JPS5853392A - レ−ザ−シ−ム溶接装置 - Google Patents

レ−ザ−シ−ム溶接装置

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JPS5853392A
JPS5853392A JP56151796A JP15179681A JPS5853392A JP S5853392 A JPS5853392 A JP S5853392A JP 56151796 A JP56151796 A JP 56151796A JP 15179681 A JP15179681 A JP 15179681A JP S5853392 A JPS5853392 A JP S5853392A
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JP
Japan
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laser
chip
seam welding
welded
lower chip
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JP56151796A
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Toru Saima
亨 斉間
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462Nozzles; Features related to nozzles

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  • Optics & Photonics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば、炭酸ガスレーザーのようなレーザー
装置(レーザー発生装置)のレーダー光線を使用して重
合した被接合材(ワーク)V円弧状又は略円形をなす曲
線形のシーム溶接を行うレーザーシーム溶接装置に関す
る。
一般に、電気的なスポット溶接手段は、重合された2枚
の被接合材に上下一対ケなす電極チップで加圧しながら
、これに瞬間的に大電流を供給して被接合材を抵抗発熱
させて、接合部をスポット溶接するようになっている。
しかしながら、従来の電気的なスポット溶接手段は、電
源容量の制限から、相互に溶接できる被溶接材の板厚に
対しての制限や1つの溶接点(スポット溶接点)のごく
近くに、さらに、もう1つのスポット溶接を行うとする
と、このスポット溶接の電流が既に溶接されたスポット
溶接部分に分流し、有効なスポット溶接が得られず、ス
ポット溶接の信頼性を損うおそれがある。
特に、上述した従来の電気的なスポット溶接手段におい
て、2枚重合した被溶擬制ヲ円弧状の曲線にシーム溶接
することは困難である。
又一方、上述したスポット溶接手段は、大電流を瞬間的
て流さなければならないので、可撓性の大きい導体を利
用しなければならず、安全性や電極チップの寿命に難点
があるばかりでなく、接合する2つの被接合材を、予め
、充分に密着させるのに大きな押圧力を必要とすると共
に、被接合材が薄板のとき、溶接時に溶けた金属ミスト
等が四方へ飛散することが多くなって、接合部の溶接点
が実質的に減少して窪みを生じるおそれがある。
さらに又、上述したスポット溶接手段に使用される両電
極チップは、導電性、冷却性及び耐抑圧力を保持するた
めに、常に清掃された状態に保持することを余儀なくさ
れている、 又一方、レーザースポット溶接手段も既に幾つか提案さ
れているけれども、これらは、被接合材が薄板のとき、
レーザー光束を斜方向から被接合(3) 材に照射して溶接し、溶接長さを長くするようにしてい
る。
しかしながら、上述したレーザースポット溶接手段は、
レーザー光線に工ろ溶接で過度の急激な加熱及び急速な
冷却によって、非溶接部と溶接部との間の金属組織中に
ブローホールや不純物の混入が多くなり、しかも、過度
の硬度差異を生じて、あたかも、金属材料の焼入れや金
属組織の局部的な材料型及び亀裂(クラック)を起すお
それがあろ0 本発明は、上述した欠点を解消するために、水平腕杆を
有する機枠の上部にレーザー装置を備えた揺動積杆を枢
着し、上記水平腕杆の一端部に被接合材を支承する下側
チップを設け、この下側チップの直上に上側チップを一
体的に設け、この上側チップの上位の上記揺動槓杆内に
集光レンズ光学系を上記レーザー装置のレーザー光を下
