JPH03151181A - レーザ溶接方法 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は被覆材で被覆された被溶接部材同志をレーザ光
により溶接するレーザ溶接方法に関する。

（従来の技術） 従来、レーザ加工機を用いて鋼材にレーザ光を照射して
レーザ溶接を実施する場合に、レーザ光の高エネルギー
密度性を利用してビード幅に比して溶は込み深さの深い
ビードを得るために被溶接材の溶接線に対して垂直な方
向からレーザ光を照射する。この場合に発振器により出
射され光学ユニットによって伝達されたレーザ光は、第
５図に示すような集光レンズ１を有する集光ユニット２
内に導かれ、該集光レンズ１により被溶接材３の表面近
傍で集光される。このときに、溶接部の酸化防止のため
のシールドガスが供給口４から集光ユニット２内に供給
されてノズル部５から噴射されて該溶接部分を外気から
シールドするようにしている。このようにしてレーザ光
により溶接を行うと、ビード幅Ａに対して溶は込み深さ
Ｂが大きい深溶は込み特性を有している。この様な深溶
は込み特性のビードは、ビード幅が狭いために内部に発
生したブローホールが残り品＜、また、シールドガスの
圧力を高くすると、表面にハンチングを起こし易いとい
う特性がある。

（発明が解決しようとする課題） ところで近時、防錆効果を高めるために、例えば亜鉛、
錫等の被覆材で被覆された鋼板が多用されているが、こ
の様な鋼板を溶接する場合には、溶接部分をシールドガ
スでシールドすると同時にガス化した被覆材の蒸気を取
り除く必要がある。

被溶接部材の表面が平滑でシールドガスが行き届き易い
平板同志の突合わせ溶接の場合には問題は無いが、第５
図に示すように被溶接部材の端部を折曲して折曲部の近
傍の面を重ね合わせて溶接する所謂フレア継手６の場合
には、一対の被溶接部材３が重ね合わせ部分から離れる
に従って徐々に離間する形態で溶接部が折曲部の奥方と
なるために、シールドガスの圧力を高めて外気の遮断を
行う必要があり、また、被覆材の蒸気は溶接部の幅が狭
く折曲部から奥まった位置であるためにその部分に破線
矢印で示すようにシールドガスによって吹き飛ばされ難
く滞留し易いという事情がある。

このためにコーテイング材の蒸気が溶融池内に巻き込ま
れて残留し易くブローホールの発生が多く、また、シー
ルドガスの圧力を高めて折曲部の奥方に届くようにして
いるために溶接部の表面にハンチングを起こし品＜、健
全なビードの形成が困難となるために溶接部の強度が平
板の突合わせ溶接に比して低下するという問題点が有っ
た。

従って、本発明の目的は、溶接部の表面にハンチングが
生ずることを防止し、健全なビードを形成することによ
り、堅牢な溶接部を形成できるレーザ溶接方法を提供す
るにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は被覆材で被覆された一対の被溶接部材の少なく
とも一方に折曲部を設け、前記一方の被溶接部材の折曲
部近傍と他方の被溶接部材とを前記被覆材同志が重なる
ようにして重ね合わせる事により前記一対の被溶接部材
がその重合わせ部分から離れるに従って徐々に離間する
ような配置とし、前記折曲部よりも奥方の部分にできる
溶接線に向けて集光ユニットで集光されたレーザ光を照
射しつつ該集光ユニットを前記溶接線に沿って相対的に
移動させて溶接を行うレーザ溶接方法において、前記一
対の被溶接部材を水平面に対し９０°未満の角度となる
ように傾きを持たせ支持し、この支持された前記一対の
被溶接部材の前記溶接線に対し前記集光ユニットからの
レーザ光の照射方向を前記傾きを下る方向とすることを
特徴とするものである。

（作用） 上記した手段によれば、シールドガスの圧力を高めなく
ても折曲部よりも奥方の溶接線に沿うようにシールドガ
スを流す事ができ、また、レーザ光の照射方向が溶接線
に対して傾斜しているためにビードの幅が広く溶は込み
深さの浅い溶接部が得られるので、被覆材の蒸気を溶接
線に沿わせて強制的に外部に排出させる事ができてビー
ドの内部に巻き込まれた蒸気が外部に排出され易く、ハ
ンチングも極力防止できる。従って、堅牢な溶接部を得
られる。

（実施例） 以下本発明の一実施例について第１図乃至第３図を参照
して説明する。１０．１１は一対の被溶接部材で、これ
らは被覆材として例えば亜鉛メツキが施して被覆された
鋼板により構成されており、これらは夫々長手方向に沿
うようにして中間部に略直角に折曲された折曲部１０ａ
、ｌｌａが設けられ、該折曲部１０　ａ　＊　　１１　
ａの近傍の各−方の面１０ｂ、ｌｌｂが互いに重ね合わ
され、重ね合わされた部分の溶接線Ｘに沿うようにして
両者をレーザ溶接により溶接しようとするものである。

