JPH03488A

JPH03488A - メタル触媒担体のレーザ溶接方法

Info

Publication number: JPH03488A
Application number: JP1134313A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Nakamura; 勝昭中村
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1991-01-07
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JP2840292B2

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、触媒コンバータに用いられるメタル触媒担体
に係わり、特に、コア部の端面において波板と平板とを
相互にレーザビームで溶接するためのメタル触媒担体の
レーザ溶接方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動車の排気系には、排気ガスを浄化するため
、触媒担体が配置されている。

第２図は、メタル触媒担体を示すもので、このメタル触
媒担体は、金属製の波板１１と平板１３とを交互に重ね
、これ等を図示しない芯材を中心にして、円形形状に多
重に巻回してコア部１５が形成される。

このようなコア部１５では、波板１１と平板１３とを巻
回したままの状態にしておくと、コア部１５内への排気
ガスの流通により、コア部１５の中心に位置する波板１
１および平板１３がコア部１５の軸方向に突出する、い
わゆるフィルムアウト現象が生じるため、コア部１５の
形成後に、波板１１と平板１３とを相互に溶接すること
が行なわれている。

そして、このようなメタル触媒担体の溶接方法としでは
、例えば、本出願人が先に出願した、特開昭６３−２６
８５８３号公報に開示される方法が知られている。

第３図は、この公報に開示されるメタル触媒担体のレー
ザ溶接装置を示すもので、図において符号３１は、金属
製の波板３３と平板３５とを交互に重ね、これ等を多重
に巻回して形成されるコア部を示している。

このコア部３１は、端面３７を上方に向けて配置されて
おり、端面３７の上方には、全反射ミラー（オシレート
ミラー）３９が配置されている。

この全反射ミラー３９には、レーザ発振器４１からのレ
ーザビーム４３が集光レンズ４５を介して導かれる。

全反射ミラー３９および集光レンズ４５は、溶接へラド
４フ内に収容されており、この溶接ヘッド４７内には、
全反射ミラー３９を、図の矢符Ａ方向に加振するための
加振器４９が配置されている。

このように構成されたメタル触媒担体の溶接装置では、
レーザ発振器４１から発振されたレーザビーム４３は、
集光レンズ４５により集光され、全反射ミラー３９に導
かれた後、全反射ミラー３９で反射し、コア部３１の端
面３７に照射される。

また、溶接ヘッド４７はレーザビーム４３の発振時には
、図の矢符Ｂ方向に一定の速度で移動される。

そして、この装置では、全反射ミラー３９が加振器４９
により加振されているため、コア部３１の端面３７に照
射されるレーザビーム４３の軌跡は、第４図に示すよう
な蛇行状曲線５１となる。

このように、レーザビーム４３の軌跡が蛇行状曲線５１
になると、第５図に示すように、中央部に比較して振幅
端５３における単位時間当たりのエネルギ供給量が極端
に大きくなり、この振幅端５３に位置する部分の波板３
３あるいは平板３５に、いわゆる、溶は落ちが発生する
。

このように、波板３３あるいは平板３５に溶は落ちが発
生すると、メタル触媒担体に目詰まりが発生し、また、
メタル触媒担体の排気抵抗が増大することとなる。

そこで、従来、コア部３１の端面３７におけるレーザビ
ーム４３の振幅端５３およびこの近傍を第４図および第
６図に示すように、例えば、カーボンからなる遮蔽材５
５によりマスキングすることが行なわれている。なお、
この例では、遮蔽材５５は、溶接へラド４７とともに移
動するように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このように遮蔽材５５によりマスキング
を行なう場合には、遮蔽材５５に照射された部分のレー
ザビーム４３が溶接に寄与しないこととなるため、多大
なエネルギロスが発生するという問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決すべくなされたもの
で、従来より大幅にエネルギロスを低減することのでき
るメタル触媒担体のレーザ溶接方法を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のメタル触媒担体のレーザ溶接方法は、金属製の
波板と平板とを交互に重ねて形成されるコア部の端面に
レーザビームを照射し、前記波板と平板との当接部を相
互に溶接するメタル触媒担体のレーザ溶接方法において
、前記レーザビームの出力を９５０Ｗとし、前記レーザ
ビームを溶接方向に対して垂直方向に１．５〜２．５ｍ
ｍの振幅で、かつ、１２０〜１５０Ｈｚの周波数で振動
させながら、溶接方向に３５００〜５０００Ｉｎｆｆｌ
／分の速度で移動するようにしたものである。

〔作　用〕

本発明のメタル触媒担体のレーザ溶接方法では、レーザ
ビームの出力を９５０Ｗとし、レーザビームを溶接方向
に対して垂直方向に１．５〜２．５鵬の振幅で、かつ、
１２０〜１５０Ｈｚの周波数で振動させながら、溶接方
向に３５００〜５０００ｍｍ／分の速度で移動するよう
にしたので、マスキングをしなくても、波板と平板に溶
は落ちを生ぜしめることなくレーザビーム溶接すること
が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明方法の詳細を図面を用いて説明する。

第１図は、本発明のメタル触媒担体のレーザ溶接方法に
使用されるレーザ溶接装置を示すもので、図において符
号６１は、金属製の波板Ｇ３と平板６５とを交互に重ね
、これ等を多重に巻回して形成されるコア部を示してい
る。

