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Info
- Publication number
- 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
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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
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Arc Welding In General (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】
［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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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℃「
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)
- （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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59233320A JPS61111792A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | レ−ザ溶接による仮付け溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59233320A JPS61111792A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | レ−ザ溶接による仮付け溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61111792A true JPS61111792A (ja) | 1986-05-29 |
| JPS6365435B2 JPS6365435B2 (ja) | 1988-12-15 |
Family
ID=16953287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59233320A Granted JPS61111792A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | レ−ザ溶接による仮付け溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61111792A (ja) |
Cited By (3)
| 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 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54116356A (en) * | 1978-03-03 | 1979-09-10 | Hitachi Ltd | Welding method by laser |
| JPS58103983A (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高エネルギ−密度溶接法 |
-
1984
- 1984-11-07 JP JP59233320A patent/JPS61111792A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54116356A (en) * | 1978-03-03 | 1979-09-10 | Hitachi Ltd | Welding method by laser |
| JPS58103983A (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高エネルギ−密度溶接法 |
Cited By (4)
| 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 |
| CN109523548B (zh) * | 2018-12-21 | 2023-05-05 | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6365435B2 (ja) | 1988-12-15 |
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