JPS609595A - レ−ザ溶接方法および装置 - Google Patents
レ−ザ溶接方法および装置Info
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- JPS609595A JPS609595A JP58117959A JP11795983A JPS609595A JP S609595 A JPS609595 A JP S609595A JP 58117959 A JP58117959 A JP 58117959A JP 11795983 A JP11795983 A JP 11795983A JP S609595 A JPS609595 A JP S609595A
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- Japan
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- gas
- carbon dioxide
- nozzle
- laser beam
- laser
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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
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
-
- 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
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- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/147—Features outside the nozzle for feeding the fluid stream towards the workpiece
-
- 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
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- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
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】
〔発明の技術分野〕
本発明はレーザ溶接方法およびこの方法を実施するため
のレーザ溶接装置に関する。
のレーザ溶接装置に関する。
従来、高密度エネルギーを有するレーザ溶接においては
、レーザ発振装置とノズルとを有するレーザ溶接装置が
使用されている。このレーザ溶接装置におけるノズル１
は、第１図に示すように円節形状を有するとともに下方
部分を下端部の径が小径となるようにテーバ状に形成さ
れたノズル本体２と、このノズル本体２の内部に配置さ
れるレーザ集光レンズ３と、上記ノズル本体２の側面で
あって上記レーザ集光レンズ３より下方に設けられたガ
ス吹込口４とから構成されている。
、レーザ発振装置とノズルとを有するレーザ溶接装置が
使用されている。このレーザ溶接装置におけるノズル１
は、第１図に示すように円節形状を有するとともに下方
部分を下端部の径が小径となるようにテーバ状に形成さ
れたノズル本体２と、このノズル本体２の内部に配置さ
れるレーザ集光レンズ３と、上記ノズル本体２の側面で
あって上記レーザ集光レンズ３より下方に設けられたガ
ス吹込口４とから構成されている。
上記のようなレーザ溶接装置によシ溶接を行なう場合は
、図示しなめレーザ発振装置から発せられたレーザ光５
を、Ｖ−ザ集光レンズ８により集光して被加工物６に照
射するようになさハるとともに、溶接時のシールドガス
を、ガス吹込口４から吹き込み、ノズル本体２の内部を
通った後ノズル本体２の下方開口部から被加工物６に送
られるようになされている。このとき、上記シールドガ
スはレーザ集光レンズ３の保護ガスとしても機能するも
のである。
、図示しなめレーザ発振装置から発せられたレーザ光５
を、Ｖ−ザ集光レンズ８により集光して被加工物６に照
射するようになさハるとともに、溶接時のシールドガス
を、ガス吹込口４から吹き込み、ノズル本体２の内部を
