JPH09206969A - レーザヘリ溶接部材およびその溶接方法 - Google Patents

レーザヘリ溶接部材およびその溶接方法

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JPH09206969A
JPH09206969A JP8015313A JP1531396A JPH09206969A JP H09206969 A JPH09206969 A JP H09206969A JP 8015313 A JP8015313 A JP 8015313A JP 1531396 A JP1531396 A JP 1531396A JP H09206969 A JPH09206969 A JP H09206969A
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JP
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welding
laser
welded
helicopter
welded joint
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Wataru Kawakami
渉 川上
Hiroshi Fukuoka
弘 福岡
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    • B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B23K33/004—Filling of continuous seams
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/244—Overlap seam welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３枚以上の板材が重ね合わされてなる溶接継
手を有する部材をレーザ溶接機によって容易かつ適正に
レーザ溶接する。 【解決手段】 アウタパネル１、インナパネル２および
レインフォースメント３等からなる３枚以上の板材が重
ね合わされるとともに、端面がレーザ溶接機９によって
溶接された溶接継手４を有し、この溶接継手４の端面に
形成された上記複数の板材の重ね合わせ部６，７を連続
して交互に横断する溶接部８を形成したことを特徴とす
るレーザヘリ溶接部材およびその溶接方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３枚以上の板材が
重ね合わされるとともに、端面がレーザ溶接機によって
溶接された溶接継手を有するレーザヘリ溶接部材および
その溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開３−２１０９８０号公
報に示されるように、板材の重ね合わせ部にレーザビー
ムを照射してレーザ溶接を行う際に、上記重ね合わせ部
の溶接線に沿って集光レンズを上記板材に対して相対的
に移動させることにより、溶接部の溶け込み方向に集光
レンズを移動させて所定の溶け込み深さを得るように構
成されたレーザ溶接方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】コヒーレントで指向性
の優れたレーザビームを被溶接部の表面に照射すること
により熱エネルギーに変換して板材の重ね合わせ部を溶
接する上記レーザ溶接方法によれば、レーザ溶接機を被
溶接部に接触させることなく溶接することができるの
で、スポット溶接法等に比べ、被溶接部に加わる力がき
わめて小さく、自動化も容易で経済的であるという利点
を有する反面、溶接幅が狭いので、板材を精密に仕上げ
加工する等によって被溶接部の開先幅（ルート間隔）が
小さくなるように構成しなければならないという問題が
ある。
【０００４】すなわち、上記レーザ溶接法によって一対
の板材の端部を溶接する場合には、両板材の隙間が０．
５ｍｍ以上になると、両板材の溶融部が適正に結合され
ない溶接不良個所が形成され易く、適正な溶接を行うこ
とが困難であるため、両板材の隙間が０．２ｍｍ以下と
なるように各板材の設置間隔を設定して上記溶接不良個
所が形成されるのを防止する必要がある。
【０００５】なお、上記公報に開示された技術では、板
材の重ね合わせ部にレーザビームを照射してレーザ溶接
を行う際に、上記重ね合わせ部の溶接線に沿って集光レ
ンズを上下方向に移動させることにより、所定の溶け込
み深さを得て溶接部の安定化を図るとともに、溶接時の
熱影響を低減するように構成しているが、このように構
