KR20190000883A

KR20190000883A - 용접 방법 및 용접 구조체

Info

Publication number: KR20190000883A
Application number: KR1020180170939A
Authority: KR
Inventors: 고헤이 히사다; 슈헤이 오구라; 준이치로 마키노; 가즈유키 오구스; 마사히로 나카타
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2019-01-03
Also published as: JP2015205323A; JP6044579B2; EP3453480A1; KR20150122083A; CN105014237B; EP2952284A1; EP2952284B1; US20150298255A1; KR20170059959A; US10456865B2; CN105014237A

Abstract

복수의 용접 대상물을 중첩하여 레이저 용접을 실시하고 상기 복수의 용접 대상물을 접합하는 용접 방법은 포함한다 : 레이저 용접에 의해, 상기 용접 대상물 상의 가상 폐곡선을 따라 복수의 너깃을 형성하는 것. 서로 이웃하는 상기 너깃간의 피치 치수에 대한 상기 너깃의 직경의 비가 1/2 보다 크고, 또한 1 이하이다.

Description

용접 방법 및 용접 구조체{WELDING METHOD AND WELDING STRUCTURE}

본 발명은 용접 방법 및 용접 구조체에 관한 것으로, 특히, 레이저 용접에 대한 용접 방법 및 용접 구조체에 관한 것이다.

중첩된 복수의 용접 대상물 (예를 들어 금속판 등) 을 접합하는 용접 방법의 하나로서, 가공 변형이 적고, 고속 용접이 가능하고, 잔류열 영향부도 적거나 한 이점에서, 레이저 용접에 의한 용접 방법이 널리 이용되고 있다. 레이저 용접 방법에 있어서는, 일반적으로, 레이저 광을 일직선상으로 주사시키는 것에 의해, 일직선상으로 용접부가 형성되는 경우가 많다.

여기서, 일직선상으로 형성된 용접부에 있어서는, 양 단부에 응력 집중이 발생한다. 따라서, 이와 같은 용접부는 결손되기 쉬워, 용접부의 품질이 잘 안정되지 않거나 한 문제점이 지적되고 있었다. 따라서, 이와 같은 문제점을 개선하기 위해서, 다양한 형상으로 이루어지는 용접부를 형성하는 레이저 용접 방법이 제안되어 왔다.

예를 들어, 일본 공개특허공보 2009-233712 에는, 대향 배치되는 2 개의 「C 자」형상으로 이루어지는 용접부를 형성하는 레이저 용접 방법이 개시되어 있다. 이와 같은 레이저 용접 방법에 의해, 응력 집중이 발생하기 쉬운 용접 범위의 양측 단부에는, C 자 형상에 있어서의 원호인, 용접부의 곡선부가 배치된다. 한편, 용접부의 시단 (레이저 조사의 시점) 및 종단 (레이저 조사의 종점) 은, 외력의 영향을 잘 받지 않는 (용접 강도의 향상에 그다지 기여하지 않는) 양측 단부의 중간부에 배치된다. 이로써, 응력 집중이 발생하기 쉬운 양측 단부에 용접부의 시단 및 종단이 배치되지 않기 때문에, 용접부에 있어서의 응력 집중이 완화된다. 또, 일본 공개특허공보 2009-233712 에 있어서의 레이저 용접 방법은, 대향 배치되는 2 개의 「C 자」에 의해 용접부를 형성하기 때문에, 외력의 영향을 잘 받지 않는 중간부의 용접을 생략하고 있다. 요컨대, 용접 강도의 향상에 그다지 기여하지 않는 위치를 용접하지 않음으로써, 생산 효율이 향상되고 있다.

여기서, 레이저 용접에 의해 형성된 용접 구조체에 있어서는, 용접부와 모재의 경계에서 응력 집중이 발생하기 쉽다는 경향이 있다. 그 때문에, 용접부와 모재의 경계에서 균열이 발생할 우려가 있다. 또한, 균열의 진전 방향으로 동일한 경계가 존재하면, 그 균열이 진전되기 쉬워진다. 이로써, 접합된 용접 대상물이 파단된다는 문제가 발생할 우려가 있다.

한편, 상기 서술한 일본 공개특허공보 2009-233712 에 관련된 레이저 용접 방법으로 형성된 용접부는, 이 2 개의 C 자 형상으로 이루어지는 용접부와 동일한 정도의 크기의 원 형상 또는 원주 (圓周) 형상으로 형성된 용접부와 비교하여, 동일한 정도의 강도 특성을 갖는 것에 불과하다. 따라서, 일본 공개특허공보 2009-233712 에 관련된 레이저 용접 방법으로 형성된 용접부는, 동일한 정도의 크기의 원 형상 또는 원주 형상으로 형성된 용접부와 비교하여, 상기 서술한 문제에 대해 유효한 효과를 발휘하는 것은 아니다.

