JPH09225664A - アルミニウム材による重ね継手のレーザ溶接方法 - Google Patents
アルミニウム材による重ね継手のレーザ溶接方法Info
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- JPH09225664A JPH09225664A JP8039939A JP3993996A JPH09225664A JP H09225664 A JPH09225664 A JP H09225664A JP 8039939 A JP8039939 A JP 8039939A JP 3993996 A JP3993996 A JP 3993996A JP H09225664 A JPH09225664 A JP H09225664A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルミニウム材よりなる板状部材によって構
成される重ね継手を、溶込みが上側部材表面から下側部
材内部に達するとともに、下側部材の溶接方向に延びる
端面と上側部材裏面とによって形成される隅部を溶融し
てこの隅部に溶接ビードが形成されるようにレーザ溶接
を行うに際し、接合強度の低下を招く垂下り溶接ビード
を生じることなくレーザ溶接を行えること。 【解決手段】 下側部材２の一方の上端縁にこれに沿っ
て断面三角形の外方傾斜切欠き部２ａを形成し、この切
欠き部２ａの切欠き幅Wb位置に対応する上側部材１表面
における位置をレーザ光Ｌの照射狙い位置として定め、
溶加材を供給しながら、溶接方向に延びる切欠き部２ａ
に沿って上側部材１表面にレーザ光Ｌを照射して溶接を
行う。
成される重ね継手を、溶込みが上側部材表面から下側部
材内部に達するとともに、下側部材の溶接方向に延びる
端面と上側部材裏面とによって形成される隅部を溶融し
てこの隅部に溶接ビードが形成されるようにレーザ溶接
を行うに際し、接合強度の低下を招く垂下り溶接ビード
を生じることなくレーザ溶接を行えること。 【解決手段】 下側部材２の一方の上端縁にこれに沿っ
て断面三角形の外方傾斜切欠き部２ａを形成し、この切
欠き部２ａの切欠き幅Wb位置に対応する上側部材１表面
における位置をレーザ光Ｌの照射狙い位置として定め、
溶加材を供給しながら、溶接方向に延びる切欠き部２ａ
に沿って上側部材１表面にレーザ光Ｌを照射して溶接を
行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、アルミニウム材
による重ね継手のレーザ溶接方法に関する。
による重ね継手のレーザ溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、レーザ溶接は、レーザ光
（レーザビーム）が高エネルギー密度の集中熱源として
の性質を持つことから、アーク溶接に比べて溶接速度を
大幅に速くすることができるので、溶接による変形が少
ない溶接法として知られている。一方、自動車，鉄道車
両，船舶等の輸送機分野においては、低燃費化、高速化
の要請に応えるため、溶接構造用部材として鉄鋼材に代
えて軽量なアルミニウム材の採用が進展しており、最近
では部位によっては、板厚２〜３ｍｍ程度のアルミニウ
ム材が使用されるようになっている。そこで、このよう
なアルミニウム薄板の溶接では、前述した変形や歪みの
発生が少ないレーザ溶接の採用が試みられている。な
お、以下、アルミニウムまたはアルミニウム合金を単に
アルミニウム材という。
（レーザビーム）が高エネルギー密度の集中熱源として
の性質を持つことから、アーク溶接に比べて溶接速度を
大幅に速くすることができるので、溶接による変形が少
ない溶接法として知られている。一方、自動車，鉄道車
両，船舶等の輸送機分野においては、低燃費化、高速化
の要請に応えるため、溶接構造用部材として鉄鋼材に代
えて軽量なアルミニウム材の採用が進展しており、最近
では部位によっては、板厚２〜３ｍｍ程度のアルミニウ
ム材が使用されるようになっている。そこで、このよう
なアルミニウム薄板の溶接では、前述した変形や歪みの
発生が少ないレーザ溶接の採用が試みられている。な
お、以下、アルミニウムまたはアルミニウム合金を単に
アルミニウム材という。
【０００３】図７は従来のアルミニウム材による重ね継
手のレーザ溶接方法を説明するための図であって、
（ａ）は重ね継手の断面を示す図、（ｂ）および（ｃ）
は溶接部を模式的に示す図である。
手のレーザ溶接方法を説明するための図であって、
