JPS59212184A - Ｃｏ↓２レ−ザ溶接の制御方法 - Google Patents
Ｃｏ↓２レ−ザ溶接の制御方法Info
- Publication number
- JPS59212184A JPS59212184A JP58085802A JP8580283A JPS59212184A JP S59212184 A JPS59212184 A JP S59212184A JP 58085802 A JP58085802 A JP 58085802A JP 8580283 A JP8580283 A JP 8580283A JP S59212184 A JPS59212184 A JP S59212184A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- welding
- width
- welded
- melting
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はＣＯ２レーザ溶接に係シ、特に溶接部の溶込み
深さと溶接ビード幅？均一に制御するに好’ｌ’Ａｊｘ
ｃ０２レーザ溶接の入熱制量方法に関する。
深さと溶接ビード幅？均一に制御するに好’ｌ’Ａｊｘ
ｃ０２レーザ溶接の入熱制量方法に関する。
ＣＯ２レーザ光奮被浴接物に照射して溶接ケ行う場合、
従来第１図に示すような方法である。レーザ発振器ｌか
らのレーザ光３ａ２光学ミラー２で被溶接物２０の方向
に光路？変えたのち、集光レンズ４でレーザ光？集光し
、被溶接物２０に照射し、溶接部５が形成される。被溶
接物２０はレーザ光に対して＠接すべき方向に移動させ
、溶接が行なわれる。この時、レーザ光の照射出力すな
わちレーザ発振器の出力はあらかじめ被溶接物２０の板
厚、材質、形状に応じて実験的に求めた照射出力？出力
制御装置２１に設定する方式である。このような照射出
力全設定し、設定した照射出力で溶接を行う方式の場合
、被溶接材の初期渦紋の不均一あるいは溶接の進行に伴
ってすでに溶接された部分からの熱伝導による被溶接材
の温度上昇の影響、あるいは、熱容敬の差が大きい薄板
と厚板の重ね溶接時の薄板と厚板の重ね合せ面の活着度
の不均一さ等が起因して溶接部の溶込み深さや溶接ビー
ド幅が変動し、均一で高品質の溶接部が得られない。例
えば、第２図に示すように円板状の厚板２０ａと円板状
の薄板２０ｂ？重ねて周囲を溶接する場合について説明
する。＠３図は第２図の溶接部の概略図ケ示す。このよ
うな溶接個所では薄板２０ｂの熱容量が小さいため、薄
板と厚４ルの重ね会ぜた而の密着度が悪く、少しでもす
き間があつｆｃ場合、薄板は十分溶融しても、厚１にの
方ｉ１．溶込みが小さいといったことが生ずる。
従来第１図に示すような方法である。レーザ発振器ｌか
らのレーザ光３ａ２光学ミラー２で被溶接物２０の方向
に光路？変えたのち、集光レンズ４でレーザ光？集光し
、被溶接物２０に照射し、溶接部５が形成される。被溶
接物２０はレーザ光に対して＠接すべき方向に移動させ
、溶接が行なわれる。この時、レーザ光の照射出力すな
わちレーザ発振器の出力はあらかじめ被溶接物２０の板
厚、材質、形状に応じて実験的に求めた照射出力？出力
制御装置２１に設定する方式である。このような照射出
力全設定し、設定した照射出力で溶接を行う方式の場合
、被溶接材の初期渦紋の不均一あるいは溶接の進行に伴
ってすでに溶接された部分からの熱伝導による被溶接材
の温度上昇の影響、あるいは、熱容敬の差が大きい薄板
と厚板の重ね溶接時の薄板と厚板の重ね合せ面の活着度
の不均一さ等が起因して溶接部の溶込み深さや溶接ビー
ド幅が変動し、均一で高品質の溶接部が得られない。例
えば、第２図に示すように円板状の厚板２０ａと円板状
の薄板２０ｂ？重ねて周囲を溶接する場合について説明
する。＠３図は第２図の溶接部の概略図ケ示す。このよ
うな溶接個所では薄板２０ｂの熱容量が小さいため、薄
板と厚４ルの重ね会ぜた而の密着度が悪く、少しでもす
き間があつｆｃ場合、薄板は十分溶融しても、厚１にの
方ｉ１．溶込みが小さいといったことが生ずる。
第３図（ａ） ｉｊ：密着度が良好で溶込み深さが十分
確保された良好な溶接部形状の模式図ケ、第３図（ｂ）
は密着度が悪く薄板と厚板の重ね合せ面にすき間がある
場合でｉ’ｆ’：込み深さが小さく、溶接ビード幅は同
稲度である場合の溶接部形状の模式図ヶ示す。
確保された良好な溶接部形状の模式図ケ、第３図（ｂ）
は密着度が悪く薄板と厚板の重ね合せ面にすき間がある
場合でｉ’ｆ’：込み深さが小さく、溶接ビード幅は同
稲度である場合の溶接部形状の模式図ヶ示す。
＆４３図（ａ）と（ｂ）の楊会、外か４上は同じような
溶接ビード’ｌＶ’＋ Ｗが得られていても、（ｂ）の
」、す合溶込み深さＰが小さく、薄板と厚板の接合強瓜
は小さくなる。
溶接ビード’ｌＶ’＋ Ｗが得られていても、（ｂ）の
」、す合溶込み深さＰが小さく、薄板と厚板の接合強瓜
は小さくなる。
重ね合せ而の密着度は円周上で常に均一にすることは困
難で、また被溶接物が複数個の場合、その部間、密＞ｉ
ｆ ＦＦｉ ｋ一定にすることもｌｉ ｆｌｉｔ：であ
る。従って、均一な溶込み深さとと一ド幅ケ得るには、
溶接中ＶＣＣ溶方深さやビード幅と直接関連する因子ケ
計則し、浴込み深さとビード幅が均一になるようにフィ
ードバック制量することが必要である。
難で、また被溶接物が複数個の場合、その部間、密＞ｉ
ｆ ＦＦｉ ｋ一定にすることもｌｉ ｆｌｉｔ：であ
る。従って、均一な溶込み深さとと一ド幅ケ得るには、
溶接中ＶＣＣ溶方深さやビード幅と直接関連する因子ケ
計則し、浴込み深さとビード幅が均一になるようにフィ
ードバック制量することが必要である。
本発明の目的は％ ＣＯｚ レーザ溶接部の溶込み深
さと溶接ビード幅？均一に制御することができるＣＯ２
レーザ溶接の入熱制御方法及び装置ケ提供することにあ
る。
さと溶接ビード幅？均一に制御することができるＣＯ２
レーザ溶接の入熱制御方法及び装置ケ提供することにあ
る。
本発明は、Ｃ０２レーザ溶接部の溶込み深さと溶接ビー
ド幅勿均−にするＫは、溶接中の溶融部後部の温度及び
溶融部の幅ケ一定に制御すれば良いこと全実験により確
認し、溶接中に溶融部後部の温度と溶融幅ケ計測し、計
測した温度と溶融幅があらかじめ設定した温度と溶融幅
になるように被溶接物への入熱？制御するようにしたも
のである。
ド幅勿均−にするＫは、溶接中の溶融部後部の温度及び
溶融部の幅ケ一定に制御すれば良いこと全実験により確
認し、溶接中に溶融部後部の温度と溶融幅ケ計測し、計
測した温度と溶融幅があらかじめ設定した温度と溶融幅
になるように被溶接物への入熱？制御するようにしたも
のである。
以下、本発明の実施例について説明する。
第４図において、レーザ発振器ｌからのレーザ光３ａ打
光学ミラー２で光路変換後、レーザ光の集光レンズ４で
集光され被溶接物２０に照射される。光学ミラー２と集
光レンズ４の間にハーフミラ−６がレーザ光に対し４５
°の填きで配置されている。ハーフミラ−及び集光レン
ズはケース２１で一体的に４再成されている。この部分
螢レーザ（ａｈヘッドと以下呼称する。溶接ヘッドの近
傍には溶接部の溶融プール５の後部の湯度検出用の赤外
線集光ヘッド７が溶接ヘッドに固定されている。溶接部
からＣ）赤外線を赤外線集光ヘッド７で集光し、光ファ
イバ１２で赤外線温度検出器１５へ伝送する。赤外線温
度検出器１５では、伝送された赤外線の波長ケ光学フィ
ルタ１３で限定し、赤外線検出器１４に入射させる。こ
こで光電変換し、増幅器１６で増幅する。すなわち、増
幅器１６の出力電気信号σ）大小は溶接部の温度に対応
することＶＣなる。増幅器１６からの温度信号はマイク
ロコンピュータ１７で処理され、検出湯度と設定幅ＩＷ
が一致するようにレーザ照射出力（１）制ａＩｌ装［嵯
１９に介して、レーザ発Ｊ辰器１の出カケ制御する。
光学ミラー２で光路変換後、レーザ光の集光レンズ４で
集光され被溶接物２０に照射される。光学ミラー２と集
光レンズ４の間にハーフミラ−６がレーザ光に対し４５
°の填きで配置されている。ハーフミラ−及び集光レン
ズはケース２１で一体的に４再成されている。この部分
螢レーザ（ａｈヘッドと以下呼称する。溶接ヘッドの近
傍には溶接部の溶融プール５の後部の湯度検出用の赤外
線集光ヘッド７が溶接ヘッドに固定されている。溶接部
からＣ）赤外線を赤外線集光ヘッド７で集光し、光ファ
イバ１２で赤外線温度検出器１５へ伝送する。赤外線温
度検出器１５では、伝送された赤外線の波長ケ光学フィ
ルタ１３で限定し、赤外線検出器１４に入射させる。こ
こで光電変換し、増幅器１６で増幅する。すなわち、増
幅器１６の出力電気信号σ）大小は溶接部の温度に対応
することＶＣなる。増幅器１６からの温度信号はマイク
ロコンピュータ１７で処理され、検出湯度と設定幅ＩＷ
が一致するようにレーザ照射出力（１）制ａＩｌ装［嵯
１９に介して、レーザ発Ｊ辰器１の出カケ制御する。
一方、＠接ヘッドのハーフミラ−６０部分には、溶接部
を撮像するだめのテレビカメラ９及びし／ズ８がある。
を撮像するだめのテレビカメラ９及びし／ズ８がある。
ハーフミラ−６はＣＯ２レーザ光全透過し、可視光２反
射する特性のミラーでおる。
射する特性のミラーでおる。
テレビカメラからの映像信号は画像信号処理装置ｘｏ’
ｔｃより２値化処理され溶接部の溶融プール５の幅音検
出する。またモニタテレビニ工Ｖｃ溶接部は映し出され
、監視用として用いられる。画像信号処理装置ｌＯから
の出力すなわち溶融プール幅の信号はマイクロコンピュ
ータ１７で処理され、検出した溶融幅と設定した溶融幅
が一致するように、レーザ光の集光レンズ４の位置をレ
ンズ上下移動機宿１８ケ介して、被溶接物に対する集光
したレーザ光の焦点位置を制御する。第５（ビ１は以上
の動作とフローチャート形式に示したものである。
ｔｃより２値化処理され溶接部の溶融プール５の幅音検
出する。またモニタテレビニ工Ｖｃ溶接部は映し出され
、監視用として用いられる。画像信号処理装置ｌＯから
の出力すなわち溶融プール幅の信号はマイクロコンピュ
ータ１７で処理され、検出した溶融幅と設定した溶融幅
が一致するように、レーザ光の集光レンズ４の位置をレ
ンズ上下移動機宿１８ケ介して、被溶接物に対する集光
したレーザ光の焦点位置を制御する。第５（ビ１は以上
の動作とフローチャート形式に示したものである。
設定温度Ｔ ｐ、 と検出塩度Ｔｏｋ比較し、その結
果にもとづいてレーザ照射出カケ増減する動作と、洩出
溶融幅Ｗｎと設定溶融幅Ｗｐ金比較し、その結果にもと
づいて、レーザ光の焦点位置全上下する動作ｒ順次くシ
返しながら、溶接中の溶融プール後部の温度及び溶融幅
を常に一定に制御するよ’５ＮＣ７ｚっている。一実施
例として、第２図において板Ｊ”ｌ−７０ｔｔのダイア
フラム２０ ｂ ’（ｔ ＝ １０ ｍｍｄ＝９０間φ
の円板２０ａ１いずれも材質は、５Ｏ８３１６にＣＯ２
レーザ発振器ｒ用いて溶接した結果、溶込み深さＰ及び
溶融幅ｗｂ、それぞれ±０．０５．以内の変動幅に抑え
ることができた。
果にもとづいてレーザ照射出カケ増減する動作と、洩出
溶融幅Ｗｎと設定溶融幅Ｗｐ金比較し、その結果にもと
づいて、レーザ光の焦点位置全上下する動作ｒ順次くシ
返しながら、溶接中の溶融プール後部の温度及び溶融幅
を常に一定に制御するよ’５ＮＣ７ｚっている。一実施
例として、第２図において板Ｊ”ｌ−７０ｔｔのダイア
フラム２０ ｂ ’（ｔ ＝ １０ ｍｍｄ＝９０間φ
の円板２０ａ１いずれも材質は、５Ｏ８３１６にＣＯ２
レーザ発振器ｒ用いて溶接した結果、溶込み深さＰ及び
溶融幅ｗｂ、それぞれ±０．０５．以内の変動幅に抑え
ることができた。
以上のように、本発明によれば、ＣＯ２レーザ重接中の
浴融幅及び溶込み深さケ高精度に均一にできるという効
果がある。
浴融幅及び溶込み深さケ高精度に均一にできるという効
果がある。
第１（９）は従来のＣＯ２レーザ浴接法の説明図、第２
図、第３図は溶接部の説明図、第４図は本発明Ｖ）〜実
施例υｔｉｉ？ｌ戊、動作の説明図、第５図は制耐Ｌｌ
＋；＋ｈ作の６シδ明図である。 ■・・・レーザ発振器、４・・・集光レンズ、５・・・
溶融プール、６・・・・・−フミラー、７・・・赤外線
年光ヘッド、９・・・テレビカメラ、１０・・・画像信
号処理装置、１２・・・光ファイバ、１５・・・赤外糸
４４．完度検出器、１７・・・マイクロコンピュータ、
２０・・・被溶接物。 代理人 弁理士 高橋明夫 第 ｌ 凹 第 ３ （αン （６） ４３７−
図、第３図は溶接部の説明図、第４図は本発明Ｖ）〜実
施例υｔｉｉ？ｌ戊、動作の説明図、第５図は制耐Ｌｌ
＋；＋ｈ作の６シδ明図である。 ■・・・レーザ発振器、４・・・集光レンズ、５・・・
溶融プール、６・・・・・−フミラー、７・・・赤外線
年光ヘッド、９・・・テレビカメラ、１０・・・画像信
号処理装置、１２・・・光ファイバ、１５・・・赤外糸
４４．完度検出器、１７・・・マイクロコンピュータ、
２０・・・被溶接物。 代理人 弁理士 高橋明夫 第 ｌ 凹 第 ３ （αン （６） ４３７−
Claims (1)
- １、 ＣＯ２レーザ光ケ熱棚に用いたＣＯ２レーザ溶
接において、溶接中に溶融部後部の温度と溶融幅ケ＠１
ｉ＋：＋ Ｌ、、計測した温度があらかじめ設定した温
度になるように００２ レーザ光の照射量カケ制御する
動作と、計測した溶融幅があらかじめ設定した溶融幅に
なるように被溶接物に対するレーザ光の炊点位１ｈｆｆ
あるいは溶接速度ケ制御する動作と勿順次くシ返しなが
ら浴接することケ特徴とするＣＯ，レーザ溶接のｆｌｌ
Ｊ呻方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58085802A JPS59212184A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | Ｃｏ↓２レ−ザ溶接の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58085802A JPS59212184A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | Ｃｏ↓２レ−ザ溶接の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59212184A true JPS59212184A (ja) | 1984-12-01 |
Family
ID=13869003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58085802A Pending JPS59212184A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | Ｃｏ↓２レ−ザ溶接の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59212184A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0674965A1 (de) * | 1994-03-28 | 1995-10-04 | Inpro Innovationsgesellschaft Für Fortgeschrittene Produktionssysteme In Der Fahrzeugindustrie Mbh | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Einschweisstiefe in Werkstücken beim Laserstrahlschweissen |
| EP0691174A1 (en) * | 1994-07-08 | 1996-01-10 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Laser welding device and method |
| KR100346090B1 (ko) * | 2000-05-30 | 2002-11-23 | 한국원자력연구소 | 레이저 용접시 용접 풀 크기감시 및 초점제어 방법 및장치 |
| WO2016172992A1 (zh) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | 东台精机股份有限公司 | 激光熔覆工具头及其加工表面感测方法 |
| CN106735210A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 南京中科煜宸激光技术有限公司 | 一种用于送粉式增材制造设备的控制系统及控制方法 |
| JP2018032555A (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | 株式会社豊田自動織機 | 電極溶接方法 |
-
1983
- 1983-05-18 JP JP58085802A patent/JPS59212184A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0674965A1 (de) * | 1994-03-28 | 1995-10-04 | Inpro Innovationsgesellschaft Für Fortgeschrittene Produktionssysteme In Der Fahrzeugindustrie Mbh | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Einschweisstiefe in Werkstücken beim Laserstrahlschweissen |
| EP0691174A1 (en) * | 1994-07-08 | 1996-01-10 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Laser welding device and method |
| US5607605A (en) * | 1994-07-08 | 1997-03-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Laser welding device, a method of checking welding condition and a method of making a center electrode for a spark plug |
| KR100346090B1 (ko) * | 2000-05-30 | 2002-11-23 | 한국원자력연구소 | 레이저 용접시 용접 풀 크기감시 및 초점제어 방법 및장치 |
| WO2016172992A1 (zh) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | 东台精机股份有限公司 | 激光熔覆工具头及其加工表面感测方法 |
| JP2018032555A (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | 株式会社豊田自動織機 | 電極溶接方法 |
| CN106735210A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 南京中科煜宸激光技术有限公司 | 一种用于送粉式增材制造设备的控制系统及控制方法 |
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