JPH04319085A - 高エネルギービームによる溶接方法 - Google Patents
高エネルギービームによる溶接方法Info
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Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高エネルギービームを
熱源とする被溶接材の溶接方法に関し、さらに詳細には
、少なくとも一方が焼入れ硬化を必要とする被溶接材の
高エネルギービームによる溶接方法に関する。
熱源とする被溶接材の溶接方法に関し、さらに詳細には
、少なくとも一方が焼入れ硬化を必要とする被溶接材の
高エネルギービームによる溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶接方法としては、ＴＩＧ溶接法
の他、ＭＩＧ、プラズマジェット、スポット、フラッシ
ュバット、シーム、手溶接などが広く用いられている。 また、銅や銀などのロー材を用いたロー付けなどの接合
方法も広く用いられている。
の他、ＭＩＧ、プラズマジェット、スポット、フラッシ
ュバット、シーム、手溶接などが広く用いられている。 また、銅や銀などのロー材を用いたロー付けなどの接合
方法も広く用いられている。
【０００３】実際に施行にあたっては、上記の溶接方法
から、被溶接材の材質や形状、並びに必要とする強度等
により、最も適した溶接方法が選択されている。
から、被溶接材の材質や形状、並びに必要とする強度等
により、最も適した溶接方法が選択されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被溶接
材の少なくとも一方が焼入れ硬化を必要とする場合、上
記従来の溶接方法では次のような不都合を生じる。
材の少なくとも一方が焼入れ硬化を必要とする場合、上
記従来の溶接方法では次のような不都合を生じる。
【０００５】即ち、溶接後に焼入れを施す場合、焼入れ
によって生じる歪みなどの修正加工や表面研磨加工など
の機械加工を、溶接後の形状にて行なう必要があり、溶
接前において被溶接材を単体にて機械加工するのに比べ
、加工工程が煩雑となったり、加工時間が多くなるなど
の問題があった。
によって生じる歪みなどの修正加工や表面研磨加工など
の機械加工を、溶接後の形状にて行なう必要があり、溶
接前において被溶接材を単体にて機械加工するのに比べ
、加工工程が煩雑となったり、加工時間が多くなるなど
の問題があった。
【０００６】さらに、被溶接材の一方のみが焼入れ硬化
を必要とする場合、溶接後に焼入れを施すことにより、
焼入れ硬化を必要としない被溶接材が焼入れ時の入熱に
よって歪むため、修正加工などを余儀なくされていた。
を必要とする場合、溶接後に焼入れを施すことにより、
焼入れ硬化を必要としない被溶接材が焼入れ時の入熱に
よって歪むため、修正加工などを余儀なくされていた。
【０００７】また、焼入れ硬化後に溶接を施す場合、上
述した問題点は解決されるものの、図６に示すように、
溶接部５１の熱影響部５２が既に焼入れ硬化した焼入れ
硬化層５３に対して焼なまし作用としてはたらき、焼入
れ硬化層５３の一部に軟化部５４が発生するといった問
題があった。
述した問題点は解決されるものの、図６に示すように、
溶接部５１の熱影響部５２が既に焼入れ硬化した焼入れ
硬化層５３に対して焼なまし作用としてはたらき、焼入
れ硬化層５３の一部に軟化部５４が発生するといった問
題があった。
【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、被溶接材の溶接前に焼入れ硬化
及び修正加工などの機械加工を施した後、従来の溶接方
法に比べて熱影響部の狭い高エネルギービームによって
溶接することを特徴とする。それによって、被溶接材の
機械加工が節減できると共に、溶接時の熱影響による焼
入れ硬化部の硬度軟化を防止することが可能な、高エネ
ルギービームによる溶接方法を提供することを目的とし
ている。
になされたものであり、被溶接材の溶接前に焼入れ硬化
及び修正加工などの機械加工を施した後、従来の溶接方
法に比べて熱影響部の狭い高エネルギービームによって
溶接することを特徴とする。それによって、被溶接材の
機械加工が節減できると共に、溶接時の熱影響による焼
入れ硬化部の硬度軟化を防止することが可能な、高エネ
ルギービームによる溶接方法を提供することを目的とし
ている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の高エネルギービームを熱源とする被溶接材の
溶接方法においては、被溶接材の少なくとも一方を焼入
れ硬化する工程と、その後、前記被溶接材に発生した歪
