JPH0679484A - レーザ溶接方法 - Google Patents
レーザ溶接方法Info
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- JPH0679484A JPH0679484A JP5162806A JP16280693A JPH0679484A JP H0679484 A JPH0679484 A JP H0679484A JP 5162806 A JP5162806 A JP 5162806A JP 16280693 A JP16280693 A JP 16280693A JP H0679484 A JPH0679484 A JP H0679484A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 亜鉛メッキ鋼板などのような、母材よりも低
融点の物質で被覆された材料のレーザ溶接において、溶
接作業を安定化し、製品品質の向上を図る。 【構成】 亜鉛メッキ鋼板の重ね合わせ溶接、突き合わ
せ溶接、またはフィラワイヤを用いて行うレーザ溶接に
おいて、不活性ガス、または窒素ガスに、全体に対する
容積比が5〜30%の酸素を混合し、この混合ガスを溶
接部に吹き付けて行うレーザ溶接方法。
融点の物質で被覆された材料のレーザ溶接において、溶
接作業を安定化し、製品品質の向上を図る。 【構成】 亜鉛メッキ鋼板の重ね合わせ溶接、突き合わ
せ溶接、またはフィラワイヤを用いて行うレーザ溶接に
おいて、不活性ガス、または窒素ガスに、全体に対する
容積比が5〜30%の酸素を混合し、この混合ガスを溶
接部に吹き付けて行うレーザ溶接方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームを照射す
るとともに、アシストガスを噴出して低融点物質の被覆
された材料の溶接を行うレーザ溶接方法に関するもので
ある。
るとともに、アシストガスを噴出して低融点物質の被覆
された材料の溶接を行うレーザ溶接方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】レーザビームによる重ね合わせ溶接で
は、通常隙間がないように密着された重ね合わせ面に、
被加工物を溶融させるのに充分なエネルギー密度を持つ
レーザビームの照射と同時に、加工部周辺の冷却効果、
加工レンズの金属蒸気や溶融金属からの保護、および溶
接品質を低下させる雰囲気から加工部を保護するためア
シストガスの噴射を行っている。しかし、このような方
法は表面に被覆層を持たない単一材料どうしの溶接に適
合することで、溶接される金属材料がその母材より低融
点物質で被覆された材料、例えば亜鉛メッキ鋼板どう
し、あるいはこの材料と表面被覆されていない鋼板とを
被覆層を内側にして上記のように密接して溶接する場合
は、レーザビーム照射により溶接時に低融点物質である
亜鉛は爆発現象をおこし、溶融部が飛び、特にレーザ照
射側に穴があき好ましい溶接ができなかった。
は、通常隙間がないように密着された重ね合わせ面に、
被加工物を溶融させるのに充分なエネルギー密度を持つ
レーザビームの照射と同時に、加工部周辺の冷却効果、
加工レンズの金属蒸気や溶融金属からの保護、および溶
接品質を低下させる雰囲気から加工部を保護するためア
シストガスの噴射を行っている。しかし、このような方
法は表面に被覆層を持たない単一材料どうしの溶接に適
合することで、溶接される金属材料がその母材より低融
点物質で被覆された材料、例えば亜鉛メッキ鋼板どう
し、あるいはこの材料と表面被覆されていない鋼板とを
被覆層を内側にして上記のように密接して溶接する場合
は、レーザビーム照射により溶接時に低融点物質である
亜鉛は爆発現象をおこし、溶融部が飛び、特にレーザ照
射側に穴があき好ましい溶接ができなかった。
【0003】この問題に対し、重ね合わされる被溶融部
材の接合間に空間部を設けることが提案されている。例
えば図7は特開昭62−55478に示された例で、溶
接部に空間部が設けられている。図において1、2は被
溶融部材、1a、1bおよび2a、2bは被溶融部材
1、2のメッキ層、9は被溶融部材1、2の接合板に設
けられた空間部、6はレーザビーム、7はアシストガ
ス、4は融合部である。図9は被加工物にレーザビーム
の照射とアシストガスの噴射を行う加工ヘッドの概略図
