JPS61111792A - レ−ザ溶接による仮付け溶接法 - Google Patents

レ−ザ溶接による仮付け溶接法

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JPS61111792A
JPS61111792A JP59233320A JP23332084A JPS61111792A JP S61111792 A JPS61111792 A JP S61111792A JP 59233320 A JP59233320 A JP 59233320A JP 23332084 A JP23332084 A JP 23332084A JP S61111792 A JPS61111792 A JP S61111792A
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JP
Japan
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welding
tack
bead
laser beam
laser
Prior art date
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Application number
JP59233320A
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English (en)
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JPS6365435B2 (ja
Inventor
Fumimaru Kawabata
文丸 川端
Toshiya Matsuyama
松山 隼也
Noboru Nishiyama
昇 西山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は、鋼板、オープンパイプの縦シーム部等を溶接
するにあたり、什−]二げ溶接(本溶接)に先立って実
施されるレーザ溶接による仮付溶接法に関する。
[従来の技術] 現在、仕−ヒげ溶接に先立つ仮イ・1溶接法として、手
溶接、半自動溶接、特殊な場合には自動MTGあるいは
CO2溶接等の溶接法が採用されている。本発明者等は
、これら従来の仮イ・1溶接法が什−1−げ溶接にグー
える悪影響を指摘し、これを解決する方法として先に特
願昭59−85882においてレーザ溶接を用いた溶接
法を提案している。
ここで、仮伺溶接法は、下記の条件を具備する必要があ
る。
(a)本溶接に先立ち被溶接物を所定の位置に変形なく
固定し、本溶接中もこの状態を維持すること。
(b)本溶接により、仮付ビードを完全に溶融可能とす
ること。
(C)仮付ビードに起因する欠陥を本溶接部に対し生じ
させないこと。
1−記(a)の条件を満足させるには十分な仮付強度と
溶接による熱変形が生じにくい溶接法を採用する必要が
あり、レーザ溶接は大気中で容易にこの条件を実現する
点で好適である。、上記(b)の条件を満足するには仮
付ビードが極小であることが好ましく、全長板付ないし
は点仮付のいずれでも、1/−ザ溶接は通常のアーク溶
接に比し、仮付ビードを極小化できる点で好適である。
上記(c)の条件に関しては、第3図に示すように、仮
付ビードの反対側の面に本溶接を施す時、両者のラップ
が得られない場合に、本溶接と仮付溶接との未融合部の
気体が熱膨張して生ずるブローホールが代表的な欠陥と
してあげられる。なお、第3図において、lは被溶接材
、2は突合せ面、3は正常な仮付ビード、3Aは溶接線
から外れた仮付ビード、4は本溶接ビード、5はブロー
ホール、alは正常な仮付溶接における未溶融部、a2
は溶接線から外れた板付溶接における未溶融部、bは仮
付溶接と本溶接間の未溶融部である。
[発明が解決しようとする問題点1 すなわち、レーザ溶接のレーザビーム直径は、通常のア
ーク溶接に比し極めて微小であるため、(1)溶接線の
追従精度に高度な技術が要求されること、(2)溶接線
の開先間隙許容度が極めて小さいこと、なる問題点を有
し、簡便な溶接法とはいえない。
すなわち、上記第1の溶接線への追従精1■は、レーザ
溶接ビーム幅が0.5〜1III11と狭いので、溶接
線の全線にわたって±0.2mm以下の精度が要求され
る。この溶接線への倣いが確実に行なわれない場合には
、前記第3図に示したように仮付ビード3.3Aの開先
突合せ面2における溶込みが変動してブローホール5を
生じ、本溶接の欠陥として残留してしまう。また、上記
第2の溶接線開先間隙許容度も被溶接物の厚みの10%
以下が好ましいことが経験的に知られており、この条件
はかなり厳しく、これを満足しようとすれば突合せ部の
加lニ精度の向1−1突合せ治具の精度向上等を必要と
する。
本発明は、溶接線に対する高い追従精度を必要とするこ
となく、また溶接線の開先間隙許容度を大とすることが
可能なレーザ溶接による板付溶接状を提供することを目
的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明に係るレーザ溶接による仮付溶接法は、レーザビ
ームを溶接線に直交する方向にオシレート動作させると
ともに、溶接線上に形成される仮付部の間隔をそのビー
ド幅以上に設定して仮付溶接するようにしたものである
[作 用1 本発明によれば、仮付部の間隔をビード幅以上に設定す
ることによ番1、板付溶接の溶接線に沿う長手力向長さ
を極限まで短くすることが可能となり、溶接線に対する
追従精度を高くする必要を排除することが可能となる。
また、レーザビームを溶接線に直交する方υ:にオシレ
ート動作させることにより、レーザビームが開先間隙を
横切る溶接を行なうこととなり、溶接線の開先間隙許容
度を大とすることが可能となる。
[実施例] 本発明者等は、実験の結果、レーザ溶接を適用して板付
溶接の長手力向長さを極めて短<:(5mm以下)その
間隔を仮イ1ビード幅以上とすることにより、ブローホ
ールの発生が防II―可能となることを見いだした。す
なわち、第1図、第2図に示すように、被溶接材を11
、突合せ面を12、仮伺ビードを13とする時、高エネ
ルギ密度のレーザビーム14を溶接線15にW1交する
方向へ、溶接線15の左右にオシレート動作させながら
溶接することにより、長手方向に極めて短い仮付ビード
