JPS6284888A - Method and device for cutting welding by laser - Google Patents
Method and device for cutting welding by laserInfo
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- JPS6284888A JPS6284888A JP60222865A JP22286585A JPS6284888A JP S6284888 A JPS6284888 A JP S6284888A JP 60222865 A JP60222865 A JP 60222865A JP 22286585 A JP22286585 A JP 22286585A JP S6284888 A JPS6284888 A JP S6284888A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、レーザにより被加工物を溶断し。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] In this invention, a workpiece is cut by laser.
その溶断部をレーザにより溶接するレーザによる切断溶
接方法およびその装置に関する。The present invention relates to a laser cutting and welding method for welding the fused portion using a laser, and an apparatus therefor.
一般に、鋼板などからなる被加工物をレーザで切断する
場合は、酸素をアシストガスとして大気中でおこなわれ
る。そのため切断面に酸化膜ができる。したがって、こ
のように酸化膜のできた切断面相互を突き合せてレーザ
溶接すると、溶接部に割れや気泡が発生し、溶接部の機
械的強度を低下させる。このような機械的強度の低下を
防ぐためには、レーザで切断したのち、その切断面の酸
化膜を除去して溶接すればよいが、このような方法は、
工程が一つ増加するので、生産上有利な方法とはいえな
い。そのため、従来は、レーザで溶接する場合、被加工
物をジャリングや切削仕上げなどの機械的方法により切
断し、その切断面を突き合せて溶接している。しかしこ
のような方法は、レーザ溶接に対し異質の機械加工装置
を必要とするので、設備費が高くなるばかりでなく、生
産能率の向上も余り望めない。Generally, when a workpiece made of a steel plate or the like is cut with a laser, the cutting is performed in the atmosphere using oxygen as an assist gas. Therefore, an oxide film is formed on the cut surface. Therefore, when laser welding is performed by abutting cut surfaces with oxide films formed in this manner, cracks and bubbles occur in the welded portion, reducing the mechanical strength of the welded portion. In order to prevent such a decrease in mechanical strength, it is possible to cut the material with a laser, remove the oxide film on the cut surface, and then weld it.
This method cannot be said to be advantageous in terms of production since one additional step is required. Therefore, conventionally, when welding with a laser, the workpiece is cut by a mechanical method such as jarring or cutting, and the cut surfaces are butted together and welded. However, since such a method requires machining equipment that is different from laser welding, not only does the equipment cost increase, but it is also difficult to expect much improvement in production efficiency.
この発明は、1台のレーザ加工装置で切断と溶接をおこ
なって1機械的強度の高い溶接を能率よ〈実施できるよ
うにすることにある。The purpose of this invention is to perform cutting and welding with one laser processing device, thereby making it possible to perform welding with high mechanical strength efficiently.
不活性ガス雰囲気中で被加工物の一側方よりその切断予
定部にレーザ光を照射して溶断したのち、上記被加工物
の他側方よりその溶断部にレーザ光を照射して溶接する
ことにより、溶接部の機械的強度を低下させる要因を除
去し、かっ溶断時レーザ照射側の溶断縁部に生ずるドロ
スを利用して。In an inert gas atmosphere, the part to be cut is irradiated with laser light from one side of the workpiece to fuse it, and then the part to be cut is irradiated with laser light from the other side of the workpiece to weld. This eliminates the factors that reduce the mechanical strength of the weld, and makes use of the dross that occurs at the edge of the weld on the laser irradiation side during fusing.
機械的強度の高い溶接を能率よくおこなうことができる
ようにした。This enables efficient welding with high mechanical strength.
