JPH1158060A

JPH1158060A - レーザ突き合わせ溶接用治具及びレーザ突き合わせ溶接による溶接部構造

Info

Publication number: JPH1158060A
Application number: JP9222567A
Authority: JP
Inventors: Akira Akashi; 暁明石; Kazuhiko Kato; 和彦加藤; Yasunobu Miyazaki; 康信宮崎; Masahiro Obara; 昌宏小原
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 1999-03-02

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ突き合わせ溶接用治具及びレーザ突き
合わせ溶接による溶接部構造に関し、生産性を低下させ
ることなく溶接部の疲労強度を向上させることができる
ようにする。【解決手段】２つの被溶接部材３，４を突き合わせて
表面側からレーザビーム５を照射して突き合わせ溶接を
行なう際に、両被溶接部材３，４を裏面側３Ａ，４Ａか
ら支持するレーザ突き合わせ溶接用治具２において、両
被溶接部材３，４が上載される支持面２Ｂ，２Ｃと、支
持面２Ｂ，２Ｃの突き合わせ部分８を配置される箇所
に、支持面２Ｂ，２Ｃ側を溶接部から離隔させるように
延設された溶着防止溝２Ａとをそなえ、溶着防止溝２Ａ
内に、補助部材１を着脱可能に設けて、補助部材１の表
面が、溶接部の裏面に対して、溶接時に溶接部の裏面側
の溶融を促進する距離内に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板厚差ある板材を
組み合わせたテーラードブランクのレーザ溶接に用いて
好適の、レーザ突き合わせ溶接用治具及びレーザ突き合
わせ溶接による溶接部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、板金構造部材を部分的に補強
するには、リンフォースが用いられるが、このリンフォ
ースによる補強の代わりに、予め補強の必要な部分のみ
板厚を厚くしたテーラードブランクにより構造部材を形
成する技術も開発されている。例えば、図６は自動車の
リヤフロアサイドメンバに関してこれらの技術を適用し
た例を示すもので、図６（ａ）はリンフォースによる補
強を示す図、図６（ｂ）はテーラードブランクによる補
強を示す図である。

【０００３】リンフォースによる補強の場合は、図６
（ａ）に示すように、リヤフロアサイドメンバ３０の要
補強部分に合わせてリンフォース３１を成形し、リヤフ
ロアサイドメンバ３０にリンフォース３１を接合するこ
とにより補強を行なう。これに対し、テーラードブラン
クによる場合は、図６（ｂ）に示すように、通常の板厚
の部材３２とこの部材３２よりも板厚の厚い部材３３と
をいずれも平板の状態で突き合わせ溶接してテーラード
ブランクを成形し、これをプレス成形することによりリ
ヤフロアサイドメンバ３４を成形する。

【０００４】ここで、部材３３は、リヤフロアサイドメ
ンバ３０のリンフォース３１が接合された部分に相当し
ているが、例えば、リヤフロアサイドメンバ３０の厚さ
をｔ ₁，リンフォース３１の厚さをｔ₂としたとき、部
材３３の厚さｔ₃は、一般にｔ₃＜ｔ₁＋ｔ₂とするこ
とができるため、リンフォースによる補強に比べて軽量
化，コスト低減を図ることができる。

【０００５】このような比較的板厚の薄いテーラードブ
ランクを成形するにはレーザ突き合わせ溶接が適してお
り、このレーザ突き合わせ溶接には、従来より、図７に
示すようなレーザ突き合わせ溶接用治具が用いられてい
る。ただし、図示する上での便宜のため、図７において
は溶接用治具に対して被溶接部材の板厚や部材間の隙間
を大幅に拡大して示している。

【０００６】図７に示すように、溶接用治具１２は、溶
接防止溝１２Ａを挟んで２つの支持面１２Ｂ，１２Ｃを
そなえており、それぞれにテーラードブランクを構成す
る被溶接部材１３，１４が互いに突き合わせられてこれ
らの支持面１２Ｂ，１２Ｃに上載される。このとき、被
溶接部材１３，１４の突き合わせ部１８において、互い
に接触するように配置しても、被溶接部材１３，１４の
製造誤差等から互いの隙間を完全になくすことはでき
ず、この隙間が開きすぎると確実に溶着させることがで
きない虞がある。そこで、この隙間寸法が所定値（例え
ば０．１ｍｍ以下）になるようにセットする必要があ
る。

【０００７】このように突き合わせて配置した被溶接部
材１３，１４にレーザビーム１５を照射して接合するわ
けであるが、ここでレーザビームによる溶接の原理につ
いて簡単に説明すると、図８に示すように、図示略のレ
ーザ発振器より照射されたレーザビーム１５は、集光レ
ンズ３５により集光されてエネルギ密度を高めていき、
焦点Ｆにてそのエネルギ密度は最大となる。従って、焦
点Ｆが被溶接部材１３，１４上に位置するように集光レ
ンズ３５の位置を調整することにより、被溶接部材１
３，１４に大きなエネルギを与えることができ、このエ
ネルギにより被溶接部材１３，１４は溶融して互いに溶
着する。

【０００８】ここで、被溶接部材１３の方が被溶接部材
１４よりも板厚が厚いとすると、レーザビーム１５は突
き合わせ部１８から被溶接部材１３側へややずれた位置
に照射される。これは、突き合わせ部１８上にレーザビ
ーム１５を照射すると、照射されたビームが被溶接部材
１３，１４を外れて突き合わせ部１８の隙間内に入って
しまい、この部分に溶接されない箇所が発生することが
あり、この突き合わせ溶接部分にミシン目上の跡がつき
溶接不良を招く虞があるからである。

【０００９】ところで、溶着防止溝１２Ａは、支持面１
２Ｂ，１２Ｃの間に、突き合わせ部１８に沿って延設さ
れているが、この溶着防止溝１２Ａは、溶接時に被溶接
部材１３，１４と支持面１２Ｂ，１２Ｃとが溶着しない
ように、支持面１２Ｂ，１２Ｃを突き合わせ部１８から
離隔させるために設けられたものである。また、この溶
着防止溝１２Ａには、溶接時に発生するスラグ等のゴミ
を下に落として、突き合わせ部１８へのゴミの付着を防
止する役割もある。従って、溶着防止溝１２Ａはこれら
の溶着防止，ゴミの付着防止等の効果を考慮して深さＤ
₂や幅Ｗが確保されており、被溶接部材の板厚等にもよ
るが、一般的に深さＤ₂が３０〜４０ｍｍ，幅Ｗが２０
ｍｍ程度確保されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テーラ
ードブランクの生産性を上げるには、レーザ溶接の溶接
速度を高くする必要があるが、上述した従来のレーザ突
き合わせ溶接用治具を用いて、速い速度でレーザ突き合
わせ溶接した場合の溶接部の構造は、図９に示すように
なる。ここで、図９（ａ）は、図７に示したレーザ突き
合わせ溶接用治具を用いてレーザ突き合わせ溶接した場
合の溶接部の構造を示す模式的側断面図であり、図９
（ｂ）は図９（ａ）のＢ部を拡大した模式的側断面図で
ある。

【００１１】図９に示すように、被溶接部材１３，１４
は図７に示すレーザビーム１５の照射により溶融して互
いに溶着し、溶接部１６を形成する。このとき、被溶接
部材１３，１４の表面１３Ｂ，１４Ｂは、レーザビーム
１５より与えられるエネルギにより十分に溶融するた
め、互いの溶着が十分な領域で行なわれ溶接部１６の表
ビード面１６Ｂが滑らかに形成される。

【００１２】逆に、被溶接部材１３，１４の裏面１３
Ａ，１４Ａには、レーザビーム１５からのエネルギが直
接的には与えられないため、裏面１３Ａ，１４Ａ側は表
面１３Ｂ，１４Ｂ側ほどには溶融が促進されない。この
ため、溶接部１６の裏ビード面１６Ａは被溶接部材１
３，１４の裏面１３Ａ，１４Ａよりも大きく凹んだ形状
に形成される。

【００１３】テーラードブランクにより成形された構造
部材では、異なる板厚の２つの被溶接部材１３，１４を
接合して形成されているため、板厚が変化する突き合わ
せ溶接部１６には応力が集中しやすい。その上、この溶
接部１６の裏ビード面１６Ａは湾曲又は屈曲した凹み状
になっており、溶け込み率〔溶接部１６の厚さｔ／被溶
接部材１４の厚さｔ₀，図９（ａ）参照〕が低下するの
で、この部分に応力が集中して疲労破壊の原因となる。

【００１４】そこで、疲労強度を高くするためには、溶
け込み率（ｔ／ｔ₀）を大きくすることが考えられる。
しかしながら、レーザ突き合わせ溶接による溶接部構造
においては、溶け込み率（ｔ／ｔ₀）を大きくするため
には溶接速度を遅くする必要がある。つまり、図１０
は、溶接速度と溶け込み率の関係について示すグラフで
あり、図示するように、溶け込み率を高くするには、溶
接速度を遅くすればよいが、例えば、溶け込み率８０％
の点Ｐ_A（現状に近い）から、母材とほぼ同等の疲労強
度が得られる溶け込み率９０％の点Ｐ_Bまで溶け込み率
を高めるには、溶接速度を約半分程度まで低下させるこ
とが必要になり生産性が大きく低下してしまうという課
題が発生する。

【００１５】ところで、溶接部１６の裏ビード面１６Ａ
と被溶接部材１３，１４の裏面１３Ａ，１４Ａとの間に
は段差（これを裏ビード段差という）１７が形成され
る。溶接部１６の疲労強度は、この裏ビード段差１７の
形状にも依存することが考えられ、この点に着目すれ
ば、溶け込み率を大幅に上げなくても、従って、溶接速
度を大きく低下させることなく、溶接部に十分な強度を
確保することができるものと考えられる。

【００１６】本発明は、このような観点から上述の課題
に鑑み創案されたもので、生産性を低下させることなく
溶接部の疲労強度を向上させることができるようにし
た、レーザ突き合わせ溶接用治具及びレーザ突き合わせ
溶接による溶接部構造を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のレーザ突き合わせ溶接用治具では、２つの被
溶接部材を突き合わせて表面側からレーザビームを照射
して突き合わせ溶接を行なう際には、まず、両被溶接部
材を本レーザ突き合わせ溶接用治具の支持面に上載する
が、このとき、該支持面側に延設された溶着防止溝内に
予め補助部材を設置して、この溶着防止溝の上に、両被
溶接部材の突き合わせ部分を配置させる。

【００１８】そして、２つの被溶接部材の突き合わせ部
分に、その表面側からレーザビームを照射すると、レー
ザビームのエネルギで両被溶接部材の突き合わせ部分が
溶融して接合する。このとき、溶着防止溝内に設置され
た補助部材の表面が、溶接部の裏面に対して、溶接時に
該裏面側の溶融を促進する距離内に配置されるため、溶
融部を透過したレーザビームのエネルギを受けて補助部
材の表面から高温のプラズマが発生して、この高温のプ
ラズマにより溶接時に該溶接部の裏面側の溶融が促進さ
れる。

【００１９】また、補助部材は溶着防止溝内に対して着
脱可能であるため、補助部材の表面が溶融したり表面に
スラグ等が付着した場合には、補助部材を溶着防止溝か
ら取り外して、補助部材を交換したり、補助部材を改修
したりすることができる。請求項２記載の本発明のレー
ザ突き合わせ溶接による溶接部構造では、本溶接部構造
は、２つの被溶接部材の突き合わせ部分に表面側からの
レーザビーム照射による溶接で形成されるが、溶接部の
裏面側に形成された裏ビード段差部において、裏ビード
面と該被溶接部材の裏面とのなす角度が鋭角に形成され
ているので、裏ビード段差部への応力集中が低減され、
溶接部の疲労強度が向上する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の一実施形態
としてのレーザ突き合わせ溶接用治具及びレーザ突き合
わせ溶接による溶接部構造について示すものである。図
１は、本実施形態のレーザ突き合わせ溶接用治具の構成
について示している。ただし、図示する上での便宜のた
め、図１においても溶接用治具に対し被溶接部材の板厚
や部材間の隙間を大幅に拡大して示している。図１に示
すように、本溶接用治具２は、溶接防止溝２Ａを挟んで
２つの支持面２Ｂ，２Ｃをそなえており、各支持面２
Ｂ，２Ｃにテーラードブランクを構成する被溶接部材
３，４が互いに突き合わせられて上載されるようになっ
ている。本実施形態にかかるレーザ突き合わせ溶接にお
いては、被溶接部材３，４の裏面３Ａ，４Ａを基準面と
してこれらの裏面３Ａ，４Ａが互いに面一になるように
溶接を行なうため、２つの支持面２Ｂ，２Ｃは同高さに
設定されている。

【００２１】また、被溶接部材３，４の突き合わせ部８
は、支持面２Ｂ，２Ｃの間の溶着防止溝２Ａに沿うよう
に配置される。この溶着防止溝２Ａは、従来技術と同様
に溶接時に被溶接部材３，４と支持面２Ｂ，２Ｃとが溶
着しないように、支持面２Ｂ，２Ｃを溶接が行なわれる
突き合わせ部８から離隔させるために設けられたもので
あり、被溶接部材３，４の板厚等にもよるが例えば３０
〜４０ｍｍ程度の深さＤ₂と２０ｍｍ程度の幅Ｗとが確
保されている。

【００２２】この溶着防止溝２Ａ内には、着脱可能なバ
ックバー（補助部材）１がそなえられる。このバックバ
ー１は、プラズマが発生しやすい材質（例えば鋼）で形
成されており、バックバー１の表面１Ａの被溶接部材
３，４からの距離Ｄ₁は、被溶接部材３，４からの放出
されたエネルギを十分に受けられ、かつ被溶接部材３，
４がバックバー１に溶着しない程度の距離（例えば約３
ｍｍ）に設定されている。そのため、レーザビーム５が
被溶接部材３，４に照射されたときには、裏面３Ａ，４
Ａから放出されたエネルギによりバックバー１の表面１
Ａよりプラズマが発生するようになっている。

【００２３】そして、図２に示すように、被溶接部材
３，４が溶着して形成された溶接部６の裏ビード面６Ａ
は、このプラズマを浴びることにより溶融が促進され、
裏ビード段差７の角度Ｒが少なくとも鋭角、好ましくは
６０°よりも小さい角度になり、被溶接部材３，４の裏
面３Ａ，４Ａはなだらかに溶着されるようになってい
る。

【００２４】本発明の一実施形態は上述のごとく構成さ
れているので、被溶接部材３，４を接合する場合には、
まず、被溶接部材３，４を溶接用治具２上に載置する
が、ここでは被溶接部材３を支持面２Ｂ上に、被溶接部
材４を支持面２Ｃ上に配置し、突き合わせ部８が溶着防
止溝２Ａ上のほぼ中央に位置するように設置する。この
とき、突き合わせ部８の隙間寸法が０．１ｍｍ以下にな
るようにセットする。そして、被溶接部材３の方が被溶
接部材４よりも板厚が厚いとすると、レーザビーム５は
突き合わせ部８からややずれた被溶接部材３側の表面３
Ｂに照射する。

【００２５】このレーザビーム５の照射により、図２
（ａ），（ｂ）に示すように、被溶接部材３，４は溶融
して互いに溶着し溶接部６を形成する。このとき、被溶
接部材３，４の表面３Ｂ，４Ｂは、レーザビーム５より
与えられるエネルギにより十分に溶融するため、滑らか
に溶着して溶接部６の表ビード面６Ｂを形成する。一
方、溶接部６に与えられたレーザビーム５のエネルギの
一部は、裏ビード面６Ａより外部に放出されるが、裏ビ
ード面６Ａからの至近距離Ｄ₁の位置にはバックバー１
がそなえられているため、裏ビード面６Ａから放出され
たエネルギはバックバー１に吸収される。そして、この
吸収したエネルギによりバックバー１は表面１Ａからプ
ラズマを発生させる。もちろん、溶着防止溝２Ａの側壁
２Ｄ，２Ｅのバックバー１の表面１Ａよりも上方の部分
もこのプラズマ発生に寄与する。