みを修正するための機械加工を行なう工程と、さらにそ
の後、前記被溶接材へ前記高エネルギービームを照射し
て溶接する工程とから成ることを特徴とする。
に本発明の高エネルギービームを熱源とする被溶接材の
溶接方法においては、被溶接材の少なくとも一方を焼入
れ硬化する工程と、その後、前記被溶接材に発生した歪
みを修正するための機械加工を行なう工程と、さらにそ
の後、前記被溶接材へ前記高エネルギービームを照射し
て溶接する工程とから成ることを特徴とする。
【００１０】
【作用】上記のように構成された本願発明においては、
まず、被溶接材の少なくとも一方を焼入れ硬化させ、そ
の後、前記被溶接材に発生した歪みを修正するための機
械加工を行ない、さらにその後、前記被溶接材へ前記高
エネルギービームを照射して溶接する。
まず、被溶接材の少なくとも一方を焼入れ硬化させ、そ
の後、前記被溶接材に発生した歪みを修正するための機
械加工を行ない、さらにその後、前記被溶接材へ前記高
エネルギービームを照射して溶接する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１２】最初に、高エネルギービームによる溶接方
法の一例として、図１を参照してレーザビームによる溶
接方法の概略を説明する。
法の一例として、図１を参照してレーザビームによる溶
接方法の概略を説明する。
【００１３】ＣＯ２レーザ発振器１から発振されたレー
ザ光２は、反射鏡３によって反射され、レーザ加工ノズ
ル４に到達する。レーザ光２は、レーザ加工ノズル４内
にある集光レンズ５に入射した後、集光され、被溶接材
７に照射するようになっている。該レーザ光２は、具体
的には波長１０．６μｍ（マイクロ・メートル）のもの
である。
ザ光２は、反射鏡３によって反射され、レーザ加工ノズ
ル４に到達する。レーザ光２は、レーザ加工ノズル４内
にある集光レンズ５に入射した後、集光され、被溶接材
７に照射するようになっている。該レーザ光２は、具体
的には波長１０．６μｍ（マイクロ・メートル）のもの
である。
【００１４】このレーザ光２により、被溶接材７には溶
接部８が形成されることとなり、加工テーブル９によっ
て移動することによって、所定の溶接加工を完了する。
接部８が形成されることとなり、加工テーブル９によっ
て移動することによって、所定の溶接加工を完了する。
【００１５】また、前記レーザ加工ノズル４にはアルゴ
ン等の不活性ガス１０の供給口１１が設けられており、
ここから不活性ガス１０を導入してノズル先端から溶接
部８の方に噴射することで、溶接部８をシールドするよ
うになっている。
ン等の不活性ガス１０の供給口１１が設けられており、
ここから不活性ガス１０を導入してノズル先端から溶接
部８の方に噴射することで、溶接部８をシールドするよ
うになっている。
【００１６】次に、高エネルギービームによる溶接方法
の別の一例として、図２を参照して電子ビームによる溶
接方法の概略を説明する。
の別の一例として、図２を参照して電子ビームによる溶
接方法の概略を説明する。
【００１７】真空室１２内にある電子銃１３の先端に設
けられた陰極フィラメント１４を加熱し、電子１５を該
真空室１２内に放出させる。該真空室１２内は排気装置
１６によって排気を行なう。
けられた陰極フィラメント１４を加熱し、電子１５を該
真空室１２内に放出させる。該真空室１２内は排気装置
１６によって排気を行なう。
【００１８】放出された該電子１５は、陽極１７に付与
された電圧によって加速された後、電磁コイル１８によ
って集束され、被溶接材１９に衝突する。この衝突によ
るエネルギー変換によって該被溶接材１９が高温に加熱
され、溶接部２０が形成されることとなり、加工テーブ
ル２１によって移動することによって所定の溶接加工を
完了する。
された電圧によって加速された後、電磁コイル１８によ
って集束され、被溶接材１９に衝突する。この衝突によ
るエネルギー変換によって該被溶接材１９が高温に加熱
され、溶接部２０が形成されることとなり、加工テーブ
ル２１によって移動することによって所定の溶接加工を
完了する。
【００１９】次に図３を参照して、本発明の溶接方法を
適用して溶接を試みる被溶接材の概略を示す。
適用して溶接を試みる被溶接材の概略を示す。
【００２０】被溶接材は、軸状の被溶接材２２および板
状の被溶接材２３の２個の部品からなり、該軸状の被溶
接材２２の一方の端面に対して、該板状の被溶接材２３
を垂直に溶接するものである。材質は、双方とも鉄系金
属材料である。
状の被溶接材２３の２個の部品からなり、該軸状の被溶
接材２２の一方の端面に対して、該板状の被溶接材２３
を垂直に溶接するものである。材質は、双方とも鉄系金
属材料である。