본 발명은, 용접 강도를 향상시키는 것이 가능한 용접 방법 및 용접 구조체를 제공한다.

본 발명의 제 1 양태는 복수의 용접 대상물을 중첩하여 레이저 용접을 실시하고 상기 복수의 용접 대상물을 접합하는 용접 방법에 관한 것이다. 본 용접 방법은, 레이저 용접에 의해, 상기 용접 대상물 상의 가상 폐곡선을 따라 복수의 너깃을 형성함으로써, 용접부를 형성하는 것을 포함한다. 서로 이웃하는 상기 너깃간의 피치 치수에 대한 상기 너깃의 직경의 비가 1/2 보다 크고, 또한 1 이하이다.

또, 본 발명의 제 2 양태는, 용접 구조체에 관한 것이다. 용접 구조체는, 레이저 용접에 의해 형성된 용접부에 의해 접합된 복수의 용접 대상물을 포함한다. 상기 용접부는, 상기 용접 대상물 상의 가상 폐곡선을 따라 형성된 복수의 너깃을 갖고, 서로 이웃하는 상기 너깃간의 피치 치수에 대한 상기 너깃의 직경의 비가 1/2 보다 크고, 또한 1 이하이다.

서로 이웃하는 너깃간의 피치 치수에 대한 너깃의 직경의 비가 1/2 보다 크고, 또한 1 이하가 되도록 복수의 너깃을 형성함으로써, 이웃하는 너깃이, 모재를 사이에 두고 단속적으로 배치된다. 따라서, 균열의 진전 방향으로 모재 (용접 대상물) 가 형성된다. 따라서, 균열의 진전을 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 용접 강도를 향상시키는 것이 가능해진다.

또, 상기 양태에 있어서, 중첩된 상기 복수의 용접 대상물의 두께에 대한 상기 너깃의 직경의 비가 3 이하여도 된다. 이와 같이 구성되어 있는 것에 의해, 용접 대상물을 수직으로 설치한 자세로 용접을 실시한 경우에도, 너깃의 자중으로 늘어지는 것을 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 타점 자세에 상관없이, 너깃의 자중으로 늘어지는 것을 억제하는 것이 가능해져, 용접 대상물을 수평으로 설치한 자세로 용접을 실시한 경우와 동등한 용접 강도를 유지하는 것이 가능해진다.

또, 상기 양태에 있어서, 상기 복수의 용접 대상물 중, 레이저 광을 조사하지 않은 측의 상기 용접 대상물의 두께에 대한 상기 너깃의 직경의 비가 1.5 이하여도 된다. 이와 같이 구성되어 있는 것에 의해, 용접 대상물이 다이캐스트재나 주물 등으로 형성된 경우에도, 레이저 광을 조사하지 않은 측에 돌기가 형성되는 것을 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 용접 대상물이 다이캐스트재나 주물 등으로 형성된 경우에도, 적절히 용접을 실시하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 1, 제 2 양태에 의하면, 용접 강도를 향상시키는 것이 가능한 용접 방법 및 용접 구조체를 제공할 수 있다.

본원의 예시적인 실시형태들의 특징들, 장점들 및 기술적 그리고 산업적 중요성은 첨부된 도면을 참조하여 이하 설명되고, 동일한 도면부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1a 는 실시형태 1 에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체를 나타내는 도면이다.
도 1b 는 실시형태 1 에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체를 나타내는 도면이다.
도 2a 는 실시형태 1 에 관련된 용접 방법을 나타내는 도면이다.
도 2b 는 실시형태 1 에 관련된 용접 방법을 나타내는 도면이다.
도 2c 는 실시형태 1 에 관련된 용접 방법을 나타내는 도면이다.
도 2d 는 실시형태 1 에 관련된 용접 방법을 나타내는 도면이다.
도 3a 는 실시형태 1 에 관련된, 여러 가지 수의 너깃으로 구성되는 용접부의 예를 나타내는 도면이다.
도 3b 는 실시형태 1 에 관련된, 여러 가지 수의 너깃으로 구성되는 용접부의 예를 나타내는 도면이다.
도 3c 는 실시형태 1 에 관련된, 여러 가지 수의 너깃으로 구성되는 용접부의 예를 나타내는 도면이다.
도 4a 는 실시형태 1 에 관련된, 피치 치수 (p) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/p) 와 용접 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4b 는 실시형태 1 에 관련된, 피치 치수 (p) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/p) 와 용접 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5a 는 비교예에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체를 나타내는 도면이다.
도 5b 는 비교예에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체를 나타내는 도면이다.
도 6 은 실시형태 1 에 관련된 용접부의 파단의 메커니즘에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 는 실시형태 1 에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체의 강도 시험의 결과를 나타내는 도면이다.
도 7b 는 비교예에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체의 강도 시험의 결과를 나타내는 도면이다.
도 8 은 실시형태 2 에 관련하여, 용접 대상물 (2, 4) 을 수직으로 설치한 자세로 용접을 실시하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 9a 는 총 두께 (T) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/T) 와 상측 오목량의 관계를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9b 는 총 두께 (T) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/T) 와 하측 볼록량의 관계를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10 은 실시형태 2 에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체의 강도 시험의 결과와, 비교예에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체의 강도 시험의 결과를 비교하는 도면이다.
도 11a 는 실시형태 3 에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접부의 용접 형상을 나타내는 도면이다.
도 11b 는 비교예에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접부의 용접 형상을 나타내는 도면이다.
도 12 는 두께 (t) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/T) 와 돌기량의 관계를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 13a 는 변형예에 관련된 용접부를 예시하는 도면이다.
도 13b 는 변형예에 관련된 용접부를 예시하는 도면이다.

