JPS58184084A - レ−ザ溶接法 - Google Patents
レ−ザ溶接法Info
- Publication number
- JPS58184084A JPS58184084A JP57067745A JP6774582A JPS58184084A JP S58184084 A JPS58184084 A JP S58184084A JP 57067745 A JP57067745 A JP 57067745A JP 6774582 A JP6774582 A JP 6774582A JP S58184084 A JPS58184084 A JP S58184084A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wire
- laser beam
- plasma
- additive metal
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はレーザ溶接に関する。
レーザ溶接においては、溶接すべき２端面な突合わせて
端面間中央忙レーザビームを集束照射する。
端面間中央忙レーザビームを集束照射する。
端面が平滑でありしかも密着している場合には突合せ端
面の両者にレーザエネルギが分布し、両端面が溶接され
る。しかしながら、端面間のギャップをレーザビームが
通過するときには、溶接がおこなわれず、端面に凹凸が
あるときには溶接が不完全になる。これを防止するため
に従来においては端面に予め添加金属層を形成したり、
端面間ギャップの上開口を添加金属ワイヤで覆ったり、
端面Ｋまたがるブリッジを添加金属で形成したりしてい
る。しかし、端面忙添加金属層を形成する方法では、そ
れに更に工数を要すると共に、添加金属層間にギャップ
を無くすことは不可能である。
面の両者にレーザエネルギが分布し、両端面が溶接され
る。しかしながら、端面間のギャップをレーザビームが
通過するときには、溶接がおこなわれず、端面に凹凸が
あるときには溶接が不完全になる。これを防止するため
に従来においては端面に予め添加金属層を形成したり、
端面間ギャップの上開口を添加金属ワイヤで覆ったり、
端面Ｋまたがるブリッジを添加金属で形成したりしてい
る。しかし、端面忙添加金属層を形成する方法では、そ
れに更に工数を要すると共に、添加金属層間にギャップ
を無くすことは不可能である。
ギャップの上開口を添加金属ワイヤで覆う方法では、弾
力があるワイヤを正確にギャップ上に位置決めするのが
むつかしくワイヤ配架が大変である。
力があるワイヤを正確にギャップ上に位置決めするのが
むつかしくワイヤ配架が大変である。
ブリッジ形成法のうち優れたものに、溶接部に照′射す
るレーザビームに向けて、添加金属ワイヤを突出す方法
がある。これにおいてはレーザビームで溶けた添加金属
がギャップを埋め、次いでレーザビームがこのギャップ
を埋めた添加金属に当たる。
るレーザビームに向けて、添加金属ワイヤを突出す方法
がある。これにおいてはレーザビームで溶けた添加金属
がギャップを埋め、次いでレーザビームがこのギャップ
を埋めた添加金属に当たる。
しかしながらこのブリッジ形成法でも、レーザエネルギ
ーが隔時的に添加金属の溶融と溶接端面の溶融に交互に
消費されることになり、エネルギーが溶接方向に高低に
分布し、溶接部における添加金属と端面金属との混合攪
拌が不十分となり、溶接品質が低い。また、添加金属ワ
イヤの送り速度が高いとレーザエネルギの゛大齢分がワ
イヤ溶融に消費されて溶接すべき端面の溶融が遅れ、送
り速度が低いとブリッジが不完全となって未溶接部が残
るなどの問題があり、添加金属ワイヤの送給制御がむつ
かしいという問題もある。
ーが隔時的に添加金属の溶融と溶接端面の溶融に交互に
消費されることになり、エネルギーが溶接方向に高低に
分布し、溶接部における添加金属と端面金属との混合攪
拌が不十分となり、溶接品質が低い。また、添加金属ワ
イヤの送り速度が高いとレーザエネルギの゛大齢分がワ
イヤ溶融に消費されて溶接すべき端面の溶融が遅れ、送
り速度が低いとブリッジが不完全となって未溶接部が残
るなどの問題があり、添加金属ワイヤの送給制御がむつ
かしいという問題もある。
本発明はレーザビームエネルギの利用効率を高くして高
品質の均一な溶接をおこなうことを目的とする。
・ ′：１上記目的、を達成するために
本発明においては、溶接部に、プラズマ形成用のガスを
供給し、レーザビームエネルギは該ガスを、添加金属を
溶融させ５る温度を維持しかつ溶接部の端面金属と添加
金属を混合するに十分なエネルギーを有するプラズマと
し、予め添加金属をプラズマ雰囲気とは別の熱源で加熱
し溶接部のプラズマ雰囲気に供給する。
品質の均一な溶接をおこなうことを目的とする。