【００２１】該軸状の被溶接材２２は、その軸部の外周
部表面に焼入れ硬化を必要とするものであり、浸炭焼入
れを施し、焼入れ硬化層２４を形成している。さらに浸
炭焼入れによる歪みを、芯出し作業等によって修正加工
を施した後、センタレス研磨機等によって外周部表面に
研磨加工を施している。上記、修正加工および研磨加工
は、該板状の被溶接材２３との溶接後に行なうことも可
能であるが、該板状の被溶接材２３の存在によってセン
タレス研磨機を使用することができず、円筒研削機等を
使用することとなり、加工時間が増加するなどの問題が
ある。
部表面に焼入れ硬化を必要とするものであり、浸炭焼入
れを施し、焼入れ硬化層２４を形成している。さらに浸
炭焼入れによる歪みを、芯出し作業等によって修正加工
を施した後、センタレス研磨機等によって外周部表面に
研磨加工を施している。上記、修正加工および研磨加工
は、該板状の被溶接材２３との溶接後に行なうことも可
能であるが、該板状の被溶接材２３の存在によってセン
タレス研磨機を使用することができず、円筒研削機等を
使用することとなり、加工時間が増加するなどの問題が
ある。
【００２２】該軸状の被溶接材２２に対して必要な機械
加工を完了した後、該板状の被溶接材２３とを高エネル
ギービームを熱源とする溶接方法によって溶接する。
加工を完了した後、該板状の被溶接材２３とを高エネル
ギービームを熱源とする溶接方法によって溶接する。
【００２３】次に図４を参照して、レーザビームを用い
た被溶接材の溶接方法の一例を示す。
た被溶接材の溶接方法の一例を示す。
【００２４】該軸状の被溶接材２２および該板状の被溶
接材２３は、溶接用の固定治具２５によって所定の形状
に固定される。該固定治具２５は、回転テーブル２６に
固定されており、該軸状の被溶接材の軸部を中心に所定
の速度にて回転する。
接材２３は、溶接用の固定治具２５によって所定の形状
に固定される。該固定治具２５は、回転テーブル２６に
固定されており、該軸状の被溶接材の軸部を中心に所定
の速度にて回転する。
【００２５】レーザ光２は、集光レンズ５によって集光
され、その焦点近傍に配置された被溶接材の表面へ照射
し、溶接部２７を形成する。該レーザ光２の照射は該回
転テーブル２６が１回転する間になされ、該軸状の被溶
接材２２および該板状の被溶接材２３の溶接加工が完了
する。
され、その焦点近傍に配置された被溶接材の表面へ照射
し、溶接部２７を形成する。該レーザ光２の照射は該回
転テーブル２６が１回転する間になされ、該軸状の被溶
接材２２および該板状の被溶接材２３の溶接加工が完了
する。
【００２６】次に図５を参照して、該被溶接材の溶接部
を示す。
を示す。
【００２７】該溶接部２７の熱影響部２８は、従来の溶
接方法に比べて狭い範囲であり、該軸状の被溶接材２２
に既に形成されている焼入れ硬化層２４に到達すること
がなく、焼なまし作用による硬度の軟化は発生しない。
接方法に比べて狭い範囲であり、該軸状の被溶接材２２
に既に形成されている焼入れ硬化層２４に到達すること
がなく、焼なまし作用による硬度の軟化は発生しない。
【００２８】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
ることなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々の
変更を加えることができる。
ることなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々の
変更を加えることができる。
【００２９】例えば、焼入れ硬化方法としては上記浸炭
焼入れの他、高周波焼入れやレーザ焼入れなどの他の方
法において実施することも可能である。
焼入れの他、高周波焼入れやレーザ焼入れなどの他の方
法において実施することも可能である。
【００３０】また、被溶接材についても、少なくとも一
方が焼入れ硬化を必要とすればよく、双方の形状や材質
を限定するものではない。
方が焼入れ硬化を必要とすればよく、双方の形状や材質
を限定するものではない。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の高エネルギービームによる溶接方法によれば、溶
接時の熱影響による焼入れ硬化部の硬度軟化を防止する
ことができるため、被溶接材の焼入れ硬化後における溶
接が可能である。また被溶接材の焼入れによる歪みの修
正加工や表面研磨加工などの機械加工を、溶接前の単体
の状態で実施することができるため、溶接後に機械加工
を施すのに比べて加工工程や加工時間を節減することが
可能であるという産業上著しい効果を奏する。
発明の高エネルギービームによる溶接方法によれば、溶
接時の熱影響による焼入れ硬化部の硬度軟化を防止する
ことができるため、被溶接材の焼入れ硬化後における溶
接が可能である。また被溶接材の焼入れによる歪みの修
正加工や表面研磨加工などの機械加工を、溶接前の単体
の状態で実施することができるため、溶接後に機械加工
を施すのに比べて加工工程や加工時間を節減することが
可能であるという産業上著しい効果を奏する。
【図１】レーザ加工機の一例を示す図である。
【図２】電子ビーム溶接機の一例を示す図である。
【図３】本発明の溶接方法を適用して溶接を試みる被溶
接材の概略を示す図である。
接材の概略を示す図である。
【図４】レーザビームを用いた被溶接材の溶接方法の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図５】被溶接材の溶接部を示す図である。
【図６】従来法による溶接部を示す図である。
１ ＣＯ２レーザ発振器
２ レーザ光
３ 反射鏡
４ レーザ加工ノズル
５ 集光レンズ
１２ 真空室
１５ 電子
２２ 軸状の被溶接材
２３ 板状の被溶接材
２４ 焼入れ硬化層
２５ 固定治具
２６ 回転テーブル
２７ 溶接部
２８ 熱影響部
Claims (2)
- 【請求項１】 高エネルギービームを熱源とする被溶
接材の溶接方法において、前記被溶接材の少なくとも一
方を焼入れ硬化する工程と、その後、前記被溶接材に発
生した歪みを修正するための機械加工を行なう工程と、
さらにその後、前記被溶接材へ前記高エネルギービーム
を照射して溶接する工程とから成ることを特徴とする高
エネルギービームによる溶接方法。 - 【請求項２】 前記被溶接材の少なくとも一方が焼入
れ硬化を必要とすることを特徴とする請求項１に記載の
高エネルギービームによる溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085125A JPH04319085A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 高エネルギービームによる溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085125A JPH04319085A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 高エネルギービームによる溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04319085A true JPH04319085A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=13849923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3085125A Pending JPH04319085A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 高エネルギービームによる溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04319085A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012144297A1 (ja) * | 2011-04-22 | 2012-10-26 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 複合鋼部品及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP3085125A patent/JPH04319085A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012144297A1 (ja) * | 2011-04-22 | 2012-10-26 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 複合鋼部品及びその製造方法 |
| JP2012223815A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Aisin Aw Co Ltd | 複合鋼部品及びその製造方法 |
| US9034116B2 (en) | 2011-04-22 | 2015-05-19 | Aisin Aw Co., Ltd. | Composite steel part and manufacturing method for the same |
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