である。図において、1は被加工物(被溶融部材)、6
はレーザビーム、7はアシストガス、12は加工レン
ズ、13は加工レンズ12の調整機構、5はレーザビー
ム6とアシストガス7の出射口であるノズル、15はノ
ズルの調整機構である。
材の接合間に空間部を設けることが提案されている。例
えば図7は特開昭62−55478に示された例で、溶
接部に空間部が設けられている。図において1、2は被
溶融部材、1a、1bおよび2a、2bは被溶融部材
1、2のメッキ層、9は被溶融部材1、2の接合板に設
けられた空間部、6はレーザビーム、7はアシストガ
ス、4は融合部である。図9は被加工物にレーザビーム
の照射とアシストガスの噴射を行う加工ヘッドの概略図
である。図において、1は被加工物(被溶融部材)、6
はレーザビーム、7はアシストガス、12は加工レン
ズ、13は加工レンズ12の調整機構、5はレーザビー
ム6とアシストガス7の出射口であるノズル、15はノ
ズルの調整機構である。
【0004】次に、図7に示した従来例の作用に付いて
説明する。図7において重ね合せられる被溶融部材1お
よび2はそれぞれ表裏面にメッキ層1a、1bおよび2
a、2bを有する厚さ0.4mmの亜鉛メッキ鋼板で、
重ね合わせの下側になる一方の被溶融部材2の接合面側
の一部に深さ50μmの凹部10が形成されている。上
記両部材を重ね合せることによって上記凹部10部分に
より閉塞的な空間部9が形成される。この空間部9は上
記両部材の溶接部となる箇所で、溶接されてできる両部
材相互の溶融部より広い面積になっている。また、この
空間部9以外は上記両部材どうしが全面的に接触状態に
されている。
説明する。図7において重ね合せられる被溶融部材1お
よび2はそれぞれ表裏面にメッキ層1a、1bおよび2
a、2bを有する厚さ0.4mmの亜鉛メッキ鋼板で、
重ね合わせの下側になる一方の被溶融部材2の接合面側
の一部に深さ50μmの凹部10が形成されている。上
記両部材を重ね合せることによって上記凹部10部分に
より閉塞的な空間部9が形成される。この空間部9は上
記両部材の溶接部となる箇所で、溶接されてできる両部
材相互の溶融部より広い面積になっている。また、この
空間部9以外は上記両部材どうしが全面的に接触状態に
されている。
【0005】上記のようになる被溶融部材1、2に対
し、レーザビーム6を空間部9に向かって、他方の被溶
融部材1側から照射し溶接する。この溶接では、レーザ
ビーム6の照射で照射側になるメッキ層1aは爆発現象
を示しほぼ瞬時にガス化して外部に飛散する。空間部9
をはさんで対向するメッキ層1bおよび2aはメッキ層
1aと同等に爆発現象を起こすが、それらのほとんどは
上記照射で融合された溶融部材1、2どうしの融合部4
に溶け込まず飛散する。この時凹部10は融合部4より
広い面積を持つがため、メッキ層1b、2aを主体とす
る蒸発物の逃げ部となり、レーザ溶接時の穴あけ現象を
防止する。
し、レーザビーム6を空間部9に向かって、他方の被溶
融部材1側から照射し溶接する。この溶接では、レーザ
ビーム6の照射で照射側になるメッキ層1aは爆発現象
を示しほぼ瞬時にガス化して外部に飛散する。空間部9
をはさんで対向するメッキ層1bおよび2aはメッキ層
1aと同等に爆発現象を起こすが、それらのほとんどは
上記照射で融合された溶融部材1、2どうしの融合部4
に溶け込まず飛散する。この時凹部10は融合部4より
広い面積を持つがため、メッキ層1b、2aを主体とす
る蒸発物の逃げ部となり、レーザ溶接時の穴あけ現象を
防止する。
【0006】図8は従来のフィラワイヤを挿入する溶接
方法を示す図である。図8において1、2は被溶融部
材、1a、1bおよび2a、2bは被溶融部材1、2の
メッキ層、6はレーザビーム、8はフィラワイヤ、4、
11は融合部である。
方法を示す図である。図8において1、2は被溶融部
材、1a、1bおよび2a、2bは被溶融部材1、2の
メッキ層、6はレーザビーム、8はフィラワイヤ、4、
11は融合部である。
【0007】次に図6における作用について説明する。
図6において溶接される被溶融部材1、2はそれぞれ表
裏面にメッキ層1a、1b、および2a、2bを有する
厚さ0.8mmの亜鉛メッキ鋼板で、突き合わすように
配置されている。突き合わせ位置の上部にレーザビーム
6の照射とフィラワイヤ8の挿入を行いレーザ溶接を行
