JPH0866784A - 高エネルギービーム溶接方法 - Google Patents
高エネルギービーム溶接方法Info
- Publication number
- JPH0866784A JPH0866784A JP6205197A JP20519794A JPH0866784A JP H0866784 A JPH0866784 A JP H0866784A JP 6205197 A JP6205197 A JP 6205197A JP 20519794 A JP20519794 A JP 20519794A JP H0866784 A JPH0866784 A JP H0866784A
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- JP
- Japan
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- welding
- high energy
- energy beam
- angle
- center line
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- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ビーム中心線１を溶接方向に対して手前に傾
けて且つビーム照射角度を０＜θ＜２５゜の範囲とした
ことを特徴とする高エネルギービーム溶接方法。 【効果】 θ＝０の場合より、ブローホールの発生を抑
えることができ溶接部の品質を高めることができる。
けて且つビーム照射角度を０＜θ＜２５゜の範囲とした
ことを特徴とする高エネルギービーム溶接方法。 【効果】 θ＝０の場合より、ブローホールの発生を抑
えることができ溶接部の品質を高めることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザビームや電子ビー
ムなどの高エネルギービーム溶接法の改良技術に関す
る。
ムなどの高エネルギービーム溶接法の改良技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金は反射率が高く、熱伝
導率が高いために溶接は容易でなく、溶接部にエネルギ
ーを集中するレーザビームで代表される高エネルギービ
ーム溶接でも例外ではない。
導率が高いために溶接は容易でなく、溶接部にエネルギ
ーを集中するレーザビームで代表される高エネルギービ
ーム溶接でも例外ではない。
【０００３】レーザビームはエネルギー密度が高いため
気泡の巻込み等に敏感であり、そのために溶接トーチか
らヘリウムやアルゴンなどの不活性ガスを噴射して溶接
部をシールするようにしている。しかし、シールドガス
のみではまだ不足な点があり、更なる改良技術として、
例えば特公平２−７７５８号公報「レーザ溶接方法」
や特開平５−１３１２８３号公報「レーザによる突合
せ溶接方法」が提案されている。
気泡の巻込み等に敏感であり、そのために溶接トーチか
らヘリウムやアルゴンなどの不活性ガスを噴射して溶接
部をシールするようにしている。しかし、シールドガス
のみではまだ不足な点があり、更なる改良技術として、
例えば特公平２−７７５８号公報「レーザ溶接方法」
や特開平５−１３１２８３号公報「レーザによる突合
せ溶接方法」が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記は、周囲から不
活性ガスを噴射して溶接するレーザビーム溶接方法にお
いて、レーザビームを溶接線方向に振動させるというも
のであり、気孔などの欠陥のない健全な溶接部が得られ
るとされている。上記は、溶接線直角方向にレーザビ
ームを傾けるとともにビームの先端を溶接線から一定距
離外すというものであり、被溶接部が密着していなくと
もビーム先端が溶接線から外れているためにビームの吹
き抜けは起こらず、表面荒れを防止できるとされてい
る。
活性ガスを噴射して溶接するレーザビーム溶接方法にお
いて、レーザビームを溶接線方向に振動させるというも
のであり、気孔などの欠陥のない健全な溶接部が得られ
るとされている。上記は、溶接線直角方向にレーザビ
ームを傾けるとともにビームの先端を溶接線から一定距
離外すというものであり、被溶接部が密着していなくと
もビーム先端が溶接線から外れているためにビームの吹
き抜けは起こらず、表面荒れを防止できるとされてい
る。
【０００５】上記は、高速でレーザビームを振動させ
る必要があり、そのための機構が複雑となり、特に溶接
トーチ付近は高温となるために、振動機構に耐熱対策を
講じなければならず、振動機構を付加した溶接装置は高
価なものとなる。上記は、溶接線から直角方向に一定
