JPWO2011118172A1 - レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 - Google Patents

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Abstract

本発明のレーザ溶接装置は、レーザ発生部（９）と、アーク発生部（１３）と、ワイヤ送給部（１７）と、フィラー送給部（１８）と、フィラー送給異常検出部（２１）と、制御部（２０）とを備えている。制御部（２０）は、フィラー送給異常検出部（２１）からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに溶接を停止するよう動作することによって不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、溶接装置の破損を防止することができる。

Description

本発明は、被溶接物にレーザ溶接およびアーク溶接を同時に行うレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置に関する。
レーザ溶接は高速で行えるが、被溶接物にギャップがあると、レーザビームの少なくとも一部がギャップから抜けて溶接ができなくなってしまう。この欠点を補うために、フィラーを供給する方法や、レーザ溶接と消耗電極式アーク溶接を複合するレーザ溶接方法が提案されている。前者では、フィラーを溶融するのに余分のレーザエネルギーを消費し、コスト面での改善が求められる。また、後者ではアーク溶接に使用するワイヤの溶着速度は溶接電流と独立に調整できず、その適用範囲は限定されている。このような問題を解決するために、本発明の発明者は、アーク溶接のワイヤと別に設けたフィラーを溶接位置に供給する方法を提案し、溶着速度と溶接電流の独立調整を図っている。
図８は、本発明の発明者が以前に提案した、従来のレーザ溶接方法の構成の一例を示す模式図である。被溶接物１にレーザビーム２が照射され、ワイヤ３が送給されている。アーク４は、ワイヤ３と被溶接物１との間に発生し、溶滴５は、ワイヤ３が溶融することにより形成されている。溶融池６はレーザビーム２とアーク４とにより、被溶接物１の上に形成されている。フィラー７は被溶接物１の溶接位置に送給され、ビード８は溶融池６が凝固して形成されたものである。
図９は、同様に本発明の発明者の提案した、従来のレーザ溶接方法において、溶着速度と溶接電流との独立調整の原理を説明する模式図である。ＭＲＡは複合溶接に使用するアーク溶接の溶着速度を示す溶融曲線である。従来のアーク溶接を同時に使用したレーザ溶接方法では、このＭＲＡ相当分の溶着速度しか得られなかった。ＭＲＦは、本発明の発明者が、以前に提案したレーザ溶接法に使用するフィラー７の溶着速度を示す溶融曲線である。目標の溶着速度をＶＷ０とすると、従来のレーザ溶接法でＶＷ０を実現するには、Ｉ０の溶接電流が必要となる。一方、本発明の発明者が、以前に提案したレーザ溶接方法では、溶融曲線ＭＲＦで示した溶着速度ＶＷＦでフィラー７を送給する。したがって、溶着速度は、溶融曲線ＭＲＡと溶融曲線ＭＲＦとの和となり、溶着速度は、図９に示す溶融曲線ＭＲＨに従う。
この際、目標の溶着速度ＶＷ０では、溶接電流はＩ０からＩＨに変る。したがって、フィラー７の溶着速度ＶＷＦを調整すれば、溶接電流ＩＨを独立に調整できることがわかる。言い換えると、溶接電流ＩＨにおいて溶着速度ＶＷ０を実現するには、溶着速度ＶＷ０と溶接電流ＩＨに対応する溶融曲線ＭＲＡとの差に相当する溶着速度をフィラーの送給によって補えばよい。
ところで、実際の溶接施工では、上述の溶融曲線ＭＲＨに沿って溶着速度と溶接電流の関係が基本的に維持されるが、様々な外乱が発生する。例えば、フィラー７の先端部が溶融池６からはずれ、被溶接物１の固体部分に当たる、あるいは、溶融池６の底部に挿入されるなど、フィラー７が溶融しにくくなることがある。フィラー７が溶融しにくくなることを防ぐには、フィラー７の送給を自動的に調整する、または、場合によっては、送給の自動調整に加えて、溶接を停止する必要が発生する。このような外乱に対応する機能や方法を準備しておかないと、例えば、溶融池６の底部にフィラー７が挿入されたままで溶融池６が凝固する等の不具合が生じる。そうすると、フィラー７が取れなくなるのみではなく、送給装置を壊してしまう恐れがある。
従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、レーザ溶接において、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに溶接を停止するレーザ溶接方法とレーザ溶接装置を提供することにある。
国際公開第２０１０／０２１０９４号
本発明は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながらワイヤを送給して、ワイヤと溶接位置との間にアークを同時に発生しながら溶接を行うレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置に関するものである。そして、本発明は、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されると、直ちに溶接を停止するレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置を提供する。
上記課題を解決するために、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら上記溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、上記フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、上記検出ステップの後、直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる速度低下ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給する逆方向送給ステップと、逆方向送給ステップの後に、フィラーを正方向に送給を行う正方向送給ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給する逆方向送給ステップと、フィラーの送給速度を所定の速度だけ下げて送給する低速送給ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーの送給を停止するフィラー送給停止ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちに溶接を停止する溶接停止ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、本発明のレーザ溶接装置は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、トーチを介して溶接位置にワイヤを送給するワイヤ送給部と、ワイヤ送給部を制御しながらワイヤと被溶接物にアーク溶接のための電力を送給するアーク発生部と、トーチを介して溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、フィラー送給部のフィラー送給異常タイミングを検出するフィラー送給異常検出部と、フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、レーザ発生部、アーク発生部およびフィラー送給部を制御する制御部と、を備え、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる構成からなる。
この構成により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
以上のように本発明は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながらワイヤを送給して前記溶接位置との間にアークを発生しながら溶接を行う。このようなレーザ溶接方法とレーザ溶接装置において、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに溶接を停止する。これにより、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、溶接装置の破損を防止することができる。
図１は、本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図である。 図２は、本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出手段の構成例を示す模式図である。 図３は、本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出手段の別の構成例を示す模式図である。 図４は、本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出手段の別の構成例を示す模式図である。 図５は、本発明の実施の形態２におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図である。 図６は、本発明の実施の形態３におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図である。 図７Ａは、フィラー送給異常信号が発生した時の状態を示す模式図である。 図７Ｂは、フィラー送給異常信号が発生した時のフィラーの送給速度の変化を示す模式図である。 図８は、本発明の発明者が提案した従来のレーザ溶接方法の構成の一例を示す模式図である。 図９は、従来のレーザ溶接方法において、溶着速度と溶接電流の独立調整の原理を説明する模式図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図である。図１に示すようにレーザ発生部９は、レーザ発振器１０、レーザ伝送部１１および集光光学系１２から構成される。アーク発生部１３は、ケーブル１４によって、ワイヤ３を通すトーチ１６に接続されている。また、アーク発生部１３は、ケーブル１５によって被溶接物１に接続され、ワイヤ３と被溶接物１との間にアーク４を発生するための電力を送給する。ワイヤ送給部１７は、トーチ１６を通してワイヤ３を被溶接物１に送給する。フィラー送給部１８は、トーチ１９を通してフィラー７を被溶接物１の溶接位置に送給する。フィラー送給異常検出部２１は、フィラー送給部１８のフィラー送給の異常を検出する。制御部２０は、フィラー送給異常検出部２１からの信号を入力し、レーザ発生部９、アーク発生部１３およびフィラー送給部１８を制御する。
