JPH06126476A - アルミニウム合金のレーザ溶接方法 - Google Patents
アルミニウム合金のレーザ溶接方法Info
- Publication number
- JPH06126476A JPH06126476A JP4274413A JP27441392A JPH06126476A JP H06126476 A JPH06126476 A JP H06126476A JP 4274413 A JP4274413 A JP 4274413A JP 27441392 A JP27441392 A JP 27441392A JP H06126476 A JPH06126476 A JP H06126476A
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- JP
- Japan
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- alloy
- laser welding
- aluminum alloy
- welding
- alloys
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 材質の異なるアルミニウム合金に対し溶接継
手形状を重ね合わせ溶接としてレーザ溶接を行うにあた
り、より低いパワー密度でレーザ溶接を行うことができ
るようにする。 【構成】 被加工物表面にレーザ光を照射し、被加工物
を溶融させることによって接合するレーザ溶接におい
て、材質の異なるアルミニウム合金に対し溶接継手形状
を重ね合わせ溶接としてレーザ溶接を行うにあたり、Ａ
ｌ合金中に含まれるＭｇ，Ｚｎ等のＡｌよりも沸点の低
い元素のモル分率の高い方のアルミニウム合金１の側か
らレーザ光３を照射して溶接する。
手形状を重ね合わせ溶接としてレーザ溶接を行うにあた
り、より低いパワー密度でレーザ溶接を行うことができ
るようにする。 【構成】 被加工物表面にレーザ光を照射し、被加工物
を溶融させることによって接合するレーザ溶接におい
て、材質の異なるアルミニウム合金に対し溶接継手形状
を重ね合わせ溶接としてレーザ溶接を行うにあたり、Ａ
ｌ合金中に含まれるＭｇ，Ｚｎ等のＡｌよりも沸点の低
い元素のモル分率の高い方のアルミニウム合金１の側か
らレーザ光３を照射して溶接する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウム合金を
接合するのに利用され、とくに、材質の異なるアルミニ
ウム合金に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接として接
合するのに好適なアルミニウム合金のレーザ溶接方法に
関するものである。
接合するのに利用され、とくに、材質の異なるアルミニ
ウム合金に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接として接
合するのに好適なアルミニウム合金のレーザ溶接方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金のレーザ溶接は、アル
ミニウムの熱伝導率が高いこと、レーザ光の反射率が高
いこと、等の理由から、スチールのレーザ溶接に比べて
困難であるとされてきた。
ミニウムの熱伝導率が高いこと、レーザ光の反射率が高
いこと、等の理由から、スチールのレーザ溶接に比べて
困難であるとされてきた。
【０００３】近年、高パワー密度のレーザ光を用いてア
ルミニウム合金のレーザ溶接を行った事例が報告されて
いるが、スチールのレーザ溶接よりも一桁高いパワー密
度が必要とされている。このような高いパワー密度を得
るためには、出力の大きな発振器を用いる方法、あるい
は焦点距離の短い集光光学系を用いて集光スポット径を
小さくする方法などが考えられる。
ルミニウム合金のレーザ溶接を行った事例が報告されて
いるが、スチールのレーザ溶接よりも一桁高いパワー密
度が必要とされている。このような高いパワー密度を得
るためには、出力の大きな発振器を用いる方法、あるい
は焦点距離の短い集光光学系を用いて集光スポット径を
小さくする方法などが考えられる。
【０００４】しかし、前者の方法は、エネルギ効率の低
下をまねき、経済的に好ましくないという欠点がある。
また、後者の方法は、焦点深度が短くなるため加工の安
定性の低下をもたらし、加工位置と光学系の距離が短く
なるため、溶接中に発生するスパッタにより汚染されや
すくなるという欠点がある。
下をまねき、経済的に好ましくないという欠点がある。
また、後者の方法は、焦点深度が短くなるため加工の安
定性の低下をもたらし、加工位置と光学系の距離が短く
なるため、溶接中に発生するスパッタにより汚染されや
すくなるという欠点がある。
【０００５】このような理由から、より低いパワー密度
でのレザー溶接が望まれている。
でのレザー溶接が望まれている。
【０００６】実用に供されるアルミニウム合金として、
純粋なアルミニウムが用いられることはまれであって、
マグネシウム，シリコン，亜鉛等の元素を含有し、強
度，成形性などの特性を向上させたアルミニウム合金が
用いられる。そして、様々な特性を持つ種々のアルミニ
ウム合金が適材適所に組み合わされて用いられるため、
材質の異なるアルミニウム合金を接合することは避けて
通れない。
純粋なアルミニウムが用いられることはまれであって、
マグネシウム，シリコン，亜鉛等の元素を含有し、強
度，成形性などの特性を向上させたアルミニウム合金が
用いられる。そして、様々な特性を持つ種々のアルミニ
ウム合金が適材適所に組み合わされて用いられるため、