う。フィラワイヤ8の直径や送り速度は突き合わせのギ
ャップ量や被溶融部材の板厚によってきまる。メッキ層
1a、1b、および2a、2bが厚くなるほど溶融金属
と被溶融部材とのなじみが悪くなり、融合部4が乱れた
り、飛散し被溶融部材表面に付着物11が発生したりす
る。
図6において溶接される被溶融部材1、2はそれぞれ表
裏面にメッキ層1a、1b、および2a、2bを有する
厚さ0.8mmの亜鉛メッキ鋼板で、突き合わすように
配置されている。突き合わせ位置の上部にレーザビーム
6の照射とフィラワイヤ8の挿入を行いレーザ溶接を行
う。フィラワイヤ8の直径や送り速度は突き合わせのギ
ャップ量や被溶融部材の板厚によってきまる。メッキ層
1a、1b、および2a、2bが厚くなるほど溶融金属
と被溶融部材とのなじみが悪くなり、融合部4が乱れた
り、飛散し被溶融部材表面に付着物11が発生したりす
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ加工法は
以上のように作用するため、母材に低融点物質の被覆が
施された亜鉛メッキ鋼板の溶接においては、亜鉛の気化
による爆発現象は防止できるが、溶接を行う部品に凹部
をつける作業工程が増えるばかりでなく、溶接時に凹部
を検出しビームを照射する正確な位置決めをする必要が
あった。また、接合部分の裏面に凸部が生じ製品の外観
が悪化したり、亜鉛のメッキ量が増えた場合は亜鉛のガ
ス化量も増加し、それに応じて空間部9の容積も変化さ
せる必要があった。
以上のように作用するため、母材に低融点物質の被覆が
施された亜鉛メッキ鋼板の溶接においては、亜鉛の気化
による爆発現象は防止できるが、溶接を行う部品に凹部
をつける作業工程が増えるばかりでなく、溶接時に凹部
を検出しビームを照射する正確な位置決めをする必要が
あった。また、接合部分の裏面に凸部が生じ製品の外観
が悪化したり、亜鉛のメッキ量が増えた場合は亜鉛のガ
ス化量も増加し、それに応じて空間部9の容積も変化さ
せる必要があった。
【0009】さらに、フィラワイヤを挿入する溶接方法
においては、溶融部のビードが不整になり溶接強度が低
下したり、表面に付着した溶融金属を除去するための後
加工が必要になるなどの欠点があった。
においては、溶融部のビードが不整になり溶接強度が低
下したり、表面に付着した溶融金属を除去するための後
加工が必要になるなどの欠点があった。
【0010】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、低融点物質で被覆された材料の
重ね合わせもしくは突き合わせ継手での貫通と非貫通溶
接、またはフイラワイヤを挿入する溶接での溶接不良を
無くすことを目的とする。
ためになされたもので、低融点物質で被覆された材料の
重ね合わせもしくは突き合わせ継手での貫通と非貫通溶
接、またはフイラワイヤを挿入する溶接での溶接不良を
無くすことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係わるレー
ザ溶接方法は、母材よりも低融点の物質でメッキされた
板材の重ね合わせ溶接において、容積比5〜35%の酸
素ガスを混合させた混合アシストガスを使用するもので
ある。
ザ溶接方法は、母材よりも低融点の物質でメッキされた
板材の重ね合わせ溶接において、容積比5〜35%の酸
素ガスを混合させた混合アシストガスを使用するもので
ある。
【0012】第2の発明に係わるレーザ溶接方法は、母
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の突き合わせ
溶接において、容積比5〜35%の酸素ガスを混合させ
た混合アシストガスを使用するものである。
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の突き合わせ
溶接において、容積比5〜35%の酸素ガスを混合させ
た混合アシストガスを使用するものである。
【0013】第3の発明に係わるレーザ溶接方法は、母
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の重ね合わせ
溶接において、容積比20%以上の水分や油分を取り除
いた乾燥空気を混合させた混合アシストガスを使用する
ものである。
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の重ね合わせ