【００２６】このプラズマは非常に高温（約１００００
°Ｋ）であるため、プラズマを浴びた裏ビード面６Ａは
溶融を促進される。その結果、裏ビード面６Ａと被溶接
部材３，４の裏面３Ａ，４Ａとの間に形成された裏ビー
ド段差７の角度Ｒ〔裏ビード面６Ａと被溶接部材３の裏
面３Ａ（又は被溶接部材４の裏面４Ａ）とのなす角度〕
も小さくなり、被溶接部材３，４の裏面３Ａ，４Ａはな
だらかに溶着する。

【００２７】ここで、図３はバックバー１の被溶接部材
３，４からの距離Ｄと、裏ビード段差７の角度Ｒとの関
係を示している。図３に示すように、バックバー１がＤ
_a（１０ｍｍ程度）以上の距離にある場合には、距離に
関係なく裏ビード段差７の角度Ｒはほぼ１００°よりも
大きくほとんど一定である。これは、バックバー１にプ
ラズマの発生に十分なエネルギが届かないためであり、
このＤ_a以上の距離にバックバー１を配置してもプラズ
マによる溶融促進効果は得られない。

【００２８】一方、Ｄ_a以下の距離では、バックバー１
にプラズマの発生に十分なエネルギが届くため、バック
バー１の表面１Ａよりプラズマが発生して裏ビード段差
７の角度Ｒも距離Ｄの縮小にしたがって小さくなってい
る。これは、裏ビード６Ａに与えられるプラズマのエネ
ルギはバックバー１との距離に反比例するように大きく
なり、裏ビード６Ａに与えられるエネルギが大きくなれ
ば当然溶接部６の溶融が促進され、裏ビード段差７の角
度Ｒも距離Ｄに比例して小さくなるからである。ただ
し、バックバー１と被溶接部材３，４とを近づけすぎる
と、今度は溶接部６がバックバー１に溶着してしまう虞
がある。したがって、バックバー１の設定距離は、バッ
クバー１と溶接部６とが溶着しない限界の距離Ｄ_b（約
３ｍｍ）に設定する。

【００２９】ここで、図４は、溶け込み率（溶接部６の
厚さｔ／被溶接部材４の厚さｔ₀）と疲労限応力との関
係について示すグラフであり、実線Ｌ₁は裏ビード段差
７の角度Ｒが９０°の場合の特性を、一点鎖線Ｌ₂は裏
ビード段差７の角度Ｒが４０〜５０°の場合の特性をそ
れぞれ示しており、図中の点線Ｌは母材の疲労限応力を
示している。

【００３０】図４に示すように、溶け込み率が９０％付
近の点Ｐ₃以上、又は溶け込み率が６５％付近の点Ｐ₄
以下の各領域では、Ｌ₁，Ｌ₂ともに同程度の疲労限応
力となっているが、Ｐ₃〜Ｐ₄の領域では、Ｌ₁，Ｌ₂
間で疲労限応力に大きな差が生じている。例えば、溶け
込み率８０％で比較した場合、Ｌ₁では母材の半分程度
の疲労限応力（点Ｐ₁）であるのに対して、Ｌ₂では母
材に極めて近い疲労限応力（点Ｐ₂）を得ることができ
る。仮に特性Ｌ₁の条件、即ち、裏ビード段差７の角度
Ｒが９０°の条件にてＰ₂と同程度の疲労限応力を得る
には、９０％近い溶け込み率が必要となるが、９０％近
い溶け込み率を得るには、図１０で示したように、溶け
込み率８０％で溶接する場合の半分程度の速度で溶接す
る必要があるため、生産性が大きく低下することにな
る。

