JPS5948717B2 - レ−ザ溶接方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、たとえば電子管部品等の微少な筒状部材の
レーザ溶接方法に関する。

一例を電子管のカソードについて説明すると、第１図に
示すようにこのカソード１は、円板状のディスク２とこ
れよりも肉厚が薄い円筒状のシリンダ３で構成され、一
般的にこれらを溶接する場合電気抵抗溶接が用いられて
いる。

この電気抵抗溶接では図示しないがシリンダ３の内側に
棒状電極を入れ、この電極とディスク２の上面のもう一
方の電極とで圧接挟持してこれらの電極間に電流を流し
溶接する。

ところでこの溶接にレーザ光を利用する場合は２通りの
溶接方法が考えられる。その一つは第２図に示すように
レーザ光４を集光レンズ５で、ディスク２の上面外周部
に集光し、シリンダ３に溶接する方法であり、他の一つ
は第３図に示すようにレーザ光４をディスク２とシリン
ダ３の合わせ部に側方から集光レンズ５で集光し両部材
を溶接する方法である。

しかし、これらの溶接方法にはそれぞれ次のよ。

うな欠点がある。まず電気抵抗溶接では、たとえばシリ
ンダ３の内径が２型層以下の場合、シリンダ３の内側に
入る電極の消耗が激し＜溶接条件によつては、１個の溶
接に棒状電極が１本近く必要となつて自動溶接をする場
合の障害になる。

また、溶接部からスプラッシュが発生して溶接部材の品
質、品位を低下させる。・ また、レーザ溶接について
は第２図に示す溶接方法ではディスク２にへこみが発生
する。

特に部材間の板厚関係からたとえばシリンダ３の板厚が
０．１型用以下の場合にはディスク２の滲込みをその板
厚内におさえることが非常に因難で、ほとんど、の場合
、この板厚方向に全部が溶融してしまい、必然的にシリ
ンダ３の内面にスプラッシュが発生付着して品質品位の
低下をきたす。また第３図に示す溶接方法ではシリンダ
３に穴があきやすい。たとえばディスク２の板厚を０．
１５型用としシリンダＪ３の板厚を０．０４型用とする
シリンダ３の一部に穴があくなど解決因難な問題が発生
する。この発明は上述の問題を解決するためになされた
ものでレーザ光を複数個所に分けて集光させる光軸を含
まない複数のレンズ片からなる分割レンズによつて集光
点の手前で互いに交差させて筒状部材の内側に照射する
ことによつて筒状部材の溶接が容易にできるようにした
ものである。

以下、図面を参照し、この発明を一実施例に基づいて説
明する。

ブラウン管カソードに適用した場合について説明すると
第４図および第５図に示すようにカソード１は円筒状で
その一端にこの円筒部と同心の孔を有する底板の形成さ
れたシリンダ３とこのシリンダ３と比べて肉厚が厚く、
外径寸法がほぼ同じの円板状をなし上記シリンダ３の底
板の形成された一端を外側から塞ぐデイスク２とを有し
ている。

このシリンダ３とデイスク２をレーザ光４で溶接するた
めにシリンダ３の底板を形成しない他端側にシリンダ３
の中心線と一致させて分割レンズ６が設けられる。この
分割レンズ６は８個の扇形の同大かつ同質レンズ片７を
放射状に整列させて接合したものでレーザ光４はこれら
のレンズ片７にとつて８分割されると共にこれらのレン
ズ片７の集光点が上記シリンダ３の底板面溶接部に一致
する位置に配置される。このレンズ片７は通常の円形の
凸面レンズを切断して作つたもので、その凸面レンズの
光軸を含まないで、その光軸を通る放射線上に頂点を有
しこの放射線によつて２等分される４５゜の頂角を有す
る扇形状に形成される。

そしてこの扇形の頂点と点で示した紙面に垂直な光軸８
との距離は上記シリンダ３の中心とその底板面溶接部と
の距離に．ほぼ等しく作られる。また、このレンズ片７
はそのレンズ片７によつて分割された分割レーザ光４ａ
が上記シリンダ３の底板面溶接部を照射するとき、シリ
ンダ３の側壁によつて妨げられないように作られる。す
なわち細長いシリンダ３に対しては長い焦点距離を有す
るレンズ片７が用いられる。上述のごと＜構成され配置
された分割レンズ６の中心部を通して図示せぬ発振器か
ら放出されたレーザ光４を照射するとこのレーザ光４は
、８個．の同大同質のレンズ片７によつて８等分され、
名分割レーザ光４ａはそれぞれの光軸８上に集光される
。

この集光に際してこれらの分割レーザ光４ａはそれぞれ
のレンズ片７の光軸８がそのレンズ片７外にあるためそ
れぞれの集光点の手前で互い−に交差する。このように
上記分割レーザ光４ａを交差させるとレーザ光がシリン
ダ３の側壁によつて妨げられにく＜なるので高密度に集
束した高いエネルギを溶接部に供給しやすくなり、高エ
ネルギのレーザ光で筒状部材を内側から複数個所同時に
溶接することができる。一例として外径１．７ｍｍ、肉
厚０．０２ｍｍ、高さ３ｍｍのシリンダ３と外径１．７
ｍｍ、板厚０．１５ｍｍのデイスク２とを８点同時に溶
接するレーザ光のエネルギは合計約０．４シューである
がこの大きさのエネルギを十分に供給することができて
８点を同時に一度に溶接することができる。上述のごと
くこの発明の溶接方法を用いるとレーザ光４は分割され
交差して溶接部に集光されるので多くのエネルギを溶接
部に集中することが可能になり筒状部材を内側から多点
の同時溶接することができる。

また、この溶接法によれば薄肉のシリンダ３側から厚肉
のデイスク２に向つて溶接が行なわれるのでスプラツシ
ユの発生を防止することができる。同様にしてシリンダ
３に穴があくのを防止すると共にデイスク部の外側表面
にへこみが生ぜず品質が大幅に向上する。また抵坑溶接
の場合のような溶接電極を用いないのでその管理を特に
必要とせず製造の自動化を実施することが容易になつて
生産能率を向上することができる。この発明の溶接方法
は上述の実施例に限られるものではなく一般の筒状部材
の内側からレーザ光を照射して加工する各種レーザ加工
にも容易に適用できたとえば実施例では円筒状部材と円
板状部材との溶接について記載したが筒状部材に別の筒
状部材をかぶせてその側面同志を筒状部材の内側からレ
ーザ光を照射し溶接することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子管のカソードの断面図、第２図および第３
図は従来のレーザ溶接方法を示す説明図、第４図および
第５図はこの発明の一実施例を示し、第４図は断面図、
第５図はそのＶ− Ｖ矢印方向に見た平面図である。 １ ・・・・・・カソード、２ ・・・・・・デイスク
、３・・・・・・シリンダ、４ ・・・・・ルーザ光、
４ａ・・・・・・分割レーザ光、６・・・・・・分割レ
ンズ、７・・・・・・レンズ片、８・・・・・ルンズ片
光軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発振器からレーザ光を放出させ光軸を含まない複数
   個のレンズ片からなる分割レンズにより上記レーザ光を
   少なくとも２個所以上に分けて上記各光軸上に集光させ
   るとともに集光点の手前で交差させかつ筒状部材内側端
   面上に上記集光点を位置させて照射溶接することを特徴
   とするレーザ溶接方法。