JPS60199585A - レ−ザ溶接機 - Google Patents
レ−ザ溶接機Info
- Publication number
- JPS60199585A JPS60199585A JP59054157A JP5415784A JPS60199585A JP S60199585 A JPS60199585 A JP S60199585A JP 59054157 A JP59054157 A JP 59054157A JP 5415784 A JP5415784 A JP 5415784A JP S60199585 A JPS60199585 A JP S60199585A
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- JP
- Japan
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- welding
- laser
- gap
- butt
- welding machine
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- 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
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
- B23K26/0608—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams in the same heat affected zone [HAZ]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
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- 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
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、レーザビーム溶接機に関する。
従来、高エネルギー密度のレーザ光で突合せ溶接をする
場合には、被溶接物の端部を機械加工で仕上げ、突合せ
間隙を減らして溶接することが多い。
場合には、被溶接物の端部を機械加工で仕上げ、突合せ
間隙を減らして溶接することが多い。
しかし、経済性や能率面では突合せ部を機械加工するの
は得策でないので、シェア切断のままで溶接する場合が
ある。ところがシェア切断は切断時の材料の逃げや板の
内部応力、シェア時のクリアランスの大小などで切断面
が曲がり、そのため突合せ間隙のばらつきができる。
は得策でないので、シェア切断のままで溶接する場合が
ある。ところがシェア切断は切断時の材料の逃げや板の
内部応力、シェア時のクリアランスの大小などで切断面
が曲がり、そのため突合せ間隙のばらつきができる。
一方、レーザ溶接ではレーザ発振器のビームモード形状
、レーザ出力等の違い、被加工物の材料、板厚等で良好
な突合せ溶接ができる間隙は限られてくる。即ち、一般
的には第１図に示すようなレーザ溶接方法では、レーザ
発振器１より出たレーザ光３はビームベンダ２により折
り返えされ、集光レンズ４で集光されて被加工物５に照
射され、レーザ溶接が行なわれる。このときの被加工物
５の適切な突合せ間隙は、板厚で異り、第２図に軟鋼板
の場合の板厚毎の良好な突合せ溶接が得られる範囲内で
の最大隙間を実験で得られた結果を示す。これによると
突合せ間隙は０．１ ｔｓｍ〜０．３５ｍｍの範囲で良
好で、それ以上では溶接不良となり広すぎると溶接不能
となる。そのためにレーザ溶接では、突合せ間隙を上記
０．１ ＋ｕ＋ −０，３５ｊＩｒｓ以内（二押えり るための治具を設けたヤ、又、突合せ許容範囲を拡げる
ための種々の手段の開発がされている。
、レーザ出力等の違い、被加工物の材料、板厚等で良好
な突合せ溶接ができる間隙は限られてくる。即ち、一般
的には第１図に示すようなレーザ溶接方法では、レーザ
発振器１より出たレーザ光３はビームベンダ２により折
り返えされ、集光レンズ４で集光されて被加工物５に照
射され、レーザ溶接が行なわれる。このときの被加工物
５の適切な突合せ間隙は、板厚で異り、第２図に軟鋼板
の場合の板厚毎の良好な突合せ溶接が得られる範囲内で
の最大隙間を実験で得られた結果を示す。これによると
突合せ間隙は０．１ ｔｓｍ〜０．３５ｍｍの範囲で良
好で、それ以上では溶接不良となり広すぎると溶接不能
となる。そのためにレーザ溶接では、突合せ間隙を上記
０．１ ＋ｕ＋ −０，３５ｊＩｒｓ以内（二押えり るための治具を設けたヤ、又、突合せ許容範囲を拡げる
ための種々の手段の開発がされている。
例えば、許容突合せ間隙の拡大手段には、（１）ライビ
ング溶接、（２）ディフォーカスビーム溶接、（３）イ
ンサート法などが提案され実施されているが、これらは
以下のような問題がある。
ング溶接、（２）ディフォーカスビーム溶接、（３）イ
ンサート法などが提案され実施されているが、これらは
以下のような問題がある。
（１）のライビング溶接は、ビームに周期的に溶接線を
横切るような振動を与えつつ溶接線に沿って走行させて
溶接する方法で、この方法（二よると許容間隙は拡げら
れるが、溶接速度が下がり入熱が増える欠点がある。
横切るような振動を与えつつ溶接線に沿って走行させて
溶接する方法で、この方法（二よると許容間隙は拡げら
れるが、溶接速度が下がり入熱が増える欠点がある。