距離外すものであるが、この一定距離が大き過ぎると被
溶接部への入熱が不足して溶接は不完全となり、また、
一定距離が小さ過ぎると被溶接部のギャップの影響を受
ける如くに、一定距離を保つ技術が極めて難かしく、そ
のために溶接装置は高価なものとなる。
る必要があり、そのための機構が複雑となり、特に溶接
トーチ付近は高温となるために、振動機構に耐熱対策を
講じなければならず、振動機構を付加した溶接装置は高
価なものとなる。上記は、溶接線から直角方向に一定
距離外すものであるが、この一定距離が大き過ぎると被
溶接部への入熱が不足して溶接は不完全となり、また、
一定距離が小さ過ぎると被溶接部のギャップの影響を受
ける如くに、一定距離を保つ技術が極めて難かしく、そ
のために溶接装置は高価なものとなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者等は、高
価な溶接装置を使用せず、簡便な技術で気泡の少ない良
好な溶接がなせる技術を確立するべく研究を開始した。
アルミニウム合金は反射率が高いために、高エネルギー
ビームを金属部材に直角に照射することが普通の方法で
ある。この場合、被溶接部にはキーホールとこのキーホ
ールを囲う溶融池が形成され、キーホールは当然縦向き
となる。溶融池では対流による上下流れがあり、前記キ
ーホール中のガスも溶融池に巻き込まれる。
価な溶接装置を使用せず、簡便な技術で気泡の少ない良
好な溶接がなせる技術を確立するべく研究を開始した。
アルミニウム合金は反射率が高いために、高エネルギー
ビームを金属部材に直角に照射することが普通の方法で
ある。この場合、被溶接部にはキーホールとこのキーホ
ールを囲う溶融池が形成され、キーホールは当然縦向き
となる。溶融池では対流による上下流れがあり、前記キ
ーホール中のガスも溶融池に巻き込まれる。
【０００７】ところで金属材料に直角にビームを照射し
た場合でも、かなりの数のブローホールが溶接部に認め
られる。本発明者等は、この要因がキーホールの形状変
化にあると推定し、むしろビームの照射角度をある程度
傾斜た方が良い結果が得られるのではないかと知見し、
研究及び実験を続け、満足し得る方法を見出すことに成
功した。
た場合でも、かなりの数のブローホールが溶接部に認め
られる。本発明者等は、この要因がキーホールの形状変
化にあると推定し、むしろビームの照射角度をある程度
傾斜た方が良い結果が得られるのではないかと知見し、
研究及び実験を続け、満足し得る方法を見出すことに成
功した。
【０００８】具体的には、金属部材をレーザビームや電
子ビームなどの高エネルギービームで溶接するに際し、
金属材料の垂線とビーム中心線とのなす角度をビーム照
射角度θとした場合に、前記ビーム中心線を溶接方向に
対して手前に傾けて且つビーム照射角度を０＜θ＜２５
゜の範囲としたことを特徴とする。
子ビームなどの高エネルギービームで溶接するに際し、
金属材料の垂線とビーム中心線とのなす角度をビーム照
射角度θとした場合に、前記ビーム中心線を溶接方向に
対して手前に傾けて且つビーム照射角度を０＜θ＜２５
゜の範囲としたことを特徴とする。
【０００９】本発明方法は、アルミニウム合金の溶接に
最適である。
最適である。
【００１０】
【作用】ビーム照射角度θが０〜２５゜の範囲であれば
ブローボールの発生数を抑制できる。
ブローボールの発生数を抑制できる。
【００１１】アルミニウム合金は他の炭素鋼などに比
べ、溶湯の粘性が低いこと及び液相から固相になるとき
に気体の溶解度が急激に小さくなることからブローホー
ルが発生しやすい。
べ、溶湯の粘性が低いこと及び液相から固相になるとき
に気体の溶解度が急激に小さくなることからブローホー
ルが発生しやすい。
【００１２】
【実施例】本発明者等は以下の条件で実験を実施した。 金属部材 アルミニウム合金（ＡＣ４ＣＨ） 金属部材の厚さ ６ ｍｍ 溶接速度 ４ ｍ／ｍｉｎ レーザ出力 ３ ｋＷ ノズル径 ６ ｍｍ ノズル高さ ３ ｍｍ シールドガス ヘリウム、２５ ｌ／ｍｉｎ
【００１３】図１は本発明に係るビーム照射角度とブロ
ーホール発生数の関係を示すグラフであり、縦軸は溶接
長さ１００ｍｍ当りのブローホール数を示し、横軸はビ
ーム照射角度を示す。ビーム照射角度θは、グラフの下
に略図したように、ビーム中心線１が金属材料２の垂線
３に対してなす角度であり、溶接方向を基準に手前をプ
ラス（＋）、奥をマイナス（−）とした。グラフによれ
ば、θ＝１０゜付近が最小となることが分かった。
ーホール発生数の関係を示すグラフであり、縦軸は溶接
長さ１００ｍｍ当りのブローホール数を示し、横軸はビ
ーム照射角度を示す。ビーム照射角度θは、グラフの下
に略図したように、ビーム中心線１が金属材料２の垂線
３に対してなす角度であり、溶接方向を基準に手前をプ