なお、この実施例では、波板６３および平板６５は、板
厚をそれぞれ０．０５ｍａ＋とされており、また、ステ
ンレス材からなる材料により形成されている。

また、波板６３のピッチは１．２８ｍｍとされ、波高は
、１．２ｆｆＩＩ１１とされている。

このコア部６１は、端面６７を上方に向けて配置されて
おり、端面６７の上方には、全反射ミラー（オシレート
ミラー）６９が配置されている。

この全反射ミラー６９には、レーザ発振器７１からのレ
ーザビーム７３が集光レンズ７５を介して導かれる。

全反射ミラー６９および集光レンズ７５は、溶接へラド
フッ内に収容されており、この溶接ヘッド７７内には、
全反射ミラー６９を、図の矢符Ａ方向に加振するための
加振器７９が配置されている。

このように構成されたメタル触媒担体の溶接装置では、
レーザ発振器７１から発振されたレーザビーム７３は、
集光レンズ７５により集光され、全反射ミラー６９に導
かれた後、全反射ミラー６９で反射し、コア部６１の端
面６７に照射される。

また、溶接へラド７７はレーザビーム７３の発振時には
、図の矢符Ｂ方向に一定の速度で移動される。

そして、この装置では、全反射ミラー６９が加振器７９
により加振されているため、コア部６１の端面６７に照
射されるレーザビーム７３の軌跡は、第４図に示したよ
うな蛇行状曲線５１となる。

しかして、本発明方法では、レーザビーム７３の出力は
９５０Ｗとされている。

また、加振器７９を加振することにより、レーザビーム
７３は、溶接方向に対して垂直方向に１゜５〜２．５１
１ＩＩ１１の振幅で、かつ、１２０〜１５０Ｈ２の周波
数で振動させられている。

さらに、ヘッド本体７７を移動することにより、レーザ
ビーム７３は、溶接方向に３５００〜５０００ｆｆＩＩ
ｌ／分の速度で移動されている。

なお、レーザビーム７３の出力を９５０Ｗとしたのは、
設備上で安定して出力が得られるとの理由による。

また、レーザビーム７３を、溶接方向に対して垂直方向
に１．５〜２．５ｍｍの振幅で移動したのは、振幅が１
．５ｍｍ未満であると、端面が溶は落ち、のこぎり状と
なり、振幅が２．５ｒｒａを越えると端面の溶は込みに
むらが発生するようになるためである。

そして、レーザビーム７３の周波数を、１２０〜１５０
Ｈｚとしたのは、周波数が１２０Ｈｚ未満であるとレー
ザビーム７３が全面に当たらすむらになり溶けない部分
が大となり、１５０Ｈｚを越えると、レーザビーム７３
を早く振るため両端で止まった部分が溶は落ちるように
なるためである。

さらに、レーザビーム７３の溶接方向への移動速度を３
５００〜５０００ｍｍ／分としたのは、移動速度が３５
００ｍｍ／分未満では、全面が溶は落ちるようになり、
５０００ｍ／分を越えると全面が溶は不足となるためで
ある。

しかして、本発明のメタル触媒担体のレーザ溶接方法で
は、レーザビームの出力を９５０Ｗとし、レーザビーム
を溶接方向に対して垂直方向に１゜５〜２．５閣の振幅
で、かつ、１２０〜１５０Ｈ２の周波数で振動させなが
ら、溶接方向に３５００〜５０００Ｍ／分の速度で移動
するようにしたので、マスキングをしな（でも、波板６
３と平板６５に溶は落ちを生ぜしめることなくレーザビ
ーム溶接をすることが可能となる。

この結果、全てのレーザビーム７３が溶接に寄与するこ
ととなり、エネルギロスを従来より大幅に低減すること
が可能となる。

なお、これ等の条件は本発明者の種々の実験により確認
されたものであり、本発明者の実験では、レーザビーム
の出力を９５０Ｗとし、レーザビームを溶接方向に対し
て垂直方向に２．０Ｍの振幅で、かつ、１３０Ｈｚの周
波数で振動させながら、溶接方向に４５００ｎｎｎ／分
の速度で移動する場合に非常に良い結果を得られること
が確認されている。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明のメタル触媒担体のレーザ溶
接方法では、レーザビームの出力を９５０Ｗとし、レー
ザビームを溶接方向に対して垂直方向に１．５〜２．５
ｆｆｉ１ｍの振幅で、かつ、１２０〜１５０Ｈｚの周波
数で振動させながら、溶接方向に３５００〜５０００ｍ
ａ＋／分の速度で移動するようにしたので、マスキング
をしなくても、波板と平板に溶は落ちを生ぜしめること
なくレーザビーム溶接をすることが可能となり、この結
果、全てのレーザビームが溶接に寄与することとなり、
エネルギロスを従来より大幅に低減することができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のメタル触媒担体のレーザ溶接方法の一
実施例を実施するためのレーザ溶接装置を示す斜視図で
ある。第２図はメタル触媒担体を示す斜視図である。第３図は従来のレーザ溶接装置を示す斜視図である。第４図はレーザビームが蛇行状曲線になる状態を示す説
明図である。第５図はレーザビームのエネルギ分布を示す説明図であ
る。第６図はマスキングでの詳細を示す説明図である。〔主要な部分の符号の説明〕６１・・・コア部６３・・・波板６５・・・平板６７・・・端面。第１図第２図ＩＪＬＩＪ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属製の波板と平板とを交互に重ねて形成される
コア部の端面にレーザビームを照射し、前記波板と平板
との当接部を相互に溶接するメタル触媒担体のレーザ溶
接方法において、前記レーザビームの出力を９５０Ｗと
し、前記レーザビームを溶接方向に対して垂直方向に１
．５〜２．５ｍｍの振幅で、かつ、１２０〜１５０Ｈｚ
の周波数で振動させながら、溶接方向に３５００〜５０
００ｍｍ／分の速度で移動するようにしたことを特徴と
するメタル触媒担体のレーザ溶接方法。