JPH0299289A - Method for setting laser beam irradiating position in laser beam welding - Google Patents

Method for setting laser beam irradiating position in laser beam welding

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JPH0299289A
JPH0299289A JP63249098A JP24909888A JPH0299289A JP H0299289 A JPH0299289 A JP H0299289A JP 63249098 A JP63249098 A JP 63249098A JP 24909888 A JP24909888 A JP 24909888A JP H0299289 A JPH0299289 A JP H0299289A
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JP
Japan
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laser beam
spot
welding
irradiation
irradiating
Prior art date
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Pending
Application number
JP63249098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadayuki Koyama
小山 忠幸
Yasuo Kobayashi
小林 泰夫
Tomio Komatsu
小松 富夫
Yoshito Kawai
義人 河合
Masayuki Midorikawa
雅之 緑川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH0299289A publication Critical patent/JPH0299289A/en
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Abstract

PURPOSE:To surely set the laser beam irradiating position by spot-irradiating at least two points on the butting line of steel strips with a laser beam and subjecting gaps between the two points to laser beam welding and then, inspecting and correcting the projection position. CONSTITUTION:A preceding steel strip S1 and a succeeding steel strip S2 are clamped respectively by clamps 4 and 5 and an each steel strip end is cut by a double-cutting shear 6 and these are abutted on each other by the inlet side clamp 5. The spot irradiations P1, P2 and P3 of the laser beam are then performed on three points of the lateral directional ends and central position of the steel strips. Continuous weldings W1 and W2 are then performed on the gaps between the spot projection parts. Afterward, when the spot irradiating parts are observed from the rear, the butting line and the spot irradiation position are coincident with each other on the spot irradiation P1 but the spot irradiating positions are deviated from the butting line on the spot irradiations P2 and P3. The satisfactory welding work can be then performed by giving a correction command for the above-mentioned deviation to the travel control system of a laser beam torch.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、レーザ溶接により金属ストリップを突合わせ
溶接する際に、レーザビームの照射位置を設定する方法
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for setting a laser beam irradiation position when butt welding metal strips by laser welding.

〈従来の技術〉 ステンレス鋼帯や珪素鋼帯などの金属ストリップを突合
わせ溶接する場合に、溶接法として低入熱高エネルギ密
度の溶接ができるレーザ溶接が多用されるようになって
きている。
<Prior Art> When butt welding metal strips such as stainless steel strips and silicon steel strips, laser welding, which can perform welding with low heat input and high energy density, is increasingly being used as a welding method.

第3図に金属ストリップ用レーザ溶接機を概略的に示す
0図中1はレーザビーム発振器、2はレーザビーム伝送
系で、ミラー、ビームダクト等より構成されており、3
がレーザトーチである。また、4は入側クランプ、5は
出側クランプ、6はダブルカットシャーであり、これら
はいずれも架台7上に設けられている。
Fig. 3 schematically shows a laser welding machine for metal strips.
is a laser torch. Further, 4 is an entry side clamp, 5 is an exit side clamp, and 6 is a double cut shear, all of which are provided on the pedestal 7.

第4図はレーザトーチ3部を概略的に示した図で、8は
反射ミラー、9は集光ミラーであり、10はレーザビー
ムである。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the three parts of the laser torch, in which 8 is a reflecting mirror, 9 is a condensing mirror, and 10 is a laser beam.

さて先行ストリップS1と後行ストリップS2を溶接す
る場合、まず各ストリップS、、 S、の端部を人、出
側クランプ4.5でクランプする0次いでダブルカット
シャー6により各ストリップ端部を切断する。切断後は
シャー6をオフラインに退避させる、そして、入側クラ
ンプ4により、ストリップS、をクランプした状態で出
側クランプ5側に移動させてストリップ同志を突合わせ
、次いでレーザトーチ3を突合わせ線11に沿って集光
ミラー9によって集光されたレーザビームIOを照射さ
せながら移動させて溶接を行う、12はこの溶接により
できた溶接部である。
Now, when welding the leading strip S1 and the trailing strip S2, first, the end of each strip S, S, is manually clamped with the exit clamp 4.5.Then, the end of each strip is cut with the double cut shear 6. do. After cutting, the shear 6 is evacuated offline, and the strip S is clamped by the input clamp 4 and moved to the output clamp 5 side to butt the strips together, and then the laser torch 3 is moved to the butt line 11. Welding is performed by moving the laser beam IO focused by the condensing mirror 9 while irradiating the weld along the weld. 12 is a welded portion formed by this welding.