【００３１】このように、裏ビード段差７の角度Ｒを小
さくすることで、生産性を低下させることなく溶接部の
疲労強度を向上させることができるのである。このよう
に、本実施形態にかかるレーザ突き合わせ溶接用治具に
よれば、溶着防止溝２Ａ内にバックバー１を設け、その
表面１Ａを、被溶接部材３，４の裏面側３Ａ，４Ａに対
して、被溶接部材３，４の裏面側３Ａ，４Ａの溶融を促
進できる距離内（Ｄ_a以下）に配置しているので、レー
ザビーム５を照射して被溶接部材３，４を接合する際、
バックバー１の表面１Ａより高温のプラズマが発生して
溶接部６の裏ビード面６Ａの溶融を促進することがで
き、この結果、形成された溶接部構造（即ち、本実施形
態にかかるレーザ突き合わせ溶接による溶接部構造）で
は、裏ビード面６Ａと被溶接部材３，４の裏面３Ａ，４
Ａとの間に形成される裏ビード段差７の角度Ｒが大幅に
縮小されることになり、裏ビード面６Ａへの応力集中が
低減されて、溶け込み率を大幅に高めることなく、母材
並の高い疲労強度を得ることができるようになる。

【００３２】このように、比較的低い溶け込み率（８０
％程度）にて母材と同程度の高い疲労強度を得ることが
できので、溶け込み率を高くするために溶接速度を低く
する必要がなく、高い生産性を得ることができるのであ
る。また、溶着防止溝２Ａ内のバックバー１は着脱可能
なので、溶接時に発生するスラグ等のゴミが付着した場
合にはバックバー１ごと交換することやバックバー１を
取り外して改修することができ、溶接部６へのゴミの付
着を防止することができると同時に、溶着防止溝２Ａの
溝管理も容易であるという効果もある。

【００３３】また、本実施形態では溶着防止溝２Ａの深
さを従来技術と同様の大きさＤ₂としているが、溶着防
止溝２Ａ内にはバックバー１が装備され、必要なのはバ
ックバー１の表面１Ａの被溶接部材３，４の裏面３Ａ，
４Ａからの距離Ｄ₁であり、この距離Ｄ₁はバックバー
１の厚みの設定により、溶着防止溝２Ａの深さと関係な
く調整できるので、溶着防止溝２Ａの深さの設定は自由
に行なえる。もちろん、本実施形態のように従来同様の
溶着防止溝２Ａをそなえた溶接用治具２を用いて、これ
に対応するようにバックバー１の形状を設定すれば、従
来技術のものにバックバー１を追加するだけで本治具を
構成することができ、コスト増を抑制できる。

【００３４】なお、裏ビード段差７の角度Ｒは略６０°
よりも小さく形成するのが好ましい（さらに４０〜５０
°程度ならもっとよい）が、略９０°よりも小さく（即
ち、鋭角に）形成することでも一定の効果は得られる。
なお、被溶接部材３，４の接合の基準面（厚み方向の位
置合わせ面）は裏面３Ａ，４Ａに限られない。図５は被
溶接部材３，４の他の配置に対応したレーザ突き合わせ
溶接用治具の変形例を示す図であり、図５（ａ）は、被
溶接部材３，４の上面３Ｂ，４Ｂを基準面として接合す
る場合の構成を示す図、図５（ｂ）は、被溶接部材３，
４の厚み方向中心面３Ｃ，４Ｃを基準面として接合する
場合の構成を示す図である。

【００３５】このように、被溶接部材３，４の接合の基
準面が裏面３Ａ，４Ａと異なる場合には、バックバー１
の形状もそれに合わせて設定することが好ましい。つま
り、被溶接部材３の方が被溶接部材４よりも板厚が大き
い場合には、被溶接部材３側は低くし、被溶接部材４側
は高くして、バックバー１の表面１Ａと被溶接部３，４
の裏面３Ａ，４Ａとの距離がほぼ一定となるようにす
る。このようにバックバー１の形状を被溶接部材３，４
の位置関係に合わせて調整することにより、接合の基準
面に関わらず、常にバックバー１による被溶接部３，４
の裏面３Ａ，４Ａの溶融促進が可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のレーザ突き合わせ溶接用治具によれば、溶着防止
溝内に補助部材を設け、その表面を、被溶接部材の裏面
に対して、被溶接部材の裏面側の溶融を促進する距離内
に配置しているので、レーザビームを照射して被溶接部
材を接合する際、補助部材の表面より高温のプラズマが
発生し、このプラズマのエネルギにより溶接部の裏ビー
ド面の溶融を促進することができる。この結果、裏ビー
ト段差における裏ビード面と被溶接部材裏面とのなす角
度を縮小して、裏ビード面への応力集中低減によって、
溶け込み率を大幅に高めることなく溶接部の疲労強度を
確保することができるようになっている。したがって、
溶接速度を低減させることなく、高い生産性を得なが
ら、溶接部の疲労強度を確保することができるようにな
る。

【００３７】請求項２記載の本発明のレーザ突き合わせ
溶接による溶接部構造によれば、裏ビード面への応力集
中低減によって、溶け込み率を大幅に高めることなく溶
接部の疲労強度を確保することができるようになってい
る。したがって、溶接速度を低減させることなく、高い
生産性を得ながら、溶接部の疲労強度を確保することが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのレーザ突き合わせ
溶接用治具を示す模式的側断面図である。

【図２】本発明の一実施形態としてのレーザ突き合わせ
溶接による溶接部構造を示す図であり、（ａ）は模式的
側断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。

【図３】バックバーと被溶接物の距離と溶接部の裏ビー
ド段差の角度との関係を示すグラフである。

【図４】溶接部の溶込み率と疲労限応力との関係を示す
グラフである。

【図５】本発明の他の実施形態としてのレーザ突き合わ
せ溶接用治具を示す模式的側断面図であり、（ａ）は２
つの被溶接物の上面を基準面として接合する場合の構成
を示す図、（ｂ）は２つの被溶接物の厚み方向中心面を
基準面として溶接する場合の構成を示す図である。

【図６】板金構造を示す図であり、（ａ）はリンフォー
スにより補強した場合のリヤフロアサイドメンバの構成
を示す模式的斜視図、（ｂ）はテーラードブランクを適
用した場合のリヤフロアサイドメンバの構成を示す模式
的斜視図である。

【図７】従来のレーザ突き合わせ溶接用治具を示す模式
的側断面図である。

【図８】レーザ溶接の原理を説明するための説明図であ
る。

【図９】従来のレーザ突き合わせ溶接による溶接部構造
を示す図であり、（ａ）は模式的側断面図、（ｂ）は
（ａ）のＢ部拡大図である。

【図１０】溶接部の溶接速度と溶込み率との関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

１バックバー（補助部材）１Ａバックバー表面２溶接用治具２Ａ溶着防止溝２Ｂ，２Ｃ支持面３，４被溶接部材３Ａ，４Ａ被溶接部材裏面５レーザビーム６溶接部６Ａ裏ビード面７裏ビード段差８突き合わせ部

フロントページの続き (72)発明者宮崎康信富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者小原昌宏富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの被溶接部材を突き合わせて表面側
からレーザビームを照射して突き合わせ溶接を行なう際
に、該両被溶接部材を裏面側から支持するレーザ突き合
わせ溶接用治具において、該両被溶接部材が上載される支持面と、該支持面の該突き合わせ部分を配置される箇所に、該支
持面側を溶接部から離隔させるように延設された溶着防
止溝とをそなえ、該溶着防止溝内に、補助部材が着脱可能に設けられて、該補助部材の表面が、該溶接部の裏面に対して、該溶接
時に該裏面側の溶融を促進する距離内に配置されている
ことを特徴とする、レーザ突き合わせ溶接用治具。
【請求項２】２つの被溶接部材の突き合わせ部分に表
面側からレーザビームを照射することで溶接を行なわれ
た、レーザ突き合わせ溶接による溶接部構造において、該溶接部裏面側に形成された裏ビード段差部における裏
ビード面と該被溶接部材の裏面とのなす角度が、鋭角に
形成されていることを特徴とする、レーザ突き合わせ溶
接による溶接部構造。