レーザ発生部９は、その集光光学系１２によってレーザビーム２を集光して被溶接物１に照射する。集光光学系１２は、一枚あるいは複数のレンズから構成されてもよい。レーザ伝送部１１は光ファイバであってもよく、レンズによって組み合わせた伝送系であってもよい。レーザ発振器１０は、図示していないが、外部の制御装置によってその出力値および出力タイミングを自由に制御することができる。アーク発生部１３は、溶接開始時にはワイヤ送給部１７を制御し、ワイヤ３を被溶接物１に向かって送給しつつ、ワイヤ３と被溶接物１との間にアーク４を発生するよう制御する。また、アーク発生部１３は、溶接終了時にはワイヤ送給部１７によるワイヤ３の送給を停止すると共に、アーク４を停止するよう制御する。フィラー送給部１８またはワイヤ送給部１７は、その送給速度と送給の開始および停止とは外部の制御装置によって自由に制御することができる。制御部２０は、コンピュータを使用してもよいが、コンピュータのような演算機能を有する部品、デバイス、装置あるいはそれらの組み合わせを使用してもよい。制御部２０としてロボットを使用してもよい。その際、詳細の説明を省略するが、ロボットのマニピュレータ部に集光光学系１２、トーチ１６およびトーチ１９を固定して使用してよい。制御部２０は、図示していないが、溶接開始（アークスタート、レーザ照射開始）のタイミング、ワイヤ３またはフィラー７の送給速度、またはそれを変えるタイミングなどの信号を外部に出力して制御することができる。
本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置の動作について説明する。図１に示した通り、制御部２０では、フィラー送給異常検出部２１からフィラー送給異常信号が入力されるまでは、レーザ発生部９、アーク発生部１３およびフィラー送給部１８を制御して複合溶接を行う。しかしながら、フィラー送給異常検出部２１からフィラー送給異常信号が入力されると、制御部２０はフィラー７の送給を停止する。それと共に、制御部は、レーザ発生部９とアーク発生部１３とを制御してレーザ溶接を停止するよう動作する。
以上のように本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置によれば、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながらワイヤを送給して溶接位置との間にアークを発生させながら溶接を行う。このようなレーザ溶接装置において、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに溶接を停止する。これにより、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、溶接装置の破損を防止することができる。
以上に示した本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置において、フィラー送給異常検出部２１としては、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭを入力する。電流ＩＭが所定の基準値ＩＭ０を超えた時、または電流ＩＭの微分値が所定の基準値ＩＭｄ０を超えた時に、フィラー送給異常検出部２１は、フィラー送給異常信号を出力するよう構成することができる。その概略について、図２と図３を参照しつつ説明する。
図２は本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出部２１の構成例の模式図を示す。フィラー送給異常検出部２１は、演算部２３と、基準値設定部２４とから構成される。溶接時には、演算部２３は、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭと、基準値設定部２４で設定した基準値ＩＭ０とを入力して演算処理を行う。駆動電流ＩＭが基準値ＩＭ０を超えた時だけ、演算部２３は、フィラー送給異常信号を制御部２０に出力するよう動作する。
図３は本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出部２１の別の構成例の模式図を示す。フィラー送給異常検出部２１は、微分部２６と、演算部２３と、基準値設定部２５とから構成される。溶接時には、微分部２６は、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭを入力してその微分ｄＩＭ／ｄｔを求め、それを演算部２３に出力する。演算部２３は、微分信号ｄＩＭ／ｄｔと基準値設定部２５で設定した基準値ＩＭｄ０とを入力して演算処理を行う。微分信号ｄＩＭ／ｄｔが基準値ＩＭｄ０を超えた時だけ、演算部２３は、フィラー送給異常信号を制御部２０に出力するよう動作する。基準値ＩＭ０またはＩＭｄ０は、正常時のフィラーの送給速度に応じて設定してよいが、あらかじめ溶接実験より求めてもよいことは言うまでもない。
また、以上に示した本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置において、フィラー送給異常検出部２１としては、トーチ１９またはトーチ１９を固定する固定具に取付けられ、トーチ１９にかかる負荷を検出する力センサーの出力信号ＦＴを入力する。出力信号ＦＴが所定の基準値ＦＴ０を超えた時、または出力信号ＦＴの微分値が所定の基準値ＦＴｄ０を超えた時に、フィラー送給異常検出部２１はフィラー送給異常信号を出力するよう構成することができる。フィラー送給異常検出部２１の構成としては、図２と図３において、演算部２３と微分部２６とに入力される信号として、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭの代わりに、力センサーの出力信号ＦＴを入力する。力センサーは、トーチ１９に取付けられ、トーチ１９にかかる負荷を検出する。フィラー送給異常検出部２１の動作は、図２と図３に示した内容と同様になるので、ここではその詳細の説明を省略する。
図２と図３に示した本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置の構成によれば、フィラー送給異常検出部２１は、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流、または、トーチ１９にかかる負荷を検出するよう構成されている。通常、溶接開始時には、正常なアークスタートでもフィラー７が被溶接物１の表面とタッチすると、フィラー送給モーターの駆動電流が変化し、または、トーチ１９にかかる負荷が変動してしまう場合がある。したがって、本発明の実施の形態１においては、正常なアークスタートに伴って発生したフィラー送給モーターの駆動電流の変化、または、トーチ１９にかかる負荷の変動に起因して発生したフィラー送給異常信号を除外する必要がある。溶接開始時以外の場合にも、例えば、フィラー７の送給速度を変える時には、当然にフィラー送給モーターの駆動電流が変化する。この場合にも、フィラー送給モーターの駆動電流の変化に起因して発生したフィラー送給異常信号を除外する必要がある。
フィラー送給モーターの駆動電流ＩＭを使用した、図２のフィラー送給異常検出部２１の構成を例に、図４を参照しつつ説明する。なお、図２に示した内容と同様の構成および動作と作用効果を奏するところには同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
図４は本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出部２１の構成例の模式図を示す。フィラー送給異常検出部２１は、基準値設定部２４と信号除外タイミング発生部２７と演算部２８とから構成される。演算部２８は、制御部２０の出力信号を入力する信号除外タイミング発生部２７の出力信号と、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭと、基準値信号ＩＭ０とを入力信号とする。溶接開始時、または、フィラー７の送給速度を変える時には、制御部２０は、溶接開始または送給速度変更のタイミング信号を信号除外タイミング発生部２７に出力する。信号除外タイミング発生部２７は、制御部２０からのタイミング信号を受けると、それを開始点として所定期間だけ、除外信号を演算部２８に出力する。演算部２８は、除外信号の期間だけ、たとえフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭが基準値設定部２４の基準値ＩＭ０を超えても、フィラー送給異常信号を制御部２０に出力しないよう動作する。図３におけるフィラー送給異常検出部２１の構成においても、図４と同様に、信号除外タイミング発生部２７と演算部２８とを使用することができるが、その詳細な説明を省略する。
すなわち、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる速度低下ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーの送給を停止するフィラー送給停止ステップと、を有する方法としてもよい。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちに溶接を停止する溶接停止ステップと、を有する方法としてもよい。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラーは、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する方法としてもよい。この方法により、被溶接物にギャップがあっても、レーザ溶接が高速で実施できる。
また、フィラーは、被溶接物と接触しつつ、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する方法としてもよい。この方法により、被溶接物にギャップがあっても、レーザ溶接が高速で実施できる。
また、本発明のレーザ溶接装置は、レーザ発生部と、ワイヤ送給部と、アーク発生部と、フィラー送給部と、フィラー送給異常検出部と、制御部と、を備え、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる構成からなる。ここで、レーザ発生部は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射する。ワイヤ送給部は、トーチを介して溶接位置にワイヤを送給する。アーク発生部は、ワイヤ送給部を制御しながらワイヤと被溶接物にアーク溶接のための電力を送給する。フィラー送給部は、トーチを介して溶接位置にフィラーを送給する。フィラー送給異常検出部は、フィラー送給部のフィラー送給異常タイミングを検出する。制御部は、フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、レーザ発生部、アーク発生部およびフィラー送給部を制御する。
この構成により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに前記フィラーの送給を停止する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちに溶接を停止する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラーを送給するトーチは、ワイヤを送給するトーチと同様のものを使用する構成としてもよい。この構成により、共通の部品が使用できるので、低コストのレーザ溶接装置を実現できる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに前記フィラーの送給を停止する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラー送給異常検出部は、フィラー送給部のフィラー送給モーターの駆動電流を入力して、駆動電流が所定の基準値を超えた時に、フィラー送給異常信号を前記制御部に出力する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラー送給異常検出部は、フィラー送給部のフィラー送給モーターの駆動電流を入力して、駆動電流の微分値が所定の基準値を超えた時に、フィラー送給異常信号を制御部に出力する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラー送給異常検出部は、フィラーを送給するトーチまたはトーチを固定する固定具に取付けられ、トーチにかかる負荷を検出する力センサーの出力信号を入力して、出力信号が所定の基準値を超えた時に、フィラー送給異常信号を制御部に出力する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラー送給異常検出部は、フィラーを送給するトーチまたはトーチを固定する固定具に取付けられ、トーチにかかる負荷を検出する力センサーの出力信号を入力して、出力信号の微分値が所定の基準値を超えた時に、ワイヤ送給異常信号を制御部に出力する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、溶接が開始してからの所定の期間だけ、フィラー送給異常検出部は異常信号を出力しない構成としてもよい。
この構成により、正常なアークスタートに伴う駆動電流の変化に起因して発生する異常信号を除外できる。
また、フィラーの送給速度を調整しようとするタイミングの時点からの所定の期間だけ、フィラー送給異常検出部は異常信号を出力しない構成としてもよい。
この構成により、供給速度を変えることによる駆動電流の変化に起因して発生する異常信号を除外できる。
また、フィラーは、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する構成としてもよい。この構成により、被溶接物にギャップがあっても、レーザ溶接が高速で実施できる。
また、フィラーは、前記被溶接物と接触しつつ、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する構成としてもよい。この構成により、被溶接物にギャップがあっても、レーザ溶接が高速で実施できる。
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図である。これは、図１に示した本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置の構成から、アーク発生部１３、ワイヤ送給部１７およびトーチ１６をはずしたものである。それ以外は、図１に示した構成および動作と作用効果は同様なので、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
すなわち、本発明のレーザ溶接装置は、レーザ発生部９と、フィラー送給部１８と、フィラー送給異常検出部２１と、制御部２０と、を備え、制御部２０は、フィラー送給異常検出部２１からのフィラー送給異常信号を受けると直ちに溶接を停止する構成からなる。ここで、レーザ発生部９は、被溶接物１の溶接位置にレーザビーム２を照射する。フィラー送給部１８は、トーチ１９を介して溶接位置にフィラー７を送給する。制御部２０は、フィラー送給異常検出部２１の出力信号を入力して、レーザ発生部９およびフィラー送給部１８を制御する。
この構成により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
以上のように本発明の実施の形態２におけるレーザ溶接装置によれば、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給する。このレーザ溶接装置において、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに溶接を停止する。これにより、好ましくない形状の溶接ビードが形成する前に溶接を止めると共に、溶接装置の破損を防止することができる。
（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図である。図１に示した本発明の実施の形態１のレーザ溶接装置において、制御部２０の代わりに警報信号を警報部２２に出力する制御部２９を使用したものである。
制御部２９は、フィラー送給異常検出部２１からの信号を入力し、レーザ発生部９、アーク発生部１３およびフィラー送給部１８を制御する。警報部２２は、制御部２９の警報信号を受け、レーザ溶接装置の異常を示す。制御部２９は、警報信号を警報部２２に出す以外には、本発明の実施の形態１における制御部２０の機能を全て備えるものである。
次に本発明の実施の形態３におけるレーザ溶接装置の動作について説明する。制御部２９では、フィラー送給異常検出部２１からフィラー送給異常信号が入力されるまでは、レーザ発生部９、アーク発生部１３およびフィラー送給部１８を制御して複合溶接を行う。しかしながら、フィラー送給異常検出部２１からフィラー送給異常信号が入力されると、制御部２９は、直ちに警報部２２に警報信号を出力し、フィラー７の送給を停止する。それと共に、制御部２９は、レーザ発生部９とアーク発生部１３とを制御してレーザ溶接を停止するよう動作する。警報信号を受けた警報部２２は、音を出す、表示灯を点灯させる、などで溶接装置の異常を知らせて警告するよう動作する。
以上のように本発明の実施の形態３におけるレーザ溶接装置は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながらワイヤを送給して前記溶接位置との間にアークを発生しながら溶接を行う。また、レーザ溶接装置は、レーザ発生部と、ワイヤ送給部と、アーク発生部と、フィラー送給部と、フィラー送給異常検出部と、制御部と、を備え、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる構成としている。このようなレーザ溶接装置において、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに警報信号を出し、溶接を停止する。
この構成により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら前記溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、検出ステップと、速度低下ステップと、を有する方法からなる。ここで、検出ステップは、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する。速度低下ステップは、検出ステップの後、直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる。
この方法により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、検出ステップの後、直ちに警報を出す警報ステップを有する方法としている。この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
以上に示した本発明の実施の形態１から実施の形態３におけるレーザ溶接装置において、フィラー７を送給するトーチ１９としては、ワイヤ３を送給するトーチ１６と同様のものを使用してよい。フィラー７としては、直接にレーザビーム２によって溶融されるか、被溶接物１と接触しつつ、直接に前記レーザビーム２によって溶融されるか、のいずれかの形で配置してよい。
また、以上に示した本発明の実施の形態１から実施の形態３におけるレーザ溶接装置において、制御部２０および制御部２９としては、フィラー送給異常検出部２１からのフィラー送給異常信号を受けると、次に示すいずれかの動作を行ってもよい。すなわち、直ちにフィラー７の送給速度を所定値だけ下げるか、フィラー７の送給速度を所定の期間において所定の速度だけ下げてから、元の速度で送給する。あるいは、フィラー７を逆方向に所定量だけ送給してから、正方向のフィラー送給を行うか、フィラー７を逆方向に所定量だけ送給してから、所定の速度だけ下げた送給速度で前記フィラー７を送給する。あるいは、フィラー７の送給を停止する。
すなわち、本発明のレーザ溶接装置において、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに前記フィラーの送給速度を所定の期間において所定の速度だけ下げてから、フィラーを元の送給速度に戻して送給する構成としている。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、速度低下ステップにおいて、検出ステップの後、直ちにフィラーの送給速度を、所定の期間において所定の速度だけ下げ、その後に、フィラーを元の送給速度に戻して送給する送給ステップと、を有する方法としている。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
ここでは、上述の動作の一例として、フィラー７を逆方向に所定量だけ送給してから、正方向のフィラー送給を行う時の動作について、図７Ａおよび図７Ｂの模式図を参照しながら具体的に説明するが、その他の方法の詳細説明は省略する。
図７Ａは、フィラー送給異常信号が発生した時の状態を示す模式図である。図７Ｂは、フィラー送給異常信号が発生した時のフィラーの送給速度の変化を示す模式図である。フィラー送給異常信号の開始点はｔ１タイミングの時点である。時間０から時間ｔ１までのフィラー７の送給速度はＶｗｆ０である。フィラー送給異常信号が発生する時間ｔ１を開始点にして、所定期間Δｔまでのｔ２タイミングの時点の間だけ、フィラー７を逆方向に所定の送給量（Ｖｗｆ１とΔｔの積が一定であればよい。）だけ送給する。時間ｔ２からは、再び正方向の送給速度Ｖｗｆ０でフィラー７を送給する。図示では、Ｖｗｆ０とＶｗｆ１とを異なった値として示したが、Ｖｗｆ０＝Ｖｗｆ１としてもよいことは、言うまでもない。