通った後ノズル本体２の下方開口部から被加工物６に送
られるようになされている。このとき、上記シールドガ
スはレーザ集光レンズ３の保護ガスとしても機能するも
のである。
上記のよ４フなレーザ溶接においては１通常、シールド
ガスとしてＨｅやＡｒ等の不活性ガヌが使用されている
が、不活性ガスでは、ポロシティ等の溶接欠陥が牛じゃ
すく、溶接継手の強度あるいｌ′ｉ信頼性の点で問題が
あるばかりでなく、ピード表面の幅が大きくなり、溶接
歪が発生しやすいという欠点を有している。さらに、Ｈ
ｅ、Ａｒ等の不活性ガスは高価であるため、レーザ溶接
のランニングコヌトが高くなってしまうという欠点をも
有している。
ガスとしてＨｅやＡｒ等の不活性ガヌが使用されている
が、不活性ガスでは、ポロシティ等の溶接欠陥が牛じゃ
すく、溶接継手の強度あるいｌ′ｉ信頼性の点で問題が
あるばかりでなく、ピード表面の幅が大きくなり、溶接
歪が発生しやすいという欠点を有している。さらに、Ｈ
ｅ、Ａｒ等の不活性ガスは高価であるため、レーザ溶接
のランニングコヌトが高くなってしまうという欠点をも
有している。
また、シールドガフとして窒素ガフや炭酸ガスを使用し
た場合は、ランニングコヌトの面については低減を図る
ことができるが、窒素ガヌでは、溶接金属の冶金的性質
の劣化が生じ、溶接欠陥が生じやすいという欠点を有し
ている。さらに、炭酸ガスを使用することにより溶接欠
陥は減少するが、炭酸ガスがノズル１の内部を通過する
ため、炭酸ガスのよりな８原子分子を有するガヌばその
性質上レーザ光を吸収してしまうという欠点を有してい
る。その結果、十分なパワー密度を持ったＶ−ザ光が被
加工物６に到達せず、適正な溶接を行なうことができな
いという問題が生じてしまう。
た場合は、ランニングコヌトの面については低減を図る
ことができるが、窒素ガヌでは、溶接金属の冶金的性質
の劣化が生じ、溶接欠陥が生じやすいという欠点を有し
ている。さらに、炭酸ガスを使用することにより溶接欠
陥は減少するが、炭酸ガスがノズル１の内部を通過する
ため、炭酸ガスのよりな８原子分子を有するガヌばその
性質上レーザ光を吸収してしまうという欠点を有してい
る。その結果、十分なパワー密度を持ったＶ−ザ光が被
加工物６に到達せず、適正な溶接を行なうことができな
いという問題が生じてしまう。
本発明は上記欠点に鑑みてなされたもので、溶接欠陥の
発生を防止するとともに安価な溶接を行なうことのでき
るレーザ溶接方法および装置を提供することを目的とす
るものである。
発生を防止するとともに安価な溶接を行なうことのでき
るレーザ溶接方法および装置を提供することを目的とす
るものである。
上記目的を達成するため本発明に係るレーザ溶接方法は
、シールドガスとして炭酸ガヌを用い、この炭Ｉ白ガヌ
をレーザ光の光路に流さずに上記レーザ光の妨点位置に
吹き出すとともに、集光レンズと被加工物との間に上記
レーザ光の光路とほぼ直交する方向にこのレーザ光を横
切るように高速ガスを噴出することをその特徴としてお
り１本発明に係るレーザ溶接装置ｆｆｆは、ノズルの先
端部外周側にレーザ光の焦点位置方向へシールドガスと
しての炭酸ガスを吹き出すように開口するシールドガス
吹出口を設け、上記ノズルの上記集光レンズより先端部
分の周面に高速ガス吹込口を設けるとともにこの高速ガ
ス吹込口の直径方向対向位置に高速ガス排出口を設けた
ことをその特徴としている。
、シールドガスとして炭酸ガヌを用い、この炭Ｉ白ガヌ
をレーザ光の光路に流さずに上記レーザ光の妨点位置に
吹き出すとともに、集光レンズと被加工物との間に上記
レーザ光の光路とほぼ直交する方向にこのレーザ光を横
切るように高速ガスを噴出することをその特徴としてお
り１本発明に係るレーザ溶接装置ｆｆｆは、ノズルの先
端部外周側にレーザ光の焦点位置方向へシールドガスと
しての炭酸ガスを吹き出すように開口するシールドガス
吹出口を設け、上記ノズルの上記集光レンズより先端部
分の周面に高速ガス吹込口を設けるとともにこの高速ガ
ス吹込口の直径方向対向位置に高速ガス排出口を設けた
ことをその特徴としている。
以下、本発明の実／（ｉ例を第２図乃至第５図を参照し
て１説明し、第１図と同一部分には同一符号を４１して
その説明を省略する。
て１説明し、第１図と同一部分には同一符号を４１して
その説明を省略する。
第２図は本発明に係るレーザ溶接装置のノズル部分の一
実施例を示したもので、このノズルはノズル本体２の下