（２）のディフォーカスビーム溶接は、ビームの焦点を
被溶接材表面から前方へ離す方法で、薄板には有効であ
る。しかし、この方法は、ビームのエネルギー密度が下
がるため、被溶接物表面からの反射が起りやすく、安定
など−Ｆを得ることは難かしい。（３）のインサート法
では例えば固体ワイヤを使用する場合は、間隙に応じて
ワイヤの微妙な調整が必要となり、これは非常に困難で
ある。
被溶接材表面から前方へ離す方法で、薄板には有効であ
る。しかし、この方法は、ビームのエネルギー密度が下
がるため、被溶接物表面からの反射が起りやすく、安定
など−Ｆを得ることは難かしい。（３）のインサート法
では例えば固体ワイヤを使用する場合は、間隙に応じて
ワイヤの微妙な調整が必要となり、これは非常に困難で
ある。
本発明の目的は、レーザ光で材料の突合せ部を溶接する
場合に、突合せ部の間隔が一定でなくても、良好な溶接
ができるレーザ溶接機を得ることにある。
場合に、突合せ部の間隔が一定でなくても、良好な溶接
ができるレーザ溶接機を得ることにある。
本発明は、レーデ発振器より出たレーザ光を二分割し、
進行方向に直交した位−１に、二分割されて集光レンズ
により集光したレーザ光を被加工物の端部へ照射し、間
隙量に応じレーザ光を変化させなからレーザ溶接を行な
い、許容突合せ間隙が変化しても良好なレーザ溶接がで
きるレーザ溶接機である。
進行方向に直交した位−１に、二分割されて集光レンズ
により集光したレーザ光を被加工物の端部へ照射し、間
隙量に応じレーザ光を変化させなからレーザ溶接を行な
い、許容突合せ間隙が変化しても良好なレーザ溶接がで
きるレーザ溶接機である。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
３図〜第６図において、１はレーザ発振器、２はビーム
ベンダ、３はレーザ光、４ａ、４ｂはレーザ光を集光す
る集光レンズ、５ａ、５ｂはレーザ溶接を行なう被加工
物である。６はレーザ光４を光レンズ４ａ、４ｂを移動
するりニア−ステップモータ２０やスプリング２１、ノ
ズル２２、レンズホルダ器等と更に被加工物の間隙を測
定するギャップ検出２ センサミと制御回路１３で構成されており、開先間隙は
磁気センサタイプのギャップ検出センサ６とセンサ用コ
ントローラ２６にて構成されている。
３図〜第６図において、１はレーザ発振器、２はビーム
ベンダ、３はレーザ光、４ａ、４ｂはレーザ光を集光す
る集光レンズ、５ａ、５ｂはレーザ溶接を行なう被加工
物である。６はレーザ光４を光レンズ４ａ、４ｂを移動
するりニア−ステップモータ２０やスプリング２１、ノ
ズル２２、レンズホルダ器等と更に被加工物の間隙を測
定するギャップ検出２ センサミと制御回路１３で構成されており、開先間隙は
磁気センサタイプのギャップ検出センサ６とセンサ用コ
ントローラ２６にて構成されている。
次に、このように構成されたレーザ溶接機の作用を説明
する。
する。
第３図においてレーザ発振器１より出たレーザ光３は複
数のビームベンダ２等により伝送される。
数のビームベンダ２等により伝送される。
１つのレーザ光を二分割する方法はすでに公知例も多い
が、本提案では亜鉛（Ｚｎ）−セレン（Ｓｅ）製の半透
過ミラー６を使用した。５０％透過、５０％反射の半透
過ミラー６をレーザ光３の光路に対し第３図に示すよう
に設け、この半透過ミラー６（二より透過したレーザ光
３ａは複数のベンダミラー２ｍ 、 ２ｂで折り返えさ
れて集光レンズ４ａにより集光され、被加工物５ａの端
部へ照射するように伝送される。
が、本提案では亜鉛（Ｚｎ）−セレン（Ｓｅ）製の半透
過ミラー６を使用した。５０％透過、５０％反射の半透
過ミラー６をレーザ光３の光路に対し第３図に示すよう
に設け、この半透過ミラー６（二より透過したレーザ光
３ａは複数のベンダミラー２ｍ 、 ２ｂで折り返えさ
れて集光レンズ４ａにより集光され、被加工物５ａの端
部へ照射するように伝送される。
又、この半透過ミラー６で反射されたレーザ光３ｂはベ
ンダーミラー２ｃにより折り返えされて集光レンズ４ｂ
により集光され、被加工物５ｂの端部へ照射するように
伝送される。このときのレーザ溶接の溶は込み形状は第
４図に示すように、被加工物５ａの端部と被加工物５ｂ
の端部が溶融して溶接金属３０が得られる。
ンダーミラー２ｃにより折り返えされて集光レンズ４ｂ
により集光され、被加工物５ｂの端部へ照射するように
伝送される。このときのレーザ溶接の溶は込み形状は第
４図に示すように、被加工物５ａの端部と被加工物５ｂ
の端部が溶融して溶接金属３０が得られる。
又、被加工物５ａ、５ｂの突合せ部には、第６図に示す
ようにギャップ検出センｆ２５を設けである。
ようにギャップ検出センｆ２５を設けである。
このギャップ検出センサとしては磁気センサやＩＴＶ等
を利用した画像処理装置等広く用いられているが、ここ
では安価な磁気センサにて検出する方式とした。ギャッ
プ検出センサ２５にてずれ鼠を検出し、検出された値は
アナログ値としてギャップ検出センサのコントローラ２
６で変換−増幅される。このアナログ値は制御回路１３
でずれ量の修正を行なう。第５図に集光ヘッドの機構を
示しているが集光レンズ４はレンズホルダおに保持され
ているレーザ光３のずれ量を修正するには、この集光レ
ンズ４を動かすことにより可能となる。このため集光レ
ンズ４のレンズホルダ器を微調整できる機構が必要で、
このためにノズル２２側（＝、リニアーステップモータ
２０を取付は反射側にはスプリング２１が取イ・」けら
れている。このリニアーステップモータの移動量はギャ
ップ検出センサ１２で検出したずれ犠をアナログ値とし