成した場合においても、板材の隙間が上下方向の所定範
囲に亘って形成されていると、溶接が不可能であるとい
う問題がある。
【０００６】また、３枚以上の板材が重ね合わされてな
る溶接継手の端面をレーザ溶接機によって溶接する場合
には、このレーザ溶接機を板材の重ね合わせ部の端部に
沿って移動させつつ、レーザビームを照射する作業を複
数回に亘って繰り返さなければならず、作業が煩雑であ
るとともに、溶接に要する時間が長くなるため、生産性
が悪いという問題がある。しかも、一方の重ね合わせ部
の端部を溶接する際に、その熱が他方の重ね合わせ部を
構成する板材に作用してこの板材に反りが生じることが
避けられず、他方の板材の重ね合わせ部の端部を溶接す
る際に、溶接不可能な個所が形成され易いという問題が
ある。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑み、３枚以
上の板材が重ね合わされてなる溶接継手を有する部材を
レーザ溶接機によって容易かつ適正にレーザ溶接するこ
とができるレーザヘリ溶接部材およびその溶接方法を提
供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
３枚以上の板材が重ね合わされるとともに、端面がレー
ザ溶接機によって溶接された溶接継手を有するレーザヘ
リ溶接部材であって、上記溶接継手の端面に形成された
複数の板材の重ね合わせ部を連続して交互に横断する溶
接部を形成したものである。
【０００９】上記構成によれば、溶接継手の端面をレー
ザ溶接機によって溶接する一回の溶接作業により、複数
の重ね合わせ部を連続して交互に横断する溶接部が形成
され、この溶接部によって３枚以上の板材からなる溶接
継手の端面が強固に固着されることになる。
【００１０】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
のレーザヘリ溶接部材において、アウタパネルおよびイ
ンナパネルと、これらの間の配設されたレインフォース
メントとを備えた自動車のサイドシル部材によってレー
ザヘリ溶接部材を構成し、上記アウタパネルおよびイン
ナパネルのフランジ部と、上記レインフォースメントの
端部とからなる溶接継手を設けたものである。
【００１１】上記構成によれば、溶接継手の端面をレー
ザ溶接機によって溶接する一回の溶接作業により、サイ
ドシル部材を構成するアウタパネルおよびインナパネル
のフランジ部と、この両フランジ部の間に配設されたレ
インフォースメントの端部との重ね合わせ部を連続して
交互に横断する溶接部が形成され、この溶接部によって
３枚以上の板材からなる溶接継手の端面が強固に固着さ
れることになる。
【００１２】請求項３に係る発明は、上記請求項１また
は２記載のレーザヘリ溶接部材において、亜鉛メッキ鋼
板からなる３枚以上の板材によって溶接継手を構成した
ものである。
【００１３】上記構成によれば、溶接継手の端部に位置
する複数の重ね合わせ部にレーザビームが交互に照射さ
れることにより、上記各重ね合わせ部において溶接継手
を構成する亜鉛メッキ鋼板の亜鉛成分が気化することが
抑制されるとともに、溶接部によって上記溶接継手の端
面が強固に固着されることになる。
【００１４】請求項４に係る発明は、３枚以上の板材が
重ね合わされてなる溶接継手を有する部材をレーザ溶接
機によって溶接する溶接方法であって、上記溶接継手の
長手方向にレーザ溶接機を移動させるとともに、上記溶
接継手の端面に形成された複数の板材の重ね合わせ部を
連続して交互に横断するように溶接継手の幅方向に上記
レーザ溶接機を移動させつつ、上記溶接継手の端面をレ
ーザ溶接するように構成したものである。
【００１５】上記構成によれば、溶接継手の端面をレー
ザ溶接機によって溶接する一回の溶接作業により、複数
の重ね合わせ部を連続して交互に横断する溶接部が形成
され、この溶接部によって３枚以上の板材からなる溶接
継手の端面がレーザ溶接されたレーザヘリ溶接部材が得
られることになる。
【００１６】請求項５に係る発明は、上記請求項４記載
のレーザヘリ溶接部材の溶接方法において、溶接方向が
ジグザグになるようにレーザ溶接機を斜め方向に交互に
移動させつつ、溶接継手の端面をレーザ溶接するように
構成したものである。
【００１７】上記構成によれば、溶接継手の端面をレー
ザ溶接機によって溶接する一回の溶接作業により、複数
の重ね合わせ部を連続して横断するジグザグ形状の溶接
部が形成され、この溶接部によって３枚以上の板材から
なる溶接継手の端面が強固に固着されたレーザヘリ溶接
部材が得られることになる。
【００１８】請求項６に係る発明は、上記請求項４記載
のレーザヘリ溶接部材の溶接方法において、溶接方向が
円弧状になるようにレーザ溶接機を旋回させつつ、溶接
継手の長手方向に移動させて溶接継手の端面をレーザ溶
接するように構成したものである。
【００１９】上記構成によれば、溶接継手の端面をレー
ザ溶接機によって溶接する一回の溶接作業により、複数
の重ね合わせ部を連続して横断する円弧状の溶接部が形
成され、この溶接部によって３枚以上の板材からなる溶
接継手の端面がレーザ溶接されたレーザヘリ溶接部材が
得られることになる。
【００２０】請求項７に係る発明は、上記請求項４〜６
のいずれかに記載のレーザヘリ溶接部材の溶接方法にお
いて、十分な溶接強度が必要とされる部分の溶接部の密
度が他の部分に比べて高くなるように、レーザ溶接機の
動きを制御するように構成したものである。
【００２１】上記構成によれば、自動車のサイドシル部
材とピラー部材との連結部分等をレーザ溶接機によって
レーザ溶接する場合等において、上記連結部分等の十分
な溶接強度が必要とされる部分を溶接する際に、溶接継
手の長手方向に対する幅方向への移動回数がピッチが他
の部分に比べて多くなるようにレーザ溶接機の動きが制
御されることにより、上記連結部分等に形成される溶接
部の密度が他の部分に比べて高くなり、上記連結部分等
の溶接強度が十分に確保されることになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るレーザヘリ
溶接部材の実施形態を示している。このレーザヘリ溶接
部材は、アウタパネル１およびインナパネル２と、これ
らの間の配設されたレインフォースメント３とを有する
自動車のサイドシル部材からなり、上記アウタパネル１
およびインナパネル２のフランジ部１ａ，２ａと、上記
レインフォースメント３の端部３ａとからなる３枚の板
材が重ね合わされた溶接継手４が形成されている。
【００２３】上記溶接継手４に端面には、上記アウタパ
ネル１のフランジ部１ａとレインフォースメント３の端
部３ａとによって形成された第１重ね合わせ部６と、イ
ンナパネル２のフランジ部２ａと、レインフォースメン
ト３の端部３ａとによって形成された第２重ね合わせ部
７とを連続して交互に横断するジグザグ形状の溶接部８
が、後述するレーザ溶接機により形成されている。
【００２４】上記溶接継手４の端面をレーザ溶接する場
合には、図２に示すように、上記アウタパネル１、イン
ナパネル２およびレインフォースメント３とを有する自
動車のサイドシル部材を図外の載置台に載置して位置決
めした状態で、上記溶接継手４の端面に、図外の産業用
ロボット等によって保持されたレーザ溶接機９を対向さ
せて設置する。
【００２５】そして、上記産業用ロボット等によって上
記溶接継手４の長手方向にレーザ溶接機９を移動させる
とともに、上記溶接継手４の端面に形成された第１，第
２重ね合わせ部６，７を連続して交互に横断するように
溶接継手４の幅方向に上記レーザ溶接機を移動させる等
により、上記レーザ溶接機９をジグザグ方向に移動させ
つつ、上記レーザ溶接機９からレーザビームを照射し、
溶接継手４の端面を加熱して上記溶接部８を形成する。
【００２６】すなわち、上記溶接継手４の幅方向に対す
るレーザ溶接機９の移動量を上記第１，第２重ね合わせ
部６，７の設置間隔よりも大きく設定するとともに、溶
接継手４の幅寸法よりも小さな値に設定することによ
り、上記溶接継手４の端面上において上記両重ね合わせ
部６，７を横断するジグザグ形状の溶接部８が形成され
ることになる。
【００２７】このように３枚以上の板材が重ね合わされ
てなる溶接継手４の長手方向に沿ってレーザ溶接機９を
移動させるとともに、上記溶接継手４の幅方向にレーザ
溶接機９を移動させつつ、このレーザ溶接機９からなる
溶接継手４の端面にレーザビームを照射してレーザ溶接
することにより、上記第１，第２重ね合わせ部６，７を
連続して交互に横断する溶接部８を溶接継手４の端面に
形成するように構成したため、一回の溶接作業で上記両
重ね合わせ部６，７をそれぞれ溶接することができ、生
産性を向上させることができる。
【００２８】しかも、上記両重ね合わせ部６，７が上記
溶接部８によって交互に溶接されることになるため、上
記溶接継手４を構成するアウタパネル１およびインナパ
ネル２のフランジ部１ａ，２ａと、上記レインフォース
メント３の端部３ａとからなる３枚の板材が過度に加熱
されるのを防止することができる。したがって、上記レ
ーザ溶接時に発生する熱影響を受けて上記溶接継手４を
構成する各板材に反りが発生するのを効果的に防止する
ことができる。
【００２９】また、上記のようにレーザ溶接機９をジグ
ザグに移動させる等により、上記溶接継手４の端面に形
