JPH08187587A - Ｔ継手用レーザ隅肉溶接方法及び装置 - Google Patents
Ｔ継手用レーザ隅肉溶接方法及び装置Info
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- JPH08187587A JPH08187587A JP6337516A JP33751694A JPH08187587A JP H08187587 A JPH08187587 A JP H08187587A JP 6337516 A JP6337516 A JP 6337516A JP 33751694 A JP33751694 A JP 33751694A JP H08187587 A JPH08187587 A JP H08187587A
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- Japan
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- laser
- welding
- laser beam
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- welded
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- 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
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/242—Fillet welding, i.e. involving a weld of substantially triangular cross section joining two parts
Abstract
(57)【要約】
【目的】 角変形を低減し、全体変形をさらに小さくす
ることができるＴ継手用レーザ隅肉溶接方法及び装置を
提供すること。 【構成】 Ｔ継手用レーザ隅肉溶接方法において、集光
レンズ（８）によって集光されたレーザ光を反射ミラー
（10) で反射することによって入射角度を小さくして溶
接すること。
ることができるＴ継手用レーザ隅肉溶接方法及び装置を
提供すること。 【構成】 Ｔ継手用レーザ隅肉溶接方法において、集光
レンズ（８）によって集光されたレーザ光を反射ミラー
（10) で反射することによって入射角度を小さくして溶
接すること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｔ継手用レーザ隅肉溶
接方法及び装置に関する。
接方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｔ継手を溶接するには、アーク溶
接によりコーナー部に溶接金属を溶着するＴ継手用溶
接、コーナー部に開先を設け、開先を溶接金属で埋めで
溶着するＴ継手用溶接などが知られている。またＴ継手
の隅肉溶接をレーザ溶接で行う方法も提案されていた。
接によりコーナー部に溶接金属を溶着するＴ継手用溶
接、コーナー部に開先を設け、開先を溶接金属で埋めで
溶着するＴ継手用溶接などが知られている。またＴ継手
の隅肉溶接をレーザ溶接で行う方法も提案されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のＴ
継手用溶接には、次のような欠点があり、溶接後に何ら
かの溶接変形を除去する作業が必要であった。 （１）脚長または、溶接部が大きいため、折れ曲がる変
形（角変形、通称「やせ馬」）が大きくなる。 （２）溶接入熱そのものも大きいので、全体の変形も大
きい。また、上記欠点を解消するため、Ｔ継手の隅肉溶
接をレーザ溶接で行う方法も提案されているが、図４に
示すごとく一般に使用されている反射ミラーのないレー
ザ溶接装置は、入射角度を小さくしてのど厚を大きくす
るために、該装置を遠くにおくと、レーザ光は弱くな
り、またレーザ光を強くするために装置を近づけると、
集光レンズが大きいために入射角度が大きくなり、レー
ザ光を強くすると共に入射角度を小さくすることはでき
なかった。本発明は、角変形を低減（１／３〜１／４）
すると共に、全体変形をさらに小さくし、その結果溶接
後に通常行う変形除去作業を必要としないＴ継手用レー
ザ隅肉溶接方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
継手用溶接には、次のような欠点があり、溶接後に何ら
かの溶接変形を除去する作業が必要であった。 （１）脚長または、溶接部が大きいため、折れ曲がる変
形（角変形、通称「やせ馬」）が大きくなる。 （２）溶接入熱そのものも大きいので、全体の変形も大
きい。また、上記欠点を解消するため、Ｔ継手の隅肉溶
接をレーザ溶接で行う方法も提案されているが、図４に
示すごとく一般に使用されている反射ミラーのないレー
ザ溶接装置は、入射角度を小さくしてのど厚を大きくす
るために、該装置を遠くにおくと、レーザ光は弱くな
り、またレーザ光を強くするために装置を近づけると、
集光レンズが大きいために入射角度が大きくなり、レー
