JPH04327387A - レーザー溶接装置 - Google Patents
レーザー溶接装置Info
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- JPH04327387A JPH04327387A JP3097147A JP9714791A JPH04327387A JP H04327387 A JPH04327387 A JP H04327387A JP 3097147 A JP3097147 A JP 3097147A JP 9714791 A JP9714791 A JP 9714791A JP H04327387 A JPH04327387 A JP H04327387A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 14
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1494—Maintenance of nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/1224—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in vacuum
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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】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は水中でレーザー溶接を行
うためのレーザー溶接装置に関する。
うためのレーザー溶接装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】水中での溶接技術は水中構造物の改良，
補修工事において不可欠な技術である。水中溶接方法は
乾式法と湿式法の２つに大別される。乾式法は溶接部の
周辺をチェンバーで囲み、その囲んだ部分の水を排除し
て溶接を行う方法である。湿式法は水中で直接溶接する
方法と、シールドガス等により溶接部の極近傍の水を排
除して溶接する方法である。
補修工事において不可欠な技術である。水中溶接方法は
乾式法と湿式法の２つに大別される。乾式法は溶接部の
周辺をチェンバーで囲み、その囲んだ部分の水を排除し
て溶接を行う方法である。湿式法は水中で直接溶接する
方法と、シールドガス等により溶接部の極近傍の水を排
除して溶接する方法である。
【０００４】これまで水中溶接にはＭＩＧ，ＴＩＧ，被
覆アーク等の溶接法が検討され、船舶や海洋構造物の建
造補修用に一部実用化されているが、レーザー溶接法に
関しては溶接部の品質等の問題で水中構造部への適用が
未だなされていない。
覆アーク等の溶接法が検討され、船舶や海洋構造物の建
造補修用に一部実用化されているが、レーザー溶接法に
関しては溶接部の品質等の問題で水中構造部への適用が
未だなされていない。
【０００５】ところで、レーザー溶接法は、レーザー光
をレンズ等の光学系を用いて微小スポットに集光させ被
溶接物に照射し、材料、つまり被溶接物を溶融させるこ
とにより溶接を行う方法である。このレーザー溶接法は
エネルギー密度が高いために１パスでビード幅の狭い溶
け込みの深いビードが得られ、熱影響部や溶接変形の少
ない高品質の溶接物が製作できるため、水中構造物の改
良，補修工事への適用が望まれている。
をレンズ等の光学系を用いて微小スポットに集光させ被
溶接物に照射し、材料、つまり被溶接物を溶融させるこ
とにより溶接を行う方法である。このレーザー溶接法は
エネルギー密度が高いために１パスでビード幅の狭い溶
け込みの深いビードが得られ、熱影響部や溶接変形の少
ない高品質の溶接物が製作できるため、水中構造物の改
良，補修工事への適用が望まれている。
【０００６】従来のレーザー溶接装置の概略構成を図２
により説明する。レーザー溶接装置では単一の溶接用集
光レンズ１により集光されたレーザー光２が焦点近傍に
置かれた被溶接物３の開先４に入射し吸収される結果、
表面で溶融が起こり、溶融池にビーム孔５が形成される
。ビームを開先線方向に移動することによりビーム孔５
の後方で溶融金属の凝固が起こり、被溶接物３が溶接さ
れる。溶接時には溶接金属の酸化を防止するためにヘリ
ウム等のシールドガス６をノズル７内に吹き付ける。
により説明する。レーザー溶接装置では単一の溶接用集
光レンズ１により集光されたレーザー光２が焦点近傍に
置かれた被溶接物３の開先４に入射し吸収される結果、
表面で溶融が起こり、溶融池にビーム孔５が形成される
。ビームを開先線方向に移動することによりビーム孔５
の後方で溶融金属の凝固が起こり、被溶接物３が溶接さ
れる。溶接時には溶接金属の酸化を防止するためにヘリ
ウム等のシールドガス６をノズル７内に吹き付ける。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】水中でのレーザー溶接
を考えた場合、水分の巻込みによるブローホール等の欠
陥の発生を抑えるために溶接箇所における水分の排除が
重要となる。しかし、従来のレーザー溶接装置ではビー
ム孔５の極近傍のみ高温となるため、他の部分、例えば
レーザー光の走査方向の開先４が濡れ易く、またシール
ドガス６の吹き付けによる水分の排除も不十分である。 そのため、十分乾燥した状態での溶接が困難であり、ブ
ローホール等の欠陥が発生し易い課題がある。また、欠
陥が発生し易い状態のままでは溶接後、溶接部に応力が
残存し、割れ等の不具合を発生する課題がある。
を考えた場合、水分の巻込みによるブローホール等の欠
陥の発生を抑えるために溶接箇所における水分の排除が
重要となる。しかし、従来のレーザー溶接装置ではビー
ム孔５の極近傍のみ高温となるため、他の部分、例えば
レーザー光の走査方向の開先４が濡れ易く、またシール
ドガス６の吹き付けによる水分の排除も不十分である。 そのため、十分乾燥した状態での溶接が困難であり、ブ
ローホール等の欠陥が発生し易い課題がある。また、欠
陥が発生し易い状態のままでは溶接後、溶接部に応力が
残存し、割れ等の不具合を発生する課題がある。
【０００８】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的は水中において品質の優れた溶接部
を製作することのできるレーザー溶接装置を提供するこ
とにある。 ［発明の構成］
たもので、その目的は水中において品質の優れた溶接部
を製作することのできるレーザー溶接装置を提供するこ
とにある。 ［発明の構成］
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザー光を
レンズ等の光学系を用いて微小スポットに集光させて被
溶接物に照射し、被溶接物を溶融させるレーザー溶接装
置において、前記光学系は複数個の集光レンズによって
溶接用，予熱用および溶接後処理用として３種類のビー
ムが発生するように配列されてなることを特徴とする。
レンズ等の光学系を用いて微小スポットに集光させて被
溶接物に照射し、被溶接物を溶融させるレーザー溶接装
置において、前記光学系は複数個の集光レンズによって
溶接用，予熱用および溶接後処理用として３種類のビー
ムが発生するように配列されてなることを特徴とする。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、形成された３種類のビーム
がそれぞれ溶接箇所の予熱用（水分除去用），溶接用お
よび溶接後熱処理用として作用することから、十分乾燥
した状態におけるレーザー溶接が可能となる。また、溶
接後速やかに溶接後熱処理が行えることから、品質の優
れた溶接部を迅速に製作することができる。
がそれぞれ溶接箇所の予熱用（水分除去用），溶接用お
よび溶接後熱処理用として作用することから、十分乾燥
した状態におけるレーザー溶接が可能となる。また、溶
接後速やかに溶接後熱処理が行えることから、品質の優
れた溶接部を迅速に製作することができる。
【００１１】
【実施例】本発明に係るレーザー溶接装置の一実施例を
図１を参照して説明する。なお、図１において、図２に
示したものと均等な部材には同一符号を付してその詳細
な説明は省略する。
図１を参照して説明する。なお、図１において、図２に
示したものと均等な部材には同一符号を付してその詳細
な説明は省略する。
【００１２】図１にレーザー溶接装置の要部のみを示し
たように、ノズル７内の光学系には第１の集光レンズ９
と第２の集光レンズ１０が配列されている。第１の集光
レンズ９は二重焦点用レンズであり、レーザー光２が集
光レンズ９を通過すると光路が２通りになる構成である
。 第２の集光レンズ１０は後熱処理用レンズである。
たように、ノズル７内の光学系には第１の集光レンズ９
と第２の集光レンズ１０が配列されている。第１の集光
レンズ９は二重焦点用レンズであり、レーザー光２が集
光レンズ９を通過すると光路が２通りになる構成である
。 第２の集光レンズ１０は後熱処理用レンズである。
【００１３】第１の集光レンズ９によると、その１つは
絞られて被溶接物３の開先４上に到達し、スポット状の
第１のビームａとなり、もう一方は被溶接物３の開先４
上でノズル７の先端の口径を全面カバーできる大きな円
の第２のビームｂを形成する。第１のビームａはエネル
ギー密度が高く、溶接用のビームとして作用する。また
、第２のビームｂはエネルギー密度が低く広範囲であり
、溶接箇所近傍およびレーザーの走査方向（溶接の進む
方向）の開先４の一部の予熱用のビームとして作用する
。さらに、第２の集光レンズ１０により形成された第３
のビームｃは溶接の進行方向に対して溶接用ビームの後
方に配置され、溶接直後に溶接部の後熱処理用、すなわ
ち応力除去熱処理用として作用する。
絞られて被溶接物３の開先４上に到達し、スポット状の
第１のビームａとなり、もう一方は被溶接物３の開先４
上でノズル７の先端の口径を全面カバーできる大きな円
の第２のビームｂを形成する。第１のビームａはエネル
ギー密度が高く、溶接用のビームとして作用する。また
、第２のビームｂはエネルギー密度が低く広範囲であり
、溶接箇所近傍およびレーザーの走査方向（溶接の進む
方向）の開先４の一部の予熱用のビームとして作用する
。さらに、第２の集光レンズ１０により形成された第３
のビームｃは溶接の進行方向に対して溶接用ビームの後
方に配置され、溶接直後に溶接部の後熱処理用、すなわ
ち応力除去熱処理用として作用する。
【００１４】シールドガス６の吹き付けによる水分の排
除および第２のビームｂによる予熱により溶接箇所が十
分に乾燥した状態で溶接を行うことができ、また、溶接
後速やかに応力除去熱処理が行えることから、品質の優
れた溶接部を迅速に製作することが可能となる。
除および第２のビームｂによる予熱により溶接箇所が十
分に乾燥した状態で溶接を行うことができ、また、溶接
後速やかに応力除去熱処理が行えることから、品質の優
れた溶接部を迅速に製作することが可能となる。
【００１５】このように、本実施例のレーザー溶接装置
は品質の優れた溶接部を迅速に製作することができるこ
とから、水中構造物の改良補修工事等への適用を考えた
場合に非常に有効であり、それら水中構造物を含むプラ
ント全体の信頼性が向上する。また、原子力プラントへ
の適用を考えると、水中での溶接補修が可能となるため
、水が遮蔽体となり、作業時の被曝量を低減することも
可能となる。
は品質の優れた溶接部を迅速に製作することができるこ
とから、水中構造物の改良補修工事等への適用を考えた
場合に非常に有効であり、それら水中構造物を含むプラ
ント全体の信頼性が向上する。また、原子力プラントへ
の適用を考えると、水中での溶接補修が可能となるため
、水が遮蔽体となり、作業時の被曝量を低減することも
可能となる。
【００１６】なお、本発明は図１における第１の集光レ
ンズ９を二重焦点レンズではなく２個の集光レンズとし
、前記した実施例と同様に３種類のビームａ，ｂ，ｃを
形成させることもできる。この場合においても前記実施
例と同様の効果が得られることは言うまでもない。
ンズ９を二重焦点レンズではなく２個の集光レンズとし
、前記した実施例と同様に３種類のビームａ，ｂ，ｃを
形成させることもできる。この場合においても前記実施
例と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００１７】さらに、大気中のレーザー溶接装置におい
て、溶接用の集光レンズ以外に単に溶接後熱処理用の集
光レンズを追加することもできる。この場合にも溶接後
速やかに応力除去熱処理が行えることから、品質の優れ
た溶接部を迅速に製作することができる。
て、溶接用の集光レンズ以外に単に溶接後熱処理用の集
光レンズを追加することもできる。この場合にも溶接後
速やかに応力除去熱処理が行えることから、品質の優れ
た溶接部を迅速に製作することができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、レーザー溶接装置の光
学系が複数個の集光レンズから構成され、これらの集光
レンズにより形成された３種類のビームがそれぞれ、溶
接箇所の予熱用（水分除去用），溶接用および溶接後熱
処理用として作用する。よって、十分乾燥した状態にお
けるレーザー溶接が可能となり、また、溶接後速やかに
応力除去熱処理が行えることから、品質の優れた溶接部
を迅速に製作することができる。
学系が複数個の集光レンズから構成され、これらの集光
レンズにより形成された３種類のビームがそれぞれ、溶
接箇所の予熱用（水分除去用），溶接用および溶接後熱
処理用として作用する。よって、十分乾燥した状態にお
けるレーザー溶接が可能となり、また、溶接後速やかに
応力除去熱処理が行えることから、品質の優れた溶接部
を迅速に製作することができる。
【００１９】さらに、水中構造物の改良，補修工事等の
適用を考えた場合に非常に有効であり、それら水中構造
物を含むプラント全体の信頼性が向上する。また、原子
力プラントへの適用を考えると、水中での溶接補修が可
能となるため、水が遮蔽体となり、作業時の被曝量を低
減することも可能となる。
適用を考えた場合に非常に有効であり、それら水中構造
物を含むプラント全体の信頼性が向上する。また、原子
力プラントへの適用を考えると、水中での溶接補修が可
能となるため、水が遮蔽体となり、作業時の被曝量を低
減することも可能となる。
【図１】本発明に係るレーザー溶接装置の一実施例の要
部のみを示す構成図。
部のみを示す構成図。
【図２】従来のレーザー溶接装置の要部のみを示す構成
図。
図。
１…集光レンズ（従来例）、２…レーザー光、３…被溶
接物、４…開先、５…ビーム孔、６…シールドガス、７
…ノズル、８…溶接金属、９…第１の集光レンズ、１０
…第２の集光レンズ、ａ…第１のビーム（溶接用）、ｂ
…第２のビーム（予熱用）、ｃ…第３のビーム（後熱処
理用）。
接物、４…開先、５…ビーム孔、６…シールドガス、７
…ノズル、８…溶接金属、９…第１の集光レンズ、１０
…第２の集光レンズ、ａ…第１のビーム（溶接用）、ｂ
…第２のビーム（予熱用）、ｃ…第３のビーム（後熱処
理用）。
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザー光をレンズ等の光学系を用い
て微小スポットに集光させて被溶接物に照射し、被溶接
物を溶融させるレーザー溶接装置において、前記光学系
は複数個の集光レンズによって溶接用，予熱用および溶
接後処理用として３種類のビームが発生するように配列
されてなることを特徴とするレーザー溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097147A JPH04327387A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | レーザー溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097147A JPH04327387A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | レーザー溶接装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04327387A true JPH04327387A (ja) | 1992-11-16 |
Family
ID=14184464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097147A Pending JPH04327387A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | レーザー溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04327387A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002001564A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-08 | Amada Eng Center Co Ltd | レーザー加工装置およびその装置を利用する加工方法 |
| JP2003514123A (ja) * | 1999-11-09 | 2003-04-15 | コンセントラ ヴァークスタッズ アクツィエボラーグ | ピストンリングに層を形成するための方法および装置 |
| WO2010119173A1 (en) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Outokumpu Oyj | Method for performing laser welding |
| CN102059452A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-05-18 | 哈尔滨工业大学 | 窄间隙三光束激光焊接方法 |
| CN106425096A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-02-22 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 激光焊接装置 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3097147A patent/JPH04327387A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003514123A (ja) * | 1999-11-09 | 2003-04-15 | コンセントラ ヴァークスタッズ アクツィエボラーグ | ピストンリングに層を形成するための方法および装置 |
| JP2002001564A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-08 | Amada Eng Center Co Ltd | レーザー加工装置およびその装置を利用する加工方法 |
| WO2010119173A1 (en) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Outokumpu Oyj | Method for performing laser welding |
| CN102059452A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-05-18 | 哈尔滨工业大学 | 窄间隙三光束激光焊接方法 |
| CN106425096A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-02-22 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 激光焊接装置 |
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