・ ′：１上記目的、を達成するために
本発明においては、溶接部に、プラズマ形成用のガスを
供給し、レーザビームエネルギは該ガスを、添加金属を
溶融させ５る温度を維持しかつ溶接部の端面金属と添加
金属を混合するに十分なエネルギーを有するプラズマと
し、予め添加金属をプラズマ雰囲気とは別の熱源で加熱
し溶接部のプラズマ雰囲気に供給する。
これによれば、レーザビームによって形成されたプラズ
マが溶接部を加熱、保温すると共に予め加熱された添加
金属−を溶かす。つまり、溶接部に形成されたプラズマ
雰囲気が蓄熱体として作用し、溶接部へのレーザビーム
の照射間断を防いでビームエネルギーを効率よく利用す
ると共に、添加金属が固体のままでレーザ照射゛視野に
入いる前にそれを溶かし、ブリッジを形成させる。添加
金属の供給が速いときにはプラズマ雰囲気の、添加金属
溶融に消費するエネルギーが大きくなり、添加金属の供
給が遅いときにはプラズマ雰囲気の蓄熱が大きくなる。
マが溶接部を加熱、保温すると共に予め加熱された添加
金属−を溶かす。つまり、溶接部に形成されたプラズマ
雰囲気が蓄熱体として作用し、溶接部へのレーザビーム
の照射間断を防いでビームエネルギーを効率よく利用す
ると共に、添加金属が固体のままでレーザ照射゛視野に
入いる前にそれを溶かし、ブリッジを形成させる。添加
金属の供給が速いときにはプラズマ雰囲気の、添加金属
溶融に消費するエネルギーが大きくなり、添加金属の供
給が遅いときにはプラズマ雰囲気の蓄熱が大きくなる。
このようにプラズマ雰囲気は、添加金属の供給速度の変
イヒに対して熱緩衝機能を有する。したがって通常の溶
接ワイヤ送り制御と同様な送り制御で添加金属を供給し
て安定した高い溶接品質を得ることができる。添加金属
が予め加熱されているので、もしくは加熱により溶融し
ているので、プラズマ雰囲気に触れてから溶融するまで
の時間が短かく、プラズマのエネルギー損失が少ない。
イヒに対して熱緩衝機能を有する。したがって通常の溶
接ワイヤ送り制御と同様な送り制御で添加金属を供給し
て安定した高い溶接品質を得ることができる。添加金属
が予め加熱されているので、もしくは加熱により溶融し
ているので、プラズマ雰囲気に触れてから溶融するまで
の時間が短かく、プラズマのエネルギー損失が少ない。
したがってその分溶接部の加熱および保温にプラズマエ
ネルギーが有効利用される。特に多量の添加金属をブリ
ッジ形成に使用する態様において、良好なビードが得ら
れる。
ネルギーが有効利用される。特に多量の添加金属をブリ
ッジ形成に使用する態様において、良好なビードが得ら
れる。
第１図に本発明な一態様で実施する装置構成を示す。第
１図において、１がレーザビーム照射器であり、被溶接
材２の略表面に焦点が設定されている。レーザビーム３
の、被溶接材２への入射点に向けて、ガス流路４を通し
て所定景（３／２０ ｔ４）のヘリウムガスが供給され
る。このヘリウムガスは溶接部附近でレーザビーム３の
照射を受けてプラズマ雰囲気を形成する。レーザビーム
３はこのプラズマ雰囲気を通って溶接部に入射する。ワ
イヤリール５に巻回されている添加金属ワイヤ６は、ワ
イヤフィーダ７で巻戻されて、位置調整機構のガイド８
を通してレーザビーム３に向けて送られるが、ガイド８
の先端の電極１１．、１１２間の、ワイヤを介した通電
により、ワイヤ形状が維持される限度の熱が加えられ、
レーザビーム３にその先端が達するまでにプラズマ雰囲
気の熱で溶融し、溶接端面突合せの上部に移行しブリッ
ジを形成する。
１図において、１がレーザビーム照射器であり、被溶接
材２の略表面に焦点が設定されている。レーザビーム３
の、被溶接材２への入射点に向けて、ガス流路４を通し
て所定景（３／２０ ｔ４）のヘリウムガスが供給され
る。このヘリウムガスは溶接部附近でレーザビーム３の
照射を受けてプラズマ雰囲気を形成する。レーザビーム
３はこのプラズマ雰囲気を通って溶接部に入射する。ワ
イヤリール５に巻回されている添加金属ワイヤ６は、ワ
イヤフィーダ７で巻戻されて、位置調整機構のガイド８
を通してレーザビーム３に向けて送られるが、ガイド８
の先端の電極１１．、１１２間の、ワイヤを介した通電
により、ワイヤ形状が維持される限度の熱が加えられ、
レーザビーム３にその先端が達するまでにプラズマ雰囲
気の熱で溶融し、溶接端面突合せの上部に移行しブリッ
ジを形成する。
このブリッジはプラズマ雰囲気で加熱、保温さ札溶接端
面の溶融金属と混合する。この′例では、被溶接材２が
矢印方向に定速度で送られる。なお、被溶接材２を静止
としてレーザ溶接機１ｏを溶接線９に沿わせて矢印と逆
方向に定速度で駆動してもよい。
面の溶融金属と混合する。この′例では、被溶接材２が
矢印方向に定速度で送られる。なお、被溶接材２を静止