方へ照射するようにして設け、この集光レンズ系の下位
の上記揺動積杆((上記被接合材に焦点を結ぶよってし
た反射体を備えた旋回部材な回動自在に設け、(4) これにエリ、レーザー光束による溶接時の過度の加熱と
急冷を生じないようにして被接合材に円弧状曲線のシー
ム溶接を行い、併せて、被接合材の金属組織に悪影響を
与えない工うにしてシーム溶接の信頼性の向上を図るこ
とを目的とするレーザーシーム溶接装置を提供するもの
である。
以下、本発明を図示の一実施例について説明する0 第1図及び第2図において、符号1は、基板2上に設置
された機枠であって、この機枠1は水平腕杆3が実質的
に一体に設けられており、この機枠1の上部1aには、
レーザー装置4を備えた揺動積杆5が支軸6によって揺
動自在に把着されている。又、上記機枠1の一側部1b
と上記揺動積杆5との間には、例えば、油圧シリンダー
装置のような、シリンダー装[7が連結して設けられて
おり、このシリンダー装置7は上記揺動積杆5を支軸6
の周りに揺動し得るようになっている。さらに、上記水
平腕杆3の一端部3aには下側チップ8が、第2図に拡
大して示されるように、実質的に一体に設けられており
、この下側チップ8内には、例えば、冷却水のような冷
却流体の給入口10aを有する給入管10及び排出口1
1が設けられており、給入口10aからの圧力流体は上
記下側チップ8の受台部8aの内がわな冷却するように
なっている。又、この受台部8aを冷却した流体は、上
記排出口11から排出されるようになっている。
一方、上記下側チップ8の直上に位置する上記揺動積杆
5の一端部5aには、上側チップ12が重合された被接
合材9を押圧し得る工うにして一体的に設けられており
、この上側チップ12には、不活性ガスの給気口13及
び排気口14が設けられている。従って、この給気口1
3から流入した不活性ガスは、シーム溶接時、上記被接
合材9の接合部9aの酸化を防止すると共に、後述しす
る旋回部材21の反射体n、ハ及び集光レンズ光学系1
5に、溶接時に生じる金属ミストやスパッター等の耐着
するのを防止するようになっている。
他方、上記上側チップ12の上位の上記揺動積杆5の一
端部5aKは固定された集光レンズ光学系15が上記レ
ーザー装置4のレーザー光を下方へ集光照射するように
して設けられている。即ち、上記集光レンズ光学系15
は、例えば、反射鏡のような反射体16と集光レンズ1
7とで構成されており、この斜設された反射体16はレ
ーザー装置4のレーザー光を下方へ反射するようになっ
ており、上記集光レンズI7は上記反射体16からのレ
ーザー光を上記被接合材9に焦点0を結ぶようにして附
設されている。又、上記集光レンズ光学系15の下位の
上記揺動積杆5と上記上側チップ12との間には一対の
軸受18,1.9が配設されており、この両軸受181
9には歯車側を備えた旋回部材21が回動自在に嵌装さ
れている。さらに、この旋回部材2】内には一対をなす
反射体22.田が互に向き合うようにして斜設されてお
り、この両反射体茨と田は上記集光レンズ光学系15か
らのレーザー光束を、上記被接合材9に焦点0を結ぶよ
ってして反射するようになっている。さらに又、上記旋
、回部材21には上記不活性ガスの排気口14が附設さ
れておりこの排気口14の近傍の上記旋回部材21には
透孔24ヲ有する(7) カバ一部材部が上記被接合材9の接合部9aを囲い込む
ようにして垂設されている。父上記揺動槓杆5の一端部
5aKは可逆回転するモータあが設置されており、この
モータ26の出力軸に軸装された小歯車!は前記旋回部
材21の歯車側に噛合している。
従って、今、2枚の被接合材9を重合して円弧状のシー
ム溶接をする場合、上記下側チップ8の受台部8aK被
接合材8を載置すると共に給出口10aから冷却流体を
上記受台部8aに噴出して、これを冷却する。
一方、前記シリンダー装置7を駆動することfエフ、上
記揺動積杆5を支軸6の周りに左旋して、この揺動積杆
5と一体の上側チップ12が上記被接合材9の接合部9
aを邪魔し斤いようにして押圧して固定する。
しかして、上記モータあ及びレーザー装#4を同時に駆
動することにより、上記モータ26の小歯車27は、歯
車(5)を回転するので、これと一体の旋回部材21が
上記上側チップ12の周りをゆっくり旋(8) 回すると共に、他方上記レーザー装置4のレーザー光は
上記集光レンズ光学系15及び両反射体ρ。
Z(を通して被接合材9の焦点を結び円弧状の曲線を描
いてシーム溶接を施すようになっている。又一方、給気
口13から上側チップ12内に流入した不活性ガスは排