方周面に高速ガス吹込ロアが設けられるとともに、この
高速ガヌ吹込ロアの直径方向対向位置に高速ガス排出口
８が設けられており、ノズル本体２の下唱外周面には、
中空の環状を有するとともに下面に棲数の孔部９，９・
・団・を穿設してなるシールドガス吹出口１０が一体に
設けられている。
実施例を示したもので、このノズルはノズル本体２の下
方周面に高速ガス吹込ロアが設けられるとともに、この
高速ガヌ吹込ロアの直径方向対向位置に高速ガス排出口
８が設けられており、ノズル本体２の下唱外周面には、
中空の環状を有するとともに下面に棲数の孔部９，９・
・団・を穿設してなるシールドガス吹出口１０が一体に
設けられている。
上記ノズルを有するＶ−ザ溶接装置を用いたレーザ溶接
方法を以下に説明する。
方法を以下に説明する。
図示しないレーザ発振装置かＬ−）発生されたレーザ光
を、ノズルｌの集光レンズ８により′＃″＝束させ被加
工物６に照射するとともに、ノズルｌのシールドガス吹
出口１０から被加工物６に向かって炭酸ガヌを吹き出し
てシールドを行ない溶接を行なう。
を、ノズルｌの集光レンズ８により′＃″＝束させ被加
工物６に照射するとともに、ノズルｌのシールドガス吹
出口１０から被加工物６に向かって炭酸ガヌを吹き出し
てシールドを行ない溶接を行なう。
さらに、ノズル１の高速ガヌ吹込ロアから高速ガス排出
口８に向かって、レーザ光５の光路とほぼ直交する方向
にこのレーザ光５を横切るように高速ガスを噴出する。
口８に向かって、レーザ光５の光路とほぼ直交する方向
にこのレーザ光５を横切るように高速ガスを噴出する。
そのため、この高速ガスにょり集光Ｖンズ３とノズルｌ
の先端との間にエアカーテンが形成される。
の先端との間にエアカーテンが形成される。
したがって、シールドガスとして炭酸ガスを使用するた
め溶接欠陥が大幅に減少し、かつ、ノズル本体２の内部
を炭酸ガスが流れることがないので、炭酸ガスによるＶ
−ザ光の吸収がなく、適正な溶接を行なうことができる
。さらに、レーザ溶接時に被加工物６の溶融金属が一部
飛散してノズル本体２内に侵入することがあるが、上記
高速ガスによるエアカーテンにより集光レンズ３に損傷
を与えることを防ぐことができる。
め溶接欠陥が大幅に減少し、かつ、ノズル本体２の内部
を炭酸ガスが流れることがないので、炭酸ガスによるＶ
−ザ光の吸収がなく、適正な溶接を行なうことができる
。さらに、レーザ溶接時に被加工物６の溶融金属が一部
飛散してノズル本体２内に侵入することがあるが、上記
高速ガスによるエアカーテンにより集光レンズ３に損傷
を与えることを防ぐことができる。
第４図はＶ−ザ出力４ＫＷ、溶接速度０．５〜５．０ｍ
／ｍｉｎという溶接条件において、本実施例のレーザ溶
接と、シールドガスとしてＨｅガスを使用した従来のＶ
−ザ溶接とのＸ線透過試験によるポロシティ数を比較し
たもので、これによれは本実１ｉｊｌｉ例の場合はいず
れの溶接速度においてもポロシティ数の極めて少ない良
好な溶接部を得られることを示している。また、本実Ｍ
Ｉｉ例においては溶接部表面のビード幅が、従来のＨｅ
ガヌ使用時に対して約【Ｏ係、Ａｒガス使用時に対し
て約２０係狭くなるという実、験結果を得た。そのため
、溶接変形をも有効に防止することが可能となる。
／ｍｉｎという溶接条件において、本実施例のレーザ溶
接と、シールドガスとしてＨｅガスを使用した従来のＶ
−ザ溶接とのＸ線透過試験によるポロシティ数を比較し
たもので、これによれは本実１ｉｊｌｉ例の場合はいず
れの溶接速度においてもポロシティ数の極めて少ない良
好な溶接部を得られることを示している。また、本実Ｍ
Ｉｉ例においては溶接部表面のビード幅が、従来のＨｅ
ガヌ使用時に対して約【Ｏ係、Ａｒガス使用時に対し
て約２０係狭くなるという実、験結果を得た。そのため
、溶接変形をも有効に防止することが可能となる。
また、第５図は本発明の他の実施例を示したもので、ノ
ズル本体２の下端周・縁部には、レーザ光の焦点位置に
シールドガスを吹き出すように配向されたシールドガス
吹出口１０が設けられておシ、その他の部分は上記実施
例と同様である。
ズル本体２の下端周・縁部には、レーザ光の焦点位置に
シールドガスを吹き出すように配向されたシールドガス
吹出口１０が設けられておシ、その他の部分は上記実施
例と同様である。
本実施例におけるノズルを使用した場合も、シールドガ