（ａ）は重ね継手の断面を示す図、（ｂ）および（ｃ）
は溶接部を模式的に示す図である。
【０００４】従来の溶接方法は、図７の（ａ）に示すよ
うに、アルミニウム材よりなる板状の上側部材５１およ
び下側部材５２によって構成された重ね継手について、
フィラワイヤ（溶加材）ＦＷを連続的に供給しながら上
側部材５１表面にレーザ光Ｌを照射し、図７の（ｂ）に
示すように、溶込みが上側部材５１表面から下側部材５
２内部に達するとともに、下側部材５２の溶接方向に延
びる端面５２ａと上側部材５１裏面とによって形成され
る隅部Ｃを溶融してこの隅部Ｃに溶接ビードが形成され
るようにレーザ溶接を行うようにしている。フィラワイ
ヤＦＷを供給しないと、溶接ビード相当分だけ上側部材
５１の肉厚が減少するので、これを防ぐためにフィラワ
イヤＦＷが使用されている。
うに、アルミニウム材よりなる板状の上側部材５１およ
び下側部材５２によって構成された重ね継手について、
フィラワイヤ（溶加材）ＦＷを連続的に供給しながら上
側部材５１表面にレーザ光Ｌを照射し、図７の（ｂ）に
示すように、溶込みが上側部材５１表面から下側部材５
２内部に達するとともに、下側部材５２の溶接方向に延
びる端面５２ａと上側部材５１裏面とによって形成され
る隅部Ｃを溶融してこの隅部Ｃに溶接ビードが形成され
るようにレーザ溶接を行うようにしている。フィラワイ
ヤＦＷを供給しないと、溶接ビード相当分だけ上側部材
５１の肉厚が減少するので、これを防ぐためにフィラワ
イヤＦＷが使用されている。
【０００５】ここで、前記隅部Ｃに溶接ビードが形成さ
れるようなレーザによる重ね溶接を行う理由について説
明すると、図８の（ａ）に示すような溶接では、溶接自
体は容易であるものの、下側部材５２に余分な重ねしろ
Ｅが必要となって軽量化に不利となることに加え、未溶
融の隅部Ｃがノッチとなって疲労強度が低下することに
なるためである。なお、図８の（ｂ）に示すように、前
記隅部Ｃをぎりぎりで溶融するようにした溶接が理想的
ではあるが、レーザ光の照射狙い位置を極めて厳密に制
御する必要があることなどの点から、実際にはこのよう
な溶接は困難なものである。
れるようなレーザによる重ね溶接を行う理由について説
明すると、図８の（ａ）に示すような溶接では、溶接自
体は容易であるものの、下側部材５２に余分な重ねしろ
Ｅが必要となって軽量化に不利となることに加え、未溶
融の隅部Ｃがノッチとなって疲労強度が低下することに
なるためである。なお、図８の（ｂ）に示すように、前
記隅部Ｃをぎりぎりで溶融するようにした溶接が理想的
ではあるが、レーザ光の照射狙い位置を極めて厳密に制
御する必要があることなどの点から、実際にはこのよう
な溶接は困難なものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の溶接方
法では、アルミニウム材は粘性が小さいことから、図７
の（ｃ）に示すように、溶湯が垂れ落ちそうになり、重
ね継手の前記隅部Ｃに外方へ突出した突起状の垂下り溶
接ビードがしばしば発生した。このため、構造物の部位
によっては垂下り溶接ビードの補修作業を行えず、この
垂下り溶接ビードがノッチとなって接合強度が低下する
恐れがあった。
法では、アルミニウム材は粘性が小さいことから、図７
の（ｃ）に示すように、溶湯が垂れ落ちそうになり、重
ね継手の前記隅部Ｃに外方へ突出した突起状の垂下り溶
接ビードがしばしば発生した。このため、構造物の部位
によっては垂下り溶接ビードの補修作業を行えず、この
垂下り溶接ビードがノッチとなって接合強度が低下する
恐れがあった。
【０００７】そこでこの発明は、前記問題点を解消する
ためになされたもので、アルミニウム材よりなる板状の
上側および下側の部材によって構成される重ね継手を、
溶込みが上側部材表面から下側部材内部に達するととも
に、下側部材の溶接方向に延びる端面と上側部材裏面と
によって形成される隅部を溶融してこの隅部に溶接ビー
ドが形成されるようにレーザ溶接を行うに際し、接合強
度の低下を招く垂下り溶接ビードを生じることなく溶接
を行うことができる、アルミニウム材による重ね継手の
レーザ溶接方法を提供することを目的とする。
ためになされたもので、アルミニウム材よりなる板状の
上側および下側の部材によって構成される重ね継手を、
溶込みが上側部材表面から下側部材内部に達するととも
に、下側部材の溶接方向に延びる端面と上側部材裏面と
によって形成される隅部を溶融してこの隅部に溶接ビー
ドが形成されるようにレーザ溶接を行うに際し、接合強
度の低下を招く垂下り溶接ビードを生じることなく溶接
を行うことができる、アルミニウム材による重ね継手の
レーザ溶接方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、この発明に係るアルミニウム材による重ね継手の
レーザ溶接方法は、アルミニウム材よりなる板状の上側
および下側の部材による重ね継手のレーザ溶接を行うに
際し、溶接方向に延びる一方の上端縁にこれに沿って断
面三角形の外方傾斜切欠き部が形成された下側部材の上
に、上側部材を重ねて重ね継手を構成し、前記外方傾斜
切欠き部の切欠き幅位置に対応する上側部材表面におけ
る位置をレーザ光の照射狙い位置として定め、溶加材を
供給しながら、溶接方向に延びる前記外方傾斜切欠き部
に沿って上側部材表面にレーザ光を照射し、溶込みが上
側部材表面から下側部材内部に達し、かつ、前記外方傾
斜切欠き部を残すことなくレーザ溶接を行うことを特徴
とする。また、この発明において、前記外方傾斜切欠き
部の寸法は、０．１≦切欠き深さWa≦１．０ｍｍ、０．
５≦切欠き幅Wb≦１．５ｍｍであることがよい。
めに、この発明に係るアルミニウム材による重ね継手の
レーザ溶接方法は、アルミニウム材よりなる板状の上側
および下側の部材による重ね継手のレーザ溶接を行うに
際し、溶接方向に延びる一方の上端縁にこれに沿って断
面三角形の外方傾斜切欠き部が形成された下側部材の上
に、上側部材を重ねて重ね継手を構成し、前記外方傾斜
切欠き部の切欠き幅位置に対応する上側部材表面におけ
る位置をレーザ光の照射狙い位置として定め、溶加材を
供給しながら、溶接方向に延びる前記外方傾斜切欠き部
に沿って上側部材表面にレーザ光を照射し、溶込みが上
側部材表面から下側部材内部に達し、かつ、前記外方傾
斜切欠き部を残すことなくレーザ溶接を行うことを特徴
とする。また、この発明において、前記外方傾斜切欠き
部の寸法は、０．１≦切欠き深さWa≦１．０ｍｍ、０．
５≦切欠き幅Wb≦１．５ｍｍであることがよい。
【０００９】この発明によるレーザ溶接方法において
は、図１に示すように、アルミニウム材よりなる板状の
下側部材２には、重ね継手の隅部となる一方の上端縁に
これに沿って断面三角形（Wa：切欠き深さ、Wb：切欠き
幅）の外方傾斜切欠き部２ａが形成されている。これに
より、上側部材１が溶融されて部材１裏面に生じた溶湯
は、垂れ落ちそうになることなく外方傾斜切欠き部２ａ
にて保持されて外方へ僅かに凸状をなして凝固し、図１
（ｂ）に示すように、溶込みが上側部材１表面から下側
部材２内部に達し、かつ、外方傾斜切欠き部２ａを残す
ことなくレーザ溶接が行われる。
は、図１に示すように、アルミニウム材よりなる板状の
下側部材２には、重ね継手の隅部となる一方の上端縁に
これに沿って断面三角形（Wa：切欠き深さ、Wb：切欠き
幅）の外方傾斜切欠き部２ａが形成されている。これに
より、上側部材１が溶融されて部材１裏面に生じた溶湯
は、垂れ落ちそうになることなく外方傾斜切欠き部２ａ
にて保持されて外方へ僅かに凸状をなして凝固し、図１
（ｂ）に示すように、溶込みが上側部材１表面から下側
部材２内部に達し、かつ、外方傾斜切欠き部２ａを残す
ことなくレーザ溶接が行われる。
【００１０】この場合、レーザ光Ｌの照射狙い位置につ
いては、図１に示すように、外方傾斜切欠き部２ａの切
欠き幅Wb位置に対応する上側部材１表面における位置
（図１のＡＢで示す範囲）をレーザ光Ｌの照射狙い位置
として定めるようにすることがよい。図１において、レ
ーザ光Ｌの照射狙い位置が位置Ｂより右側になると、外
方傾斜切欠き部２ａに形成される溶接ビードの一部が溶
融不足でバリ状に突出することがあり（図６参照）、こ
のバリ状の突起部がノッチとなって接合強度が低下する
ことになるのでよくない。一方、照射狙い位置が位置Ａ
より左側になると、上側部材１の溶融による部材１裏面
に生じる溶湯が多くなり過ぎてその溶湯を外方傾斜切欠
き部２ａによって保持できなくなったり、下側部材２の
溶込みが少なくなったりするのでよくない。
いては、図１に示すように、外方傾斜切欠き部２ａの切
欠き幅Wb位置に対応する上側部材１表面における位置
（図１のＡＢで示す範囲）をレーザ光Ｌの照射狙い位置
として定めるようにすることがよい。図１において、レ
ーザ光Ｌの照射狙い位置が位置Ｂより右側になると、外
方傾斜切欠き部２ａに形成される溶接ビードの一部が溶
融不足でバリ状に突出することがあり（図６参照）、こ
のバリ状の突起部がノッチとなって接合強度が低下する
ことになるのでよくない。一方、照射狙い位置が位置Ａ
より左側になると、上側部材１の溶融による部材１裏面
に生じる溶湯が多くなり過ぎてその溶湯を外方傾斜切欠
き部２ａによって保持できなくなったり、下側部材２の
溶込みが少なくなったりするのでよくない。
【００１１】また、この発明の方法においては、下側部
材２の板厚にかかわらず、外方傾斜切欠き部２ａの切欠
き深さWaは、０．１≦Wa≦１．０ｍｍの範囲がよく、切
欠き幅Wbは、０．５≦Wb≦１．５ｍｍの範囲がよい。切
欠き深さWaが０．１ｍｍを下回る場合、あるいは切欠き
幅Wbが０．５ｍｍを下回る場合は、溶湯の垂れ下がりに
よる突起状の垂下り溶接ビードが生じやすくなるので好
ましくない。一方、切欠き深さWaが１．０ｍｍを超える
場合、あるいは切欠き幅Wbが１．５ｍｍを超える場合
は、その大きな外方傾斜切欠き部２ａを溶湯で満たすべ
く、フィラワイヤの供給量や溶込みを大きくするために
レーザ出力を高めるなどして溶接入熱を増加させる必要
があり、この溶接入熱の増加によって溶接部が軟化して
強度低下を招くことになるので好ましくない。なお、レ
ーザ光による上側部材１裏面での溶込み幅は溶接条件に
もよるが３ｍｍ程度が最大であり、この点からも切欠き
幅Wbの上限は１．５ｍｍとすることがよい。
材２の板厚にかかわらず、外方傾斜切欠き部２ａの切欠
き深さWaは、０．１≦Wa≦１．０ｍｍの範囲がよく、切
欠き幅Wbは、０．５≦Wb≦１．５ｍｍの範囲がよい。切
欠き深さWaが０．１ｍｍを下回る場合、あるいは切欠き
幅Wbが０．５ｍｍを下回る場合は、溶湯の垂れ下がりに
よる突起状の垂下り溶接ビードが生じやすくなるので好
ましくない。一方、切欠き深さWaが１．０ｍｍを超える
場合、あるいは切欠き幅Wbが１．５ｍｍを超える場合
は、その大きな外方傾斜切欠き部２ａを溶湯で満たすべ
く、フィラワイヤの供給量や溶込みを大きくするために
レーザ出力を高めるなどして溶接入熱を増加させる必要
があり、この溶接入熱の増加によって溶接部が軟化して
強度低下を招くことになるので好ましくない。なお、レ
ーザ光による上側部材１裏面での溶込み幅は溶接条件に
もよるが３ｍｍ程度が最大であり、この点からも切欠き
幅Wbの上限は１．５ｍｍとすることがよい。
【００１２】この発明によるレーザ溶接方法では、溶加
材としてワイヤ径０．８〜１．２ｍｍ程度のフィラワイ
ヤＦＷを使用するが、このフィラワイヤＦＷは、レーザ
光Ｌによって直接溶融されるように、上側部材１表面に
おけるレーザ光Ｌの照射狙い位置に合わせて供給するよ
うにすればよい（図１参照）。
材としてワイヤ径０．８〜１．２ｍｍ程度のフィラワイ
ヤＦＷを使用するが、このフィラワイヤＦＷは、レーザ
光Ｌによって直接溶融されるように、上側部材１表面に
おけるレーザ光Ｌの照射狙い位置に合わせて供給するよ
うにすればよい（図１参照）。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例について
説明する。
説明する。
【００１４】
【実施例】まず、板状のアルミ材として板厚２ｍｍのＪ
ＩＳ・Ａ５０５２Ｐ−Ｏ材よりなる上側部材１と、これ
と同厚同種であって、外方傾斜切欠き部２ａが形成され
た下側部材２とにより、図１に示すような重ね継手を構
成し、表１の試験Ｎｏ．１の欄に示す溶接条件にてレー
ザ溶接を行い、溶接された重ね継手から引張試験片を作
製し、図４に示す方向に引張力を作用させて引張強さを
測定した。なお、上側部材１表面におけるレーザ光の照
射狙い位置は、切欠き幅Wbの幅中央に対応する位置とし
た。また、比較のため、外方傾斜切欠き部２ａを有しな
い重ね継手を構成し、表１の試験Ｎｏ．２の欄に示す溶
接条件にてレーザ溶接を行い、引張強さを測定した。
ＩＳ・Ａ５０５２Ｐ−Ｏ材よりなる上側部材１と、これ
と同厚同種であって、外方傾斜切欠き部２ａが形成され
た下側部材２とにより、図１に示すような重ね継手を構
成し、表１の試験Ｎｏ．１の欄に示す溶接条件にてレー
ザ溶接を行い、溶接された重ね継手から引張試験片を作
製し、図４に示す方向に引張力を作用させて引張強さを
測定した。なお、上側部材１表面におけるレーザ光の照
射狙い位置は、切欠き幅Wbの幅中央に対応する位置とし
た。また、比較のため、外方傾斜切欠き部２ａを有しな
い重ね継手を構成し、表１の試験Ｎｏ．２の欄に示す溶
接条件にてレーザ溶接を行い、引張強さを測定した。
【００１５】
【表１】
【００１６】引張強さの測定結果を表１に示す。Ｎｏ．
２の比較例では、上側部材と下側部材との隅部に突起状
の垂下り溶接ビードが形成され（図７の（ｃ）参照）、
図５の（ｂ）に示すように、引張試験中において、反隅
部側の溶込みルート部のみならず前記垂下り溶接ビード
も破断の起点（ノッチ）となるため、引張強さが低下し
た。これに対して、Ｎｏ．１の本発明例では、溶湯が垂
れ落ちそうになることなく外方傾斜切欠き部２ａにて保
持されて外方へ僅かに凸状をなす溶接ビードが形成され
るので（図２の（ｂ）参照）、図５の（ａ）に示すよう
に、引張試験中において反隅部側の溶込みルート部のみ
が破断の起点となり、比較例に比べて高い値の引張強さ
が得られた。
２の比較例では、上側部材と下側部材との隅部に突起状
の垂下り溶接ビードが形成され（図７の（ｃ）参照）、
図５の（ｂ）に示すように、引張試験中において、反隅
部側の溶込みルート部のみならず前記垂下り溶接ビード
も破断の起点（ノッチ）となるため、引張強さが低下し
た。これに対して、Ｎｏ．１の本発明例では、溶湯が垂
れ落ちそうになることなく外方傾斜切欠き部２ａにて保
持されて外方へ僅かに凸状をなす溶接ビードが形成され
るので（図２の（ｂ）参照）、図５の（ａ）に示すよう
に、引張試験中において反隅部側の溶込みルート部のみ
が破断の起点となり、比較例に比べて高い値の引張強さ
が得られた。
【００１７】同様にして、板状のアルミ材として板厚３
ｍｍのＪＩＳ・Ａ６Ｎ０１Ｓ−Ｔ６材よりなる上側部材
１と、これと同厚同種であって、外方傾斜切欠き部２ａ
が形成された下側部材２とにより、図１に示すような重
ね継手を構成し、表１の試験Ｎｏ．３の欄に示す溶接条
件にてレーザ溶接を行い、その引張強さを測定した。ま
た、比較のため、外方傾斜切欠き部２ａを有しない重ね
継手を構成し、表１の試験Ｎｏ．４の欄に示す溶接条件
にてレーザ溶接を行い、その引張強さを測定した。引張
強さの測定結果を表１に示す。この例でも前述と同様の
理由により、Ｎｏ．３の本発明例では、Ｎｏ．４の比較
例に比べて高い値の引張強さが得られた。
ｍｍのＪＩＳ・Ａ６Ｎ０１Ｓ−Ｔ６材よりなる上側部材
１と、これと同厚同種であって、外方傾斜切欠き部２ａ
が形成された下側部材２とにより、図１に示すような重
ね継手を構成し、表１の試験Ｎｏ．３の欄に示す溶接条
件にてレーザ溶接を行い、その引張強さを測定した。ま
た、比較のため、外方傾斜切欠き部２ａを有しない重ね
継手を構成し、表１の試験Ｎｏ．４の欄に示す溶接条件
にてレーザ溶接を行い、その引張強さを測定した。引張
強さの測定結果を表１に示す。この例でも前述と同様の
理由により、Ｎｏ．３の本発明例では、Ｎｏ．４の比較
例に比べて高い値の引張強さが得られた。
【００１８】次に、外方傾斜切欠き部の寸法を種々の値
に設定した重ね継手を構成し、表２の試験Ｎｏ．５，６
に示す溶接条件にてレーザ溶接を行い、溶接された各重
ね継手の引張強さを測定することにより、外方傾斜切欠
き部の寸法についての適否を調べた。結果を図２に示
す。図２中、○印は溶接部に異常がなく高い引張強さが
得られたもの、×印は引張強さが低かったものを示す。
なお、上側部材表面におけるレーザ光の照射狙い位置
は、切欠き幅Wbの幅中央に対応する位置とした。
に設定した重ね継手を構成し、表２の試験Ｎｏ．５，６
に示す溶接条件にてレーザ溶接を行い、溶接された各重
ね継手の引張強さを測定することにより、外方傾斜切欠
き部の寸法についての適否を調べた。結果を図２に示
す。図２中、○印は溶接部に異常がなく高い引張強さが
得られたもの、×印は引張強さが低かったものを示す。
なお、上側部材表面におけるレーザ光の照射狙い位置
は、切欠き幅Wbの幅中央に対応する位置とした。
【００１９】
【表２】
【００２０】図２に示すように、切欠き深さWaが０．１
ｍｍを下回る場合、あるいは切欠き幅Wbが０．５ｍｍを
下回る場合は、突起状の垂下り溶接ビードが生じ、引張
試験においてこの垂下り溶接ビードが破断の起点とな
り、引張強さが低下した。一方、切欠き深さWaが１．０
ｍｍを超える場合、あるいは切欠き幅Wbが１．５ｍｍを
超える場合は、その大きな外方傾斜切欠き部を溶湯で満
たすべく、フィラワイヤ（溶加材）の供給量や溶込みを
大きくするためにレーザ出力を高めるとともに溶接速度
を低下させて溶接入熱を増加させたため、この溶接入熱
の増加によって溶接部が軟化し、引張強さが低下した。
これに対して、切欠き深さWa：０．１ｍｍ≦Wa≦１．０
ｍｍ、切欠き幅Wb：０．５≦Wb≦１．５ｍｍの範囲で
は、前記垂下り溶接ビードが生じたり、溶接部が軟化し
たりすることがなく、×印のものに比べて約７〜１０％
程度高い値の引張強さが得られた。
ｍｍを下回る場合、あるいは切欠き幅Wbが０．５ｍｍを
下回る場合は、突起状の垂下り溶接ビードが生じ、引張
試験においてこの垂下り溶接ビードが破断の起点とな
り、引張強さが低下した。一方、切欠き深さWaが１．０
ｍｍを超える場合、あるいは切欠き幅Wbが１．５ｍｍを
超える場合は、その大きな外方傾斜切欠き部を溶湯で満
たすべく、フィラワイヤ（溶加材）の供給量や溶込みを
大きくするためにレーザ出力を高めるとともに溶接速度
を低下させて溶接入熱を増加させたため、この溶接入熱
の増加によって溶接部が軟化し、引張強さが低下した。
これに対して、切欠き深さWa：０．１ｍｍ≦Wa≦１．０
ｍｍ、切欠き幅Wb：０．５≦Wb≦１．５ｍｍの範囲で
は、前記垂下り溶接ビードが生じたり、溶接部が軟化し
たりすることがなく、×印のものに比べて約７〜１０％
程度高い値の引張強さが得られた。
【００２１】次に、外方傾斜切欠き部を有する重ね継手
を、上側部材１表面におけるレーザ光の照射狙い位置を
変化させて、表３の試験Ｎｏ．７，８に示す溶接条件に
てレーザ溶接を行い、溶接された各重ね継手の引張強さ
を測定することにより、レーザ光の照射狙い位置につい
てその適否を調べた。
を、上側部材１表面におけるレーザ光の照射狙い位置を
変化させて、表３の試験Ｎｏ．７，８に示す溶接条件に
てレーザ溶接を行い、溶接された各重ね継手の引張強さ
を測定することにより、レーザ光の照射狙い位置につい
てその適否を調べた。
【００２２】
【表３】
【００２３】下側部材２には、切欠き深さWaを一定
（０．８ｍｍ）にし、切欠き幅Wb：０．５ｍｍ、W
b：１．０ｍｍ、Wb：１．５ｍｍ、という切欠き幅Wb
を三種類に変化させた外方傾斜切欠き部をそれぞれ形成
し、その各切欠き幅Wbごとに図３に示すように上側部材
１表面におけるレーザ光の照射狙い位置を変化させてレ
ーザ溶接を行った。図３に示すように、位置Ａは切欠き
幅Wb左端に対応する上側部材１の位置であり、位置Ｂは
切欠き幅Wb右端に対応する上側部材１の位置である。結
果を図３に示す。図３中、○印は溶接部に異常がなく高
い引張強さが得られたもの、×印は引張強さが低かった
ものを示す。
（０．８ｍｍ）にし、切欠き幅Wb：０．５ｍｍ、W
b：１．０ｍｍ、Wb：１．５ｍｍ、という切欠き幅Wb
を三種類に変化させた外方傾斜切欠き部をそれぞれ形成
し、その各切欠き幅Wbごとに図３に示すように上側部材
１表面におけるレーザ光の照射狙い位置を変化させてレ
ーザ溶接を行った。図３に示すように、位置Ａは切欠き
幅Wb左端に対応する上側部材１の位置であり、位置Ｂは
切欠き幅Wb右端に対応する上側部材１の位置である。結
果を図３に示す。図３中、○印は溶接部に異常がなく高
い引張強さが得られたもの、×印は引張強さが低かった
ものを示す。
【００２４】図３に示すように、レーザ光の照射狙い位
置が位置Ａより左側になると、下側部材２の溶込みが少
なくなり、引張強さが低下した。一方、照射狙い位置が
位置Ｂより右側になると、外方傾斜切欠き部に形成され
る溶接ビードの一部が溶融不足でバリ状に突出し（図６
参照）、引張試験においてこのバリ状の突起部が破断の
起点となり、引張強さが低下した。これに対して、切欠
き幅Wb位置に対応する上側部材１表面における位置をレ
ーザ光Ｌの照射狙い位置としたものでは、溶接部に異常
（前述した下側部材２の溶込み不足など）が発生するよ
うなことがなく、×印のものに比べて高い値の引張強さ
が得られた。
置が位置Ａより左側になると、下側部材２の溶込みが少
なくなり、引張強さが低下した。一方、照射狙い位置が
位置Ｂより右側になると、外方傾斜切欠き部に形成され
る溶接ビードの一部が溶融不足でバリ状に突出し（図６
参照）、引張試験においてこのバリ状の突起部が破断の
起点となり、引張強さが低下した。これに対して、切欠
き幅Wb位置に対応する上側部材１表面における位置をレ
ーザ光Ｌの照射狙い位置としたものでは、溶接部に異常
（前述した下側部材２の溶込み不足など）が発生するよ
うなことがなく、×印のものに比べて高い値の引張強さ
が得られた。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によるアル
ミニウム材による重ね継手のレーザ溶接方法によれば、
アルミニウム材よりなる板状部材によって構成される重
ね継手を、溶込みが上側部材表面から下側部材内部に達
するとともに、下側部材の溶接方向に延びる端面と上側
部材裏面とによって形成される隅部を溶融してこの隅部
に溶接ビードが形成されるようにレーザ溶接を行うに際
し、下側部材の前記端面に断面三角形の外方傾斜切欠き
部を形成するようにしたものであるから、重ね継手の接
合強度の低下を招く垂下り溶接ビードの発生を確実に防
止することができ、アルミニウム材の重ね溶接へのレー
ザ溶接の採用拡大に寄与しうる。
ミニウム材による重ね継手のレーザ溶接方法によれば、
アルミニウム材よりなる板状部材によって構成される重
ね継手を、溶込みが上側部材表面から下側部材内部に達
するとともに、下側部材の溶接方向に延びる端面と上側
部材裏面とによって形成される隅部を溶融してこの隅部
に溶接ビードが形成されるようにレーザ溶接を行うに際
し、下側部材の前記端面に断面三角形の外方傾斜切欠き
部を形成するようにしたものであるから、重ね継手の接
合強度の低下を招く垂下り溶接ビードの発生を確実に防
止することができ、アルミニウム材の重ね溶接へのレー
ザ溶接の採用拡大に寄与しうる。
【図１】この発明のレーザ溶接方法を説明するための図
であって、（ａ）は重ね継手の断面を示す図、（ｂ）は
溶接部を模式的に示す図である。
であって、（ａ）は重ね継手の断面を示す図、（ｂ）は
溶接部を模式的に示す図である。
【図２】この発明のレーザ溶接方法に係る外方傾斜切欠
き部の寸法についての調査結果を示す図である。
き部の寸法についての調査結果を示す図である。
【図３】この発明のレーザ溶接方法に係るレーザ光の照
射狙い位置についての調査結果を示す図である。
射狙い位置についての調査結果を示す図である。
【図４】重ね継手の引張試験の説明図である。
【図５】引張試験における溶接部の破断の起点の様子を
説明するための図であって、（ａ）は本発明による重ね
継手を示す図、（ｂ）は従来方法による重ね継手を示す
図である。
説明するための図であって、（ａ）は本発明による重ね
継手を示す図、（ｂ）は従来方法による重ね継手を示す
図である。
【図６】外方傾斜切欠き部に形成された溶接ビードの一
部にバリ状の突起が生じた様子を模式的に示す図であ
る。
部にバリ状の突起が生じた様子を模式的に示す図であ
る。
【図７】従来方法を説明するための図であって、（ａ）
は重ね継手の断面を示す図、（ｂ）および（ｃ）は溶接
部を模式的に示す図である。
は重ね継手の断面を示す図、（ｂ）および（ｃ）は溶接
部を模式的に示す図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は溶接部を模式的に示す図
である。
である。
１…アルミニウム材よりなる板状の上側部材 ２…アル
ミニウム材よりなる板状の下側部材 ２ａ…外方傾斜切
欠き部 Wa…切欠き深さ Wb…切欠き幅 Ｌ…レーザ光
ＦＷ…フィラワイヤ Ｃ…隅部
ミニウム材よりなる板状の下側部材 ２ａ…外方傾斜切
欠き部 Wa…切欠き深さ Wb…切欠き幅 Ｌ…レーザ光
ＦＷ…フィラワイヤ Ｃ…隅部
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム材よりなる板状の上側およ
び下側の部材による重ね継手のレーザ溶接を行うに際
し、溶接方向に延びる一方の上端縁にこれに沿って断面
三角形の外方傾斜切欠き部が形成された下側部材の上
に、上側部材を重ねて重ね継手を構成し、前記外方傾斜
切欠き部の切欠き幅位置に対応する上側部材表面におけ
る位置をレーザ光の照射狙い位置として定め、溶加材を
供給しながら、溶接方向に延びる前記外方傾斜切欠き部
に沿って上側部材表面にレーザ光を照射し、溶込みが上
側部材表面から下側部材内部に達し、かつ、前記外方傾
斜切欠き部を残すことなくレーザ溶接を行うことを特徴
とするアルミニウム材による重ね継手のレーザ溶接方
法。 - 【請求項２】 前記外方傾斜切欠き部の寸法は、０．１
≦切欠き深さWa≦１．０ｍｍ、０．５≦切欠き幅Wb≦
１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のアル
ミニウム材による重ね継手のレーザ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8039939A JPH09225664A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | アルミニウム材による重ね継手のレーザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8039939A JPH09225664A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | アルミニウム材による重ね継手のレーザ溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09225664A true JPH09225664A (ja) | 1997-09-02 |
Family
ID=12566925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8039939A Withdrawn JPH09225664A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | アルミニウム材による重ね継手のレーザ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09225664A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009241117A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Tokyu Car Corp | レーザ溶接方法 |
| JP2011073046A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Tokyu Car Corp | レーザ溶接方法 |
| CN110914014A (zh) * | 2017-06-13 | 2020-03-24 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于使用焊接路径的组合激光焊接金属工件的方法 |
| CN114082802A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-02-25 | 南京瑞泰金属材料制品有限公司 | 一种搭焊与锻打变形复合成形方法 |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP8039939A patent/JPH09225664A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009241117A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Tokyu Car Corp | レーザ溶接方法 |
| JP2011073046A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Tokyu Car Corp | レーザ溶接方法 |
| CN110914014A (zh) * | 2017-06-13 | 2020-03-24 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于使用焊接路径的组合激光焊接金属工件的方法 |
| CN110914014B (zh) * | 2017-06-13 | 2021-07-20 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于使用焊接路径的组合激光焊接金属工件的方法 |
| US11491580B2 (en) | 2017-06-13 | 2022-11-08 | GM Global Technology Operations LLC | Method for laser welding metal workpieces using a combination of weld paths |
| CN114082802A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-02-25 | 南京瑞泰金属材料制品有限公司 | 一种搭焊与锻打变形复合成形方法 |
| CN114082802B (zh) * | 2021-10-12 | 2024-04-26 | 南京瑞泰金属材料制品有限公司 | 一种搭焊与锻打变形复合成形方法 |
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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: 20030506 |