て制御回路１３へ指示し、それにもとずいて制卸回路１
３はリニアーステップモータ２０へ信号を出す。
を利用した画像処理装置等広く用いられているが、ここ
では安価な磁気センサにて検出する方式とした。ギャッ
プ検出センサ２５にてずれ鼠を検出し、検出された値は
アナログ値としてギャップ検出センサのコントローラ２
６で変換−増幅される。このアナログ値は制御回路１３
でずれ量の修正を行なう。第５図に集光ヘッドの機構を
示しているが集光レンズ４はレンズホルダおに保持され
ているレーザ光３のずれ量を修正するには、この集光レ
ンズ４を動かすことにより可能となる。このため集光レ
ンズ４のレンズホルダ器を微調整できる機構が必要で、
このためにノズル２２側（＝、リニアーステップモータ
２０を取付は反射側にはスプリング２１が取イ・」けら
れている。このリニアーステップモータの移動量はギャ
ップ検出センサ１２で検出したずれ犠をアナログ値とし
て制御回路１３へ指示し、それにもとずいて制卸回路１
３はリニアーステップモータ２０へ信号を出す。
本実施例では前記の様な方法でレーザ溶接を行なうこと
により従来の方法に比べ、閾合せ間隙が大きくても良好
な溶接が得られ、その許容軸回は第７図（二示Ｔような
実験結果が得られた。
により従来の方法に比べ、閾合せ間隙が大きくても良好
な溶接が得られ、その許容軸回は第７図（二示Ｔような
実験結果が得られた。
又、突合せレーザ溶接（二おいてレーザ光３を集畢
光する方式には、前記集光レンズを用いる方法の他に第
８図に示すような放物面鏡を用いる方法もある。同図に
おいてレーザ発振器１より出たレーザ光はビームベンダ
２、半透過ミラー６で二分割される。二分割されたレー
ザ光は放物面鏡４′Ｏａと４０ｂに伝送され、それぞれ
の照射部へ照射されてレーザ溶接される。突合せレーザ
溶接時の突合せ間隙のばらつきに対する放物面鏡４０ａ
、４０ｂの微調整方法は前記の方法と同一である。
８図に示すような放物面鏡を用いる方法もある。同図に
おいてレーザ発振器１より出たレーザ光はビームベンダ
２、半透過ミラー６で二分割される。二分割されたレー
ザ光は放物面鏡４′Ｏａと４０ｂに伝送され、それぞれ
の照射部へ照射されてレーザ溶接される。突合せレーザ
溶接時の突合せ間隙のばらつきに対する放物面鏡４０ａ
、４０ｂの微調整方法は前記の方法と同一である。
以上のように本発明のレーデ溶接機によれば、一つのレ
ーザ発振器より出たレーザ光を二分割し。
ーザ発振器より出たレーザ光を二分割し。
それぞれの集光レンズの集光をギャップ検出センサで検
出した溶接開先線をならいながら照射して溶接を行なう
ことができるので、突合せ間隙が従来より大きくとれ、
被溶接物端部の仕上げが不要で溶接部突合せ間隙を狭い
範囲に押えるための治具が要らないレーザ溶接機を得る
ことができる。
出した溶接開先線をならいながら照射して溶接を行なう
ことができるので、突合せ間隙が従来より大きくとれ、
被溶接物端部の仕上げが不要で溶接部突合せ間隙を狭い
範囲に押えるための治具が要らないレーザ溶接機を得る
ことができる。
第１図は従来のレーザビーム溶接機の構成図。
第２図は従来のレーザ溶接機の特性図、第３図は本発明
のレーザ溶接機の一実施例を示す構成図。 第４図、第５図、第６図は本発明の一実施例を示す要部
詳細図、第７図は本発明のレーザ溶接機の特性図、第８
図は本発明の他の実施例を示す構成図である。 １・・・レーザ発振器 ３・・・レーザ光４・・・集光
レンズ ５・・・被加工物６・・・半透過ミラー １２・・・ギャップ検出センサ （７３１７）代理人 弁理士 則 近 惹 佑（ほか 第１図 第２図 ７ ２ ３ ４ ．５ ６Ｉｎ、ｎ 末院４（ｒ〕 第３図 ！ 第４図 第６図
のレーザ溶接機の一実施例を示す構成図。 第４図、第５図、第６図は本発明の一実施例を示す要部
詳細図、第７図は本発明のレーザ溶接機の特性図、第８
図は本発明の他の実施例を示す構成図である。 １・・・レーザ発振器 ３・・・レーザ光４・・・集光
レンズ ５・・・被加工物６・・・半透過ミラー １２・・・ギャップ検出センサ （７３１７）代理人 弁理士 則 近 惹 佑（ほか 第１図 第２図 ７ ２ ３ ４ ．５ ６Ｉｎ、ｎ 末院４（ｒ〕 第３図 ！ 第４図 第６図
Claims (1)
- レーザ発振器から伝送されたレーザ光を分割しそれぞれ
集光して被溶接物の突合せ部を照射し溶接するレーザ溶
接機において、前記突合せ部に設けられた前記突合せ部
の間隔を検出するセンサと、このセンサの信号により前
記集光レンズの照射位置を０１ｊ記突合せ部の端面し補
正する補正装置とよりなることを特徴とするレーザ溶接
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59054157A JPS60199585A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | レ−ザ溶接機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59054157A JPS60199585A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | レ−ザ溶接機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60199585A true JPS60199585A (ja) | 1985-10-09 |
Family