材質の異なるアルミニウム合金を接合することは避けて
通れない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
材質の異なるアルミニウム合金を接合しようとする場合
において、先に述べた理由から、できるだけ低いパワー
密度でレーザ溶接を行うことが求められているという課
題があった。
材質の異なるアルミニウム合金を接合しようとする場合
において、先に述べた理由から、できるだけ低いパワー
密度でレーザ溶接を行うことが求められているという課
題があった。
【０００８】
【発明の目的】この発明は、このような従来の課題にか
んがみてなされたものであって、材質の異なる複数のア
ルミニウム合金に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接と
してレーザ溶接を行うにあたり、より低いパワー密度で
レーザ溶接を行うことができるようにすることを目的と
している。
んがみてなされたものであって、材質の異なる複数のア
ルミニウム合金に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接と
してレーザ溶接を行うにあたり、より低いパワー密度で
レーザ溶接を行うことができるようにすることを目的と
している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるアルミ
ニウム合金のレーザ溶接方法は、被加工物表面にレーザ
光を照射し、被加工物を溶融させることによって接合す
るレーザ溶接において、材質の異なるアルミニウム合金
に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接としてレーザ溶接
を行うにあたり、アルミニウム合金中に含まれるマグネ
シウム，亜鉛等のアルミニウムよりも沸点の低い元素の
モル分率の高い方のアルミニウム合金の側からレーザ光
を照射して溶接する構成としたことを特徴としており、
このようなアルミニウム合金のレーザ溶接方法に係わる
発明の構成をもって従来の課題を解決するための手段と
している。
ニウム合金のレーザ溶接方法は、被加工物表面にレーザ
光を照射し、被加工物を溶融させることによって接合す
るレーザ溶接において、材質の異なるアルミニウム合金
に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接としてレーザ溶接
を行うにあたり、アルミニウム合金中に含まれるマグネ
シウム，亜鉛等のアルミニウムよりも沸点の低い元素の
モル分率の高い方のアルミニウム合金の側からレーザ光
を照射して溶接する構成としたことを特徴としており、
このようなアルミニウム合金のレーザ溶接方法に係わる
発明の構成をもって従来の課題を解決するための手段と
している。
【００１０】
【発明の作用】この発明では、材質の異なるアルミニウ
ム合金に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接としてレー
ザ溶接を行うにあたり、アルミニウム合金中に含まれる
マグネシウム，亜鉛等のアルミニウムよりも沸点の低い
元素のモル分率の高い方のアルミニウム合金の側からレ
ーザ光を照射して溶接するようにしたから、マグネシウ
ム，亜鉛等のアルミニウムよりも沸点の低い元素のモル
分率の高いアルミニム合金ほど溶け込みが得やすいこと
によって、そのアルミニウム合金側からレーザ光を照射
して溶接する方がより深い溶け込みが得られることとな
り、同じ溶接条件でより深い溶け込みが得られることか
ら、同じ深さの溶け込みを得るときにはより低いパワー
密度のレーザ光で済むこととなる。
ム合金に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接としてレー
ザ溶接を行うにあたり、アルミニウム合金中に含まれる
マグネシウム，亜鉛等のアルミニウムよりも沸点の低い
元素のモル分率の高い方のアルミニウム合金の側からレ
ーザ光を照射して溶接するようにしたから、マグネシウ
ム，亜鉛等のアルミニウムよりも沸点の低い元素のモル
分率の高いアルミニム合金ほど溶け込みが得やすいこと
によって、そのアルミニウム合金側からレーザ光を照射
して溶接する方がより深い溶け込みが得られることとな
り、同じ溶接条件でより深い溶け込みが得られることか
ら、同じ深さの溶け込みを得るときにはより低いパワー
密度のレーザ光で済むこととなる。
【００１１】
【実施例】この実施例では、材質の異なるアルミニウム
合金として、表１に示す組成の５０００系アルミニウム
合金と、６０００系アルミニウム合金を選んだ。
合金として、表１に示す組成の５０００系アルミニウム
合金と、６０００系アルミニウム合金を選んだ。
【００１２】
【表１】
【００１３】そして、このような材質の異なるアルミニ
ウム合金に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接としてレ
ーザ溶接を行うにあたり、本発明の実施例として、図１
に示すように、アルミニウム合金中に含まれるＭｇ，Ｚ
ｎ等のＡｌよりも沸点の低い元素のモル分率が高い方の
アルミニウム合金である５０００系アルミニウム合金１
を上にするとともに、前記モル分率が低い方のアルミニ
ウム合金である６０００系アルミニウム合金２を下にし
て、５０００系アルミニウム合金１の側からレーザ光３
を照射することとしたレーザ溶接を行った。
ウム合金に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接としてレ
ーザ溶接を行うにあたり、本発明の実施例として、図１
に示すように、アルミニウム合金中に含まれるＭｇ，Ｚ
ｎ等のＡｌよりも沸点の低い元素のモル分率が高い方の
アルミニウム合金である５０００系アルミニウム合金１
を上にするとともに、前記モル分率が低い方のアルミニ
ウム合金である６０００系アルミニウム合金２を下にし
て、５０００系アルミニウム合金１の側からレーザ光３
を照射することとしたレーザ溶接を行った。
【００１４】また、本発明の比較例として、図２に示す
ように、前記５０００系アルミニウム合金１を下にする
と共に前記６０００系アルミニウム合金２を上にして、
６０００系アルミニウム合金２の側からレーザ光３を照
射することとしたレーザ溶接を行った。
ように、前記５０００系アルミニウム合金１を下にする
と共に前記６０００系アルミニウム合金２を上にして、
６０００系アルミニウム合金２の側からレーザ光３を照
射することとしたレーザ溶接を行った。
【００１５】また、このレーザ溶接においては、レーザ
出力：２．５ｋＷ，溶接速度：１．５ｍ／ｍｉｎとし
た。そして、このレーザ溶接の結果は図３および図４に
示すごとくであった。
出力：２．５ｋＷ，溶接速度：１．５ｍ／ｍｉｎとし
た。そして、このレーザ溶接の結果は図３および図４に
示すごとくであった。
【００１６】本発明の実施例の結果を示す図３と、本発
明の比較例の結果を示す図４とにおいて、各々の溶け込
み状態を比較すると、５０００系アルミニウム合金１の
側からレーザ光３を照射した図３に示す本発明実施例の
場合の方が、６０００系アルミニウム合金２の側からレ
ーザ光３を照射した図４に示す本発明比較例の場合に比
べて、溶融凝固金属４が深く形成されていて、溶け込み
の深さが大きくなっている。したがって、全く同じ溶接
条件で５０００系アルミニウム合金１の側からレーザ光
３を照射した場合のほうがより深い溶け込みが得られる
ことから、同じ溶け込み深さを得る場合にはより低いパ
ワー密度のレーザ光３で済ますことができることとな
る。
明の比較例の結果を示す図４とにおいて、各々の溶け込
み状態を比較すると、５０００系アルミニウム合金１の
側からレーザ光３を照射した図３に示す本発明実施例の
場合の方が、６０００系アルミニウム合金２の側からレ
ーザ光３を照射した図４に示す本発明比較例の場合に比
べて、溶融凝固金属４が深く形成されていて、溶け込み
の深さが大きくなっている。したがって、全く同じ溶接
条件で５０００系アルミニウム合金１の側からレーザ光
３を照射した場合のほうがより深い溶け込みが得られる
ことから、同じ溶け込み深さを得る場合にはより低いパ
ワー密度のレーザ光３で済ますことができることとな
る。
【００１７】さらに、上記実施例に示した組み合わせの
ほか、種々のアルミニウム合金を組み合わせて溶接継手
形状を重ね合わせ溶接としてレーザ溶接を行ったとこ
ろ、マグネシウムと亜鉛のモル分率が高いアルミニウム
合金ほど溶け込みが得やすく、そのアルミニウム合金の
側からレーザ光を照射したほうが、より深い溶け込みが
得られることを実験的研究により確認した。
ほか、種々のアルミニウム合金を組み合わせて溶接継手
形状を重ね合わせ溶接としてレーザ溶接を行ったとこ
ろ、マグネシウムと亜鉛のモル分率が高いアルミニウム
合金ほど溶け込みが得やすく、そのアルミニウム合金の
側からレーザ光を照射したほうが、より深い溶け込みが
得られることを実験的研究により確認した。
【００１８】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
わるアルミニウム合金のレーザ溶接方法では、被加工物
表面にレーザ光を照射し、被加工物を溶融させることに
よって接合するレーザ溶接において、材質の異なるアル
ミニウム合金に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接とし
てレーザ溶接を行うにあたり、アルミニウム合金中に含
まれるマグネシウム，亜鉛等のアルミニウムよりも沸点
の低い元素のモル分率の高い方のアルミニウム合金の側
からレーザ光を照射して溶接することとしたため、同じ
溶接条件でより深い溶け込みが得られることとなり、言
い換えると、より低いパワー密度で同じ深さの溶け込み
が得られることから、効率の良いアルミニウム合金のレ
ーザ溶接が可能になるという著しく優れた効果がもたら
される。
わるアルミニウム合金のレーザ溶接方法では、被加工物
表面にレーザ光を照射し、被加工物を溶融させることに
よって接合するレーザ溶接において、材質の異なるアル
ミニウム合金に対し溶接継手形状を重ね合わせ溶接とし
てレーザ溶接を行うにあたり、アルミニウム合金中に含
まれるマグネシウム，亜鉛等のアルミニウムよりも沸点
の低い元素のモル分率の高い方のアルミニウム合金の側
からレーザ光を照射して溶接することとしたため、同じ
溶接条件でより深い溶け込みが得られることとなり、言
い換えると、より低いパワー密度で同じ深さの溶け込み
が得られることから、効率の良いアルミニウム合金のレ
ーザ溶接が可能になるという著しく優れた効果がもたら
される。
【図１】本発明の実施例によるレーザ溶接方法を示す断
面説明図である。
面説明図である。
【図２】本発明の比較例によるレーザ溶接方法を示す断
面説明図である。
面説明図である。
【図３】本発明の実施例によるレーザ溶接結果を示す拡
大断面説明図である。
大断面説明図である。
【図４】本発明の比較例によるレーザ溶接結果を示す拡
大断面説明図である。
大断面説明図である。
１ ５０００系アルミニウム合金 ２ ６０００系アルミニウム合金 ３ レーザ光 ４ 溶融凝固金属
Claims (1)