すなわち、本発明のレーザ溶接方法は、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給する逆方向送給ステップと、逆方向送給ステップの後に、フィラーを正方向に送給を行う正方向送給ステップと、を有する方法としてもよい。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給する逆方向送給ステップと、フィラーの送給速度を所定の速度だけ下げて送給する低速送給ステップと、を有する方法としてもよい。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、本発明のレーザ溶接装置において、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、フィラーを正方向に送給を行う構成としている。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、フィラーの送給速度を所定の速度だけ下げて送給する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、本発明のレーザ溶接装置は、レーザ発生部と、フィラー送給部と、フィラー送給異常検出部と、制御部と、を備え、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる構成としている。ただし、レーザ発生部は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射する。フィラー送給部は、トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給する。フィラー送給異常検出部は、フィラー送給部のフィラー送給異常タイミングを検出する。制御部は、フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、レーザ発生部およびフィラー送給部を制御する。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、本発明のレーザ溶接装置において、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちにフィラーの送給速度を所定の期間において所定の速度だけ下げてから、フィラーを元の送給速度に戻して送給する構成としている。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、フィラーを正方向に送給を行う構成としている。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、フィラーの送給速度を所定の速度だけ下げて送給する構成としている。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
以上のように本発明のレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置によれば、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながらワイヤを送給して溶接位置との間にアークを同時に発生しながら溶接を行う。そして、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに溶接を停止する。これにより、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、溶接装置の破損を防止することができる。したがって、レーザ溶接を行う溶接装置および溶接方法全般において、産業上、非常に有用である。
１ 被溶接物
２ レーザビーム
３ ワイヤ
４ アーク
５ 溶滴
６ 溶融池
７ フィラー
８ ビード
９ レーザ発生部
１０ レーザ発振器
１１ レーザ伝送部
１２ 集光光学系
１３ アーク発生部
１４，１５ ケーブル
１６，１９ トーチ
１７ ワイヤ送給部
１８ フィラー送給部
２０，２９ 制御部
２１ フィラー送給異常検出部
２２ 警報部
２３，２８ 演算部
２４，２５ 基準値設定部
２６ 微分部
２７ 信号除外タイミング発生部
本発明は、被溶接物にレーザ溶接およびアーク溶接を同時に行うレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置に関する。
レーザ溶接は高速で行えるが、被溶接物にギャップがあると、レーザビームの少なくとも一部がギャップから抜けて溶接ができなくなってしまう。この欠点を補うために、フィラーを供給する方法や、レーザ溶接と消耗電極式アーク溶接を複合するレーザ溶接方法が提案されている。前者では、フィラーを溶融するのに余分のレーザエネルギーを消費し、コスト面での改善が求められる。また、後者ではアーク溶接に使用するワイヤの溶着速度は溶接電流と独立に調整できず、その適用範囲は限定されている。このような問題を解決するために、本発明の発明者は、アーク溶接のワイヤと別に設けたフィラーを溶接位置に供給する方法を提案し、溶着速度と溶接電流の独立調整を図っている。
図８は、本発明の発明者が以前に提案した、従来のレーザ溶接方法の構成の一例を示す模式図である。被溶接物１にレーザビーム２が照射され、ワイヤ３が送給されている。アーク４は、ワイヤ３と被溶接物１との間に発生し、溶滴５は、ワイヤ３が溶融することにより形成されている。溶融池６はレーザビーム２とアーク４とにより、被溶接物１の上に形成されている。フィラー７は被溶接物１の溶接位置に送給され、ビード８は溶融池６が凝固して形成されたものである。
図９は、同様に本発明の発明者の提案した、従来のレーザ溶接方法において、溶着速度と溶接電流との独立調整の原理を説明する模式図である。ＭＲAは複合溶接に使用するアーク溶接の溶着速度を示す溶融曲線である。従来のアーク溶接を同時に使用したレーザ溶接方法では、このＭＲA相当分の溶着速度しか得られなかった。ＭＲFは、本発明の発明者が、以前に提案したレーザ溶接法に使用するフィラー７の溶着速度を示す溶融曲線である。目標の溶着速度をＶW0とすると、従来のレーザ溶接法でＶW0を実現するには、Ｉ0の溶接電流が必要となる。一方、本発明の発明者が、以前に提案したレーザ溶接方法では、溶融曲線ＭＲFで示した溶着速度ＶWFでフィラー７を送給する。したがって、溶着速度は、溶融曲線ＭＲAと溶融曲線ＭＲFとの和となり、溶着速度は、図９に示す溶融曲線ＭRHに従う。
この際、目標の溶着速度ＶW0では、溶接電流はＩ0からＩHに変る。したがって、フィラー７の溶着速度ＶWFを調整すれば、溶接電流ＩHを独立に調整できることがわかる。言い換えると、溶接電流ＩHにおいて溶着速度ＶW0を実現するには、溶着速度ＶW0と溶接電流ＩHに対応する溶融曲線ＭRAとの差に相当する溶着速度をフィラーの送給によって補えばよい。
ところで、実際の溶接施工では、上述の溶融曲線ＭRHに沿って溶着速度と溶接電流の関係が基本的に維持されるが、様々な外乱が発生する。例えば、フィラー７の先端部が溶融池６からはずれ、被溶接物１の固体部分に当たる、あるいは、溶融池６の底部に挿入されるなど、フィラー７が溶融しにくくなることがある。フィラー７が溶融しにくくなることを防ぐには、フィラー７の送給を自動的に調整する、または、場合によっては、送給の自動調整に加えて、溶接を停止する必要が発生する。このような外乱に対応する機能や方法を準備しておかないと、例えば、溶融池６の底部にフィラー７が挿入されたままで溶融池６が凝固する等の不具合が生じる。そうすると、フィラー７が取れなくなるのみではなく、送給装置を壊してしまう恐れがある。
従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、レーザ溶接において、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに溶接を停止するレーザ溶接方法とレーザ溶接装置を提供することにある。
国際公開第２０１０／０２１０９４号
本発明は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながらワイヤを送給して、ワイヤと溶接位置との間にアークを同時に発生しながら溶接を行うレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置に関するものである。そして、本発明は、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されると、直ちに溶接を停止するレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置を提供する。
上記課題を解決するために、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら上記溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、上記フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、上記検出ステップの後、直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる速度低下ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給する逆方向送給ステップと、逆方向送給ステップの後に、フィラーを正方向に送給を行う正方向送給ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給する逆方向送給ステップと、フィラーの送給速度を所定の速度だけ下げて送給する低速送給ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーの送給を停止するフィラー送給停止ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちに溶接を停止する溶接停止ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、本発明のレーザ溶接装置は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、トーチを介して溶接位置にワイヤを送給するワイヤ送給部と、ワイヤ送給部を制御しながらワイヤと被溶接物にアーク溶接のための電力を送給するアーク発生部と、トーチを介して溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、フィラー送給部のフィラー送給異常タイミングを検出するフィラー送給異常検出部と、フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、レーザ発生部、アーク発生部およびフィラー送給部を制御する制御部と、を備え、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる構成からなる。
この構成により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
以上のように本発明は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながらワイヤを送給して前記溶接位置との間にアークを発生しながら溶接を行う。このようなレーザ溶接方法とレーザ溶接装置において、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに溶接を停止する。これにより、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、溶接装置の破損を防止することができる。
本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図 本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出手段の構成例を示す模式図 本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出手段の別の構成例を示す模式図 本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出手段の別の構成例を示す模式図 本発明の実施の形態２におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図 本発明の実施の形態３におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図 フィラー送給異常信号が発生した時の状態を示す模式図 フィラー送給異常信号が発生した時のフィラーの送給速度の変化を示す模式図 本発明の発明者が提案した従来のレーザ溶接方法の構成の一例を示す模式図 従来のレーザ溶接方法において、溶着速度と溶接電流の独立調整の原理を説明する模式図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図である。図１に示すようにレーザ発生部９は、レーザ発振器１０、レーザ伝送部１１および集光光学系１２から構成される。アーク発生部１３は、ケーブル１４によって、ワイヤ３を通すトーチ１６に接続されている。また、アーク発生部１３は、ケーブル１５によって被溶接物１に接続され、ワイヤ３と被溶接物１との間にアーク４を発生するための電力を送給する。ワイヤ送給部１７は、トーチ１６を通してワイヤ３を被溶接物１に送給する。フィラー送給部１８は、トーチ１９を通してフィラー７を被溶接物１の溶接位置に送給する。フィラー送給異常検出部２１は、フィラー送給部１８のフィラー送給の異常を検出する。制御部２０は、フィラー送給異常検出部２１からの信号を入力し、レーザ発生部９、アーク発生部１３およびフィラー送給部１８を制御する。
レーザ発生部９は、その集光光学系１２によってレーザビーム２を集光して被溶接物１に照射する。集光光学系１２は、一枚あるいは複数のレンズから構成されてもよい。レーザ伝送部１１は光ファイバであってもよく、レンズによって組み合わせた伝送系であってもよい。レーザ発振器１０は、図示していないが、外部の制御装置によってその出力値および出力タイミングを自由に制御することができる。アーク発生部１３は、溶接開始時にはワイヤ送給部１７を制御し、ワイヤ３を被溶接物１に向かって送給しつつ、ワイヤ３と被溶接物１との間にアーク４を発生するよう制御する。また、アーク発生部１３は、溶接終了時にはワイヤ送給部１７によるワイヤ３の送給を停止すると共に、アーク４を停止するよう制御する。フィラー送給部１８またはワイヤ送給部１７は、その送給速度と送給の開始および停止とは外部の制御装置によって自由に制御することができる。制御部２０は、コンピュータを使用してもよいが、コンピュータのような演算機能を有する部品、デバイス、装置あるいはそれらの組み合わせを使用してもよい。制御部２０としてロボットを使用してもよい。その際、詳細の説明を省略するが、ロボットのマニピュレータ部に集光光学系１２、トーチ１６およびトーチ１９を固定して使用してよい。制御部２０は、図示していないが、溶接開始（アークスタート、レーザ照射開始）のタイミング、ワイヤ３またはフィラー７の送給速度、またはそれを変えるタイミングなどの信号を外部に出力して制御することができる。
本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置の動作について説明する。図１に示した通り、制御部２０では、フィラー送給異常検出部２１からフィラー送給異常信号が入力されるまでは、レーザ発生部９、アーク発生部１３およびフィラー送給部１８を制御して複合溶接を行う。しかしながら、フィラー送給異常検出部２１からフィラー送給異常信号が入力されると、制御部２０はフィラー７の送給を停止する。それと共に、制御部は、レーザ発生部９とアーク発生部１３とを制御してレーザ溶接を停止するよう動作する。
以上のように本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置によれば、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながらワイヤを送給して溶接位置との間にアークを発生させながら溶接を行う。このようなレーザ溶接装置において、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに溶接を停止する。これにより、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、溶接装置の破損を防止することができる。
以上に示した本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置において、フィラー送給異常検出部２１としては、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭを入力する。電流ＩＭが所定の基準値ＩＭ０を超えた時、または電流ＩＭの微分値が所定の基準値ＩＭｄ０を超えた時に、フィラー送給異常検出部２１は、フィラー送給異常信号を出力するよう構成することができる。その概略について、図２と図３を参照しつつ説明する。
図２は本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出部２１の構成例の模式図を示す。フィラー送給異常検出部２１は、演算部２３と、基準値設定部２４とから構成される。溶接時には、演算部２３は、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭと、基準値設定部２４で設定した基準値ＩＭ０とを入力して演算処理を行う。駆動電流ＩＭが基準値ＩＭ０を超えた時だけ、演算部２３は、フィラー送給異常信号を制御部２０に出力するよう動作する。
図３は本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出部２１の別の構成例の模式図を示す。フィラー送給異常検出部２１は、微分部２６と、演算部２３と、基準値設定部２５とから構成される。溶接時には、微分部２６は、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭを入力してその微分ｄＩＭ／ｄｔを求め、それを演算部２３に出力する。演算部２３は、微分信号ｄＩＭ／ｄｔと基準値設定部２５で設定した基準値ＩＭｄ０とを入力して演算処理を行う。微分信号ｄＩＭ／ｄｔが基準値ＩＭｄ０を超えた時だけ、演算部２３は、フィラー送給異常信号を制御部２０に出力するよう動作する。基準値ＩＭ０またはＩＭｄ０は、正常時のフィラーの送給速度に応じて設定してよいが、あらかじめ溶接実験より求めてもよいことは言うまでもない。
また、以上に示した本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置において、フィラー送給異常検出部２１としては、トーチ１９またはトーチ１９を固定する固定具に取付けられ、トーチ１９にかかる負荷を検出する力センサーの出力信号ＦＴを入力する。出力信号ＦＴが所定の基準値ＦＴ０を超えた時、または出力信号ＦＴの微分値が所定の基準値ＦＴｄ０を超えた時に、フィラー送給異常検出部２１はフィラー送給異常信号を出力するよう構成することができる。フィラー送給異常検出部２１の構成としては、図２と図３において、演算部２３と微分部２６とに入力される信号として、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭの代わりに、力センサーの出力信号ＦＴを入力する。力センサーは、トーチ１９に取付けられ、トーチ１９にかかる負荷を検出する。フィラー送給異常検出部２１の動作は、図２と図３に示した内容と同様になるので、ここではその詳細の説明を省略する。
図２と図３に示した本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置の構成によれば、フィラー送給異常検出部２１は、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流、または、トーチ１９にかかる負荷を検出するよう構成されている。通常、溶接開始時には、正常なアークスタートでもフィラー７が被溶接物１の表面とタッチすると、フィラー送給モーターの駆動電流が変化し、または、トーチ１９にかかる負荷が変動してしまう場合がある。したがって、本発明の実施の形態１においては、正常なアークスタートに伴って発生したフィラー送給モーターの駆動電流の変化、または、トーチ１９にかかる負荷の変動に起因して発生したフィラー送給異常信号を除外する必要がある。溶接開始時以外の場合にも、例えば、フィラー７の送給速度を変える時には、当然にフィラー送給モーターの駆動電流が変化する。この場合にも、フィラー送給モーターの駆動電流の変化に起因して発生したフィラー送給異常信号を除外する必要がある。
フィラー送給モーターの駆動電流ＩＭを使用した、図２のフィラー送給異常検出部２１の構成を例に、図４を参照しつつ説明する。なお、図２に示した内容と同様の構成および動作と作用効果を奏するところには同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
図４は本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置のフィラー送給異常検出部２１の構成例の模式図を示す。フィラー送給異常検出部２１は、基準値設定部２４と信号除外タイミング発生部２７と演算部２８とから構成される。演算部２８は、制御部２０の出力信号を入力する信号除外タイミング発生部２７の出力信号と、フィラー送給部１８のフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭと、基準値信号ＩＭ０とを入力信号とする。溶接開始時、または、フィラー７の送給速度を変える時には、制御部２０は、溶接開始または送給速度変更のタイミング信号を信号除外タイミング発生部２７に出力する。信号除外タイミング発生部２７は、制御部２０からのタイミング信号を受けると、それを開始点として所定期間だけ、除外信号を演算部２８に出力する。演算部２８は、除外信号の期間だけ、たとえフィラー送給モーターの駆動電流ＩＭが基準値設定部２４の基準値ＩＭ０を超えても、フィラー送給異常信号を制御部２０に出力しないよう動作する。図３におけるフィラー送給異常検出部２１の構成においても、図４と同様に、信号除外タイミング発生部２７と演算部２８とを使用することができるが、その詳細な説明を省略する。
すなわち、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる速度低下ステップと、を有する方法からなる。
この方法により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーの送給を停止するフィラー送給停止ステップと、を有する方法としてもよい。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちに溶接を停止する溶接停止ステップと、を有する方法としてもよい。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラーは、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する方法としてもよい。この方法により、被溶接物にギャップがあっても、レーザ溶接が高速で実施できる。
また、フィラーは、被溶接物と接触しつつ、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する方法としてもよい。この方法により、被溶接物にギャップがあっても、レーザ溶接が高速で実施できる。
また、本発明のレーザ溶接装置は、レーザ発生部と、ワイヤ送給部と、アーク発生部と、フィラー送給部と、フィラー送給異常検出部と、制御部と、を備え、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる構成からなる。ここで、レーザ発生部は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射する。ワイヤ送給部は、トーチを介して溶接位置にワイヤを送給する。アーク発生部は、ワイヤ送給部を制御しながらワイヤと被溶接物にアーク溶接のための電力を送給する。フィラー送給部は、トーチを介して溶接位置にフィラーを送給する。フィラー送給異常検出部は、フィラー送給部のフィラー送給異常タイミングを検出する。制御部は、フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、レーザ発生部、アーク発生部およびフィラー送給部を制御する。
この構成により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに前記フィラーの送給を停止する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちに溶接を停止する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラーを送給するトーチは、ワイヤを送給するトーチと同様のものを使用する構成としてもよい。この構成により、共通の部品が使用できるので、低コストのレーザ溶接装置を実現できる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに前記フィラーの送給を停止する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラー送給異常検出部は、フィラー送給部のフィラー送給モーターの駆動電流を入力して、駆動電流が所定の基準値を超えた時に、フィラー送給異常信号を前記制御部に出力する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラー送給異常検出部は、フィラー送給部のフィラー送給モーターの駆動電流を入力して、駆動電流の微分値が所定の基準値を超えた時に、フィラー送給異常信号を制御部に出力する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラー送給異常検出部は、フィラーを送給するトーチまたはトーチを固定する固定具に取付けられ、トーチにかかる負荷を検出する力センサーの出力信号を入力して、出力信号が所定の基準値を超えた時に、フィラー送給異常信号を制御部に出力する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、フィラー送給異常検出部は、フィラーを送給するトーチまたはトーチを固定する固定具に取付けられ、トーチにかかる負荷を検出する力センサーの出力信号を入力して、出力信号の微分値が所定の基準値を超えた時に、ワイヤ送給異常信号を制御部に出力する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、溶接が開始してからの所定の期間だけ、フィラー送給異常検出部は異常信号を出力しない構成としてもよい。
この構成により、正常なアークスタートに伴う駆動電流の変化に起因して発生する異常信号を除外できる。
また、フィラーの送給速度を調整しようとするタイミングの時点からの所定の期間だけ、フィラー送給異常検出部は異常信号を出力しない構成としてもよい。
この構成により、供給速度を変えることによる駆動電流の変化に起因して発生する異常信号を除外できる。
また、フィラーは、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する構成としてもよい。この構成により、被溶接物にギャップがあっても、レーザ溶接が高速で実施できる。
また、フィラーは、前記被溶接物と接触しつつ、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する構成としてもよい。この構成により、被溶接物にギャップがあっても、レーザ溶接が高速で実施できる。
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図である。これは、図１に示した本発明の実施の形態１におけるレーザ溶接装置の構成から、アーク発生部１３、ワイヤ送給部１７およびトーチ１６をはずしたものである。それ以外は、図１に示した構成および動作と作用効果は同様なので、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
すなわち、本発明のレーザ溶接装置は、レーザ発生部９と、フィラー送給部１８と、フィラー送給異常検出部２１と、制御部２０と、を備え、制御部２０は、フィラー送給異常検出部２１からのフィラー送給異常信号を受けると直ちに溶接を停止する構成からなる。ここで、レーザ発生部９は、被溶接物１の溶接位置にレーザビーム２を照射する。フィラー送給部１８は、トーチ１９を介して溶接位置にフィラー７を送給する。制御部２０は、フィラー送給異常検出部２１の出力信号を入力して、レーザ発生部９およびフィラー送給部１８を制御する。
この構成により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
以上のように本発明の実施の形態２におけるレーザ溶接装置によれば、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら溶接位置にフィラーを送給する。このレーザ溶接装置において、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに溶接を停止する。これにより、好ましくない形状の溶接ビードが形成する前に溶接を止めると共に、溶接装置の破損を防止することができる。
（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３におけるレーザ溶接装置の構成を示す模式図である。図１に示した本発明の実施の形態１のレーザ溶接装置において、制御部２０の代わりに警報信号を警報部２２に出力する制御部２９を使用したものである。
制御部２９は、フィラー送給異常検出部２１からの信号を入力し、レーザ発生部９、アーク発生部１３およびフィラー送給部１８を制御する。警報部２２は、制御部２９の警報信号を受け、レーザ溶接装置の異常を示す。制御部２９は、警報信号を警報部２２に出す以外には、本発明の実施の形態１における制御部２０の機能を全て備えるものである。
次に本発明の実施の形態３におけるレーザ溶接装置の動作について説明する。制御部２９では、フィラー送給異常検出部２１からフィラー送給異常信号が入力されるまでは、レーザ発生部９、アーク発生部１３およびフィラー送給部１８を制御して複合溶接を行う。しかしながら、フィラー送給異常検出部２１からフィラー送給異常信号が入力されると、制御部２９は、直ちに警報部２２に警報信号を出力し、フィラー７の送給を停止する。それと共に、制御部２９は、レーザ発生部９とアーク発生部１３とを制御してレーザ溶接を停止するよう動作する。警報信号を受けた警報部２２は、音を出す、表示灯を点灯させる、などで溶接装置の異常を知らせて警告するよう動作する。
以上のように本発明の実施の形態３におけるレーザ溶接装置は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながらワイヤを送給して前記溶接位置との間にアークを発生しながら溶接を行う。また、レーザ溶接装置は、レーザ発生部と、ワイヤ送給部と、アーク発生部と、フィラー送給部と、フィラー送給異常検出部と、制御部と、を備え、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる構成としている。このようなレーザ溶接装置において、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに警報信号を出し、溶接を停止する。
この構成により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら前記溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、検出ステップと、速度低下ステップと、を有する方法からなる。ここで、検出ステップは、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する。速度低下ステップは、検出ステップの後、直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる。
この方法により、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めるので、良好な溶接が行えると共に溶接装置の破損を防止できる。
また、検出ステップの後、直ちに警報を出す警報ステップを有する方法としている。この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
以上に示した本発明の実施の形態１から実施の形態３におけるレーザ溶接装置において、フィラー７を送給するトーチ１９としては、ワイヤ３を送給するトーチ１６と同様のものを使用してよい。フィラー７としては、直接にレーザビーム２によって溶融されるか、被溶接物１と接触しつつ、直接に前記レーザビーム２によって溶融されるか、のいずれかの形で配置してよい。
また、以上に示した本発明の実施の形態１から実施の形態３におけるレーザ溶接装置において、制御部２０および制御部２９としては、フィラー送給異常検出部２１からのフィラー送給異常信号を受けると、次に示すいずれかの動作を行ってもよい。すなわち、直ちにフィラー７の送給速度を所定値だけ下げるか、フィラー７の送給速度を所定の期間において所定の速度だけ下げてから、元の速度で送給する。あるいは、フィラー７を逆方向に所定量だけ送給してから、正方向のフィラー送給を行うか、フィラー７を逆方向に所定量だけ送給してから、所定の速度だけ下げた送給速度で前記フィラー７を送給する。あるいは、フィラー７の送給を停止する。
すなわち、本発明のレーザ溶接装置において、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに前記フィラーの送給速度を所定の期間において所定の速度だけ下げてから、フィラーを元の送給速度に戻して送給する構成としている。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、本発明のレーザ溶接方法は、速度低下ステップにおいて、検出ステップの後、直ちにフィラーの送給速度を、所定の期間において所定の速度だけ下げ、その後に、フィラーを元の送給速度に戻して送給する送給ステップと、を有する方法としている。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
ここでは、上述の動作の一例として、フィラー７を逆方向に所定量だけ送給してから、正方向のフィラー送給を行う時の動作について、図７Ａおよび図７Ｂの模式図を参照しながら具体的に説明するが、その他の方法の詳細説明は省略する。
図７Ａは、フィラー送給異常信号が発生した時の状態を示す模式図である。図７Ｂは、フィラー送給異常信号が発生した時のフィラーの送給速度の変化を示す模式図である。フィラー送給異常信号の開始点はｔ１タイミングの時点である。時間０から時間ｔ１までのフィラー７の送給速度はＶｗｆ０である。フィラー送給異常信号が発生する時間ｔ１を開始点にして、所定期間Δｔまでのｔ２タイミングの時点の間だけ、フィラー７を逆方向に所定の送給量（Ｖｗｆ１とΔｔの積が一定であればよい。）だけ送給する。時間ｔ２からは、再び正方向の送給速度Ｖｗｆ０でフィラー７を送給する。図示では、Ｖｗｆ０とＶｗｆ１とを異なった値として示したが、Ｖｗｆ０＝Ｖｗｆ１としてもよいことは、言うまでもない。
すなわち、本発明のレーザ溶接方法は、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給する逆方向送給ステップと、逆方向送給ステップの後に、フィラーを正方向に送給を行う正方向送給ステップと、を有する方法としてもよい。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、検出ステップの後、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給する逆方向送給ステップと、フィラーの送給速度を所定の速度だけ下げて送給する低速送給ステップと、を有する方法としてもよい。
この方法により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、本発明のレーザ溶接装置において、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、フィラーを正方向に送給を行う構成としている。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、フィラーの送給速度を所定の速度だけ下げて送給する構成としてもよい。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、本発明のレーザ溶接装置は、レーザ発生部と、フィラー送給部と、フィラー送給異常検出部と、制御部と、を備え、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる構成としている。ただし、レーザ発生部は、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射する。フィラー送給部は、トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給する。フィラー送給異常検出部は、フィラー送給部のフィラー送給異常タイミングを検出する。制御部は、フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、レーザ発生部およびフィラー送給部を制御する。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、本発明のレーザ溶接装置において、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちにフィラーの送給速度を所定の期間において所定の速度だけ下げてから、フィラーを元の送給速度に戻して送給する構成としている。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、フィラーを正方向に送給を行う構成としている。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
また、制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、フィラーの送給速度を所定の速度だけ下げて送給する構成としている。
この構成により、不良な溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、レーザ溶接装置の破損を防止することができる。
以上のように本発明のレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置によれば、被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながらワイヤを送給して溶接位置との間にアークを同時に発生しながら溶接を行う。そして、溶接位置にフィラーを送給すると共に、フィラーの送給に異常が発生したことが検出されてから直ちに溶接を停止する。これにより、好ましくない形状の溶接ビードが形成される前に溶接を止めると共に、溶接装置の破損を防止することができる。したがって、レーザ溶接を行う溶接装置および溶接方法全般において、産業上、非常に有用である。
１ 被溶接物
２ レーザビーム
３ ワイヤ
４ アーク
５ 溶滴
６ 溶融池
７ フィラー
８ ビード
９ レーザ発生部
１０ レーザ発振器
１１ レーザ伝送部
１２ 集光光学系
１３ アーク発生部
１４，１５ ケーブル
１６，１９ トーチ
１７ ワイヤ送給部
１８ フィラー送給部
２０，２９ 制御部
２１ フィラー送給異常検出部
２２ 警報部
２３，２８ 演算部
２４，２５ 基準値設定部
２６ 微分部
２７ 信号除外タイミング発生部

Claims (32)

  1. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら前記溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、
    前記フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップの後、直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げる速度低下ステップと、
    を有するレーザ溶接方法。
  2. 前記速度低下ステップにおいて、前記検出ステップの後、直ちにフィラーの送給速度を、所定の期間において所定の速度だけ下げ、
    その後に、フィラーを元の送給速度に戻して送給する送給ステップと、
    を有する請求項１に記載のレーザ溶接方法。
  3. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら前記溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、
    前記フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップの後、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給する逆方向送給ステップと、
    前記逆方向送給ステップの後に、フィラーを正方向に送給を行う正方向送給ステップと、
    を有するレーザ溶接方法。
  4. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら前記溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、
    前記フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップの後、直ちにフィラーを逆方向に所定量だけ送給する逆方向送給ステップと、
    フィラーの送給速度を所定の速度だけ下げて送給する低速送給ステップと、
    を有するレーザ溶接方法。
  5. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら前記溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、
    前記フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップの後、直ちにフィラーの送給を停止するフィラー送給停止ステップと、
    を有するレーザ溶接方法。
  6. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射しながら前記溶接位置にフィラーを送給するレーザ溶接方法であって、
    前記フィラーの送給に異常が発生したことを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップの後、直ちに溶接を停止する溶接停止ステップと、
    を有するレーザ溶接方法。
  7. 前記被溶接物の前記溶接位置にワイヤを送給して、前記ワイヤと前記溶接位置との間にアークを同時に発生しながら溶接を行う請求項１に記載のレーザ溶接方法。
  8. 前記検出ステップの後、直ちに警報を出す警報ステップを有する請求項１に記載のレーザ溶接方法。
  9. 前記フィラーは、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する請求項１に記載のレーザ溶接方法。
  10. 前記フィラーは、前記被溶接物と接触しつつ、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する請求項１に記載のレーザ溶接方法。
  11. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にワイヤを送給するワイヤ送給部と、
    前記ワイヤ送給部を制御しながら前記ワイヤと前記被溶接物にアーク溶接のための電力を送給するアーク発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給の異常を検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部、前記アーク発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げるレーザ溶接装置。
  12. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にワイヤを送給するワイヤ送給部と、
    前記ワイヤ送給部を制御しながら前記ワイヤと前記被溶接物にアーク溶接のための電力を送給するアーク発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給の異常を検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部、前記アーク発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに前記フィラーの送給速度を所定の期間において所定の速度だけ下げてから、前記フィラーを元の送給速度に戻して送給するレーザ溶接装置。
  13. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にワイヤを送給するワイヤ送給部と、
    前記ワイヤ送給部を制御しながら前記ワイヤと前記被溶接物にアーク溶接のための電力を送給するアーク発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給の異常を検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部、前記アーク発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに前記フィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、前記フィラーを正方向に送給を行うレーザ溶接装置。
  14. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にワイヤを送給するワイヤ送給部と、
    前記ワイヤ送給部を制御しながら前記ワイヤと前記被溶接物にアーク溶接のための電力を送給するアーク発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給の異常を検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部、前記アーク発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちに前記フィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、前記フィラーの送給速度を所定の速度だけ下げて送給するレーザ溶接装置。
  15. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にワイヤを送給するワイヤ送給部と、
    前記ワイヤ送給部を制御しながら前記ワイヤと前記被溶接物にアーク溶接のための電力を送給するアーク発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給の異常を検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部、前記アーク発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに前記フィラーの送給を停止するレーザ溶接装置。
  16. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にワイヤを送給するワイヤ送給部と、
    前記ワイヤ送給部を制御しながら前記ワイヤと前記被溶接物にアーク溶接のための電力を送給するアーク発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給の異常を検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部、前記アーク発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちに溶接を停止するレーザ溶接装置。
  17. 前記フィラーを送給するトーチは、前記ワイヤを送給するトーチと同様のものを使用する請求項１１に記載のレーザ溶接装置。
  18. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給の異常を検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちにフィラーの送給速度を所定の速度だけ下げるレーザ溶接装置。
  19. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給の異常を検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちにフィラーの送給速度を所定の期間において所定の速度だけ下げてから、前記フィラーを元の送給速度に戻して送給するレーザ溶接装置。
  20. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給の異常を検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに前記フィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、前記フィラーを正方向に送給を行うレーザ溶接装置。
  21. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給の異常を検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちに前記フィラーを逆方向に所定量だけ送給してから、前記フィラーの送給速度を所定の速度だけ下げて送給するレーザ溶接装置。
  22. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給の異常を検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると、直ちに前記フィラーの送給を停止するレーザ溶接装置。
  23. 被溶接物の溶接位置にレーザビームを照射するレーザ発生部と、
    トーチを介して前記溶接位置にフィラーを送給するフィラー送給部と、
    前記フィラー送給部のフィラー送給異常タイミングを検出するフィラー送給異常検出部と、
    前記フィラー送給異常検出部の出力信号を入力して、前記レーザ発生部および前記フィラー送給部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちに溶接を停止するレーザ溶接装置。
  24. 前記フィラー送給異常検出部は、前記フィラー送給部のフィラー送給モーターの駆動電流を入力して、前記駆動電流が所定の基準値を超えた時に、フィラー送給異常信号を前記制御部に出力する請求項１１または請求項２３のいずれか１項に記載のレーザ溶接装置。
  25. 前記フィラー送給異常検出部は、前記フィラー送給部のフィラー送給モーターの駆動電流を入力して、前記駆動電流の微分値が所定の基準値を超えた時に、フィラー送給異常信号を前記制御部に出力する請求項１１または請求項２３のいずれか１項に記載のレーザ溶接装置。
  26. 前記フィラー送給異常検出部は、前記フィラーを送給するトーチまたは前記トーチを固定する固定具に取付けられ、前記トーチにかかる負荷を検出する力センサーの出力信号を入力して、前記出力信号が所定の基準値を超えた時に、フィラー送給異常信号を制御部に出力する請求項１１または請求項２３のいずれか１項に記載のレーザ溶接装置。
  27. 前記フィラー送給異常検出部は、前記フィラーを送給するトーチまたは前記トーチを固定する固定具に取付けられ、前記トーチにかかる負荷を検出する力センサーの出力信号を入力して、前記出力信号の微分値が所定の基準値を超えた時に、ワイヤ送給異常信号を制御部に出力する請求項１１または請求項２３のいずれか１項に記載のレーザ溶接装置。
  28. 溶接が開始してからの所定の期間だけ、前記フィラー送給異常検出部は異常信号を出力しない請求項１１または請求項２３のいずれか１項に記載のレーザ溶接装置。
  29. 前記フィラーの送給速度を調整しようとするタイミングの時点からの所定の期間だけ、前記フィラー送給異常検出部は異常信号を出力しない請求項１１または請求項２３のいずれか１項に記載のレーザ溶接装置。
  30. 前記制御部は、フィラー送給異常検出部からのフィラー送給異常信号を受けると直ちに警報信号を警報部に出力する請求項１１に記載のレーザ溶接装置。
  31. 前記フィラーは、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する請求項１１に記載のレーザ溶接装置。
  32. 前記フィラーは、前記被溶接物と接触しつつ、直接にレーザビームによって溶融されるよう配置する請求項１１に記載のレーザ溶接装置。
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