このようなレーザ溶接における重要な管理項目の一つに
、金属ストリップに対するレーザビームの照射位置があ
る。そして、この照射位置には高さ方向位置と水平面内
における位置がある。高さ方向位置とは集光されたレー
ザビームの焦点位置のことであり、この制御については
特公昭6033593号公報などの提案がなされている
One of the important management items in such laser welding is the irradiation position of the laser beam with respect to the metal strip. This irradiation position has a height direction position and a position in the horizontal plane. The height direction position refers to the focal position of the condensed laser beam, and proposals for this control have been made, such as in Japanese Patent Publication No. 6033593.

一方、水平面内の位置とは、突合わせ線に対する照射位
置のことであり、ストリップ全幅にわたって適正な位置
になければならない、集光されたレーザビームの焦点径
は、出力によっても異なるが、一般に0.1〜0.4胴
程度であり、位置合わせに正確さが要求される。
On the other hand, the position in the horizontal plane refers to the irradiation position with respect to the butt line, and the focal diameter of the focused laser beam, which must be at an appropriate position over the entire width of the strip, varies depending on the output, but is generally 0. The size is about .1 to 0.4 cylinders, and precision is required for positioning.

水平面内におけるレーザビームの照射位置の確認は、次
のような方法を取っている。即ち、ストリップの突合わ
せ!91i iに対して直角方向にレーザビームの照射
位置を試行tFg誤的に変えて試験的にレーザ溶接を行
い、エリクセン試験などの機械的試験を行い、最大強度
が得られた照射位置に調整していた。
The following method is used to confirm the irradiation position of the laser beam in the horizontal plane. In other words, butting the strips! 91i Experimentally perform laser welding by accidentally changing the laser beam irradiation position in the direction perpendicular to i, perform mechanical tests such as Erichsen tests, and adjust the irradiation position to obtain the maximum intensity. was.

第5図はこの試験結果の一例を示したものである。横軸
はレーザビームの照射位置で、チエツク開始前の照射位
置を基準点(零点)としている。
FIG. 5 shows an example of the results of this test. The horizontal axis represents the irradiation position of the laser beam, and the irradiation position before the start of the check is taken as the reference point (zero point).

縦軸はエリクセン試験値で、最大強度を1.0とした。The vertical axis is the Erichsen test value, with the maximum strength being 1.0.

これより、照射位置は最大強度を得る範囲内に存在する
から、現在の照射位置で充分でもあるが、更にプラス側
にto、3+ (−0,2) l / 2 =0.05
閣、レーザトーチを移動させるのがよいことがわかる。
From this, the current irradiation position is sufficient because the irradiation position is within the range where the maximum intensity can be obtained, but furthermore to the positive side, 3+ (-0, 2) l / 2 = 0.05
Well, it turns out it's a good idea to move the laser torch.

また、上記の方法とは別に、レーザビームをスポット的
に照射して、この状態で、即ちストリップがクランプさ
れた状態で、表裏面のスポット照射部における溶融状態
を観察することによって照射位置を確認する方法もある
In addition to the above method, the irradiation position can be confirmed by irradiating the laser beam spot-wise and observing the melting state in the spot-irradiated areas on the front and back surfaces in this state, that is, with the strip clamped. There is a way to do that.

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前者の機械的試験による方法は、非常に
時間を要するという問題がある。
<Problems to be Solved by the Invention> However, the former method using mechanical testing has a problem in that it takes a very long time.

また、後者のスポット照射による方法は、前者の方法よ
り時間的に短縮できるが、クランプによる拘束を外すと
ストリップS、、 S!は分離してしまうので、従って
クランプした状態の作業、即ちレーザ溶接機内での作業
となり、作業性や安全性の点で問題となる。更に、サン
プル採取の必要が生じた場合には、このサンプルを採取
できないという問題もある。また、ストリップの幅方向
における一点で適正な位置にあったとしても、全幅にわ
たって良好である保証はない。
Also, the latter method using spot irradiation is shorter in time than the former method, but when the restraint by the clamp is removed, the strip S...S! Since the parts separate, the work must be done in a clamped state, that is, work must be done inside a laser welding machine, which poses problems in terms of workability and safety. Furthermore, there is also the problem that when it becomes necessary to collect a sample, this sample cannot be collected. Further, even if the strip is at a proper position at one point in the width direction, there is no guarantee that the strip will be in good condition over the entire width.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
で、簡単にかつ確実にレーザビームの照射位置を設定で
きる方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a method for easily and reliably setting the irradiation position of a laser beam.

く課題を解決するための手段〉 本発明は、レーザ溶接により2枚の金属ストリップの両
端を突合わせ溶接するに際し、前記金属ストリップの突
合わせ線上の少なくとも2点にレーザビームをスポット
照射し、次いで前記スポット照射点間をレーザ溶接した
後に、前記スポット照射点と前記金属ストリップの突合
わせ線との位置を検査して、レーザビームの照射位置の
修正を行うものである。
Means for Solving the Problems> The present invention, when butt welding the ends of two metal strips together by laser welding, spot-irradiates at least two points on the butt line of the metal strips with a laser beam, and then After performing laser welding between the spot irradiation points, the position of the spot irradiation point and the butt line of the metal strip is inspected to correct the irradiation position of the laser beam.

く作 用〉 第1図に基づいて本発明の詳細な説明する。まず先行ス
トリップSlと後行ストリップS8の端部を切断して突
合わせる。そして突合わせ線11に沿って、一方の端部
からスポット照射P1、P2、P、を行う、この場合、
Pl−Psはストリップ幅方向のほぼ端部で、P、は中
央部である。そして、スポット照射点P1とP2との間
およびP2とPsの間に通常の連続溶接りとWtを行う
Function> The present invention will be explained in detail based on FIG. First, the ends of the leading strip S1 and the trailing strip S8 are cut and butted together. Then, spot irradiation P1, P2, P is performed from one end along the butt line 11, in this case,
Pl-Ps is approximately the end portion in the width direction of the strip, and P is the center portion. Then, normal continuous welding and Wt are performed between the spot irradiation points P1 and P2 and between P2 and Ps.

この溶接部−1、hにより、先行、後行ストリップS1
、S、は強固に連結されるから、クランプを開放しても
各ストリップS1、S2は分離することはなく、従って
、レーザ溶接機の出側3にこの突合わせ部を搬送できる
。そして、溶接機の出側で、スポット照射位置のチエツ
クを簡単に行うことができる。
This welding part -1, h allows the leading and trailing strips S1
, S, are firmly connected, so that each strip S1, S2 will not separate even when the clamp is opened, and this abutment can therefore be transported to the output side 3 of the laser welding machine. Then, the spot irradiation position can be easily checked on the output side of the welding machine.

二二でスポット照射は、レーザビームの出力が低いと、
裏面に溶融部が現れないので、照射位置の確認ができず
、また出力が高いと溶融部が大きくなってしまい、やは
り照射位置のチエツクができない、このことは照射時間
についても同様である。このことから、金属ストリップ
の厚みが3.0順以下では出力は0.5〜1.0 kW
、照射時間は0.5〜1秒の範囲で適宜選択する必要が
ある。
For spot irradiation in 22, if the output of the laser beam is low,
Since the melted part does not appear on the back side, the irradiation position cannot be confirmed, and if the output is high, the melted part becomes large, making it impossible to check the irradiation position.This also applies to the irradiation time. From this, if the thickness of the metal strip is 3.0 or less, the output will be 0.5 to 1.0 kW.
The irradiation time must be appropriately selected within the range of 0.5 to 1 second.

〈実施例〉 板厚2.0mm、板幅1200鴫の綱帯を用いて本発明
による方法を実施した。
<Example> The method according to the present invention was carried out using a rope rope having a plate thickness of 2.0 mm and a plate width of 1200 mm.

まず、前記の第3図に示したクランプ4.5により上記
寸法の先行鋼帯S、、後行鋼帯S2をクランプして、ダ
ブルカットシャー6により、各鋼帯端部を切断し、入側
クランプ5により突合わせを行った。
First, the leading steel strip S and trailing steel strip S2 of the above dimensions are clamped by the clamp 4.5 shown in FIG. The butt was made using side clamps 5.

次に、第2図に示すように、銅帯の幅方向端部から50
mmの位置と、幅方向中心位置との3ケ所に出力1.0
kW、照射時間1秒間のスポット照射P1、P2、P、
を行った0次に、レーザ出力を10に−にして、これら
スポット照射部の間を各々長さ450順程度の連続溶接
縁1、賀、を行った。その後、クランプ等を解放して、
溶接した銅帯をレーザ溶接機の出側へ搬送したが、溶接
部が破断することはなかった。
Next, as shown in FIG.
Output 1.0 at 3 locations: mm position and width direction center position
Spot irradiation P1, P2, P, kW, irradiation time 1 second,
Next, the laser output was set to -10, and continuous welding was carried out between these spot irradiated parts, each having a length of about 450 mm. After that, release the clamp etc.
The welded copper strip was transported to the exit side of the laser welding machine, but the welded part did not break.

スポット照射部を裏面より観察したところ、第2図に示
す通りであった。即ち、一方の端部のスポット照射P、
では突合わせ線とスポット照射位置は一致していたが中
央部のスポット照射P2では約0.15踵、もう一方の
端部のスポット照射P、では約0.3閣位置がずれてい
た。
When the spot irradiation area was observed from the back side, it was as shown in FIG. That is, spot irradiation P at one end,
In this case, the butt line and the spot irradiation position matched, but the position of the spot irradiation P2 at the center was shifted by about 0.15 heel, and the spot irradiation P at the other end was shifted by about 0.3 heel.

そこで、レーザトーチの走行制御系統にこのずれ分の補
正指令を与えたところ、良好な溶接作業を行うことがで
きた。
Therefore, when we gave a correction command for this deviation to the travel control system of the laser torch, we were able to perform good welding work.

尚、以上の説明は、スポット照射を3回行うことで説明
したが、2回以上であれば良い。
In addition, although the above explanation was based on performing spot irradiation three times, it is sufficient if the spot irradiation is performed two or more times.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明は、短時間に正確にレーザビ
ームの照射位置を設定することができ、しかも作業を安
全に行うことができる。従って、金属ストリップの連続
処理ラインにおいて先行ストリップの後端部と後行スト
リップの先端部とをダブルカットシャーにより同時に剪
断して突合わせ開先を形成し、この突合わせ開先をレー
ザ溶接するような作業能率及び正確さが要求される場合
に、特に効果を発揮する。更に、溶接も行っているので
、溶接部の試料採取も行うことができるメリットもある
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, the irradiation position of the laser beam can be set accurately in a short time, and the work can be performed safely. Therefore, in a continuous metal strip processing line, the rear end of the leading strip and the leading end of the trailing strip are simultaneously sheared using a double cut shear to form a butt groove, and this butt groove is laser welded. It is particularly effective when high work efficiency and accuracy are required. Furthermore, since welding is also performed, there is the advantage that we can also collect samples of welded parts.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明の一実施
例の平面図である。 第3図は金属ストリップ用レーザ溶接機の全体を概略的
に示した斜視図、第4図は金属ストリップ用レーザ溶接
機のレーザトーチ部を概略的に示した斜視図である。 第5図は従来のレーザビーム照射位置の設定方法におけ
るレーザビームの照射位置とエリクセン試験値との関係
の一例を示すグラフである。 1・・・レーザビーム発振器、 2・・・レーザビーム伝送系、 3・・・レーザトーチ、  4・・・入側クランプ、5
・・・出側クランプ、 6・・・ダブルカットシャー7
・・・架 台、    8・・・反射ミラー9・・・集
光ミラー   10・・・レーザビーム、11・・・突
合わせ線、  12・・・溶接部、Sl・・・先行スト
リップ、S、・・・後行ストリップ、Pls Pt、 
Ps・・・スポット照射点。 第 図 第 図
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view schematically showing the entire laser welding machine for metal strips, and FIG. 4 is a perspective view schematically showing the laser torch portion of the laser welding machine for metal strips. FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the laser beam irradiation position and the Erichsen test value in the conventional laser beam irradiation position setting method. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Laser beam oscillator, 2... Laser beam transmission system, 3... Laser torch, 4... Inlet side clamp, 5
...Outside clamp, 6...Double cut shear 7
... Frame, 8... Reflection mirror 9... Concentrating mirror 10... Laser beam, 11... Butt line, 12... Welded part, Sl... Leading strip, S, ... Trailing strip, Pls Pt,
Ps...Spot irradiation point. Figure Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] レーザ溶接により2枚の金属ストリップの両端を突合わ
せ溶接するに際し、前記金属ストリップの突合わせ線上
の少なくとも2点にレーザビームをスポット照射し、次
いで前記スポット照射点間をレーザ溶接した後に、前記
スポット照射点と前記金属ストリップの突合わせ線との
位置を検査して、レーザビームの照射位置の修正を行う
ことを特徴とするレーザ溶接におけるレーザビーム照射
位置の設定方法。
When butt welding the ends of two metal strips together by laser welding, at least two points on the butt line of the metal strips are spot-irradiated with a laser beam, and then, after laser welding between the spot irradiation points, the spot A method for setting a laser beam irradiation position in laser welding, the method comprising: inspecting a position between an irradiation point and a butt line of the metal strip, and correcting the laser beam irradiation position.
JP63249098A 1988-10-04 1988-10-04 Method for setting laser beam irradiating position in laser beam welding Pending JPH0299289A (en)

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