JPS608916B2 - レ−ザとミグを併用した溶接法 - Google Patents

レ−ザとミグを併用した溶接法

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JPS608916B2
JPS608916B2 JP57175883A JP17588382A JPS608916B2 JP S608916 B2 JPS608916 B2 JP S608916B2 JP 57175883 A JP57175883 A JP 57175883A JP 17588382 A JP17588382 A JP 17588382A JP S608916 B2 JPS608916 B2 JP S608916B2
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    • B23K26/21—Bonding by welding
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Description

【発明の詳細な説明】 第１図はミグ溶液の概要を示したものである。
ワィャーと母村３との間でアークを発生させ、溶接部の
酸化を防止するため不活性ガスでシールドしながら、母
材３及びワイャーを溶隅させ、ワイ／／ャーの溶融につ
れて、それに見合うようにワイヤーを自動的に供給する
。この際、紐粒化された溶滴の衝撃力とプラズマ気流に
より溶け込みＰＭを生ずる。
第２図はしーザ単独による溶接を示したものである。レ
ーザ光線４をレンズ５でいまり、母村３の表面近くに焦
点を作るようにあて、母村３を溶隔ごせて溶接するもの
で、溶け込みＰしを生ずる。厚板を熔接するには溶接部
の溶け込みを深くしなければならないが、レーザ単独で
溶け込みを深くするには、レーザの容量を大きくしなけ
ればならず、レーザ価格の高騰を招くことになる。本発
明は溶接装置の価格の増大を招くことなく、厚板の溶接
を可能にするレーザとミグを併用する熔接方法の開発に
かかわるものである。つまり、第３図に示すように、ミ
グ溶液により生じた溶け込みＰＭの底面近くにレーザの
焦点位置を選び、ミグの溶け込みＰＭにレーザによる溶
け込みＰＬが加わるようにし、全体としての溶け込みが
ＰＭ＋Ｐしになるようにし、深溶け込みを得る方法であ
る。このさし、、ミグ溶液による溶け込み底にレーザを
合わめせ、ミグ溶液のノズルにレーザが当らないように
するには、ミグ溶液のワイヤ先端位置としーザの照射位
置を調整しなければならず、ワイヤ軸線又はしーザ光線
のどちらかを垂直軸に対し、１５０〜３００傾けねばな
らないかワイヤ軸を傾ける方が容易であり実際的である
。ミグ溶液は仮りに３００Ａを使用し、レーザは５ｋＷ
を使用すれば、３００Ａのミグ溶液機の価格は５ｋＷレ
ーザの１／１００くらいにしかならす、溶接装置全体と
しての価格はしーザ単独の場合とほとんど変わらないの
である。ミグ溶接では多量のワイヤ１を溶隔させるので
、母材３に開先をとり、この開先を容着金属で埋めるよ
うにすれば、さらに溶け込みを深くすることも可能であ
る。第４図はこの状況を示したもので、開先の深さをＰ
ｈとすれば、全体としての溶け込みはＰｈ十ＰＭ十ＰＬ
となる。
ただ、この場合ＰＭ＜ＰＭとなるが、Ｐｈ＋ＰＭ＞ＰＭ
であり、溶け込みは増大する。第５図は継手に開先をと
り、このレーザとミグを併用する溶接法を詳述するため
の説明図である。
いま、ミグトーチ１０及びレーザ光線４は矢印の方向に
同時に移動するものとする。ミグトーチ１０及びレーザ
光線４を固定し、母材３を移動させ溶接する場合はこの
矢印と反対方向になることはいうまでもない。直流定電
圧ァーク熔接機６の一端を母材３に、他端をミグトーチ
ー０１こ接続する。ミグ熔接はワィャーと母材３との間
でアークを発生させ、ワイヤ１及び母材３を溶かし、ワ
イヤ１の溶隔する速度に合わせて、ワイヤ送給用ピンチ
ロール７を直流モー夕８で駆動させ、ワイヤ１を連続的
に送給して行う。ここで、ミグ熔接といっているのは、
シールドガス９として炭酸ガスや、炭酸ガスとアルゴン
、炭酸ガスとヘリウム、ヘリウムとアルゴン等の混合ガ
スを使用する場合も含んでいるが、レーザ溶接において
ヘリウムガスが最もすぐれているので、ミクー溶接も主
としてヘリウムとかヘリウムと酸素の混合ガスを使用す
ることが多い。母材３は熔滴の落下時の衝撃力やプラズ
マ気流によって深く溶け込み、クレ−夕と称する溶隔金
属の押出された堀込みを生ずる。そこで、この堀込みの
底面の近くにレーザ光線が焦点を結ぶようにレーザ光線
の位置をさめるのである。レーザ光線の焦点位置が多少
変化すると溶け込み深さが変化することはよく知られて
いるとおりであり、クレー夕の底面近くに焦点を結ぶよ
うにすると、溶け込みは最大になる。この位置になるよ
うにレーザ４とミグトーチ１０を一体化して溶接するの