ス吹出口１０から炭酸ガスを吹き出すとともにＶ−ザ光
を照射してレーザ浴接を行ない、高速ガス吹込ロアから
高速ガス排出口８へ高速ガスをレーザ光の光路を横切る
ように流すものであり。
ス吹出口１０から炭酸ガスを吹き出すとともにＶ−ザ光
を照射してレーザ浴接を行ない、高速ガス吹込ロアから
高速ガス排出口８へ高速ガスをレーザ光の光路を横切る
ように流すものであり。
上記実施例と同様に溶接欠陥の少ない溶接部を得ること
ができ、しかも集光レンズ８の損傷を防ぐことが可能と
なる。
ができ、しかも集光レンズ８の損傷を防ぐことが可能と
なる。
以上述べたように本発明においては、シールドガスとし
て炭酸ガスを用い、この炭酸ガスをレーザ光の光路に流
さずにこのレーザ光の焦点位置に吹き出すようにしたの
で、溶接欠陥の極めて少ない溶接を行なうことができ、
かつ、炭酸ガスによるレーザ光の吸収が防止され、高密
度なＶ−ザ光による溶接を行なうことができる。しかも
、集光Ｖンズと被加工物とのｍｌにレーザ光の光路とほ
ぼ直光する方向に高速ガスを噴出するようにしたので、
溶接時に飛散する溶融金属が上記高速ガスによ袋形成さ
れるエアカーテンで押ら才し、集光レンズの４４傷を有
効に防止することができる。さらに、シールドガスとし
て炭酸ガスを使用することにより２例えばＨｅガヌ使用
時に比較してＩＡＯ１Ａｒガ２１史用１１、欝に比較し
てｌ／４ｏ のランニングコヌトの大幅な低減を図るこ
とが可能となる。
て炭酸ガスを用い、この炭酸ガスをレーザ光の光路に流
さずにこのレーザ光の焦点位置に吹き出すようにしたの
で、溶接欠陥の極めて少ない溶接を行なうことができ、
かつ、炭酸ガスによるレーザ光の吸収が防止され、高密
度なＶ−ザ光による溶接を行なうことができる。しかも
、集光Ｖンズと被加工物とのｍｌにレーザ光の光路とほ
ぼ直光する方向に高速ガスを噴出するようにしたので、
溶接時に飛散する溶融金属が上記高速ガスによ袋形成さ
れるエアカーテンで押ら才し、集光レンズの４４傷を有
効に防止することができる。さらに、シールドガスとし
て炭酸ガスを使用することにより２例えばＨｅガヌ使用
時に比較してＩＡＯ１Ａｒガ２１史用１１、欝に比較し
てｌ／４ｏ のランニングコヌトの大幅な低減を図るこ
とが可能となる。
また、ノズルの先端部外周側にレーザ光の焦点位置方向
へ開口するシールドガス吹出口を設けるよ′）にすれば
、ノズル内部を炭酸ガヌが流れないので、炭（Ｉｑガヌ
によるレーザ光の吸収を有効に防止することができる専
権々の効果を奏する。
へ開口するシールドガス吹出口を設けるよ′）にすれば
、ノズル内部を炭酸ガヌが流れないので、炭（Ｉｑガヌ
によるレーザ光の吸収を有効に防止することができる専
権々の効果を奏する。
第１図は従来のレーザ溶接装置のノズルを示す縦断面図
、第２図は本発明のノズル部分の一実施例な示す縦断面
図、第３図は第２図のシールドガス吹出口部分の底面図
、第４図はポロシティの発生数と溶接速度との関係図、
８５図は本発明のノズル部分の他の実施例を示す縦断面
図である。 １・・・ノズル、２・・・ノズル本体％３・・・集光レ
ンズ、４・・・ガス吹人口、５・・・レーザ光、６・・
・被加工物、７・・・高速ガス吹入口、８・・・高速ガ
ス排出口、９・・・孔部、１０・・・シールドガス吹出
口。 出願人代理人 猪 股 清 第１図 第２図 第４図 第５図
、第２図は本発明のノズル部分の一実施例な示す縦断面
図、第３図は第２図のシールドガス吹出口部分の底面図
、第４図はポロシティの発生数と溶接速度との関係図、
８５図は本発明のノズル部分の他の実施例を示す縦断面
図である。 １・・・ノズル、２・・・ノズル本体％３・・・集光レ
ンズ、４・・・ガス吹人口、５・・・レーザ光、６・・
・被加工物、７・・・高速ガス吹入口、８・・・高速ガ
ス排出口、９・・・孔部、１０・・・シールドガス吹出
口。 出願人代理人 猪 股 清 第１図 第２図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ｖｌ、加工物にシールドガスを吹き出すとともに。 集光レンズにより集束されたレーザ光を照射して溶接を
行なうレーザ溶接方法において、上記シールドガスとし
て炭酸ガスを用い、この炭酸ガスを上記レーザ光の光路
に流さずに上記レーザ光の焦点位置に吹き出すとともに
、上記集光レンズと上記被加工物との…１に上記レーザ
光の光路とほぼ直交する方向にこのレーザ光を横切るよ