成された第１，第２重ね合わせ部６，７を連続して交互
に横断する溶接部８を形成したため、上記両重ね合わせ
部６，７を構成する各板材、つまり上記アウタパネル１
とインナパネル２とのフランジ部１ａ，２ａおよび上記
レインフォースメント３の端部３ａからなる各板材の間
に形成される間隙が大きい場合においても、上記両重ね
合わせ部６，７を確実に溶接して溶接不良個所が形成さ
れるのを効果的に防止することができる。
【００３０】すなわち、図３に示すように、上記溶接継
手４の端面に形成された第１重ね合わせ部６および第２
重ね合わせ部７に沿ってレーザ溶接機９を真っ直に移動
させつつ、レーザ溶接を行うように構成した場合には、
上記各重ね合わせ部６，７を構成する上記アウタパネル
１およびインナパネル２のフランジ部１ａ，２ａと、上
記レインフォースメント３の端部３ａとからなる各板材
の間に形成された間隙にレーザビームが照射されたり、
上記板材のうちの一方のみにレーザビームが照射された
りするという事態が生じ易いため、各板材の間隙が０．
２ｍｍ以上あると、溶接が不可能になるという事態が生
じることが避けられない。
【００３１】これに対して上記図２および図３に示すよ
うに、溶接継手４の端面に形成された第１，第２重ね合
わせ部６，７を連続して交互に横断する溶接部８を形成
するようにした構成によると、各板材にそれぞれ上記レ
ーザビームを照射して板材の相対向部を確実に溶融させ
ることができるので、各板材の間に０．５ｍｍ程度の間
隙が形成されている場合においても、上記溶融部を確実
に結合させて各第１，第２重ね合わせ部６，７を適正に
レーザ溶接することができる。
【００３２】また、上記各板材を亜鉛メッキ鋼板によっ
て形成した場合において、図３に示すように、上記第１
重ね合わせ部６および第２重ね合わせ部７に沿ってレー
ザ溶接機９を真っ直に移動させつつ、レーザ溶接を行う
ように構成すると、上記亜鉛成分が気化することによっ
て発生する亜鉛ガスにより溶接部に膨らみが形成されて
溶接不良が生じ易いのに対し、上記図２および図３に示
すように、第１，第２重ね合わせ部６，７を連続して交
互に横断する溶接部８を形成するように構成した場合に
は、上記亜鉛ガスの発生を効果的に抑制することができ
るため、溶接部８に亜鉛ガスが混入することに起因する
膨らみが形成されるのを防止して溶接継手４の端面を適
正にレーザ溶接することができる。
【００３３】なお、上記実施形態では、溶接継手４の端
面にジグザグ形状の溶接部８を形成した例について説明
したが、図４に示すように、垂直軸を支点にしてレーザ
溶接機９を旋回させつつ、溶接継手４の長手方向に移動
させてレーザビームを上記溶接継手４の端面に照射する
ことにより、溶接継手４の端面に円弧状の溶接部８を形
成するように構成してもよい。この場合には、上記レー
ザ溶接機９の旋回半径を上記第１，第２重ね合わせ部
６，７の設置間隔よりも大きな値に設定するとともに、
溶接継手４の幅寸法よりも小さな値に設定することによ
り、上記両重ね合わせ部６，７を確実にレーザ溶接する
ことができる。
【００３４】また、図５に示すように、自動車のサイド
シル部材１０と、その上端面に突設されたピラー部材１
１とからなるレーザヘリ溶接部材を溶接する場合には、
上記サイドシル部材１０とピラー部材１１との連結部分
Ａに形成される溶接部８ａの密度が他の部分、つまりサ
イドシル部材１０のフランジ部分Ｂおよびピラー部材１
１のフランジ部分Ｃに形成された溶接部８ｂ，８ｃに比
べて密になるように、レーザ溶接機９の動きを制御する
ことが望ましい。
【００３５】つまり、上記連結部分Ａの端面をレーザ溶
接する際に、溶接継手の長手方向に対する幅方向へのレ
ーザ溶接機９の移動回数を、他の部分Ｂ，Ｃに比べて多
く設定して、上記連結部部Ａに形成されるジグザグ形状
の溶接部８ａのピッチが短くなるようにレーザ溶接機の
動きを制御することにより、この溶接部８ａの密度を他
の部分Ｂ，Ｃの溶接部８ａ，８ｃよりも密に形成する。
このように構成した場合には、上記サイドシル部材１０
とピラー部材１１との連結部分Ａの溶接強度を十分に維
持することができる。
【００３６】なお、上記実施形態では、３枚の板材が重
ね合わされてなる溶接継手４を有する自動車のサイドシ
ル部材によって構成されたレーザヘリ溶接部材に、本発
明を適用した例について説明したが、上記板材の枚数は
３枚に限られず４枚以上であってもよく、かつサイドシ
ル部材以外の他の部材、例えばフロントフレーム、アン
ダボディまたはピラー部材等についても本発明の構成を
採用可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、３枚以