溶接において、容積比20%以上の水分や油分を取り除
いた乾燥空気を混合させた混合アシストガスを使用する
ものである。
【0014】第4の発明に係わるレーザ溶接方法は、母
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の突き合わせ
溶接において、容積比20%以上の水分や油分を取り除
いた乾燥空気を混合させた混合アシストガスを使用する
ものである。
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の突き合わせ
溶接において、容積比20%以上の水分や油分を取り除
いた乾燥空気を混合させた混合アシストガスを使用する
ものである。
【0015】
【作用】第1の発明に係わるレーザ溶接方法は、母材よ
りも低融点の物質でメッキされた板材の重ね合わせ溶接
において、溶接部にレーザビームを照射するとともに、
酸素ガスを混合させた混合アシストガスを噴出する。
りも低融点の物質でメッキされた板材の重ね合わせ溶接
において、溶接部にレーザビームを照射するとともに、
酸素ガスを混合させた混合アシストガスを噴出する。
【0016】第2の発明に係わるレーザ溶接方法は、母
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の突き合わせ
溶接において、溶接部にレーザビームを照射するととも
に、酸素ガスを混合させた混合アシストガスを噴出す
る。
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の突き合わせ
溶接において、溶接部にレーザビームを照射するととも
に、酸素ガスを混合させた混合アシストガスを噴出す
る。
【0017】第3の発明に係わるレーザ溶接方法は、母
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の重ね合わせ
溶接において、溶接部にレーザビームを照射するととも
に、水分や油分を取り除いた乾燥空気を混合させた混合
アシストガスを噴出する。
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の重ね合わせ
溶接において、溶接部にレーザビームを照射するととも
に、水分や油分を取り除いた乾燥空気を混合させた混合
アシストガスを噴出する。
【0018】第4の発明に係わるレーザ溶接方法は、母
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の突き合わせ
溶接において、溶接部にレーザビームを照射するととも
に、水分や油分を取り除いた乾燥空気を混合させた混合
アシストガスを噴出する。
材よりも低融点の物質でメッキされた板材の突き合わせ
溶接において、溶接部にレーザビームを照射するととも
に、水分や油分を取り除いた乾燥空気を混合させた混合
アシストガスを噴出する。
【0019】
実施例1.以下、第1および第3の発明の一実施例を図
1を用いて説明する。なお、図中従来例と同一符号で示
したものは、従来例のそれと同一もしくは同様なものを
示す。図1は低融点の被覆層を有する板材の重ね合わせ
溶接を示すものであり、図において、1、2、3は被溶
融部材の母材としての鋼板、1a、1b、2a、2b、
3a、3bはこの被溶融部材母材1、2、3の表面への
亜鉛メッキ層、1c、2cはメッキ層がはがれた部分、
1d、2dは亜鉛メッキの蒸気、6はレーザビーム、4
aはこのレーザビーム6を照射したときに被溶融部材の
蒸発によって生じるキ−ホ−ル、4は融合部、7はレー
ザビーム6と同時に被溶融部材に噴射するアシストガ
ス、5はこのアシストガス7とレーザビーム6の噴出口
のノズルである。
1を用いて説明する。なお、図中従来例と同一符号で示
したものは、従来例のそれと同一もしくは同様なものを
示す。図1は低融点の被覆層を有する板材の重ね合わせ
溶接を示すものであり、図において、1、2、3は被溶
融部材の母材としての鋼板、1a、1b、2a、2b、
3a、3bはこの被溶融部材母材1、2、3の表面への
亜鉛メッキ層、1c、2cはメッキ層がはがれた部分、
1d、2dは亜鉛メッキの蒸気、6はレーザビーム、4
aはこのレーザビーム6を照射したときに被溶融部材の
蒸発によって生じるキ−ホ−ル、4は融合部、7はレー
