JPS62220293A - 狭開先レ−ザ溶接方法 - Google Patents

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〕 本発明は船舶、鉄骨構造物、原動機、化学プラント用機
器、建築椴械等の建造および組立てに用いる狭開先レー
ザ宕接方法に関し、特に中板または厚板の突合せ溶接へ
の適用方法に係る。

（従来の技術〕 例えば溶接便覧の図１０．２および図１０．３に記載さ
れているように、ＣＯ２レーザを用いた突合せ溶接が従
来前なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に、レーザ溶接ではビームを継手の中心に保持する
こと、及び突合せ面の間隙を可能な限り小さくすること
に注意しなければならない。

即ち、例えばビーム径１履で開先間隙０，２馴をとした
場合、レーザ光の約４０％が通り抜けてしまうし、隙間
と開先裏面に出る裏波ご一ドの分だけ溶接継手部がへこ
む問題が生じる。この溶接継手部のへこみは、溶接箇所
にフィラーワイヤを挿入することで防止できる。しかし
、この場合にはビーム中心にフィラーワイヤを挿入する
のが困難である。

これに加えて現在使用可能なレーザ光源の出力は最大で
も２Ｏｋｗ級であり、この程度の熱源によるレーザ溶接
では、溶は込み深さが電子ビーム溶接に比較して劣らざ
るを得ない。このため、突合せ溶接可能な厚さは１５〜
２０ｓ程度が限界で、それよりも板厚の大きいもの（例
えば３０〜５０ｓ）の狭開先突合せ溶接には適用できな
い問題があった。

そこで、本発明は現在入手し得る比較的安価で且つ安定
した低出力レーザを用い、肉厚の大きい中板または厚板
の狭開先突合せ溶接に対して適用可能なレーザ溶接方法
を課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の課題を達成するために、本発明の狭開先レーザ溶
接方法では次の構成を採用することとした。

（１）Ｉ型開欠間に一定量の間隙を設ける。

（２１Ｉ型開欠間に上方からミラーを配置し、光源から
のレーザビームをこのミラーで反射させて前記■型開先
の間隙内に照射すると共に、前記ミラーを首振り動作さ
せることにより前記レーザビームを開先内でその幅方向
にオシレートさせる。

（３）　　前記Ｉ型開先の間隙を充填するためにフィラ
ーメタルを使用する。

〔作用〕

上記のように、本発明では開先間隙を設けているため、
レーザビームは突合せ溶接すべき板の裏面側へ容易に到
達する。このため、その部分にて供給されたフィラメタ
ルを溶融させると共に、レーザビームは適切にオシレー
トされているので、その近傍の■型開先壁面をも溶融さ
せる。

従って、まず板の裏面近傍にて初Ｈ溶接を完了した後、
同様にして第二層、第三層・・・と逐次溶接を積み上げ
ることにより、全板厚に亙って所期の突合せ溶接を行な
うことができる。

〔実施例〕

以下、添附の図面を参照して本発明の一実Ｍｉ例を説明
する。

第１図は本発明を適用した狭開先レーザ溶接の状態を示
す正面図であり、第２図はその要部側面図である。

同図において、１，２は突合せ溶接される母材（■型開
元形状）、３は裏当材、４はレーザビーム、５はミラー
、６は集光レンズ、７は集光されたレーザビーム、８は
アルゴン等のシールドガス導入孔、９はノズル、１ｏは
フィラーメタル、１１は溶接金属、１２はミラーのオシ
レート装置、１３はミラーとオシレート装置とを繋ぐビ
ンである。

図示のように開先間隙１８が存在するため、レンズ６で
集光されたレーザビーム７は容易に開先底部に侵入でき
る。また、ミラー５はオシレート装置１２により図中矢
印１４で示す首振り動作されるようになっているため、
侵入したレーザビーム７は開先底部の幅方向にオシレー
トされることになる。そのオシレートの態様は、ミラー
の首振り動作を制御することにより任意に設定できる。

即ち、レーザビームの軌跡が第３図のようになるように
オシレートさせることもでき、また第４図のような軌跡
となるようにオシレートさせることもできる。第４図の
軌跡における１６．１７の部分を設けることにより、母
材の溶融を助長することができる。なお、図中の矢印１
５はレーザビーム７の母材に対する相対的な移動方向を
示している。

上記のようにレーザビーム７が開先底部に侵入し、且つ
オシレートして照射される結果、図示しないＩＩＩにて
連続的に供給されるフィラーメタル１０がレーザビーム
７で溶融すると共に、溶融箇所の母材１，２が充分溶融
されるため、良好な溶接部の層が形成される。こうして
各層毎に順次溶接層を積み上げることにより、全板厚さ
の突合せ溶接を完了する。

上記のように、この実流例の溶接方法によれば、溶は込
み深さが小さいレーザビームををもってしても、中板ま
たは厚板の金属板に対する狭開先突合せ溶接を容易且つ
効率良〈実施することができる。

しかも、開先幅が２〜４＃の超狭開先溶接であるから、
従来の狭開先ガスシールド溶接法（開先幅Ｂ〜１２ｍ＞
と比較した場合にも、溶接能率が高（且つ歪みの少ない
高品質の溶接が可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば現在入手し得る比
較的安価で且つ安定した低出力レーザを用い、肉厚の大
きい中板または厚板の効率的な狭開先突合せ溶接を容易
に行なうことができ、歪みの少ない高品質の溶接が可能
になる等、顕苔な効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による狭開先レーザ溶接方
法の一実施例を示す説明図、第３図および第４図は夫々
レーザビームのオシレート悪縁を示す図である。 １．２・・・母材、３・・・裏当材、４・・・レーザビ
ーム、５・・・ミラー、６・・・集光レンズ、７・・・
集光されたレーザビーム、８・・・シールドガス導入孔
、９・・・ノズル、１０・・・フィラーメタル、１１・
・・溶接金属、１２・・・オシレート装置、１３・・・
ビン、１８・・・開先部の間隙 出願人復代理人　弁理士　鈴江武彦 ］ｂ 第１ｉ−第２図 第３図　　　　　　　第４囚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　金属板の突合せ溶接において、開先幅２〜４ｍｍのＩ
   型開先を形成すると共にその上方にミラーを設置し、該
   ミラーにより光源からのレーザビームを反射させて前記
   Ｉ型開先の間隙に内に照射し、且つ前記ミラーの首振り
   動作により前記レーザビームを前記Ｉ型開先間隙の幅方
   向にオシレートさせると共に、その間隙を充填するため
   のフィラメタルを供給して行なうことを特徴とする狭開
   先レーザ溶接方法。