JPS60177983A - スポット溶接法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスポット溶接法に関するものであり、例えばレ
ーザあるいは電子ビームを利用した溶接に適する。

（従来技術） 従来、レーザあるいは電子ビーム等の高エネルギ密度の
ものを用いてスポット溶接を行う場合、溶融部に割れが
生しやすいという問題があった。

そこで、本発明者等は、この割れの原因をつき　。

とめるべく種々の実験、検討を行った結果、以下（１） の事が原因であることを見い出した。つまり、レーザビ
ームあるいは電子ビームは溶接部の一点に集中して照射
されるため、ビーム照射を停止すると照射点の外方から
凝固し始め、照射点が一番最後に凝固する。この時、凝
固速度の違いから応力が発生し、溶接部において収縮割
れが生じる。また、照射点が大きく陥没し、溶融部の厚
さの不均一からも収縮割れが生じる。

さらに、本発明者等が原因を追求したところ、第１図に
示す様に、第１部材１、第２９１Ｓ　）ｆＡ２の溶融部
３に生じる鋳状晶１００が連続的に整列しており、この
整列した鋳状晶１００より割れ２００が生じるというこ
とがわかった。

〔発明の目的〕

本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、スポット溶
接において溶接部の割れを防止することを目的とする。

〔実施例〕

次に本発明の詳細な説明する。本実施例ではレーザビー
ムを用いており、その溶接装置の概略（２） 的全体図を第２図に示す。図中１は被溶接部材である第
１ａ県」、２も同しく被溶接部祠で球形状をしている第
２部材である。この第２部材２ばワーク受＆−１台４上
に固定され、第１部材１も図示しない手段により前記第
２部月２に当接する位置に固定されている。

前記ワーク受は台４はモータ５に連結されており、この
モータ５及びワーク受０台４は１分間に４８０回の回転
を行う。

図中２００は炭酸ガスレーザビームで、図示されないレ
ーザ装置から発せられた後、反射ミラー６で進路を変更
され、集光レンズ７によって前記第１部材１の上面に集
光する。

前記反射ミラー６は円板形状をしており、その直径方向
に延びる軸８によって支持されている。

この軸８にはリンク機構９を介して磁性体１０が連結さ
れており、さらに、この磁性体１０に対向する位置には
電磁コイル１１が配されている。そして、この電磁コイ
ル１１へ交流電流を流すと、電磁コイル１１に磁界が発
生し、その極性は供給（３） 電流の位相によって反転を繰り返す。従って、前記磁性
体片１０は、この電磁コイル１１からの磁力によって図
中矢印Ａで示す方向に単振動を行い、この単振動がリン
ク機構９によゲて回転連動に変換される。この変換され
た回転運動は前記軸８に伝達され、軸８番才その軸線を
中心に回転する。すると同時に前記反射ミラー６も軸８
を中心として回動し、この反射ミラー６によって反射さ
れるレーザビーム２００の反射角も反射ミラー６の回動
に応じて変化する。

尚、前記電磁コイ月利１に供給される交流電流の周波数
は、制御回路１２によって制御される。

反射ミラー６によって反射されたレーザビーム２００は
集合レンス７を通過することによって前記第１部材１の
上面に集光するわけであるが、前述の如←反射ミラー６
が軸８を中心にして回動するため、レーザビーム２００
の集光点３００は第１部材１の上面を！１ｌｉｉ：動す
る。この単振動の振幅を図中矢印Ｂで示す。

また、前述した様に第１部材１、第２部材２は（４） モータ５によって回転させられているので、結局、集光
点３００は第１部材１の上面を第３図に示す様な単振動
と円運動を合成した運動を行う。第３図中３００ａはレ
ーザビーム２００の集合点３００が移動する時に溶融し
た箇所を示す。

第４図は溶接部の断面を示す図である。この図からもわ
かる様に溶融部３の厚さはほぼ一定であり、鋳状晶１０
０は不連続になっている。

尚、本実施例ではレーザビーム２００の振幅は１．６ｍ
ｎで１秒間に５０往復を行い、前記ワーク受り台４は１
分間に４８０回転する。

第５図はレーザビーム照射時間とレーザ出力の関係を示
す図である。この図からもわかる様に、レーザ出力は最
初徐々に上昇して最高出力に達し、その後、レーザ照射
打切りまで徐々に出力を下げている。つまり、−瞬にし
て出力を最高に上げ、その最高出力から一瞬にして照射
を打ち切ると、被溶接部材が急に膨張したり、急に収縮
したりして割れが生じる恐れがあるため、第５図に示す
様な照射の仕方を行っているのである。

（５） 第６図は他の溶接装置の例を示す図である。前述の実施
例では、レーザビーム２００は反射ミラー６によって単
振動を行い、被溶接部材はモータ５によって回転させら
れていたが、本実施例では被溶接部材は固定されており
、レーザビーム２００は第１反射ミラー６ａと第２反射
ミラー６ｂとによってリサージュ波形を描く。つまり、
第１反射ミラー６ａの軸８ａと第２反射ミラー６ｂの軸
８ｂとは直交しているので、レーザビーム２００は第１
反射ミラー６ａが回動することによってＸ方向に単振動
を行い、さらに第２反射ミラー６ｂが回動することによ
ってＹ方向に単振動を行う。

そして、結果として第７図に示す様なりサージュ波形を
第１部材１の上面にｔｉ＜。その時の溶接部の断面は前
述の実施例と同様に、第４図に示すごとくである。尚、
第１反射ミラー６ａの回動振動数ば５０１１ｚ、第２反
射ミラー６ｂの回転振動数は５３１１ｚである。

以上、本発明の実施例を述べたが、ここで特に重要なこ
とはレーザビーム２００が第１部材１の（６） 上面を往復動する際、行きの道と帰りの道とが相違して
いなければならないということである。もし、行きの道
と帰りの道とが同一であるとすると、レーザビームのエ
ネルギーがその経１洛に集中してしまい、を容融部３の
厚さが均一でなくなってしまうからである。

また、上述の実施例はレーザビームを用いたが、レーザ
ーに限ることはなく電子ビームを用いて溶接を行っても
良い。尚、電子ビームを用いた場合は、ビーム偏向コイ
ルを用いてビームを揺動させる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明のスボント溶接法を用いれば、
従来の溶接部の割れという問題を良好に解消することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の溶接部を示す断面図、第２図は本発明の
実施例装置を示す図、第３図はレーザビームの照射軌跡
を示す図、第４図は溶接部の断面図、第５図は照射時間
とレーザ出力の関係を示す図、（７） 第６図は他の実施例装置を示す図、第７図は第６図装置
によって描かれるレーデビームの照射軌跡を示す図であ
る。 １・・・第１部材（被溶接部材）、２・・・第２部材（
被溶接部材）、２００・・・レーザビーム。 代理人弁理士　岡　部　隆 （８） 第１図 第２図 （Ｍ）＃詳、糸−１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被溶接部材に高密度エネルギ源からのビームを照射して
   溶接を行うスポット溶接法において、前記ビームが照射
   されている間、前記ビームは前記被溶接部材の」二面を
   相対移動し溶接箇所全域に渡って均一に照射されるスポ
   ット溶接法。