ID=12962708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59054157A Pending JPS60199585A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | レ−ザ溶接機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60199585A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62254991A (ja) * | 1986-04-22 | 1987-11-06 | ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン | レ−ザ溶接法及び装置 |
| JPS6397386A (ja) * | 1986-10-11 | 1988-04-28 | Nikon Corp | レ−ザ加工装置 |
| FR2755048A1 (fr) * | 1996-10-31 | 1998-04-30 | Renault Automation | Dispositif de soudage par faisceau laser |
| EP0771606A3 (de) * | 1995-11-04 | 1998-06-03 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Strahlschweissverfahren mit Kantenverrundung |
| EP0860230A1 (fr) * | 1997-02-19 | 1998-08-26 | Lasag Ag | Dispositif d'usinage laser, notamment pour l'usinage de bielles |
| WO1998039136A1 (en) * | 1997-03-06 | 1998-09-11 | Automated Welding Systems Inc. | Multiple beam laser welding apparatus |
| WO1998051442A1 (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Fraunhofer Usa Resource Center | Dual intensity multi-beam welding system |
| US5893989A (en) * | 1997-02-19 | 1999-04-13 | Lasag Ag | Laser machining device, in particular for machining track rods |
| WO2000000320A1 (en) * | 1998-06-29 | 2000-01-06 | Automated Welding Systems Incorporated | Method of laser welding tailored blanks |
| WO2010119173A1 (en) | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Outokumpu Oyj | Method for performing laser welding |
| US20110095003A1 (en) * | 2009-10-27 | 2011-04-28 | Panasonic Corporation | Fusion welding method and fusion welding apparatus |
-
1984
- 1984-03-23 JP JP59054157A patent/JPS60199585A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1052052A1 (en) * | 1997-03-06 | 2000-11-15 | Automated Welding Systems Inc. | Multiple beam laser welding apparatus |
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| GB2354196A (en) * | 1998-06-29 | 2001-03-21 | Automated Welding Systems Inc | Method of laser welding tailored banks |
| WO2010119173A1 (en) | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Outokumpu Oyj | Method for performing laser welding |
| US20110095003A1 (en) * | 2009-10-27 | 2011-04-28 | Panasonic Corporation | Fusion welding method and fusion welding apparatus |
| US8487211B2 (en) * | 2009-10-27 | 2013-07-16 | Panasonic Corporation | Method and apparatus for using multiple laser beams to weld members that are separated by a gap |
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