一の相互作用域(24)は前記根本部分(58)上に配置されるとともに、前記傾斜部分(60)はサブマージアーク溶接ヘッド(4)によってサブマージアーク溶接法にて溶接され、前記ハイブリッドレーザー・アーク溶接ヘッド(2)及びサブマージアーク溶接ヘッド(4)は共通のキャリア機構(46,50)に配置され、
前記ハイブリッドレーザー・アーク溶接ヘッド(2)は、前記レーザービーム(10)を発するための光学システム(8)を含み、
前記ハイブリッドレーザー・アーク溶接ヘッド(2)及び前記サブマージアーク溶接ヘッド(4)は、前記レーザービーム及び前記サブマージアーク溶接ヘッド(4)の第1の電極(36a)の位置の間の距離と同一である距離Dだけ離れることを特徴とする溶接方法。 - 前記根本部分(58)は、8mmを超える厚さを有することを特徴とする請求項1の溶接方法。
- 前記傾斜部分(60)は、15mmを超える深さを有することを特徴とする請求項1または2の溶接方法。
- 前記根本部分(58)の厚さと前記傾斜部分(60)の深さとの比率は、0.4〜0.6の間であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかの溶接方法。
- 前記レーザービーム(10)は7kWを超える効力をもたらし、前記アーク(22)は7kWを超す効力をもたらすことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの溶接方法。
- 前記レーザービーム(10)及び前記アーク(22)は実質的に同等の効力をもたらすことを特徴とする請求項5の溶接方法。
- 前記根本部分(58)及び前記傾斜部分(60)は単一のパスで溶接されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかの溶接方法。
- 少なくとも一つのエッジ(54a,54b)は355MPaを超す降伏強さを有する高強度鋼のワークピース(6)の一部であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかの溶接方法。
- サブマージアーク溶接法の溶接パラメータは、サブマージアーク溶接法の熱影響域(66)がハイブリッドレーザー・アーク溶接法の熱影響域(64)を包含するように選択されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかの溶接方法。
- 傾斜部分(60)は接合対象の1または複数のワークピース(6)の第1の側(70)に配され、根本部分(58)は1または複数のワークピース(6)の反対側の第2の側(72)に延び、サブマージアーク溶接法の溶接パラメータはサブマージアーク溶接法の熱影響域(66)が前記反対の第2の側(72)にまで延びるように選択されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかの溶接方法。
- 根本部分(58)及び傾斜部分(60)を有するY接合部を溶接する溶接装置であって、
施工において、前記傾斜部分(60)は接合対象の1または複数のワークピースの第1の側(70)に配され、前記根本部分(58)は接合対象の1または複数のワークピースの前記反対の第2の側(72)に延び、
施工において前記第1の側(70)に対向して搭載され、前記根本部分(58)を溶接するために配置され、レーザービーム(10)を発生させる光学システム(8)及びアーク(22)を発生させるアーク溶接ヘッド(12)を含むハイブリッド溶接ヘッド(2)を含み、前記レーザービーム(10)は前記Y接合部にキャビティを形成するのに用いられ、
施工において前記第1の側(70)に対向して搭載されるサブマージアーク溶接ヘッド(4)をさらに備え、
前記ハイブリッド溶接ヘッド(2)及びサブマージアーク溶接ヘッド(4)は共通のキャリア機構(46,50)に配置され、
前記ハイブリッド溶接ヘッド(2)及び前記サブマージアーク溶接ヘッド(4)は、前記レーザービーム及び前記サブマージアーク溶接ヘッド(4)の第1の電極(36a)の位置の間の距離と同一である距離Dだけ離れることを特徴とする溶接装置(1)。 - 溶接装置(1)は、共通のキャリア機構と接合対象の1または複数のワークピース(6)との相対移動を可能にするアクチュエータ(48)をさらに備える、ことを特徴とする請求項11の溶接装置。
- ハイブリッド溶接ヘッド(2)及びサブマージアーク溶接ヘッド(4)は、接合対象の1または複数のワークピース(6)の上又は上方で推進される共通の可動キャリア機構(50)に搭載されることを特徴とする請求項12の溶接装置。
- ハイブリッド溶接ヘッド(2)及びサブマージアーク溶接ヘッド(4)は共通の固定キャリア機構(46)に搭載され、前記アクチュエータ(48)が接合対象の1または複数のワークピースを推進させるように備えられたことを特徴とする請求項12の溶接装置。
- 請求項1−10のいずれかの溶接方法を行うために設けられたことを特徴とする請求項11−14のいずれかの溶接装置。
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