としてレーザ溶接機１ｏを溶接線９に沿わせて矢印と逆
方向に定速度で駆動してもよい。
添加金属ワイヤ６は、ストリップワイヤ、ソリッドワイ
ヤ、コアドワイヤなどでもよい。またガスはアルゴンな
どの希ガス、あるいは希ガスにＣ０２および／又はＯ７
を混合した混合ガスでもよい。プラズマが形成される領
域が大きいと、添加金属ワイヤ６の送り速度制御の精度
が低くても所要のブリッジが形成されるが、レーザビー
ムの減衰が大きくなるので、その分レーザビームエネル
ギを高くする必要がある。プラズマが形成される領域が
小さいとレーザビームの減衰が小さいので、低（・レー
ザビームエネルギで十分な溶接入熱が得られるが、ワイ
ヤの先端をレーザビームの極く直近で溶かすので、ワイ
ヤ送り精度を高くしなければならない。
ヤ、コアドワイヤなどでもよい。またガスはアルゴンな
どの希ガス、あるいは希ガスにＣ０２および／又はＯ７
を混合した混合ガスでもよい。プラズマが形成される領
域が大きいと、添加金属ワイヤ６の送り速度制御の精度
が低くても所要のブリッジが形成されるが、レーザビー
ムの減衰が大きくなるので、その分レーザビームエネル
ギを高くする必要がある。プラズマが形成される領域が
小さいとレーザビームの減衰が小さいので、低（・レー
ザビームエネルギで十分な溶接入熱が得られるが、ワイ
ヤの先端をレーザビームの極く直近で溶かすので、ワイ
ヤ送り精度を高くしなければならない。
なお、添加金属ワイヤ６の先端を被溶接材２に接触させ
ると被溶接材２の移動によって影響されて、添加金属ワ
イヤ６の先端位置が不正確になり適正位置にブリッジが
形成しなくなる。従って添加金属ワイヤ６は、ガイド８
で、被溶接材２に接触しないように支持する。
ると被溶接材２の移動によって影響されて、添加金属ワ
イヤ６の先端位置が不正確になり適正位置にブリッジが
形成しなくなる。従って添加金属ワイヤ６は、ガイド８
で、被溶接材２に接触しないように支持する。
なお、プラズマ雰囲気は導電性であるので、電極の１つ
１１．を省略して電極１１１と被溶接材の間に加熱電圧
を印加してもよい。この場合にはプラズマ雰囲気も加熱
され、ワイヤ先端の加熱が効率よくおこなわれる。ワイ
ヤ６の加熱は、これらの他に、アークトーチ１２とワイ
ヤへ先端の間にアークを形成する方法、ノントランスフ
ァープラズマトーチの高温プラズマをワイヤ６の先端に
吹き付ける方法、あるいは火炎でワイヤを加熱する方法
等でおこないうる。いずれにしても、このよう持する臨
界温度を限度とし、溶接部のプラズマ雰囲気中でワイヤ
先端を溶融状態として、この溶融添加金属にレーザビー
ムが入射するようにする。
１１．を省略して電極１１１と被溶接材の間に加熱電圧
を印加してもよい。この場合にはプラズマ雰囲気も加熱
され、ワイヤ先端の加熱が効率よくおこなわれる。ワイ
ヤ６の加熱は、これらの他に、アークトーチ１２とワイ
ヤへ先端の間にアークを形成する方法、ノントランスフ
ァープラズマトーチの高温プラズマをワイヤ６の先端に
吹き付ける方法、あるいは火炎でワイヤを加熱する方法
等でおこないうる。いずれにしても、このよう持する臨
界温度を限度とし、溶接部のプラズマ雰囲気中でワイヤ
先端を溶融状態として、この溶融添加金属にレーザビー
ムが入射するようにする。
溶融添加金属が凝固した後にプラズマ雰囲気および又は
レーザビームがそれを溶かす形ではエネルギ損失が大き
く、また溶接品質が悪くなる。
レーザビームがそれを溶かす形ではエネルギ損失が大き
く、また溶接品質が悪くなる。
第２図、アークトーチ１２とワイヤ６先端の間にアーク
を形成してワイヤ先端を加熱する１つの態様を示す。こ
れにおいては、該アークでワイヤ先端が溶融直前まで加
熱されアーク自身によってもプラズマが形成される。
を形成してワイヤ先端を加熱する１つの態様を示す。こ
れにおいては、該アークでワイヤ先端が溶融直前まで加
熱されアーク自身によってもプラズマが形成される。
第１図は本発明な一態様で実施する装置構成を示す側面
図、第２図に′１：モう１つの態様で実施する、：１ 装置構成を示す側面図である。 １：レーザビーム照射器 ２：被溶接材３：レーザ
ビーム ４：ガス流路５：ワイヤリール
６：添加金属ワイヤ７：ワイヤフィーダ ８ニガイド ９；溶接線 １０：レーザ溶接機１１．１１
． ：電極 １２：アークトーチ特許出願人 新
日本製鐵株式會社
図、第２図に′１：モう１つの態様で実施する、：１ 装置構成を示す側面図である。 １：レーザビーム照射器 ２：被溶接材３：レーザ
ビーム ４：ガス流路５：ワイヤリール
６：添加金属ワイヤ７：ワイヤフィーダ ８ニガイド ９；溶接線 １０：レーザ溶接機１１．１１
． ：電極 １２：アークトーチ特許出願人 新
日本製鐵株式會社
Claims (5)
