JPH05131284A - レーザによる貫通溶接方法 - Google Patents

レーザによる貫通溶接方法

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JPH05131284A
JPH05131284A JP3297336A JP29733691A JPH05131284A JP H05131284 A JPH05131284 A JP H05131284A JP 3297336 A JP3297336 A JP 3297336A JP 29733691 A JP29733691 A JP 29733691A JP H05131284 A JPH05131284 A JP H05131284A
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JP
Japan
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laser beam
welding
laser
gas
steel plates
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JP3297336A
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English (en)
Inventor
Kotaro Nagai
高太郎 永井
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、T形や水平に重ね配置された鋼板ど
うしをレーザ貫通溶接する方法に関し、特に亜鉛めっき
等の表面処理を施された厚板鋼板どうしの溶接に用いて
好適のレーザによる貫通溶接方法に関し、溶融金属中の
金属蒸気等のガスを確実に除去しながら、表面ビード形
状の荒れを防止できるようにすることを目的とする。 【構成】そこで、重ね配置された2枚の鋼板5,6どう
しをレーザビーム4aにより貫通溶接する際に、シール
ドガスをレーザビーム4aによる溶接部に向け鋼板5の
上面に対して所定角度で吹き付けるサイドシールド方式
を用いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、T形や水平に重ね配置
された鋼板どうしをレーザにて貫通溶接する方法に関
し、特に亜鉛めっき等の表面処理を施された厚板鋼板ど
うしの溶接に用いて好適のレーザによる貫通溶接方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、図3(a)に示すように、鋼板
1,2をT形に重ね配置して、鋼板1の上面側からレー
ザ加工機4によりレーザビーム4aを照射して貫通溶接
したり、図3(b)に示すように、鋼板1A,2Aを水平
に重ね配置して、鋼板1Aの上面側からレーザ加工機4
によりレーザビーム4aを照射して溶接したりするレー
ザによる重ね溶接が行なわれている(例えば、特開平3
−13288号公報参照)。なお、図3中、3はレーザ
溶接によって形成されるビードである。
【0003】このとき、鋼板1,2(1A,2A)の界面
に亜鉛めっきや塗膜等が施されている場合に、鋼板1,
2(1A,2A)を密着させた状態でレーザ溶接を行なう
と、亜鉛めっきや塗膜等が溶融され金属蒸気(プラズマ)
や油脂成分の分解によるガスが発生し、鋼板1,2(1
A,2A)の溶融金属中を通って上昇し外部へ逃げよう
とするが、その際に、同軸シールド方式により鋼板1
(1A)表面の溶融金属部に強くシールドガスを吹き付け
ていると、そのシールドガスにより溶融金属がスパッタ
となって吹き飛ばされたり、上昇してきた金属蒸気やガ
スがシールドガスによりビード3中から効率よく除去さ
れなかったりして、ビード3中にブローホールやピット
(クレータ)等の欠陥,表面ビード荒れを生じてしまう場
合がある。
【0004】そこで、従来、鋼板1,2(1A,2A)相
互間に適当な隙間を形成した状態で、レーザ溶接を行な
い、その隙間を通じて、溶接時に発生した金属蒸気やガ
スを外部へ逃がし、金属蒸気やガスが溶融金属内を通過
させないようにすることが行なわれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の対策では、鋼板1(1A)が薄板(厚さ1mm以
下)である場合に有効であるが、厚板(厚さ6mm程度)で
は効果が得られず、溶融金属がスパッタとなって飛び散
るのを防止できず、どうしても表面ビード荒れを生じて
しまう。このような表面ビード荒れを生じた場合には、
その表面ビード荒れ部分を、溶接終了後にグラインダ等
によって削るなどの作業が必要になる。
【0006】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、表面処理を施された厚板鋼板どうしを重ね
レーザによる貫通溶接を行なう際に、溶融金属中の金属
蒸気等のガスを確実に除去しながら、表面ビード形状の
荒れを防止できるようにしたレーザによる貫通溶接方法
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレーザによる貫通溶接方法は、重ね配置さ
れた2枚の鋼板どうしをレーザにより貫通溶接する際
に、シールドガスを前記レーザによる溶接部に向け前記
鋼板の上面に対して所定角度で吹き付けるサイドシール
ド方式を用いていることを特徴としている。また、シー
ルドガスの流量を鋼板の厚さに応じて設定してもよい。
【0008】
【作用】上述した本発明のレーザによる貫通溶接方法で
は、シールドガスが溶接部に向けて所定角度を成して吹
き付けられるため、溶接部における溶融金属に当たるシ
ールドガスの強さが弱められ、溶融金属がシールドガス
に吹き飛ばされるのを防止することができる。
【0009】また、シールドガスの流量の設定を鋼板の
厚さに応じたものにする(つまり、鋼板の厚さが厚い場
合にはシールドガスの流量を多くする)ことで、鋼板の
厚さに応じて、溶融金属内の金属蒸気等のガスを確実に