ザビーム6と同時に被溶融部材に噴射するアシストガ
ス、5はこのアシストガス7とレーザビーム6の噴出口
のノズルである。
【0020】レーザビーム6と同時に噴射するアシスト
ガス7はアルゴンガスと酸素ガス、窒素ガスと酸素ガ
ス、ヘリウムガスと酸素ガスの混合ガスのいずれか(第
1の発明の場合)、またはアルゴンガスと乾燥空気、窒
素ガスと乾燥空気、ヘリウムガスと乾燥空気の混合ガス
のいずれか(第3の発明の場合)にしたものである。上
記アシストガスは第1の発明においては容積比で5〜3
5%の酸素ガスを、第2の発明においては容積比で20
%以上の乾燥空気を含んだものである。
ガス7はアルゴンガスと酸素ガス、窒素ガスと酸素ガ
ス、ヘリウムガスと酸素ガスの混合ガスのいずれか(第
1の発明の場合)、またはアルゴンガスと乾燥空気、窒
素ガスと乾燥空気、ヘリウムガスと乾燥空気の混合ガス
のいずれか(第3の発明の場合)にしたものである。上
記アシストガスは第1の発明においては容積比で5〜3
5%の酸素ガスを、第2の発明においては容積比で20
%以上の乾燥空気を含んだものである。
【0021】次に実施例1の作用について説明する。本
実施例においては、アシストガス中に酸素ガスが含まれ
ておりメッキ層が酸素ガス成分により酸化、燃焼するた
め、酸素ガスを含まないアシストガスを用いた場合にレ
−ザビ−ム照射部からの熱伝導で気化して生じる爆発的
な現象が発生しない。さらに酸化反応によりレーザ光照
射部に発生するキーホールの入口部が広がるため、重ね
合わせ部で発生したメッキの蒸気が外部に抜け易くな
る。それゆえ従来例に示したような間隔を設けた重ね合
わせ面はもちろんのこと、隙間がないように密着された
重ね合わせ面でも良好な溶接が行える。
実施例においては、アシストガス中に酸素ガスが含まれ
ておりメッキ層が酸素ガス成分により酸化、燃焼するた
め、酸素ガスを含まないアシストガスを用いた場合にレ
−ザビ−ム照射部からの熱伝導で気化して生じる爆発的
な現象が発生しない。さらに酸化反応によりレーザ光照
射部に発生するキーホールの入口部が広がるため、重ね
合わせ部で発生したメッキの蒸気が外部に抜け易くな
る。それゆえ従来例に示したような間隔を設けた重ね合
わせ面はもちろんのこと、隙間がないように密着された
重ね合わせ面でも良好な溶接が行える。
【0022】実施例2.第2および第4の発明の一実施
例を図2により説明する。図2は電気亜鉛メッキ鋼板の
突き合わせ部の溶接例を示す。この実施例においては、
アルゴンガスに10%酸素ガスを混合したアシストガス
を用いている。
例を図2により説明する。図2は電気亜鉛メッキ鋼板の
突き合わせ部の溶接例を示す。この実施例においては、
アルゴンガスに10%酸素ガスを混合したアシストガス
を用いている。
【0023】図2において、メッキ層1a、1bおよび
2a、2bを有する被溶融部材1および2の合わせ面
に、高エネルギ−密度のレ−ザ光と酸素を含んだアシス
トガスを照射すると、融合部4近傍のメッキ層1aと2
aが酸化除去される領域1c、2cが生じる。レ−ザビ
−ム7の照射により被加工物は蒸発1d、2dが起こり
キ−ホ−ル4aが形成され、レ−ザビ−ムの進行に伴っ
て溶融金属がキ−ホ−ル4aを埋めるように進入し接合
部4が形成される。
2a、2bを有する被溶融部材1および2の合わせ面
に、高エネルギ−密度のレ−ザ光と酸素を含んだアシス
トガスを照射すると、融合部4近傍のメッキ層1aと2
aが酸化除去される領域1c、2cが生じる。レ−ザビ
−ム7の照射により被加工物は蒸発1d、2dが起こり
キ−ホ−ル4aが形成され、レ−ザビ−ムの進行に伴っ
て溶融金属がキ−ホ−ル4aを埋めるように進入し接合
部4が形成される。
【0024】次にアシストガス中の酸素ガス濃度が溶接
品質に及ぼす影響について実験結果に基づき説明する。
図5は図2の溶接例において、アルゴンガスをベ−スと
して酸素ガスを混合したアシストガスの酸素含有率と溶
接品質の不良率との関係を示したものである。アシスト
ガス中の酸素含有率が0%では10%以上の割合で溶接
不良が起きているが、酸素含有率が5〜35%では不良
率は10%以下になる。さらに酸素含有率を増加させる
と酸化過剰のために溶接不良率は逆に増加する。酸素ガ
ス含有量率を35%よりも増加させた場合は、被溶接部
材の酸化が大幅に増加し、溶接強度面での障害が生じ
る。逆に5%未満の酸素含有率では酸化の程度が少なく
溶融金属が盛り上がったり、飛散したりする。
品質に及ぼす影響について実験結果に基づき説明する。
図5は図2の溶接例において、アルゴンガスをベ−スと
して酸素ガスを混合したアシストガスの酸素含有率と溶
接品質の不良率との関係を示したものである。アシスト
ガス中の酸素含有率が0%では10%以上の割合で溶接
不良が起きているが、酸素含有率が5〜35%では不良
率は10%以下になる。さらに酸素含有率を増加させる
と酸化過剰のために溶接不良率は逆に増加する。酸素ガ
ス含有量率を35%よりも増加させた場合は、被溶接部
材の酸化が大幅に増加し、溶接強度面での障害が生じ
る。逆に5%未満の酸素含有率では酸化の程度が少なく
溶融金属が盛り上がったり、飛散したりする。
【0025】図5は亜鉛のメッキ量が40g/m2の実
験結果であるが、メッキ量が増えるほど改善の効果が顕
著になる。
験結果であるが、メッキ量が増えるほど改善の効果が顕
著になる。
【0026】実施例3.第2および第4の発明の他の一
実施例を図3により説明する。図2は電気亜鉛メッキ鋼
板の突き合わせ部にフイラワイヤを挿入する溶接例を示
す。この実施例においては、アルゴンガスに10%酸素
ガスを混合したアシストガスを用いている。
実施例を図3により説明する。図2は電気亜鉛メッキ鋼
板の突き合わせ部にフイラワイヤを挿入する溶接例を示
す。この実施例においては、アルゴンガスに10%酸素
ガスを混合したアシストガスを用いている。
【0027】図3においては、メッキ層1a、1bおよ
び2a、2bを有する被溶融部材1および2がレ−ザビ
−ムの集光点で突き合わされている点にフィラワイヤ8
が用いられている点が図2の実施例2と異る。本実施例
においてもアシストガス中の酸素ガス成分がメッキ層を
酸化および剥離するため、溶融金属のなじみが良好にな
りなめらかな溶接ビードが得られる。
び2a、2bを有する被溶融部材1および2がレ−ザビ
−ムの集光点で突き合わされている点にフィラワイヤ8
が用いられている点が図2の実施例2と異る。本実施例
においてもアシストガス中の酸素ガス成分がメッキ層を
酸化および剥離するため、溶融金属のなじみが良好にな
りなめらかな溶接ビードが得られる。
【0028】図6は図3の溶接例において、アルゴンガ
スをベ−スとしたアシストガスの酸素含有率と溶接品質
の不良率との関係を示したものである。アシストガス中
の酸素含有率が0%では約70%の割合で溶接不良が起
きているが、酸素含有率が5〜35%では不良率は10
%以下になる。さらに酸素含有率を増加させると酸化過
剰のために溶接不良率は逆に増加する。この場合も酸素
ガス含有量率を35%よりも増加させた場合は、被溶接
部材の酸化が大幅に増加し、溶接強度面での障害が生じ
る。逆に5%未満の酸素含有率では酸化の程度が少なく
溶融金属が盛り上がったり、飛散したりする。図5との
比較から明らかなように、フィラワイヤを用いる場合
は、フィラワイヤを用いない場合に比べ酸素含有率が5
%未満、および35%以上いずれの範囲においても不良
率は相対的に多くなっている。
スをベ−スとしたアシストガスの酸素含有率と溶接品質
の不良率との関係を示したものである。アシストガス中
の酸素含有率が0%では約70%の割合で溶接不良が起
きているが、酸素含有率が5〜35%では不良率は10
%以下になる。さらに酸素含有率を増加させると酸化過
剰のために溶接不良率は逆に増加する。この場合も酸素
ガス含有量率を35%よりも増加させた場合は、被溶接
部材の酸化が大幅に増加し、溶接強度面での障害が生じ
る。逆に5%未満の酸素含有率では酸化の程度が少なく
溶融金属が盛り上がったり、飛散したりする。図5との
比較から明らかなように、フィラワイヤを用いる場合
は、フィラワイヤを用いない場合に比べ酸素含有率が5
%未満、および35%以上いずれの範囲においても不良
率は相対的に多くなっている。
【0029】図6は亜鉛のメッキ量が40g/m2の実
験結果であるが、この場合においても図5の場合と同様
にメッキ量が増えるほど改善の効果が顕著になる。
験結果であるが、この場合においても図5の場合と同様
にメッキ量が増えるほど改善の効果が顕著になる。
【0030】実施例4.図4は第2および第4の発明の
他の実施例を示したものである。この実施例は亜鉛メッ
キ鋼板のシームレス溶接をする場合を示したものであ
り、同一の材料の両端を突き合わせ溶接する以外は第2
の実施例と同じである。
他の実施例を示したものである。この実施例は亜鉛メッ
キ鋼板のシームレス溶接をする場合を示したものであ
り、同一の材料の両端を突き合わせ溶接する以外は第2
の実施例と同じである。
【0031】なお、本実施例では電気亜鉛メッキ鋼板で
の効果を示したが、この他に溶融亜鉛メッキ、溶融アル
ミニウムメッキ、すずメッキ鋼板の場合にも同様の効果
が期待できる。
の効果を示したが、この他に溶融亜鉛メッキ、溶融アル
ミニウムメッキ、すずメッキ鋼板の場合にも同様の効果
が期待できる。
【0032】
【発明の効果】以上のように第1〜第4の発明によれ
ば、低融点物質で被覆した金属材料の重ね合わせや突き
合わせ溶接、およびフィラワイヤを挿入する溶接におい
て、アシストガスとして不活性ガスまたは窒素ガスと容
積比5〜35%の酸素ガス、不活性ガスまたは窒素ガス
と容積比20%以上の乾燥空気の混合ガスを用いたの
で、溶接品質が向上し、良好な製品の作成が可能にな
る。
ば、低融点物質で被覆した金属材料の重ね合わせや突き
合わせ溶接、およびフィラワイヤを挿入する溶接におい
て、アシストガスとして不活性ガスまたは窒素ガスと容
積比5〜35%の酸素ガス、不活性ガスまたは窒素ガス
と容積比20%以上の乾燥空気の混合ガスを用いたの
で、溶接品質が向上し、良好な製品の作成が可能にな
る。
【図1】第1および第3の発明の実施例としての板材の
重ね合わせ溶接において、アシストガスに酸素ガスまた
は乾燥空気を含む混合ガスを用いた亜鉛メッキ鋼板の溶
接例を示す図である。
重ね合わせ溶接において、アシストガスに酸素ガスまた
は乾燥空気を含む混合ガスを用いた亜鉛メッキ鋼板の溶
接例を示す図である。
【図2】第2および第4の発明の実施例としての板材の
突き合わせ溶接において、アシストガスに酸素ガスまた
は乾燥空気を含む混合ガスを用いた亜鉛メッキ鋼板の溶
接例を示す図である。
突き合わせ溶接において、アシストガスに酸素ガスまた
は乾燥空気を含む混合ガスを用いた亜鉛メッキ鋼板の溶
接例を示す図である。
【図3】第2および第4の発明の実施例としてのフィラ
ワイヤを挿入する板材の突き合わせ溶接において、アシ
ストガスに酸素ガスまたは乾燥空気を含む混合ガスを用
いた亜鉛メッキ鋼板の溶接例を示す図である。
ワイヤを挿入する板材の突き合わせ溶接において、アシ
ストガスに酸素ガスまたは乾燥空気を含む混合ガスを用
いた亜鉛メッキ鋼板の溶接例を示す図である。
【図4】第2および第4の発明の実施例としての亜鉛メ
ッキ鋼管のシームレス溶接例を示す図である。
ッキ鋼管のシームレス溶接例を示す図である。
【図5】電気亜鉛メッキ鋼板の突き合わせ溶接において
アシストガス中の酸素含有率が溶接不良率に及ぼす影響
をを示した図である。
アシストガス中の酸素含有率が溶接不良率に及ぼす影響
をを示した図である。
【図6】電気亜鉛メッキ鋼板のフィラワイヤを用いた突
き合わせ溶接においてアシストガス中の酸素含有率が溶
接不良率に及ぼす影響をを示した図である。
き合わせ溶接においてアシストガス中の酸素含有率が溶
接不良率に及ぼす影響をを示した図である。
【図7】従来法による重ね溶接を説明する図である。
【図8】従来法によるフィラワイヤを挿入する溶接を説
明する図である。
明する図である。
【図9】被加工物にレ−ザビ−ムの照射とアシストガス
の噴射を行う加工ヘッドの図である。
の噴射を行う加工ヘッドの図である。
1,2,3 被溶融部材 1a,1b,2a,2b,3a,3b メッキ層 4 融合部 4a キ−ホ−ル 5 ノズル 6 レーザビーム 7 アシストガス 8 フィラワイヤ 12 集光レンズ
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも一つの材料が母材よりも低融
点の物質からなる被覆層を有する複数の板材を重ね合わ
せ、レーザビームを照射することにより複数の板材を溶
接するレーザ溶接において、 1)上記複数の板材を板材間に意図的な空間を設けずに
重ね合わせるステップと 2)上記複数の板材の溶接部にアシストガスを噴出させ
ながらレーザビームを照射して上記複数の板材を溶接す
るステップとから成り上記アシストガスは酸素 (O2 )
ガスをアシストガス全体に対する容積比で5〜35%含