- （１） 溶接部近傍Ｋ、ヘリウム、アルゴン等の希ガ
ス、もしくは希ガスに少なくとも炭酸ガスおよび酸素ガ
スの一方を加えた混合ガスを供給し、溶接部忙照射する
レーザビームで添加金属を溶かしうるプラズマ雰囲気を
形成し、添加金属を加熱してそのプラズマ雰囲気に供給
するレーザ溶接法。 - （２） 添加金属ワイヤして通電発熱により加熱する
前記特許請求の範囲第（１）項記載のレーザ溶接法。 - （３） 添加金属とアークトーチの間にアークを発生
させて加熱する前記特許請求の範囲第（１）項記載のレ
ーザ溶接法。 - （４） プラズマトーチの発生プラズマで加熱する前
記特許請求の範囲第（１）項記載のレーザ溶接法。 - （５） 火炎で加熱する前記特許請求の範囲第（１）
項記載のレーザ溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57067745A JPS58184084A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | レ−ザ溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57067745A JPS58184084A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | レ−ザ溶接法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58184084A true JPS58184084A (ja) | 1983-10-27 |
Family
ID=13353786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57067745A Pending JPS58184084A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | レ−ザ溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58184084A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002018584A (ja) * | 2000-05-31 | 2002-01-22 | L'air Liquide | ハイブリッドアーク／レーザー方法のパイプ溶接への応用 |
| WO2003082511A1 (fr) * | 2002-04-01 | 2003-10-09 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Procede de soudage a l'arc de composite avec fil d'apport induit par laser yag et equipement de soudage |
| CN110328447A (zh) * | 2018-03-28 | 2019-10-15 | 丰田自动车株式会社 | 金属部件的激光对接焊方法 |
-
1982
- 1982-04-22 JP JP57067745A patent/JPS58184084A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002018584A (ja) * | 2000-05-31 | 2002-01-22 | L'air Liquide | ハイブリッドアーク／レーザー方法のパイプ溶接への応用 |
| WO2003082511A1 (fr) * | 2002-04-01 | 2003-10-09 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Procede de soudage a l'arc de composite avec fil d'apport induit par laser yag et equipement de soudage |
| US7408130B2 (en) | 2002-04-01 | 2008-08-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | YAG laser induced arc filler wire composite welding method and weldimg equipment |
| CN110328447A (zh) * | 2018-03-28 | 2019-10-15 | 丰田自动车株式会社 | 金属部件的激光对接焊方法 |
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