ザ光を強くすると共に入射角度を小さくすることはでき
なかった。本発明は、角変形を低減（１／３〜１／４）
すると共に、全体変形をさらに小さくし、その結果溶接
後に通常行う変形除去作業を必要としないＴ継手用レー
ザ隅肉溶接方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
【０００４】
【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Ｔ継手用レーザ隅肉溶接方法においては、
集光レンズによって集光されたレーザ光を反射ミラーで
反射することによって入射角度を小さくして溶接するこ
とである。また、本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶接装置
においては、被溶接物の立板に倣って移動する走行台車
と、この走行台車に搭載され、レーザ光を反射して被溶
接物の溶接部に照射する反射ミラーを用いた集光ヘッド
と、この集光ヘッドとレーザ発振器とを接続するグラス
フアイバーとからなるものとしたことである。
に、本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶接方法においては、
集光レンズによって集光されたレーザ光を反射ミラーで
反射することによって入射角度を小さくして溶接するこ
とである。また、本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶接装置
においては、被溶接物の立板に倣って移動する走行台車
と、この走行台車に搭載され、レーザ光を反射して被溶
接物の溶接部に照射する反射ミラーを用いた集光ヘッド
と、この集光ヘッドとレーザ発振器とを接続するグラス
フアイバーとからなるものとしたことである。
【０００５】本発明の方法についてさらに詳細に説明す
ると、レーザ発振器（２）で発生されたレーザ光が、グ
ラスファイバー（４）を通って出射端（７）から照射さ
れ、集光レンズ（８）で集光され、この集光されたレー
ザ光が反射ミラー（10) で反射されて被溶接物の溶接部
で焦点を結ぶようにしたことである。また、本発明の装
置についてさらに詳細に説明すると、集光ヘッド（３）
は、上部にレーザ発振器（２）に繋がれたグラススファ
イバー（４）の出射端（７）が取り付けられたハウジン
グ（６）、内部に固定された集光レンズ（８）、保護ガ
ラス（９）及び反射ミラー（10) などからなり、そのハ
ウジング（４）には、下部の内側に取り付けられた反射
ミラー（10) の反対側にレーザ光出口（11) が設けら
れ、冷却水の入口（12、12´) 及び出口、シールドガス
供給口（14) が設けられているものである。
ると、レーザ発振器（２）で発生されたレーザ光が、グ
ラスファイバー（４）を通って出射端（７）から照射さ
れ、集光レンズ（８）で集光され、この集光されたレー
ザ光が反射ミラー（10) で反射されて被溶接物の溶接部
で焦点を結ぶようにしたことである。また、本発明の装
置についてさらに詳細に説明すると、集光ヘッド（３）
は、上部にレーザ発振器（２）に繋がれたグラススファ
イバー（４）の出射端（７）が取り付けられたハウジン
グ（６）、内部に固定された集光レンズ（８）、保護ガ
ラス（９）及び反射ミラー（10) などからなり、そのハ
ウジング（４）には、下部の内側に取り付けられた反射
ミラー（10) の反対側にレーザ光出口（11) が設けら
れ、冷却水の入口（12、12´) 及び出口、シールドガス
供給口（14) が設けられているものである。
【０００６】また、レーザ発振器（２）は、高出力が得
られ、光ファイバー伝送ができるものであれば如何なる
ものでもよいが、ＹＡＧレーザが好ましい。さらに、被
溶接物に倣って移動するようにした走行台車は、自走で
きるものが好ましく、その倣い装置は、被溶接物の立板
又は底板などに接触して倣うようにしたもの、レーザ光
線を用いて被溶接物の立板又は底板などとの距離が一定
になるように非接触で倣うようにしたものなどである。
られ、光ファイバー伝送ができるものであれば如何なる
ものでもよいが、ＹＡＧレーザが好ましい。さらに、被
溶接物に倣って移動するようにした走行台車は、自走で
きるものが好ましく、その倣い装置は、被溶接物の立板
又は底板などに接触して倣うようにしたもの、レーザ光
線を用いて被溶接物の立板又は底板などとの距離が一定
になるように非接触で倣うようにしたものなどである。
【０００７】
【作用】本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶接方法及び装置
においては、集光レンズで集光されたレーザ光を反射す
る反射ミラーを集光ヘッドの内側下部に取り付けている
ので、レーザ光の入射角度を小さくすることができ、そ
の結果図３に示したように同じ出力のレーザ光でも有効
のど厚を大きくすることができる。また、台車を被溶接
物に倣って移動するようにしたことにより、レーザ溶接
の場合特に重要であるレーザ光の焦点と溶接位置とを常
に一致させることができ、また無人の連続溶接をするこ
とができる。なお、図３は、レーザ出力が３ＫＷ及び溶
接速度２ｍ／分で溶接したときのレーザ入射角度と有効
のど厚の関係及び溶込み形状を示す説明図である。
においては、集光レンズで集光されたレーザ光を反射す
る反射ミラーを集光ヘッドの内側下部に取り付けている
ので、レーザ光の入射角度を小さくすることができ、そ
の結果図３に示したように同じ出力のレーザ光でも有効
のど厚を大きくすることができる。また、台車を被溶接
物に倣って移動するようにしたことにより、レーザ溶接
の場合特に重要であるレーザ光の焦点と溶接位置とを常
に一致させることができ、また無人の連続溶接をするこ
とができる。なお、図３は、レーザ出力が３ＫＷ及び溶
接速度２ｍ／分で溶接したときのレーザ入射角度と有効
のど厚の関係及び溶込み形状を示す説明図である。
【０００８】
【実施例】本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶接方法及び装
置について説明する。 実施例１ 先ず、本発明の装置の実施例について図１及び図２を参
照して説明する。図１は本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶
接装置の斜視図、図２は本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶
接装置の集光ヘッドの拡大断面図である。本発明のＴ継
手用レーザ隅肉溶接装置は、走行台車（１）、ＹＡＧレ
ーザ発振器（２）、集光ヘッド（３）、ＹＡＧレーザ発
振器（２）と集光ヘッド（３）を繋ぐガラスファイバー
（４）などからなっている。走行台車（１）は、自走で
きるもので、こま（５、５´）が立板に接触して倣うよ
うにした倣い装置を設けたものである。この走行台車
（１）には、集光ヘッド（３）の縦横の位置を調整する
ためのＸ・Ｙ調整装置（16）が取り付けられ、このＸ・
Ｙ調整装置（16）に集光ヘッド（３）が取り付けられて
いる。
置について説明する。 実施例１ 先ず、本発明の装置の実施例について図１及び図２を参
照して説明する。図１は本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶
接装置の斜視図、図２は本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶
接装置の集光ヘッドの拡大断面図である。本発明のＴ継
手用レーザ隅肉溶接装置は、走行台車（１）、ＹＡＧレ
ーザ発振器（２）、集光ヘッド（３）、ＹＡＧレーザ発
振器（２）と集光ヘッド（３）を繋ぐガラスファイバー
（４）などからなっている。走行台車（１）は、自走で
きるもので、こま（５、５´）が立板に接触して倣うよ
うにした倣い装置を設けたものである。この走行台車
（１）には、集光ヘッド（３）の縦横の位置を調整する
ためのＸ・Ｙ調整装置（16）が取り付けられ、このＸ・
Ｙ調整装置（16）に集光ヘッド（３）が取り付けられて
いる。
【０００９】集光ヘッド（３）は、ハウジング（６）の
上部にＹＡＧレーザ発振器（２）に繋がれたグラスファ
イバー（４）の出射端（７）が取り付けられ、内部に３
枚の集光レンズ（８）、保護ガラス（９）が固定され、
また下部の内側にレーザ光を反射する反射ミラー（10)
が取り付けられているものである。ハウジング（４）
は、下部の内側に取り付けられた反射ミラー（10) の反
対側にレーザ光出口（11) が設けられ、上部と下部に冷
却水入口（12、12´) 及び冷却水出口（13、13´) が設
けられ、中間部にシールドガス供給口（14) が設けられ
ているものである。このＴ継手用レーザ隅肉溶接装置
は、ＹＡＧレーザ発振器（２）で発生されたレーザ光
が、グラスファイバー（４）を通って出射端（７）から
集光ヘッド（３）のハウジング（４）内部に照射され、
３枚の集光レンズ（８）で集光され、保護ガラス（９）
を通って反射ミラー（10) で反射されて被溶接物の溶接
部で焦点を結ぶようにしたものである。
上部にＹＡＧレーザ発振器（２）に繋がれたグラスファ
イバー（４）の出射端（７）が取り付けられ、内部に３
枚の集光レンズ（８）、保護ガラス（９）が固定され、
また下部の内側にレーザ光を反射する反射ミラー（10)
が取り付けられているものである。ハウジング（４）
は、下部の内側に取り付けられた反射ミラー（10) の反
対側にレーザ光出口（11) が設けられ、上部と下部に冷
却水入口（12、12´) 及び冷却水出口（13、13´) が設
けられ、中間部にシールドガス供給口（14) が設けられ
ているものである。このＴ継手用レーザ隅肉溶接装置
は、ＹＡＧレーザ発振器（２）で発生されたレーザ光
が、グラスファイバー（４）を通って出射端（７）から
集光ヘッド（３）のハウジング（４）内部に照射され、
３枚の集光レンズ（８）で集光され、保護ガラス（９）
を通って反射ミラー（10) で反射されて被溶接物の溶接
部で焦点を結ぶようにしたものである。
【００１０】本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶接装置は上
記のような構造のものであるが、その使用方法の一例を
説明する。被溶接物の上に走行台車（１）を乗せ、溶接
始端の被溶接物の立板に倣い装置のこま（５）が接触す
るように移動する。その後冷却水をハウジング（４）に
供給しながらＹＡＧレーザ発振器（２）を起動させてレ
ーザ光を発生させ、反射ミラー（10) で反射されたレー
ザ光の焦点が最適位置を照射するようにＸ・Ｙ調整装置
（16）を調節する。調節が終了した後集光ヘッド（３）
にシールドガスを供給しながら走行台車を発車させて溶
接を行う。
記のような構造のものであるが、その使用方法の一例を
説明する。被溶接物の上に走行台車（１）を乗せ、溶接
始端の被溶接物の立板に倣い装置のこま（５）が接触す
るように移動する。その後冷却水をハウジング（４）に
供給しながらＹＡＧレーザ発振器（２）を起動させてレ
ーザ光を発生させ、反射ミラー（10) で反射されたレー
ザ光の焦点が最適位置を照射するようにＸ・Ｙ調整装置
（16）を調節する。調節が終了した後集光ヘッド（３）
にシールドガスを供給しながら走行台車を発車させて溶
接を行う。
【００１１】実施例２ 次に、本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶接方法の実施例に
ついて図３を用いて説明する。厚さ６ｍｍの鋼の立板と
鋼の底板を、本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶接装置を用
い、レーザ光の入射角度を１０度、レーザ出力を３ＫＷ
及び溶接速度を２ｍ／分にして溶接したところ、有効の
ど厚は図３に示したように３ｍｍになった。この溶接を
両側から行うことによって完全な溶込み溶接ができた。
これに対して、従来の一般に使用されている反射ミラー
のないレーザ溶接装置を用い、入射角度をこの装置のレ
ーザ光の最小の入射角度である３０度にし、レーザ出力
を３ＫＷ及び溶接速度を２ｍ／分にして溶接したとこ
ろ、有効のど厚は図３に示したように１ｍｍであった。
この溶接を両側から行っても２ｍｍしか溶込みが得られ
ず、溶込み不良の溶接であった。
ついて図３を用いて説明する。厚さ６ｍｍの鋼の立板と
鋼の底板を、本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶接装置を用
い、レーザ光の入射角度を１０度、レーザ出力を３ＫＷ
及び溶接速度を２ｍ／分にして溶接したところ、有効の
ど厚は図３に示したように３ｍｍになった。この溶接を
両側から行うことによって完全な溶込み溶接ができた。
これに対して、従来の一般に使用されている反射ミラー
のないレーザ溶接装置を用い、入射角度をこの装置のレ
ーザ光の最小の入射角度である３０度にし、レーザ出力
を３ＫＷ及び溶接速度を２ｍ／分にして溶接したとこ
ろ、有効のど厚は図３に示したように１ｍｍであった。
この溶接を両側から行っても２ｍｍしか溶込みが得られ
ず、溶込み不良の溶接であった。
【００１２】上記実施例のＴ継手用レーザ隅肉溶接装置
はレーザ発振器（２）と集光ヘッド（３）とが分離し、
集光ヘッド（３）のみを走行台車（１）に搭載したもの
であるが、走行台車（１）に集光ヘッド（３）と共にレ
ーザ発振器（２）を搭載したＴ継手用レーザ隅肉溶接装
置とすることもできる。また、上記実施例では、接触式
の倣い装置を用いているが、レーザ光を用いる非接触の
倣い装置を用いてもよいし、他の倣い装置を用いてもよ
い。また、上記実施例では、集光レンズ（８）として３
枚のレンズを用いているが、レンズの種類、焦点までの
距離などに応じてこれよりも少なくしてもよいし、また
多くしてもよい。さらに、本発明は、上記に説明したも
ののみに限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しな
い限り種々の変更を加え得ることはもちろんである。
はレーザ発振器（２）と集光ヘッド（３）とが分離し、
集光ヘッド（３）のみを走行台車（１）に搭載したもの
であるが、走行台車（１）に集光ヘッド（３）と共にレ
ーザ発振器（２）を搭載したＴ継手用レーザ隅肉溶接装
置とすることもできる。また、上記実施例では、接触式
の倣い装置を用いているが、レーザ光を用いる非接触の
倣い装置を用いてもよいし、他の倣い装置を用いてもよ
い。また、上記実施例では、集光レンズ（８）として３
枚のレンズを用いているが、レンズの種類、焦点までの
距離などに応じてこれよりも少なくしてもよいし、また
多くしてもよい。さらに、本発明は、上記に説明したも
ののみに限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しな
い限り種々の変更を加え得ることはもちろんである。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、上記構成にしたことにより、
次のような優れた効果を奏する。 （１）大きな板骨構造物を自動的に溶接することができ
る。 （２）角変形は従来の１／３〜１／４に低減し、全体変
形はさらに低減するので、溶接後の溶接変形除去作業は
低減或いは不要になる。 （３）溶接速度も従来法より速くなり、作業効率が大幅
に改善できる。 （４）溶接材料は、開先の不良やコーナー部の整形のみ
に使用されるので、使用量が大幅に低減する。
次のような優れた効果を奏する。 （１）大きな板骨構造物を自動的に溶接することができ
る。 （２）角変形は従来の１／３〜１／４に低減し、全体変