- 【請求項１】 被加工物表面にレーザ光を照射し、被加
工物を溶融させることによって接合するレーザ溶接にお
いて、材質の異なるアルミニウム合金に対し溶接継手形
状を重ね合わせ溶接としてレーザ溶接を行うにあたり、
アルミニウム合金中に含まれるマグネシウム，亜鉛等の
アルミニウムよりも沸点の低い元素のモル分率の高い方
のアルミニウム合金の側からレーザ光を照射して溶接す
ることを特徴とするアルミニウム合金のレーザ溶接方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04274413A JP3082468B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | アルミニウム合金のレーザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04274413A JP3082468B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | アルミニウム合金のレーザ溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06126476A true JPH06126476A (ja) | 1994-05-10 |
| JP3082468B2 JP3082468B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=17541328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04274413A Expired - Fee Related JP3082468B2 (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | アルミニウム合金のレーザ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3082468B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110097598A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-04-28 | Mcnutt Matthew M | Laser-welded aluminum alloy parts and method for manufacturing the same |
| WO2017075808A1 (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | GM Global Technology Operations LLC | Laser spot welding of overlapping aluminum workpieces |
| JP2018043273A (ja) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム接合体の製造方法 |
| CN109623145A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-04-16 | 南京理工大学 | 一种超窄激光焊接镁-铝异种金属的方法 |
-
1992
- 1992-10-13 JP JP04274413A patent/JP3082468B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110097598A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-04-28 | Mcnutt Matthew M | Laser-welded aluminum alloy parts and method for manufacturing the same |
| WO2017075808A1 (en) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | GM Global Technology Operations LLC | Laser spot welding of overlapping aluminum workpieces |
| CN108367391A (zh) * | 2015-11-06 | 2018-08-03 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 叠置的铝工件的激光点焊 |
| JP2018043273A (ja) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム接合体の製造方法 |
| CN109623145A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-04-16 | 南京理工大学 | 一种超窄激光焊接镁-铝异种金属的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3082468B2 (ja) | 2000-08-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080630 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090630 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |