JPH01258886A

JPH01258886A - レーザ溶接方法

Info

Publication number: JPH01258886A
Application number: JP63085002A
Authority: JP
Inventors: Soichi Omori; 大森　宗一
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1989-10-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はレーザ溶接方法に係り、特に薄肉嵌合部品の溶
接方法に関する。

〔従来の技術〕

レーザ溶接は、高速かつ高精度の溶接が可能なこと、＃
接の熱的影響が材料に広く及ばないこと、自動溶接が容
易であり、クリーンに溶接できること、等の優れた特徴
を有し、広く電子部品の溶接手段として利用されている
。特に、電子部品については、小形、薄肉のものを嵌合
して組付け、溶接固定するものが多い。以下、電子管の
陰極部品番こ使用する薄肉円筒部品同士を嵌合組付けし
て、レーザ溶接する場合について説明する。

第３図は、肉厚２０μｍ程度の金属円筒部品からなるス
リーブ１にキャップ２を組立芯金３および押え金具４で
位置決めして組付けし、キャップ２の外周部をレーザ溶
接装置５から発射されたレーザビーム６により複数個所
レーザ溶接する事例を示す。

このような溶接において、スリーブｌとキャップ２との
間にギャップが存在するが、このギャップは両者の組付
けの容易性および製作公差から皆無になしえず１通常１
０μｍ乃至数１００μｍ有し、この状態でレーザ溶接し
ている。しかしながら、レーザ溶接の場合、ギャップが
大きくなると被溶接材への接合が不完全になるため、良
好な溶接ナゲツトが得られない場合があり、上記ギャッ
プをできるだけ少くして溶接するようにしているが、製
造コストおよび品質管理の点からギャップを一定の範囲
に押えることを難かしくしている。

そのため、第４図示のように、キャップ２に切欠き、ま
たはスリット８を入れ、これをスリーブ１に押し込んで
両者を密着させてレーザ溶接する方法が行われている。

これについては、例えば、特開昭５８−１８４０７８号
公報壷こ開示されている。

また、肉厚が０．１　ｍｍ程度の薄肉金属材料の重ね合
せ溶接を行うにあたって、被溶接材に対するレーザ照射
のインターバルをレーザの発振インターバルと別途に制
御することにより、レーザ照射エネルギーの変動を防止
することによって、被溶接材の間にある程度のギャップ
があっても、所定の溶接ナゲツトが形成されるようにす
る方法も提案されている。これについては、例えば、特
開昭５９−１７４２８８号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕しかしながら、薄肉円筒部品の一方に切欠き、またはス
リット８を入れ、嵌合させて溶接する第３図示の方法は
、部品同士が密接し、両者のギャップが生じない効果が
あるが、部品素材に機械的応力が生じるため、ブラウン
管の動作中に熱変形による動作不良を惹きおこす恐れが
ある。また、薄肉円筒部品に切欠き、またはスリット８
を入れる加工作業は、それだけ部品コストの増加を招き
、２朋φ以下の径小部品には加工が難しいという問題が
ある。

また、レーザの照射インターバルを制御して所定の溶接
ナゲツトを得る方法は、被溶接部品間のギャップを１０
乃至３０μ重の範囲に制御する管理が必要になること、
レーザの照射エネルギの許容変動範囲を同一の条件の下
で、通常の５％程度から３％程度に抑制する必要がある
こと、等により、部品コストおよび設備費の増加を来す
と共に、生産管理の工数が増力口する、という問題があ
る。また、レーザの出力エネルギを高くして照射する必
要があるので、溶接裕度が低くなり、良好な溶接ナゲツ
トが得にくい、という問題がある。

本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、特に、薄肉
嵌合部品のレーザ溶接を璧コストで安定かつ確実に行い
つる方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、薄肉嵌合部品の嵌合部をレーザ溶接する
方法曇こおいて、嵌合部品の溶接部をテーパ状に形成し
、その溶接部を密接状態にしてレーザ溶接することによ
り達成される。