気口14からカバ一部材部内に噴射されるから、これに
よって被接合材9の接合部9aの酸化を防止し、併せて
、シーム溶接時に発生した金属ミスト等が集光レンズ光
学系15や両反射体n、田に耐着するのを防止するよう
になっている。
なお、上記被接合材9は固定したものについて説明した
けれども、この被接合材9を相対的に回転するようにし
ても差支えないこと勿論である。
次に、第3図に示□される実施例は、本発明によるレー
ザーシーム溶接装置1を工業用ロボット29に組込んだ
一実施例であって、レールvvc台車qを走行自在に設
け、この台車園に工業用ロボット四を設置し、この工業
用ロボット29の胴体29aに各腕体31,32Y介し
て本発明によるレーザーシーム溶接装置Iを取付けたも
のである。従って、静置されたレーザー装置4′による
レーザー光は、工業用ロボット29内に設けられた各反
射@33 a 、33b 133c、・・・、33g及
び本発明に工ろレーザー集光レンズ光学系15ヲ通して
被接合材8を円弧状のシーム溶接を施すようにしたもの
である。
なお、上記工業用ロボット29の各反射鏡の代りにオプ
チカルファイバーを使用するように設計変更することは
自由である。
以上述べたように本発明によれば、水平腕杆3を有する
機枠1の上部1aにレーザー装置4?備えた揺動積杆5
を枢着し、上記水平腕杆3の一端部3aK被接合材9を
載置する下側チップ8を設け、この下側チップ8の直上
に位置する上記揺動積杆5の一端部5aに上側チップ1
2を一体的に設け、この上側チップ12の上位の上記揺
動積杆5内に固定した集光レンズ光学系15を上記レー
ザー装置4のレーザー光を下方へ照射するようにして設
け、この集光レンズ光学系15の下位の上記揺動積杆5
に上記被接合材9に焦点0を結ぶようにした反射体22
.2’(を備えた旋回部材21を回動自在に設けである
ので、円弧状の曲線にシーム溶接を旋すことができるば
かりでなく、取扱い操作も簡単であり、しかも、構成は
簡素であるから、組立調整も容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるレーザーシーム溶接装置の正面図
、第2図は本発明による要部を示す拡大断面図、第3図
は本発明の他の実施例を示す図である。 1・・・機枠、3・・・水平腕杆、4・・・レーザー装
置、5・・・揺動積杆、7・・・シリンダー装置、8・
・・下側チップ、9・・・仮接合材、12・・・上側チ
ップ、15・・・集光レンズ光学系、16 、17・・
・反射体、21・・・旋回部材、22.2:(・・・反
射体。 出願人代理人   猪  股     清(11) 浄J図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、水平腕杆を有する機枠の上部にレーザー装置を備え
    た揺動積杆を枢着し、上記水平腕杆の一端部に被接合材
    を支承する下側チップを設け、この下側チップの直上に
    位置する上記揺動積杆の一端部に上側チップを一体的に
    設け、この上側チップの上位の上記揺動槓杆内に固定し
    た集光レンズ光学系を上記レーザー装置のレーザー光を
    下方へ照射する工うにして設け、この集光レンズ光学系
    の下位の上記揺動積杆に上記被接合材に焦点を結ぶよう
    にした反射体を備えた旋回部材な回動自在に設けたこと
    を特徴とするレーザーシーム溶接装置。 2、下側チップに冷却流体の給排出口を設け、上側チッ
    プて不活性ガスの給排気口を附設したことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のレーザーシーム溶接装置。
JP56151796A 1981-09-25 1981-09-25 レ−ザ−シ−ム溶接装置 Granted JPS5853392A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01192493A (ja) * 1988-01-26 1989-08-02 Nissan Motor Co Ltd レーザ溶接装置
JPH0480682U (ja) * 1990-11-26 1992-07-14
WO1996023622A1 (fr) * 1995-02-02 1996-08-08 Fanuc Ltd Procede et appareil de soudure par points au laser

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