ラス（＋）、奥をマイナス（−）とした。グラフによれ
ば、θ＝１０゜付近が最小となることが分かった。
【００１４】溶接長さ１００ｍｍ当り２５個のブローホ
ールを許容できるとすれば、ビーム照射角度θは０〜２
５゜の範囲にすればよい。好しくはブローホールの許容
個数を溶接長さ１００ｍｍ当り１０個とすれば、ビーム
照射角度θを７．５〜１５゜の範囲にすればよいことに
なる。
ールを許容できるとすれば、ビーム照射角度θは０〜２
５゜の範囲にすればよい。好しくはブローホールの許容
個数を溶接長さ１００ｍｍ当り１０個とすれば、ビーム
照射角度θを７．５〜１５゜の範囲にすればよいことに
なる。
【００１５】θが０゜以下及び２５゜以上でブローホー
ルが急増するのは、溶融池での対流がキーホールの上部
を塞ごうとするためキーホールが不安定となり、ガスの
巻込みが増加したものと推定できる。
ルが急増するのは、溶融池での対流がキーホールの上部
を塞ごうとするためキーホールが不安定となり、ガスの
巻込みが増加したものと推定できる。
【００１６】また、軽量化を主目的としたアルミニウム
合金の採用は更に増加の見込みである。すると、アルミ
ニウム合金同士の接合をするために高エネルギービーム
溶接は不可欠であり、この場合に本発明方法が有用とな
る。
合金の採用は更に増加の見込みである。すると、アルミ
ニウム合金同士の接合をするために高エネルギービーム
溶接は不可欠であり、この場合に本発明方法が有用とな
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１の高エネルギービーム溶接方法は、ビー
ム中心線を溶接方向に対して手前に０＜θ＜２５゜の角
度に傾けたので、ブローホールの発生を抑えることがで
き溶接部の品質を高めることができる。
する。請求項１の高エネルギービーム溶接方法は、ビー
ム中心線を溶接方向に対して手前に０＜θ＜２５゜の角
度に傾けたので、ブローホールの発生を抑えることがで
き溶接部の品質を高めることができる。
【００１８】請求項２は、本発明の高エネルギービーム
溶接方法をアルミニウム合金溶接に適用したものであ
り、アルミニウム合金の溶接を効率よく実施でき、生産
性を高めることができる。
溶接方法をアルミニウム合金溶接に適用したものであ
り、アルミニウム合金の溶接を効率よく実施でき、生産
性を高めることができる。
【図１】本発明に係るビーム照射角度とブローホール発
生数の関係を示すグラフ
生数の関係を示すグラフ
１…ビーム中心線、２…金属材料、３…垂線、θ…ビー
ム入射角度。
ム入射角度。
Claims (2)
- 【請求項１】 金属部材をレーザビームや電子ビームな
どの高エネルギービームで溶接するに際し、金属材料の
垂線とビーム中心線とのなす角度をビーム照射角度θと
した場合に、前記ビーム中心線を溶接方向に対して手前
に傾けて且つビーム照射角度を０＜θ＜２５゜の範囲と
したことを特徴とする高エネルギービーム溶接方法。 - 【請求項２】 前記金属部材はアルミニウム合金である
ことを特徴とした請求項１記載の高エネルギービーム溶
接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6205197A JPH0866784A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 高エネルギービーム溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6205197A JPH0866784A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 高エネルギービーム溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0866784A true JPH0866784A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16503017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6205197A Withdrawn JPH0866784A (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | 高エネルギービーム溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0866784A (ja) |
-
1994
- 1994-08-30 JP JP6205197A patent/JPH0866784A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |