JPH09271969A - Ｙａｇレーザ溶接加工方法 - Google Patents

Ｙａｇレーザ溶接加工方法

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JPH09271969A
JPH09271969A JP8082524A JP8252496A JPH09271969A JP H09271969 A JPH09271969 A JP H09271969A JP 8082524 A JP8082524 A JP 8082524A JP 8252496 A JP8252496 A JP 8252496A JP H09271969 A JPH09271969 A JP H09271969A
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yag laser
laser welding
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製品の要求される仕上り状態により加工条件
を推定し、簡易化せしめると共に加工条件を数値してワ
ークにＹＡＧレーザ溶接加工を行い得るようにする。 【解決手段】 ワークＷA ，ＷB にＹＡＧレーザ溶接加
工を行う際、予めレーザビームＬＢのスポット径（ｄ）
並びに加工速度（Ｆ）、ビードのラップ率（Ｓ）を設定
して周波数（ｆ）を算出すると共に、加工すべきワーク
ＷA ，ＷB の材質，板厚に対して貫通に必要な熱量
（Ｊ）を測定し、この熱量（Ｊ）に溶込率（Ｔ）を乗じ
て必要な入熱量（ＪI ）を算出し、これらの算出された
周波数（ｆ），入熱量（ＪI ）を基にしてワークにＹＡ
Ｇレーザ溶接加工を容易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ワークにＹＡＧ
レーザ溶接加工を行うＹＡＧレーザ溶接加工方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ワークにＹＡＧレーザ溶接加工を
行う際には、加工すべきワークの板厚、材質並びに継手
形状などにより種々の加工条件が存在し、各溶接パター
ンにより加工条件の確認をその都度作業者が行ってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のＹＡＧレーザ溶接加工方法では、加工条件のデータ
が数値的なデータとなっていないと共に、条件数が多す
ぎるという問題があった。
【０００４】この発明の目的は、製品の要求される仕上
り状態により加工条件を推定し、簡易化せしめると共に
加工条件を数値化してワークにＹＡＧレーザ溶接加工を
容易に行い得るようにしたＹＡＧレーザ溶接加工方法を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明のＹＡＧレーザ溶接加工方法
は、ワークにＹＡＧレーザ溶接加工を行う際、予めレー
ザビームのスポット径（ｄ）並びに加工速度（Ｆ）、ビ
ードのラップ率（Ｓ）を設定して周波数（ｆ）を算出す
ると共に、加工すべきワークの材質、板厚に対して貫通
に必要な熱量（Ｊ）を測定し、この熱量（Ｊ）に溶込み
率（Ｔ）を乗じて必要な入熱量（ＪI ）を算出し、これ
らの算出された周波数（ｆ）、入熱量（ＪI ）を基にし
てワークにＹＡＧレーザ溶接加工を行うことを特徴とす
るものである。
【０００６】したがって、ワークにＹＡＧレーザ溶接加
工を行う際には、予め加工すべきワークの材質，板厚お
よびレーザビームのスポット径（ｄ）が判っているか
ら、まず加工速度（Ｆ）とビードのラップ率（Ｓ）を指
定してやることにより、周波数（ｆ）がｆ＝Ｆ／６０×
（１−Ｓ）×ｄで算出される。次に、ワークの材質，板
厚に対して貫通に必要な熱量（Ｊ）を測定しておくこと
により、必要な入熱量（ＪI ）は前記熱量（Ｊ）に溶込
率（Ｔ）を乗じてＪI ＝Ｊ×Ｔで算出される。
【０００７】これら算出された周波数（ｆ），入熱量
（ＪI ）を基にワークにＹＡＧレーザ溶接加工が行われ
る。而して、従来よりも加工条件の算出が数値化される
と共に簡易化されてＹＡＧレーザ溶接加工を容易に行う
ことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基いて詳細に説明する。
【０００９】図１を参照するに、ＹＡＧレーザ加工機１
は例えばＹ軸方向へ移動可能なＹＡＧレーザ加工ヘッド
３を備えており、このＹＡＧレーザ加工ヘッド３内には
レーザビームＬＢを集光せしめる集光レンズ５が設けら
れている。また前記ＹＡＧレーザ加工ヘッド３には光フ
ァイバ７によってレーザ発振器９が接続されている。さ
らにＹＡＧレーザ加工ヘッド３には加工条件を設定し制
御せしめる制御装置１１が接続されていると共に、制御
装置１１はレーザ発振器９に接続されている。
【００１０】上記構成により、図示省略のワークテーブ
ル上にワークＷA とＷB を突き合せた状態で載置せしめ
る。この状態で制御装置１１に加工条件を入力しＹＡＧ
レーザ加工ヘッド３をＹ軸方向へ移動せしめると共に、
レーザ発振器９から出力されたレーザビームＬＢは光フ
ァイバ７により集光レンズ７に集光された後、ワークＷ
A とＷB の突き合せ部ＷT に照射されてレーザ溶接加工
が行われることになる。
【００１１】前記制御装置１１に入力せしめる加工条件
のうちの１つとしてレーザビームＬＢの周波数（ｆ）を
決定するために、レーザビームＬＢのスポット径をｄと
した場合、図２（Ａ）〜（Ｂ）に示されているように、
例えばラップ率０％，３０％，５０％，８０％がビード
のラップ状態により決定される。
【００１２】そして、周波数（ｆ）は、加工速度
（Ｆ）、ラップ率（Ｓ）、スポット径（ｄ）から下式に
より算出される。 ｆ＝Ｆ／６０×（１−Ｓ）×ｄ ……（１） 但し、 ｆ：周波数（Ｈｚ），Ｆ：加工速度（ｍｍ／ｍｉｎ） Ｓ：ラップ率（％），ｄ：スポット径（ｍｍ） 上記（１）式でスポット径（ｄ）は光学系により決定さ
れる値であるから、加工速度（Ｆ）と、仕上り状態を加
味してラップ率（Ｓ）を決定すれば、周波数（ｆ）は算
出される。
【００１３】上記（１）式において、例えばスポット径
（ｄ）を１ｍｍとし、ラップ率Ｓを０％，３０％，５０
％，８０％および９０％に、加工速度（Ｆ）を１００，
３００，５００，８００および１０００ｍｍ／ｍｉｎに
した場合の周波数（ｆ）のデータは図３に示されている
ようになる。
【００１４】次に、各ワークの材質，板厚に対応した１
パルスに必要な熱量を決定する場合、まず溶接の溶け込
み深さは、図４に示されているように、ワークＷA とＷ
B の突き当て部ＷT の裏面に貫通しないと判断できない
ものである。したがって、レーザビームＬＢが貫通ギリ
ギリのところに到達したときの必要な熱量（Ｊ）を、図
５に示されているように、各材質（例えばＳＵＳ，
Ａ），板厚（Ｔ）（例えば１．０〜２．０）おいて測定
する。そして、各測定値に各材質，板厚の溶込率Ｔ
（％）を乗じて必要な入熱量（ＪI ）が算出される。す
なわち、入熱量（ＪI ）はＪI ＝Ｊ×Ｔで算出される。
【００１５】こうして算出された周波数（ｆ），入熱量
（ＪI ）を基にした加工条件を制御装置１１に入力し、
この制御装置１１でＹＡＧレーザ加工機１を制御せしめ
ることによりワークＷA とＷB との突き合せ部ＷT にレ
ーザ溶接加工を容易に行うことができる。而して、従来
よりも加工条件の算出を数値化せしめることができると
共に簡易化させることができる。
【００１６】なお、この発明は、前述した実施の形態の
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。本実施の形
態の例における制御装置１１に加工条件ファイルを持た
せ、周波数（ｆ），入熱量（ＪI ）のデータを種々ファ
イルしておけば、ワークの材質，板厚，ラップ率，溶込
み率，加工速度を指定し入力すれば、速かに加工条件が
決定されて、この加工条件の基でワークにレーザ溶接加
工を容易に行うことができる。
【００１７】
【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例から理解さ
れるように、請求項１の発明よれば、ワークにＹＡＧレ
ーザ溶接加工を行う際には、予め加工すべきワークの材
質、板厚およびレーザビームのスポット径（ｄ）が判っ
ているから、まず加工速度（Ｆ）とビードのラップ率
（Ｓ）を指定してやることにより、周波数（ｆ）がｆ＝
Ｆ／６０×（１−Ｓ）×ｄで算出される。次に、ワーク
の材質，板厚に対して貫通に必要な熱量（Ｊ）を測定し
ておくことにより、必要な入熱量（ＪI ）は前記熱量
（Ｊ）に溶込率（Ｔ）を乗じてＪI ＝Ｊ×Ｔで算出され
る。
【００１８】これら算出された周波数（ｆ），入熱量
（ＪI ）を基にワークにＹＡＧレーザ溶接加工が行われ
る。而して、従来よりも加工条件の算出を数値化せしめ
ることができると共に簡易化せしめることができて、ワ
ークにＹＡＧレーザ溶接加工を容易に行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施するＹＡＧレーザ加工機の概略
説明図である。
【図２】レーザビームのスポット径（ｄ）からラップ率
を求める説明図である。
【図３】スポット径（ｄ）を１ｍｍとしたときの各ラッ
プ率（Ｓ）Ｓ加工速度（Ｆ）に基づく周波数（ｆ）の一
例のデータを示す図である。
【図４】ワークの溶接に必要な熱量を測定する説明図で
ある。
【図５】ワークの材質，板厚に対して測定した熱量の一
例のデータを示す図である。
【符号の説明】
１ ＹＡＧレーザ加工機 ３ ＹＡＧレーザ加工ヘッド ５ 集光レンズ ７ 光ファイバ ９レーザ発振器 １１ 制御装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワークにＹＡＧレーザ溶接加工を行う
    際、予めレーザビームのスポット径（ｄ）並びに加工速
    度（Ｆ）、ビードのラップ率（Ｓ）を設定して周波数
    （ｆ）を算出すると共に、加工すべきワークの材質、板
    厚に対して貫通に必要な熱量（Ｊ）を測定し、この熱量
    （Ｊ）に溶込み率（Ｔ）を乗じて必要な入熱量（ＪI ）
    を算出し、これらの算出された周波数（ｆ）、入熱量
    （ＪI ）を基にしてワークにＹＡＧレーザ溶接加工を行
    うことを特徴とするＹＡＧレーザ溶接加工方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10207364B2 (en) 2013-11-15 2019-02-19 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laser welding condition determination method and laser welding device

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