またこの切断溶接を実施する¥iaとして、不活性ガス
置換可能に構成された加工室と、被加工物を上記加工室
内の定位置に移動させる移動装置と、上記加工室内の定
位置に位置決めされた被加工物の一側方に設置され、レ
ーザ発振器から発振されるレーザ光を上記被加工物の切
断予定部に照射して溶断する第1加工ヘッドと、同じく
上記被加工物の他側方に設置され、上記溶断された被加
工物の溶断部に反対側からレーザ光を照射して溶接する
第2加工ヘッドと、上記レーザ発振器から発振されるレ
ーザ光を選択的に上記第1または第2加工ヘッドに導く
光学系とから構成することにより。In addition, the equipment for carrying out this cutting and welding includes a processing chamber configured to be able to be replaced with inert gas, a moving device that moves the workpiece to a fixed position in the processing chamber, and a machine that moves the workpiece to a fixed position in the processing chamber. A first machining head is installed on one side of the workpiece, and irradiates a laser beam emitted from a laser oscillator to a portion of the workpiece to be cut to fuse it, and a first processing head is installed on the other side of the workpiece. a second machining head that welds the welded part of the workpiece by irradiating it with a laser beam from the opposite side; By configuring it with an optical system that leads to two processing heads.
レーザによる切断溶接をの能率よ〈実施できるようにし
たものである。This makes cutting and welding using a laser more efficient.
以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings.
第1図にこの発明の一実施例であるレーザ切断溶接装置
の構成を示す。このレーザ切断溶接装置は、立方形状の
加工室ωを備え、その対向する一側面に、第2図に示す
ように、被加工物(W)を加工室(υ内に挿脱自在に挿
入することができる当て板■により補強された開口■が
設けられている。FIG. 1 shows the configuration of a laser cutting and welding device which is an embodiment of the present invention. This laser cutting and welding device is equipped with a cubic-shaped processing chamber ω, and a workpiece (W) is removably inserted into the processing chamber (υ) on one opposing side of the processing chamber ω, as shown in FIG. There is an opening (■) reinforced by a caul plate (■) that can be used.
この間口■に対応して加工室ω内の上部および下部には
、被加工物(W)を支持案内して加工室(υ内の定位置
まで移動させる移動装置に)が設けられている。また、
加工室(ト)の相対向する他側面には。Corresponding to the width (2), a moving device for supporting and guiding the workpiece (W) and moving it to a fixed position within υ is provided at the upper and lower parts of the processing chamber ω. Also,
On the other opposing side of the processing room (G).
一対のレーザ加工ヘッド(5a) 、 (5b)をそれ
ぞれ上下方向に移動することができる開口0が設けられ
ている。上記一対のレーザ加工ヘッド(5a) 、 (
5b)は1図示しない駆動装置によりそれぞれ独立にこ
の間口0に沿って移動することができ、これらレーザ加
工ヘッド(5a) 、 (5b)に取り付けられたスラ
イドカバー■により、各開口0は常時遮蔽されるように
なっている。An opening 0 is provided through which the pair of laser processing heads (5a) and (5b) can be moved in the vertical direction. The pair of laser processing heads (5a), (
5b) can be independently moved along this opening 0 by a drive device (not shown), and each opening 0 is always shielded by the slide cover attached to these laser processing heads (5a) and (5b). It is now possible to do so.
上記一対のレーザ加工ヘッド(5a) 、 (5b)の
うち。Of the pair of laser processing heads (5a) and (5b).
上記加工室(1)の−側面から加工室(1)内に挿入さ
れた被加工物(W)の−側方に設けられた加工ヘッド(
5a)は、この被加工物(W)を溶断するための第1加
工ヘッドであり、この第1加工ヘッドに対向して上記被
加工物(W)の他側方に設けられた加工ヘッド(5a)
は、上記被加工物(W)を溶接するための第2加工ヘッ
ドである。A processing head (
5a) is a first processing head for cutting the workpiece (W), and a processing head (5a) provided on the other side of the workpiece (W) facing the first processing head; 5a)
is a second processing head for welding the workpiece (W).
各加工ヘッド(5a) 、 (5b)は、それぞれ加工
室(υ内に突出した先端部にノズル(9)が設けられ、
このノズル(9)から、加工室α)外に位置する後端部
内に設けられた折返しミラー(10)により反射された
のち集光レンズ(11)により集光されたレーザ光を照
射するようになっている。またこれら加工ヘッド(5a
)、(5b)は、加工室壁を滑動自在に貫通して各加工
ヘッド(5a) 、 (5b)に接続されたパイプ(1
2)から供給されるアルゴンなどの不活性ガスを上記ノ
ズル(9)から放出して、加工室(1)内の空気を不活
性ガスと置換するようになっている。Each processing head (5a), (5b) is provided with a nozzle (9) at the tip protruding into the processing chamber (υ),
From this nozzle (9), a laser beam is emitted which is reflected by a folding mirror (10) provided in the rear end located outside the processing chamber α) and then focused by a condensing lens (11). It has become. In addition, these processing heads (5a
), (5b) are pipes (1) slidably penetrating the processing chamber wall and connected to each processing head (5a), (5b).
Inert gas such as argon supplied from 2) is discharged from the nozzle (9) to replace the air in the processing chamber (1) with the inert gas.
レーザ光は、図示しないレーザ発振器から発振され、第
1加工ヘッドへは、折返しミラー(13)を介して導か
れ、また第2加工ヘッドは、上記レーザ発振器から発振
されたレーザ光の径路上に挿脱自在に挿入される移動式
折返しミラー(14)を介して導かれる。The laser beam is oscillated from a laser oscillator (not shown) and guided to the first processing head via a folding mirror (13), and the second processing head is placed on the path of the laser beam oscillated from the laser oscillator. It is guided via a movable folding mirror (14) which is removably inserted.
つぎに被加工物を切断溶接する方法について述べる。Next, a method for cutting and welding workpieces will be described.
まず第3図(A)図に示すように、切断溶接しようとす
る一対の被加工物(W、 ) 、 (w2)を加工室(
1)の相対向する一側面に設けられた開口■から加工室
(1)内に挿入し、移動装r11(イ)により一方の被
加工物(W工)の切断予定部を第1加工ヘッドと対向す
るように移動して位置決めする。−力筒1加工ヘッドま
たは第1、第2加工ヘッドから不活性ガスを放出させて
、加工室α)内の空気を不活性ガスと置換する。しかる
のち第1図に破線で示したように、移動式折返しミラー
(14)を後退させて、レーザ発振器から発振されたレ
ーザ光を折返しミラー(13)を介して第1加工ヘッド
に導く。そして第1加工ヘッドを移動することにより、
この加工ヘッドから照射されるレーザ光(L)でもって
、第3図(A)図中の破線(15a)に沿って被加工物
(W、)を溶断する。First, as shown in Fig. 3(A), a pair of workpieces (W, ) and (w2) to be cut and welded are placed in a processing chamber (
1) is inserted into the processing chamber (1) through the opening (2) provided on one side facing each other, and the part to be cut of one workpiece (W machining) is moved to the first processing head using the moving device r11 (A). Move and position it so that it faces you. - Release an inert gas from the power cylinder 1 processing head or the first and second processing heads to replace the air in the processing chamber α) with the inert gas. Thereafter, as shown by the broken line in FIG. 1, the movable folding mirror (14) is moved backward to guide the laser beam emitted from the laser oscillator to the first processing head via the folding mirror (13). By moving the first processing head,
The workpiece (W,) is fused and cut along the broken line (15a) in FIG. 3(A) with the laser beam (L) irradiated from this processing head.
つぎに(B)図に示すように、移動装置0)により被加
工物(wl)を後退させるとともに、溶断された端部を
加工室(1)外に取り出す。同時に被加工物(讐2)を
移動してその切断P足部を第1加工ヘッドと対向するよ
うに位置決めする。そして上記被加工物(す、)の溶断
と同様破線(15b)に沿って溶断する。Next, as shown in figure (B), the workpiece (wl) is moved backward by the moving device 0), and the melted end is taken out of the processing chamber (1). At the same time, the workpiece (2) is moved and positioned so that its cutting leg faces the first processing head. Then, the workpiece is cut along the broken line (15b) in the same way as the workpiece is cut by melting.
上記被加工物(す2)を一旦後退させて、溶断された先
端部を加工室■外に取り除いたのち、(e)図に示すよ
うに、被加工物(す、)、(ν2)をそれぞれ移動させ
て各溶断面を突き合せ、かつその突合す部が第2加工ヘ
ッドと対向するように位置決めする。After the workpiece (S2) is moved back and the melted tip is removed from the processing chamber ■, the workpiece (S2) is removed as shown in figure (e). The respective melted surfaces are moved to butt each other, and the abutted portions are positioned so as to face the second processing head.
しかるのち上記移動式折返しミラー(14)を第1図中
実線で示す位置に前進させて、レーザ発振器から発振さ
れたレーザ光をこの折返しミラー(14)を介して第2
加工ヘッドに導く。そしてこの第2加工ヘッドを移動す
ることにより、この加工ヘッドから発振されるレーザ光
(L)を被加工物(w、)、(Wz)に対して上記第1
加工ヘッドの反対側から照射して、その突合せ部を溶接
する。Thereafter, the movable folding mirror (14) is moved forward to the position shown by the solid line in FIG.
Guide to the processing head. By moving this second machining head, the laser beam (L) emitted from this machining head is applied to the workpieces (w, ) and (Wz) mentioned above.
Irradiate from the opposite side of the processing head to weld the butt portion.
なお、この溶接された被加工物は、その後移動装VX(
イ)により加工室(1)外に取り出される。Note that this welded workpiece is then transferred to the moving equipment VX (
b) is taken out of the processing chamber (1).
上記のようにレーザで被加工物を切断し溶接すると、機
械的強度の高い溶接を能率よくかつ容易におこなうこと
ができる。すなわち、従来は、たとえば鋼板からなる被
加工物に対しては、空気中で酸素をアシストガスとして
切断していたため。When a workpiece is cut and welded with a laser as described above, welding with high mechanical strength can be performed efficiently and easily. That is, conventionally, a workpiece made of, for example, a steel plate was cut in air using oxygen as an assist gas.
切断面に酸化膜ができ、そのまま溶接に供すると。An oxide film forms on the cut surface and if it is used for welding as is.
その酸化膜のために割れや気泡が発生し、機械的強度の
高い溶接をおこなうことができず、その機械的強度を上
げるためには、切断をジャリングなどの機械加工でおこ
なう必要があったが、上記方法では、不活性ガス雰囲気
中で切断するので、酸化膜などの機械的強度を劣化させ
る被膜を生せず、したがって機械的強度の高い溶接をお
こなうことができる。しかも切断も溶接もすべてレーザ
加工でおこなうので、従来方法にくらべてその能率を大
幅に向上することができる。The oxide film causes cracks and bubbles, making it impossible to weld with high mechanical strength.In order to increase the mechanical strength, cutting had to be done by mechanical processing such as jarring. In the above method, since cutting is performed in an inert gas atmosphere, a film such as an oxide film that deteriorates mechanical strength is not formed, and therefore welding with high mechanical strength can be performed. Moreover, since cutting and welding are all done by laser processing, efficiency can be greatly improved compared to conventional methods.
しかもこの発明におけるレーザによる切断溶接方法は、
被加工物の一側方よりレーザ光を照射して溶断すること
により、第4図に示すように、レーザ光照射側の反対側
の溶断面縁部にドロス(16)を発生させ、つぎにこの
ドロス(16)側からレーザ光を照射して、このドロス
(16)をフィラーがわりにして溶接するので、特にフ
ィラーを供給しないでも、所要の溶接をおこなうことが
できる。Moreover, the laser cutting and welding method in this invention is
By irradiating a laser beam from one side of the workpiece and fusing it, dross (16) is generated at the edge of the fused surface on the opposite side to the laser beam irradiation side, as shown in Fig. 4, and then Since the dross (16) is irradiated with a laser beam from the side of the dross (16) and welded using the dross (16) as a filler, the required welding can be performed even without supplying filler.
さらにこの発明におけるレーザ切断溶接装置は、1台の
装置で切断と+8接とをおこない、高1aなレーザ加工
装置を多目的に利用するので、その設備費を安くするこ
とができる。Further, the laser cutting and welding device of the present invention performs cutting and +8 welding with one device, and the high 1a laser processing device is used for multiple purposes, so the equipment cost can be reduced.
つぎに他の実施例について述べる。Next, other embodiments will be described.
上記実施例では、一対の板体からなる被加工物を切断し
溶接する例について示したが、この発明は、第5図(A
)および(B)図に示すように、一対の筒体からなる被
加工物(V□) 、 (wZ )をそれぞれ破線(15
a)、 (15b)で示す位置で溶断し、その溶断面を
実線(17)で示すように突き合せて溶接する場合、ま
た第6図(A)ないしくC)図に示すように、板体から
なる被加工物(W)の両側を破線(18)に沿って所定
寸法に溶断し、その溶断面を突き合せて管状体(19)
にしたのち、実線(I7)で示すようにその突合せ部を
28接してシーム管(20)とする場合にも適用するこ
とができる。これらの場合、溶断を管の内面または管の
内面になる方向からおこなったとすると、溶接は管の外
面方向からおこなわれ、また逆に、溶断を管の外面また
は外面方向からおこなうときは、溶接は管の内面方向か
らおこなわれる。In the above embodiment, an example was shown in which a workpiece consisting of a pair of plates was cut and welded.
) and (B), the workpieces (V
a), (15b), and weld the fused surfaces against each other as shown by the solid line (17), or as shown in Figures 6 (A) to (C), Both sides of the workpiece (W) consisting of a body are melt-cut to a predetermined size along the broken line (18), and the melted surfaces are brought together to form a tubular body (19).
This can also be applied to the case where the abutted portions are made into 28-touch lines to form a seam tube (20) as shown by the solid line (I7). In these cases, if the cutting is done from the inner surface of the tube or from the direction that will become the inner surface of the tube, welding will be done from the outer surface of the tube, and conversely, if the cutting is done from the outer surface of the tube or from the direction of the outer surface, the welding will be done from the outer surface of the tube. This is done from the inside of the tube.
また第7図(A)および(8)図に示すように、一対の
板体からなる被加工物(litu)、(w2)を破線(
15a)。Furthermore, as shown in FIGS. 7(A) and (8), the workpiece (litu) consisting of a pair of plates (w2) is indicated by the broken line (
15a).
(15b)で示すように溶断し、この溶断によりドロス
の発生している溶断縁部を対向させて、実線(17)で
示すようにへり溶接する場合にも適用できる。It can also be applied to the case where fusing is performed as shown in (15b), the fusing edges where dross is generated due to this fusing are opposed, and edge welding is performed as shown in solid line (17).
また第8図(A)および(B)図に示すように、一対の
線または棒からなる被加工物(wx)、(W2)を、そ
の−側方からレーザ光(L)を照射して破fi(15a
)。Further, as shown in FIGS. 8(A) and 8(B), the workpieces (wx) and (W2) consisting of a pair of wires or rods are irradiated with laser light (L) from the side. broken fi (15a)
).
(15b)で示すように溶断し、その溶断面を突き合せ
て反対側からレーザ光(L)を照射して実線(17)で
示すように溶接する場合にも適用できる。It can also be applied to the case where the welding is performed as shown by (15b), the fused surfaces are brought together and the laser beam (L) is irradiated from the opposite side, and welding is performed as shown by the solid line (17).
なおこの発明は、軟鋼、ステンレス鋼などのほか、チタ
ンなどの活性金属材料の切断溶接にも適用できる。また
、比較的厚い材料を溶接するときは、アンダーカットを
生じやすいので、ドロスとともフィラーを併用すること
は任意である。The present invention can also be applied to cutting and welding active metal materials such as titanium in addition to mild steel and stainless steel. Also, when welding relatively thick materials, it is optional to use filler together with dross, since undercuts are likely to occur.
不活性ガス雰囲気中で被加工物の一側方よりその切断予
定部にレーザ光を照射して溶断したのち、他側方よりそ
の溶断部にレーザ光を照射して溶接することにより、溶
接部の機械的強度を低下させる要因を除去し、かつ溶断
により発生するドロスを利用することにより1機械的強
度の高い溶接を能率よくおこなうことができるようにな
った。また1台のレーザ加工装置で切断と溶接をおこな
うようにしたので、その設備費を安くすることができる
。In an inert gas atmosphere, the part to be cut is irradiated with a laser beam from one side of the workpiece to fuse it, and then the welded part is irradiated with a laser beam from the other side to weld. By eliminating the factors that reduce the mechanical strength of the weld and utilizing the dross generated by fusing, it has become possible to efficiently perform welding with high mechanical strength. Furthermore, since cutting and welding are performed using one laser processing device, the equipment cost can be reduced.
第1図(A)および(ロ)図は、それぞれこの発明の一
実施例であるレーザ切断溶接装置の構成を断面で示す正
面図および側面図、第2図はその加工室の斜視図、第3
図(A)ないしくB)図はそれぞれレーザによる切断溶
接方法を説明するための工程図、第4図は溶断面縁部に
生ずるドロスを示す斜視図。
第5図(A)および(B)図、第6図(A)ないしくC
)図、第7図(A)および(B)図、第8図(A)およ
び(B)図はそれぞれこの発明の異なる他の実施例の説
明図である。FIGS. 1A and 1B are a front view and a side view, respectively, showing the configuration of a laser cutting and welding device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of its processing chamber, and FIG. 3
Figures (A) and (B) are process diagrams for explaining the laser cutting and welding method, and Figure 4 is a perspective view showing dross generated at the edge of the fused surface. Figure 5 (A) and (B), Figure 6 (A) or C
), FIGS. 7A and 7B, and FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams of other different embodiments of the present invention, respectively.
Claims (2)
被加工物の切断予定部にレーザ光を照射して溶断する工
程と、上記被加工物の他側方より上記被加工物の溶断部
にレーザ光を照射して上記溶断部を溶接する工程とから
なることを特徴とするレーザによる切断溶接方法。(1) A process of irradiating a laser beam to a portion to be cut of the workpiece from one side of the workpiece in an inert gas atmosphere to fuse it, and cutting the workpiece from the other side of the workpiece. A method for cutting and welding using a laser, comprising the step of irradiating a laser beam onto a fusing part to weld the fusing part.
を上記加工室内の定位置に移動させる移動装置と、上記
加工室内の定位置に位置決めされた被加工物の一側方に
設置され、レーザ発振器から発振されるレーザ光を上記
被加工物の切断予定部に照射して溶断する第1加工ヘッ
ドと、上記加工室内の定位置に位置決めされた被加工物
の他側方に設置され、上記レーザ発振器から発振される
レーザ光を上記レーザ光の照射により溶断された上記被
加工物の溶断部に反対側から照射して溶接する第2加工
ヘッドと、上記レーザ発振器から発振されるレーザ光を
選択的に上記第1または第2加工ヘッドに導く光学系と
を具備することを特徴とするレーザ切断溶接装置。(2) A processing chamber configured to allow inert replacement, a moving device for moving the workpiece to a fixed position within the processing chamber, and a moving device configured to move the workpiece to a fixed position within the processing chamber, and a A first machining head is installed, and irradiates a laser beam emitted from a laser oscillator to a portion to be cut of the workpiece to fuse it, and a first machining head is installed on the other side of the workpiece positioned at a predetermined position in the machining chamber. a second processing head that is installed and welds by irradiating a laser beam oscillated from the laser oscillator to a fused portion of the workpiece that has been fused by irradiation with the laser beam from the opposite side; and an optical system that selectively guides the laser beam to the first or second processing head.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60222865A JPS6284888A (en) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | Method and device for cutting welding by laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP60222865A JPS6284888A (en) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | Method and device for cutting welding by laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS6284888A true JPS6284888A (en) | 1987-04-18 |
Family
ID=16789099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP60222865A Pending JPS6284888A (en) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | Method and device for cutting welding by laser |
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