んだ混合ガスとしたことを特徴とするレーザ溶接方法。 - 【請求項2】 母材よりも低融点の物質からなる被覆層
を有する板材を突き合わせ、レーザビームを照射するこ
とにより板材の突き合わせ部を溶接するレーザ溶接にお
いて、 1)板材を突き合わせるステップと 2)上記板材の突き合わせ部にアシストガスを噴出させ
ながらレーザビームを照射して上記板材を溶接するステ
ップとから成り上記アシストガスは酸素 (O2 )ガスを
アシストガス全体に対する容積比で5〜35%含んだ混
合ガスとしたことを特徴とするレーザ溶接方法。 - 【請求項3】 少なくとも一つの材料が母材よりも低融
点の物質からなる被覆層を有する複数の板材を重ね合わ
せ、レーザビームを照射することにより複数の板材を溶
接するレーザ溶接において、 1)上記複数の板材を板材間に意図的な空間を設けずに
重ね合わせるステップと 2)上記複数の板材の溶接部にアシストガスを噴出させ
ながらレーザビームを照射して上記複数の板材を溶接す
るステップとから成り上記アシストガスは水分や油分を
取り除いた乾燥空気をアシストガス全体に対する容積比
で20%以上含んだ混合ガスとしたことを特徴とするレ
ーザ溶接方法。 - 【請求項4】 母材よりも低融点の物質からなる被覆層
を有する板材を突き合わせ、レーザビームを照射するこ
とにより板材の突き合わせ部を溶接するレーザ溶接にお
いて、 1)板材を突き合わせるステップと 2)上記板材の突き合わせ部にアシストガスを噴出させ
ながらレーザビームを照射して上記板材を溶接するステ
ップとから成り上記アシストガスは水分や油分を取り除
いた乾燥空気をアシストガス全体に対する容積比で20
%以上含んだ混合ガスとしたことを特徴とするレーザ溶
接方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP5162806A JPH0679484A (ja) | 1992-07-14 | 1993-06-30 | レーザ溶接方法 |
US08/090,453 US5618452A (en) | 1992-07-14 | 1993-07-13 | Method and apparatus for laser welding with an assist gas including dried air and the assist gas composition |
DE69314557T DE69314557T2 (de) | 1992-07-14 | 1993-07-14 | Laserschweissverfahren |
EP93111296A EP0579205B1 (en) | 1992-07-14 | 1993-07-14 | Laser welding method |
US08/668,820 US5831239A (en) | 1992-07-14 | 1996-06-24 | Laser welding method |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18691892 | 1992-07-14 | ||
JP4-186918 | 1992-07-14 | ||
JP5162806A JPH0679484A (ja) | 1992-07-14 | 1993-06-30 | レーザ溶接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0679484A true JPH0679484A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=26488466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5162806A Pending JPH0679484A (ja) | 1992-07-14 | 1993-06-30 | レーザ溶接方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5618452A (ja) |
EP (1) | EP0579205B1 (ja) |
JP (1) | JPH0679484A (ja) |
DE (1) | DE69314557T2 (ja) |
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