除去することができる。
【0010】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
レーザによる貫通溶接方法について説明すると、図1は
本実施例の方法を適用した場合の溶接状態を示す側面
図、図2は本実施例による溶接部のビード状態を示す断
面図であり、本実施例においても、この図1に示すよう
に、鋼板5,6を水平に重ね配置して、鋼板5の上面側
からレーザ加工機4によりレーザビーム4aを照射して
貫通溶接する場合について説明する。
【0011】このとき、本実施例では、図1に示すごと
く、サイドシールド方式が採用されている。つまり、シ
ールドガスが、ガスノズル7からレーザビーム4aによ
る溶接部に向け、鋼板5の上面に対して所定角度(例え
ば0〜15度)で吹き付けられるようになっている。
【0012】ここで、本実施例のレーザ加工機4による
レーザ溶接条件としては、例えば、レーザ出力5kW,
リングモード,焦点位置−1mmとし、シールドガスとし
ては、流量30〜60リットル/minのN2ガスを用い
る。また、ガスノズル7のノズル内径としては4〜15
mm、ガスノズル7の先端高さ位置は、鋼板5上面からガ
スノズル7の内径下端までの距離が2〜5mmになるよう
に設定されるとともに、ガスノズル7の先端位置とレー
ザビーム4aによる溶接部との距離は、5〜15mm程度
に設定される。さらに、被溶接材2としては、溶融亜鉛
−5%アルミニウム合金メッキ鋼板を用いる。
【0013】図1に示す例における具体的な数値につい
て説明すると、鋼板5の板厚が6mmで、上述のレーザ溶
接条件を適用しガスノズル7のノズル内径が8mmである
場合、レーザ加工速度を0.5m/min、シールドガス流
量を30リットル/min、ガスノズル7の鋼板5上面に
対する角度を10度、ガスノズル7の先端高さ位置を鋼
板5上面から3mm、ガスノズル7の先端位置と溶接部と
の距離を10mmとしている。なお、図1中の矢印A方向
がレーザ進行方向である。
【0014】なお、シールドガスの流量およびレーザ加
工速度は、上側の鋼板5の厚さに応じて設定される。例
えば、鋼板5の板厚が4.5mmの場合、ガス流量を30
〜50リットル/min、レーザ加工速度を1m/minと
し、鋼板5の板厚が3.2mmの場合、ガス流量を25〜
40リットル/min、レーザ加工速度を2m/minとし、
鋼板5の板厚が2.5mmの場合、ガス流量を25〜30
リットル/min、レーザ加工速度を2.5m/minとす
る。なお、他の諸条件は上述したものと同じとする。
【0015】上述のように、本実施例においては、鋼板
5,6どうしの貫通溶接を行なう際に、シールドガスが
レーザビーム4aによる溶接部に向けて適当な角度を成
して吹き付けられるため、溶融金属内の金属蒸気等のガ
スを確実に除去しながら、溶接部における溶融金属に当
たるシールドガスの強さが弱められ、溶融金属がシール
ドガスに吹き飛ばされるのを防止することができる。
【0016】そして、図2に示すように、鋼板5,6に
亘って貫通形成されたビード8の表面は、極めてフラッ
トに近い状態になり、表面ビード形状の荒れの無い高品
質の溶接部を得ることができる。従って、従来のよう
に、溶接終了後に表面ビードをグラインダ等によって削
るなどの作業も不要になる。
【0017】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ことなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更
等があっても、本発明の範囲に含まれる。例えば、鋼板
5,6を水平に重ね配置して、鋼板5の上面側からレー
ザ加工機4によりレーザビーム4aを照射して貫通溶接
する場合について説明したが、本発明の方法は、これに
限定されるものではなく、図3(a)に示すごとく鋼板を
T形に重ね配置した溶接部などにも同様に適用でき、上
記実施例と同様の作用効果が得られる。
【0018】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のレーザに
よる貫通溶接方法によれば、重ね配置された2枚の鋼板
どうしをレーザにより貫通溶接する際に、サイドシール
ド方式を採用し、シールドガスが溶接部に向けて所定角
度を成して吹き付けられるようにしたので、溶融金属中
の金属蒸気等のガスを確実に除去しながら、表面ビード
形状の荒れを防止することができ、高品質の溶接部が得
られる効果がある。
【0019】また、シールドガスの流量を鋼板の厚さに
応じて設定することで、鋼板の厚さに応じて、溶融金属
内の金属蒸気等のガスを確実に除去できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としてのレーザによる貫通溶
接方法を適用した場合の溶接状態を示す側面図である。
【図2】本実施例による溶接部のビード状態を示す断面
図である。
【図3】(a),(b)はそれぞれT形重ね溶接および水平
重ね溶接の例を示す正面図である。
【符号の説明】
4 レーザ加工機 4a レーザビーム 5,6 鋼板 7 ガスノズル 8 ビード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重ね配置された2枚の鋼板どうしをレー
    ザにより貫通溶接する際に、シールドガスを前記レーザ
    による溶接部に向け前記鋼板の上面に対して所定角度で
    吹き付けるサイドシールド方式が用いられていることを
    特徴とするレーザによる貫通溶接方法。
  2. 【請求項2】 前記シールドガスの流量が前記鋼板の厚
    さに応じて設定されることを特徴とする請求項1記載の
    レーザによる貫通溶接方法。
JP3297336A 1991-11-13 1991-11-13 レーザによる貫通溶接方法 Pending JPH05131284A (ja)

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