13が得られることを見いだした。また、その間隔はオ
シレート幅とオシレート時間の適正な設定により、ビー
ド幅の2倍以上で溶接できることを見いだした。なお、
オシレート動作に伴なって、ルート部の近傍に不必要と
思われる仮付溶接部が残存する場合も考えられるが、こ
れは第1図に示すような銅製の遮蔽板16を配置するこ
とにより、容易に回避可能である。
次に、本発明において、開先間隙(ルート間隔)の許容
度が大となる理由を説明する。通常の溶接は溶接線に沿
ってなされるが、この時溶接線の間隙は当然のことなが
ら溶接線に沿って形成される。第4図(a)のように、
本来、溶接点17では1)11方金属を溶融し、後方へ
押しやられる溶接金属18により仮付ビード13を形成
する。しかしながら、第4図(b)に示すように、前方
に間隙がある場合には、溶接金属18の補充が極端に不
足してしまい、仮付ビード13の凹み20あるいはさら
に間隙が広い場合にはレーザビーム14の通過を生じて
しまう。したがって、これを防止するには、間隙が多少
あっても必ず溶接点17の前方に存在する状態を作り出
してやればよい。本発明では、第5図に示すように、レ
ーザビーム14によって、間隙が生ずる開光線を横切る
溶接を行ない、レーザ溶接の欠点とされる間隙許容度の
狭さを溶接線15に沿う溶接に比し拡大することを可能
とした。なお、第4図(a)の12Aは間隙のない突合
せ面を示し、第4図(b)の12Bは間隙のある突合せ
面を示している。また、第5図のCは開先間隙を示して
いる。
以下、本発明の具体的実施結果について説明する。レー
ザ装置は5KW出力のCO2レーザでビームは254I
III11の焦点距Mのレンズで焦光し、焦点を被溶接
物(50Kg/mm’級、板厚3.5IIlll鋼椴)
の表ii’ijにおき、該被溶接物の表(2)を照射し
た。また、被溶接材は2m/分の速度で移動させ、レー
ザビームもこれと同一速度で溶接線に直交する方向にオ
シレート動作(振幅はO−15mm)させた。このレー
ザビームのオシレートパターンは第2図に示す通りであ
り、この場合には溶接速度と同一速度でオシレートして
いるので、α= sobである。また、開先間隙はθ〜
111I11で変化させた。被溶接材は第6図に示す開
先加工を施した鋼板を突合せ溶接した。板付溶接後は表
1に示す条件で非仮刊側につづき、仮付面側をサブマー
ジアーク溶接により仕上げ溶接した。
第7図は上記具体的実施例における溶接完了後のブロー
ホール発生状況を示す線図である。この第7図によれば
、振幅無すなわち溶接線全線にわたる倣い溶接ではブロ
ーホールの発生がillけられないことが認められる。
また、レーザビームのオシレート振幅がビード幅(この
実施例では2III11)以下ではブローホールの発生
を皆無とすることが困難であることも認められる。この
旦体的実施例において、仮付溶接間隔を2.5mm以[
−とし、オシレート角α;90度でオシレート動作させ
た時、仮付ビード幅が211I11であれば、ブローホ
ールの発生が皆無とな、ることか認められた。
また、開先間隙の許容度は第8図に示すように、振幅無
の従来の連続溶接では0.35mmであったが、本発明
によれば0.85mmとなり、開先間隙の許容度が約2
倍に拡大可能となることが認められた。
[発明の効果1 以トのように、本発明に係るレーザ溶接による仮イ・(
溶接法は、レーザビームを溶接線に直交する方向にオシ
レート動作させるとともに、溶接線上に形成される仮付
部の間隔をそのビード幅量−Lに設定して仮付溶接する
ようにしたものである。したがって、本発明によれば、
仮付ビードに起因するブローホールを皆無にすることが
可能となるとともに、倣い精度や開先間隙の許容度が狭
いとされているレーザ溶接の欠点を解消し、レーザ溶接
の利点のみを活用した仮付溶接を行なうことが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す正面図、第2図は本発
明におけるオシレート動作を示す模式図、第3図は一般
的なレーザ溶接による仮付溶接状態を示す正面図、第4
図(a)は開先間隙が無い場合の溶接状態を示す断面図
、第4図(b)は開先間隙がある場合の溶接状態を示す
断面図、第5図は本発明における開先間隙許容度の拡大
状態を示す正面図、第6図は本発明の具体的実施例に用
いた開先形状を示す正面図、第7図は本発明によるブロ
ーホール防1F効果を示す線図、第8図は本発明による
開先間隙許容度拡大効果を示す線図である。 11・・・被溶接材、12・・・突合せ面、13・・・
仮イ1ビード、14・・・レーザビーム、15・・・溶
接線。 代理人 弁理士 ■工具  川 修 冶−S    円
    N    、−Obローモー→4)州即拐 次 堺麹−J()成℃「

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザビームを溶接線に直交する方向にオシレー
    ト動作させるとともに、溶接線上に形成される仮付部の
    間隔をそのビード幅以上に設定して仮付溶接するレーザ
    溶接による仮付け溶接法。
JP59233320A 1984-11-07 1984-11-07 レ−ザ溶接による仮付け溶接法 Granted JPS61111792A (ja)

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JPS6365435B2 JPS6365435B2 (ja) 1988-12-15

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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102059452A (zh) * 2010-12-22 2011-05-18 哈尔滨工业大学 窄间隙三光束激光焊接方法
CN102699534A (zh) * 2012-06-26 2012-10-03 哈尔滨工业大学 基于扫描式激光视觉传感的厚板窄间隙深坡口激光自动化多层焊焊接方法
CN109523548A (zh) * 2018-12-21 2019-03-26 哈尔滨工业大学 一种基于临界阈值的窄间隙焊缝特征点提取方法

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