上の板材が重ね合わされるとともに、端面がレーザ溶接
機によって溶接された溶接継手を有するレーザヘリ溶接
部材において、上記溶接継手の端面に形成された複数の
板材の重ね合わせ部を連続して交互に横断する溶接部を
形成したため、一回の溶接作業で上記各重ね合わせ部を
それぞれレーザ溶接することができ、生産性を向上させ
ることができる。
【００３８】しかも、上記各重ね合わせ部が上記溶接部
によって交互に溶接されることになるため、上記溶接継
手を構成する各板材が過度に加熱されるのを防止するこ
とができる。したがって、上記レーザ溶接時に発生する
熱影響を受けて上記溶接継手を構成する各板材に反りが
発生するのを効果的に防止できるという利点がある。ま
た、上記のように溶接継手の端面に形成された複数の重
ね合わせ部を連続して交互に横断する溶接部を形成する
ように構成したため、上記各重ね合わせ部を構成する各
板材の間に形成された間隙が大きい場合においても、上
記各重ね合わせ部を確実にレーザ溶接して溶接不良個所
が形成されるのを効果的に防止できるという利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ溶接部材の実施形態を示す
斜視図である。
【図２】本発明に係るレーザ溶接部材の溶接方法の実施
形態を示す斜視図である。
【図３】レーザ溶接部材の溶接方法の従来例を示す斜視
図である。
【図４】本発明に係るレーザ溶接部材の溶接方法の他の
実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るレーザ溶接部材の他の実施形態を
示す斜視図である。
【符号の説明】
１ アウタパネル（板材） ２ インナパネル（板材） ３ レインフォースメント（板材） ４ 溶接継手 ６ 重ね合わせ部 ７ 重ね合わせ部 ８ 溶接部 ９ レーザ溶接機 １０ サイドシル部材

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ３枚以上の板材が重ね合わされるととも
    に、端面がレーザ溶接機によって溶接された溶接継手を
    有するレーザヘリ溶接部材であって、上記溶接継手の端
    面に形成された複数の板材の重ね合わせ部を連続して交
    互に横断する溶接部を形成したことを特徴とするレーザ
    ヘリ溶接部材。
  2. 【請求項２】 アウタパネルおよびインナパネルと、こ
    れらの間の配設されたレインフォースメントとを備えた
    自動車のサイドシル部材によってレーザヘリ溶接部材を
    構成し、上記アウタパネルおよびインナパネルのフラン
    ジ部と、上記レインフォースメントの端部とからなる溶
    接継手を設けたことを特徴とする請求項１記載のレーザ
    ヘリ溶接部材。
  3. 【請求項３】 亜鉛メッキ鋼板からなる３枚以上の板材
    によって溶接継手を構成したことを特徴とする請求項１
    または２記載のレーザヘリ溶接部材。
  4. 【請求項４】 ３枚以上の板材が重ね合わされてなる溶
    接継手を有する部材をレーザ溶接機によって溶接する溶
    接方法であって、上記溶接継手の長手方向にレーザ溶接
    機を移動させるとともに、上記溶接継手の端面に形成さ
    れた複数の板材の重ね合わせ部を連続して交互に横断す
    るように溶接継手の幅方向に上記レーザ溶接機を移動さ
    せつつ、上記溶接継手の端面をレーザ溶接するように構
    成したことを特徴とするレーザヘリ溶接部材の溶接方
    法。
  5. 【請求項５】 溶接方向がジグザグになるようにレーザ
    溶接機を斜め方向に交互に移動させつつ、溶接継手の端
    面をレーザ溶接するように構成したことを特徴とする請
    求項４記載のレーザヘリ溶接部材の溶接方法。
  6. 【請求項６】 溶接方向が円弧状になるようにレーザ溶
    接機を旋回させつつ、溶接継手の長手方向に移動させて
    その端面をレーザ溶接するように構成したことを特徴と
    する請求項４記載のレーザヘリ溶接部材の溶接方法。
  7. 【請求項７】 十分な溶接強度が必要とされる部分の溶
    接部の密度が他の部分に比べて高くなるように、レーザ
    溶接機の動きを制御するように構成したことを特徴とす
    る請求項４〜６のいずれかに記載のレーザヘリ溶接部材
    の溶接方法。
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Cited By (25)

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