JPH0462834B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスポツト溶接法に関するものであり、
例えばレーザあるいは電子ビームを利用した溶接
に適する。

〔従来技術〕

従来、レーザあるいは電子ビーム等の高エネル
ギ密度のものを用いてスポツト溶接を行う場合、
溶融部に割れが生じやすいという問題があつた。

そこで、本発明者等は、この割れの原因をつき
とめるべき種々の実験、検討を行つた結果、以下
の事が原因であることを見い出した。つまり、レ
ーザビームあるいは電子ビームは溶接部の一点に
集中して照射されるため、ビーム照射を停止する
と照射点の外方から凝固し始め、照射点が一番最
後に凝固する。この時、凝固速度の違いから応力
が発生し、溶接部において収縮割れが生じる。ま
た、照射点が大きく陥没し、溶融部の厚さの不均
一からも収縮割れが生じる。

さらに、本発明者等が原因を追求したところ、
第１図に示す様に、第１部材１、第２部材２の溶
融部３に生じる鋳状晶が連続的に整列しており、
この整列した鋳状晶１００より割れ２００が生じ
るということがわかつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、ス
ポツト溶接において溶接部の割れを防止すること
を目的とする。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を説明する。本実施例では
レーザビームを用いており、その溶接装置の概略
的全体図を第２図に示す。図中１は被溶接部材で
ある第１部材、２も同じく被溶接部材で球形状を
している第２部材である。この第２部材２はワー
ク受け台４上に固定され、第１部材１も図示しな
い手段により前記第２部材２に当接する位置に固
定されている。

前記ワーク受け台４はモータ５に連結されてお
り、このモータ５及ひワーク受け台４は１分間に
480回の回転を行う。

図中２００は炭酸ガスレーザビームで、図示さ
れないレーザ装置から発せられた後、反射ミラー
６で進路を変更され、集光レンズ７によつて前記
第１部材１の上面に集光する。

前記反射ミラー６は円板形状をしており、その
直径方向に延びる軸８によつて支持されている。
この軸８にはリンク機構９を介して磁性体１０が
連結されており、さらに、この磁性体１０に対向
する位置には電磁コイル１１が配されている。そ
して、この電磁コイル１１へ交流電流を流すと、
電磁コイル１１に磁界が発生し、その極性は供給
電流の位相によつて反転を繰り返す。従つて、前
記磁性体片１０は、この電磁コイル１１からの磁
力によつて図中矢印Ａで示す方向に単振動を行
い、この単振動がリンク機構９によつて回転運動
に変換される。この変換された回転運動は前記軸
８に伝達され、軸８はその軸線を中心に回転す
る。すると同時に前記反射ミラー６も軸８を中心
として回動し、この反射ミラー６によつて反射さ
れるレーザビーム２００の反射角も反射ミラー６
の回動に応じて変化する。

尚、前記電磁コイル１１に供給される交流電流
の周波数は、制御回路１２によつて制御される。

反射ミラー６によつて反射されたレーザビーム
２００は集合レンズ７を通過することによつて前
記第１部材１の上面に集光するわけであるが、前
述の如く反射ミラー６が軸８を中心にして回動す
るため、レーザビーム２００の集光点３００は第
１部材１の上面を単振動する。この単振動の振幅
を図中矢印Ｂで示す。

また、前述した様に第１部材１、第２部材２は
モータ５によつて回転させられているので、結
局、集光点３００は第１部材１の上面を第３図に
示す様な単振動と円運動を合成した運動を行う。
第３図中３００ａはレーザビーム２００の集合点
３００が移動する時に溶融した箇所を示す。

第４図は溶接部の断面を示す図である。この図
からもわかる様に溶融部３の厚さはほぼ一定であ
り、鋳状晶１００は不連続になつている。

尚、本実施例えはレーザビーム２００の振幅は
1.6mmで１秒間に50往復を行い、前記ワーク受け
台４は１分間に480回転する。

第５図はレーザビーム照射時間とレーザ出力の
関係を示す図である。この図からもわかる様に、
レーザ出力は最初徐々に上昇して最高出力に達
し、その後、レーザ照射打切りまで徐々に出力を
下げている。つまり、一瞬にして出力を最高に上
げ、その最高出力から一瞬にして照射を打ち切る
と、被溶接部材が急に膨張したり、急に収縮した
りして割れが生じる恐れがあるため、第５図に示
す様な照射の仕方を行つているのである。

第６図は他の溶接装置の例を示す図である。前
述の実施例では、レーザビーム２００は反射ミラ
ー６によつて単振動を行い、被溶接部材はモータ
５によつて回転させられていたが、本実施例では
被溶接部材は固定されており、レーザビーム２０
０は第１反射ミラー６ａと第２反射ミラー６ｂと
によつてリサージユ波形を描く。つまり、第１反
射ミラー６ａの軸８ａと第２反射ミラー６ｂの軸
８ｂとは直行しているので、レーザビーム２００
は第１反射ミラー６ａが回動することによつてＸ
方向に単振動を行い、さらに第２反射ミラー６ｂ
が回動することによつてＹ方向に単振動を行う。
そして、結果として第７図に示す様なリサージユ
波形を第１部材１の上面に描く。その時の溶接部
の断面は前述の実施例と同様に、第４図に示すご
とくである。尚、第１反射ミラー６ａの回動振動
数は50Hz、第２反射ミラー６ｂの回転振動数は53
Hzである。

以上、本発明の実施例を述べたが、ここで特に
重要なことはレーザビーム２００が第１部材１の
上面を往復動する際、行きの道と帰りの道とが相
違していなければならないということである。も
し、行きの道と帰りの道とが同一であるとする
と、レーザビームのエネルギーがその経路に集中
してしまい、溶融部３の厚さが均一でなくなつて
しまうからである。

また、上述の実施例はレーザビームを用いた
が、レーザーに限ることはなく電子ビームを用い
て溶接を行つても良い。尚、電子ビームを用いた
場合は、ビーム偏向コイルを用いてビームを揺動
させる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明のスポツト溶接法を用
いれば、溶接部表面に窪みが生じることがなく、
また溶融部が凝固する際に生じる鋳状晶が不規則
かつ不連続に形成されるため、これらが原因とな
る溶接部の割れを良好に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶接部を示す断面図、第２図は
本発明の実施例装置を示す図、第３図はレーザビ
ームの照射軌跡を示す図、第４図は溶接部の断面
図、第５図は照射時間とレーザ出力の関係を示す
図、第６図は他の実施例装置を示す図、第７図は
第６図装置によつて描かれるレーザビームの照射
軌跡を示す図である。 １……第１部材（被溶接部材）、２……第２部
材（被溶接部材）、２００……レーザビーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被溶接部材の一箇所に高密度エネルギ源から
   の高エネルギ光線を照射して溶接を行うスポツト
   溶接法において、 前記高エネルギ光線を照射している間、前記高
   エネルギ光線を前記被溶接部材の上面を相対移動
   させ溶接箇所全域に渡つて均一に照射し、 前記高エネルギ光線の出力を照射開始から徐々
   に増加させ、その後、徐々に減少させて照射を終
   了させるスポツト溶接法。