〔作用〕

上記の手段により、嵌合部品同士がテーパ状の溶接部で
容易に密接するので、安定かつ確実な溶接ナゲツトが形
成できる。

〔実施例〕

以下、本発明による一実施例を図面により説明する。第
１図は、本発明の実施に使用するレーザ溶接装置の構成
を示し、電子管用陰極部品の嵌合組付けにレーザ溶接す
る場合について説明する。

同図において、９は陰極ディスク（以下ディスクという
）、１０は陰極組立用リング（以下リングという）で、
本発明では１両派合部品９、ＩＯの溶接部にテーパ部１
１．１２を夫々設けた点に特徴がある。１３は組ヴヘッ
ドで、その上（こセラミックリング１４を介してリング
１０を設定し、しかる後、リング１０にディスク９を挿
入し、両者のテーパ部１１．１２が互いに密接するよう
にマンドレル１５を上から押圧して位置合せを行う。

１６はマンドレル１５を押圧するスプリング、１７はマ
ンドレルホルダである。このようにして、リング１０に
ディスク９を挿入し、両者のチー／９部１１．１２にお
いて両者が密接に嵌合した状態でレーザビーム発生装［
１８によりレーザビーム６８＃Ｉ接部１９に照射して両
者を溶接する。

第２図は、上記溶接部１９の要部断面図を示し７、両派
合部品９．ｌＯがテーパ部１１，１２で互いによく密接
しており、両派合部品９，１０の間にギャップが生じな
いので、Ｖ−ザビーム６を溶接部］９に照射したとき、
良好な溶接ナゲツト２０が得られ、安定か一つ確実な溶
接が可能になる。実用上、上記テーパ部のテーパ角健α
は２０°乃至９０゜程度が望ましい。角度αが約９０”
以上になると良好な溶接ナゲツトが形成し難く、また、
角度αが約２０°以下になると嵌合部品の寸法合せ（ス
パンセットともいう）が難かしくなる。

また、実験によると、材質がＮｉで、板厚０．０５朋、
外径約２龍φの嵌合部品をレーザ溶接するとき、レーザ
出力は１．１５乃至１．１８ジユ一ル／パルス程度のエ
ネルゼですみ、従来の嵌合ゼヤンブ１０乃至３０μ電に
対するレーザ溶接における１、２０乃至１．２６ジユー
ル／パルスと比較し、溶接裕度を大巾（こ改善できるこ
とが確認された。このように浴接裕度が改善されると、
それだけレーザ溶接が安定かつ確実に行われることにな
る。

なお５通常、上記の溶接ナゲツト２０は、溶接部を第２
図の軸Ｐを中心に１２０”づつ回転させ、周囲３個所で
行い完成する。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、溶接裕度が拡大し、良好か
つ安定した溶接ナゲツトが得られる効果がある。また、
嵌合部品の浴接部をテーパ状に形成すればよいので、低
コストで実現できる効果がある０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザ溶接方法に使用する溶接装
置の一実施例を示す断面図、第２図は本発明による溶接
部の一実施例になる要部断面図、第３図は従来の溶接方
法の説明図、第４図は従来の溶接方法に使用する嵌合部
品の一例を示す斜視図である。１・・・スリーブ、　　　２，７・・・キャップ、５・
・レーサ浴接装置、６・・・レーザビーム、８・・スリ
ット、　　９・・・ディスク、　　１ｏ川リング、１１
．１２・・・テーパ部、　　　１３・・組立ヘッド、１
４・・セラミックリング、　　　１５・・・マンドレル
、１８・・レーザビーム発生装置、　　　１９・・・溶
接部、２０・・・浴接ナゲツト。第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、薄肉嵌合部品の嵌合部をレーザ溶接する方法におい
て、嵌合部品の溶接部をテーパ状に形成し、この溶接部
を密接状態にしてレーザ溶接することを特徴とするレー
ザ溶接方法。２、嵌合部品の溶接部を角度２０°乃至９０°のテーパ
状に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のレーザ溶接方法。