である。ミグ溶接では多量のワイヤを溶融させる。
このため、溶け込みを深くさせる開先をとっても、これ
を溶着金属で埋めることができるのである。さらに溶接
ビードの酸化を防止するため、トレーサノズルを使用す
ることもある。この場合は安価なガスでよく、軟鋼では
炭酸ガス、ステンレス鋼では窒素とか、窒素と水素の混
合ガス等が採用される。第６図は軟鋼を溶接した場合の
溶接速度と溶け込み深さの関係を示したもので、図中１
は５ｋＷレーザ単独で溶接したもの、２は開先をとらな
いで５ｋＷレーザと３００Ａミグ熔接を併用したもの、
３は開先をとり５ｋＷレーザと３００Ａミグ溶接を併用
したものである。
この結果からもしーザ単独で熔接するより、レーザとミ
グを併用した方が溶け込みの深くなることがわかる。高
価なしーザに安価なミグ溶接を併用することにより、溶
接装置としての価格はしーザ単独の場合とあまり変らず
に、深溶け込みが得られる。これは溶け込み一定の条件
では高速溶液が可能なことを意味している。レーザとミ
グを併用する場合、レーザの前方にミグトーチを設置し
ても同様の効果は得られるが、いうまでもなく、トレー
サノズルはミグトーチよりはずし、別瞳しなければなら
ない。ミクー溶接によるクレー夕の底面にレーザを当て
深溶け込みを得る場合、レーザとミグトーチの相対的位
置は、溶援速度が変ったり、ミグ溶接の電流が変ったり
すると、その都度変えねばならない。単一熔接作業をく
り返す場合は、その相対位置は一度セットすれば変える
必要はないが、多種少量の品物を熔接するときは、その
都度、この相対位置を変えねばならない煩わしさがある
。この場合、溶け込みを多少犠牲にするつもりであれば
、開先をとった継手をレーザ溶接し、その溶隔金属が凝
固しない中か、あるいは高温の中にミグ溶接するように
、レーザとミグトーチの間隔をとるのがよい。この方法
によれば、その相対位置はかなり変化しても満足な溶部
が得られるのである。ふつうミグ溶接では継手の開先角
度は６００が選ばれる。
これはこの角度をこれ以上小さくするとルート部の溶け
込みが不良となるためである。しかし、更に小さくとり
、４５０でも可能であるが、溶け込みをよくするにはア
ーク電圧を低くとらねばならず、ビード外観は凸型にな
る。レーザ溶接したあと、熔隔金属がまだ凝固しない中
、あるいは凝固したとしても高温中に溶接すれば、ルー
ト部は十分子熱されているため溶け込み不良となること
はない。このため、開先は６０ｏにしなくてもよく、３
５０〜５００でも良好な溶接部が得られる。ビード外観
が多少凸型になるのを許容するならば、２００〜３５０
でもよい。この開先角度を４・さくできることは、それ
だけ開先を埋める金属が少なくともよいことになり、開
先を深くとることができ溶け込みを深くすることができ
る。以上のような方法によれば、レーザの出力を大にし
、レーザ価格の高騰を招くことなく、安価な熔接装置で
出力大なるレーザと同じような溶け込み、あるいは溶接
速度を得ることができ、この方法により益するところ、
きわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第１図はミグ熔接及びその溶け込み状況を示す概略図、
第２図はしーザ熔接及び溶け込み状況を示す概略図、第
３図はしーザ及びミグを併用した場合の溶け込み状況、
第４図は開先をとり、レーザ及びミグを併用した場合の
溶け込み状況、第５図は関先をとり、レーザ及びミグを
併した場合の詳細図、第６図は溶接速度と溶け込みとの
関係を示したもので、１は５ｋＷレーザ単独、２は関先
をとらず５ｋＷレーザ及び３００Ａミグ併用溶接、３は
開先をとり５ｋＷレーザ及び３００Ａミグ併用溶接した
場合のものである。 １：ワイヤ、３：母材、４：レーザ光線、６：電圧直流
ァーク溶接機、１０：ミグトーチ。 稀１の群２１幻 客１ ３ 図 稀斗斑 菊ざ図 あら図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ミグ溶接で母材を溶隔させ、溶滴の衝撃力及びプラ
    ズマ気流により深く堀込んだクレータの底面近くにレー
    ザ光線の焦点位置を合わせ得るよう、ミグ溶接のワイヤ
    先端とレーザ光線の位置を調整し、深溶け込みの溶接を
    行うレーザとミグを併用した溶接法。 ２ ミグ溶接による溶着金属で埋まるだけの開先を母材
    の突き合わせ部にとり、この開先角度を５０°以下にと
    り、レーザの焦点位置をこの開先部のルート近くに合わ
    せ、レーザで溶隔させた溶隔金属がまだ凝固しない中、
    又は高温中にミグ溶接するようにミグトーチとの間隔を
    とり、ルート部の溶け込みを完全にし、かつ深溶け込み
    を得るレーザとミグを併用した溶接法。
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