うに高速ガスを噴出することを特徴とするレーザ溶接方
法。 ２）レーザ発振装置と、この装置により発生されるレー
ザ光を集束させる集光レンズが内設されたノズルとを有
するレーザ溶接装置において、上記ノズルの先端部外周
側に上記レーザ光の焦点位置方向へシールドガスとして
の炭酸ガスを吹き出すように開口するシールドガス吹出
口を設け、上記ノズルの上記集光レンズより先端部分の
周面に高速ガス吹込口を設けるとともにこの高速ガス吹
込口の直径方向対向位置に高速ガス排出口を設けたこと
を特徴とするレーザ溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117959A JPS609595A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | レ−ザ溶接方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117959A JPS609595A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | レ−ザ溶接方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS609595A true JPS609595A (ja) | 1985-01-18 |
Family
ID=14724480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58117959A Pending JPS609595A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | レ−ザ溶接方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609595A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61229491A (ja) * | 1985-04-03 | 1986-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ溶接用加工ヘツド |
| JPS63164701U (ja) * | 1987-04-16 | 1988-10-27 | ||
| JPH04293539A (ja) * | 1991-03-25 | 1992-10-19 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ガス体への光照射方法 |
| CN102069304A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-05-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于激光焊接的保护装置 |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58117959A patent/JPS609595A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61229491A (ja) * | 1985-04-03 | 1986-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ溶接用加工ヘツド |
| JPH042353B2 (ja) * | 1985-04-03 | 1992-01-17 | ||
| JPS63164701U (ja) * | 1987-04-16 | 1988-10-27 | ||
| JPH04293539A (ja) * | 1991-03-25 | 1992-10-19 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ガス体への光照射方法 |
| CN102069304A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-05-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于激光焊接的保护装置 |
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