面１０ｂ、ｌｌｂが重ね合わされた状態の被溶接部材１
０．１１は水平線ｙに対して９０°未満の角度例えば４
５°の角度を存するように図示しないフレームにセット
されており、溶接進行方向は矢印Ａで示すように斜め下
方に設定されている。これに対してレーザ加工装置の集
光ユニット２は垂直にセットされ、ノズル部５が溶接線
Ｘと一定の間隔ｄを存して溶接進行方向である矢印Ａに
沿って下降しながら進行するように設定されている。こ
の場合に集光ユニット２からのレーザ光の照射方向は矢
印Ｂで示す方向であり、従って該レーザ光の照射方向（
矢印Ｂ）は、溶接進行方向（矢印Ａ）とは第１図に示す
ように４５″即ち９０°未満に設定されている。

次に上記構成の作用について説明する。ノズル部５から
噴出されたシールドガスは被溶接部材１０．１１が水平
面に対して傾斜しているために矢印Ｃで示すように斜め
下方に多量に流れる事になる。このために亜鉛の蒸気等
溶接部から発生した蒸気が折曲部１０ａ、ｌｌａから離
れた奥まった部分即ち面１０ｂ、ｌｌｂの接合部の近傍
に滞留しにくくなり、溶接部から発生する亜鉛等の蒸気
から溶接部を容易に保護できる。また、外気からの保護
はシールドガスで溶接部分がシールドされているから確
実に行われる。

更に、レーザ光の照射方向が溶接線Ｘに対して傾斜して
いるから、溶は込みの方向も溶接線Ｘに対して傾斜する
事になり、照射方向の溶は込み深さｅに対して実際に溶
接線Ｘからの溶は込み深さｆは浅くなり、このためにビ
ードの幅は広くなり、溶融池内部に混入した亜鉛等の蒸
気は外部に放出され易くなり、従来方法で多く発生した
ブローホールが極めて少くなり、また、シールドガスの
噴出圧力を低くできるから、ハンチングビードの発生も
抑えられ、堅牢な溶接部を形成できる。

上記した実施例では、亜鉛メツキ鋼板を一例として説明
したが、蒸発しやすい亜鉛はもとより、錫等の低融点材
料による被覆材で被覆された被溶接部材についても同様
の結果になる。

また、上記した実施例では、被溶接部材１０゜１１の両
方が折曲線の部分で略直角に折曲されたちの同志を溶接
する場合を一例として説明したが、第４図（ａ）に示す
ように被溶接部材１０に対して平板の被溶接部材１２を
溶接する場合、或いは、第４図（ｂ）に示すように折曲
線の部分で９０゜未満の折曲がなされた一対の被溶接部
材１３．１４を互いに溶接する場合等にも同様にして適
用する事ができる。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、シールドガス
の圧力を高めなくても折曲部よりも奥方の溶接線に沿う
ようにシールドガスを流す事ができ、また、レーザ光の
照射方向が溶接線に対して傾斜しているためにビードの
幅が広く溶は込み深さの浅い溶接部が得られので、被覆
材の蒸気を溶接線に沿わせて強制的に外部に排出させる
事ができてビードの内部に巻き込まれた蒸気が外部に排
出され易く、ハンチングも極力防止できる。故に、堅牢
な溶接部を得られ、溶接部の強度の信頼性が向上し、後
工程の塗装処理等が容易にできるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すものであり
、第１図は片側の被溶接部材を取除くようにして示した
概略的な拡大断面図、第２図は側面図、第３図は第２図
の矢印■方向から見た側面図、第４図は本発明の他の実
施例を示す側面図、第５図は従来方法を説明するための
縦断面図である。 図面中、２は集光ユニット、１０．１１は被溶接部材、
１０ａ、ｌｌａは折曲部、Ｘは溶接線である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被覆材で被覆された一対の被溶接部材の少なくとも
   一方に折曲部を設け、前記一方の被溶接部材の折曲部近
   傍と他方の被溶接部材とを前記被覆材同志が重なるよう
   にして重ね合わせる事により前記一対の被溶接部材がそ
   の重合わせ部分から離れるに従って徐々に離間するよう
   な配置とし、前記折曲部よりも奥方の部分にできる溶接
   線に向けて集光ユニットで集光されたレーザ光を照射し
   つつ該集光ユニットを前記溶接線に沿って相対的に移動
   させて溶接を行うレーザ溶接方法において、前記一対の
   被溶接部材を水平面に対し９０゜未満の角度となるよう
   に傾きを持たせ支持し、この支持された前記一対の被溶
   接部材の前記溶接線に対し前記集光ユニットからのレー
   ザ光の照射方向を前記傾きを下る方向とすることを特徴
   とするレーザ溶接方法。