JP7496366B2 - アルミニウム材料で作製された2つのブランクをレーザ接合するための方法 - Google Patents
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Claims (21)
- 第1のブランクおよび第2のブランクを接合するための方法であって、前記第1および前記第2のブランクの両方は、アルミニウム材料から作製され、前記方法は、
溶接のために前記第1および第2のブランクを置くことであって、前記第2のブランクは、前記第1のブランクの上部に置かれ、前記第1のブランクに部分的に重複する、前記第1および第2のブランクを置くことと、
溶接パスを辿って前記第1および第2のブランクをレーザ溶接することであって、
前記溶接パスは、溶接方向に沿った運動と、前記溶接方向を実質的に横断する振動運動とを組み合わせ、前記振動運動は、50Hzと1500Hzとの間の周波数と、0.3mmから3.0mmの範囲の振幅とを有する、前記第1および第2のブランクをレーザ溶接することとを含み、
レーザ出力が、前記溶接パスに沿って変えられ、前記レーザ出力は、前記溶接パスに沿った諸地点内の蓄積された熱が実質的に一定であるように変えられる、方法。 - 前記溶接パスの一地点内の前記蓄積された熱が、前記地点内の材料の厚さおよび前記地点内の前記レーザのスピードの関数として決定される、請求項1に記載の方法。
- 前記溶接パスに沿った前記地点内の前記レーザ出力および前記レーザの前記スピードの積を局所厚さで割った値が、前記溶接パスに沿った諸地点において実質的に一定である、請求項2に記載の方法。
- 前記レーザ出力が、最大レーザ出力レベルの0%と100%との間、詳細には前記最大レーザ出力レベルの25%と100%との間で変えられる、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記振動運動が、70Hzと500Hzとの間、詳細には100と300Hzとの間の周波数を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記振動運動が、0.5mmから2mmの振幅を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レーザが、0.2mmから1mm、詳細には0.3mmから0.8mmの直径サイズを有する円形スポットを有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶接方向を実質的に横断する前記振動運動が、振動の中線を規定し、前記第2のブランクの縁に対する振動の前記中線の横方向オフセットが、0.1mmと1.0mmとの間である、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1および第2のブランクの少なくとも一方の前記アルミニウム材料が、5000、6000および7000シリーズのアルミニウム合金を含む群から選択されたアルミニウム合金である、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1および第2のブランクの少なくとも一方の前記アルミニウム材料が、次の群:AA5082、AA5083、AA5182、AA5183、AA5754、AA5454、AA6005、AA6022、AA6016、AA6451、AA6111、AA6014、AA6501、AA6181、AA6061、AA6021、AA7204から選択される、請求項9に記載の方法。
- 前記溶接方向を横断する前記振動運動が、実質的に正弦波パターンを辿る、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶接方向を横断する前記振動運動が、実質的に円形パターンを辿る、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶接方向に沿った前記運動が、実質的に一定のスピードの線形運動である、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶接方向に沿った前記運動が、一定の前方運動と、振動運動の組み合わせを含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記溶接方向に沿った前記運動が、前記溶接方向を横断する第1の振動運動に一致する一定の前方運動と、前記溶接方向を横断する前記第1の振動運動の後の後方運動とを含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のブランクおよび前記第2のブランクが、請求項1から15のいずれか一項に記載の接合する前記方法を実施する前に、事前に洗浄されている、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 洗浄プロセスが、10から50kHzの周波数および1000mm/秒から2500mm/秒の走査速度での前記第1および第2のブランクの表面のパルスレーザ洗浄を含み、パルス持続時間が、25nsと50nsとの間の範囲である、請求項16に記載の方法。
- 前記第1および第2のブランクを接合した後、前記ブランクの表面外観を改善するためのレーザによる前記ブランクの処理をさらに含む、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接合が、溶加材料を使用せずに行われる、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
- レーザスポットが、第1の部分および第2の部分を含み、前記第1および第2の部分のレーザ出力レベルを個々に制御することができる、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の部分が、中央円であり、前記第2の部分が、前記中央円を取り囲むリングである、請求項20に記載の方法。
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