形はさらに低減するので、溶接後の溶接変形除去作業は
低減或いは不要になる。 （３）溶接速度も従来法より速くなり、作業効率が大幅
に改善できる。 （４）溶接材料は、開先の不良やコーナー部の整形のみ
に使用されるので、使用量が大幅に低減する。
【図１】本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶接装置の斜視図
である。
である。
【図２】本発明のＴ継手用レーザ隅肉溶接装置の集光ヘ
ッドの拡大断面図である。
ッドの拡大断面図である。
【図３】レーザ隅肉溶接方法におけるレーザ入射角度と
有効のど厚の関係及び溶込み形状を示す説明図である。
有効のど厚の関係及び溶込み形状を示す説明図である。
【図４】従来のレーザ隅肉溶接法を示す説明図である
１ 走行台車 ２ ＹＡＧレーザ発振器 ３ 集光ヘッド ４ ガラスファイバー ５、５´こま ６ ハウジング ７ 出射端 ８ 集光レンズ ９ 保護ガラス 10 反射ミラー 11 レーザ光出口 12、12´ 冷却水入口 13、13´ 冷却水出口 14 シールドガス供給口 16 Ｘ・Ｙ調整装置
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｔ継手用レーザ隅肉溶接方法において、
集光レンズ（８）によって集光されたレーザ光を反射ミ
ラー（10) で反射することによって入射角度を小さくし
て溶接することを特徴とするＴ継手用レーザ隅肉溶接方
法。 - 【請求項２】 被溶接物に倣って移動する走行台車
（１）と、この走行台車（１）に搭載され、レーザ光を
反射して被溶接物の溶接部に照射する反射ミラー（10)
を用いた集光ヘッド（３）と、この集光ヘッド（３）と
レーザ発振器（２）とを接続する光フアイバー（４）と
からなることを特徴とするＴ継手用レーザ隅肉溶接装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6337516A JPH08187587A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Ｔ継手用レーザ隅肉溶接方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6337516A JPH08187587A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Ｔ継手用レーザ隅肉溶接方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08187587A true JPH08187587A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=18309397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6337516A Pending JPH08187587A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | Ｔ継手用レーザ隅肉溶接方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08187587A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000352651A (ja) * | 1999-06-14 | 2000-12-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | レンズホルダ |
| EP1362662A1 (fr) * | 2002-05-08 | 2003-11-19 | Lasag Ag | Installation de soudage au laser et tête de soudage équipant une telle installation |
| JP2007180385A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Yamazaki Mazak Corp | レーザ焼入工具 |
| JP2008238176A (ja) * | 2007-03-24 | 2008-10-09 | Aomori Prefecture | 歪みの無いレーザ接合材 |
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| EP4005724A4 (en) * | 2019-07-24 | 2023-09-06 | IHI Infrastructure Systems Co., Ltd. | METHOD AND DEVICE FOR REPAIRING A LASER WELDING DEVICE |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP6337516A patent/JPH08187587A/ja active Pending
Cited By (11)
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