(실시형태 1)

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 도 1 은, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체 (1) 를 나타내는 도면이고, 도 1a 는 용접 구조체 (1) 의 평면도를 나타내며, 도 1b 는 용접 구조체 (1) 의 IB-IB 선 단면도를 나타낸다.

용접 구조체 (1) 는, 복수의 용접 대상물 (예를 들어 금속판 등) 을 갖는다. 본 실시형태에서는, 용접 구조체 (1) 는 서로 중첩된 2 개의 용접 대상물 (2, 4) 을 갖는다. 용접 대상물 (2, 4) 은, 용접부 (10) 에 의해, 중첩된 상태로 접합되어 있다. 용접부 (10) 는, 후술하는 바와 같이, 레이저 용접에 의해 형성된다. 레이저 용접시, 레이저 광은 용접 대상물 (2) 에 조사된다. 바꾸어 말하면, 용접 대상물 (4) 은, 레이저 광을 조사하지 않은 측의 용접 대상물이다.

용접부 (10) 는, 복수의 너깃 (12) 에 의해 구성되어 있다. 도 1 의 예에서는, 용접부 (10) 는, 6 개의 너깃 (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) 을 갖는다. 용접부 (10) 에 있어서의 너깃 (12) 의 수는 임의이다. 또, 각 너깃 (12) 은, 도 1a 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 대략 원형으로 형성되어 있다. 또한, 너깃 (12) 의 형상은, 원형에 한정되지 않고, 예를 들어 타원 형상이어도 되고, 다각형 형상이어 된다.

너깃 (12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) 은, 일점 쇄선으로 나타내어진 가상 폐곡선 (14) 을 따라 배치되도록 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 가상 폐곡선 (14) 이 원형인 예를 나타내고 있는데, 가상 폐곡선 (14) 은, 원형에 한정되지 않는다. 가상 폐곡선 (14) 은, 타원이어도 되고, 임의의 곡선 또는 다각형이어도 된다. 본 실시형태에 있어서는, 가상 폐곡선 (14) 은, 직경 (D) 의 원형이다.

도 1b 에 나타내는 바와 같이, 너깃 (12) 의 직경 (예를 들어, 직경) 을 d 로 한다. 또, 서로 이웃하는 너깃 (12) 간 (예를 들어 너깃 (12a) 및 너깃 (12b)) 의 피치 치수를 p 로 한다. 이 경우, 너깃 (12) 은, 1/2 ＜ d/p ≤ 1 이 되도록 배치되도록 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 너깃 (12) 은, 피치 치수 (p) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/p) 가, 1/2 보다 크고, 또한 1 이하가 되도록 배치되어 있다.

또한, 피치 치수 (p) 는, 이웃하는 너깃 (12) 간의 거리 (간격) 를 나타내는 값이다. 예를 들어, 너깃 (12) 이 원형 형상인 경우, 피치 치수 (p) 는, 이웃하는 너깃 (12) 의 중심간의 거리를 나타내도 된다. 예를 들어, 너깃 (12a) 과 너깃 (12b) 사이의 피치 치수 (p) 는, 너깃 (12a) 의 중심 근방의 위치와 너깃 (12b) 의 중심 근방의 위치의 거리여도 된다.

또, 너깃 직경 (d) 은, 너깃 (12) 이 원형 형상인 경우는, 너깃 (12) 의 직경이어도 된다. 한편, 너깃 (12) 이 타원 형상인 경우, 너깃 직경 (d) 은, 장축 길이여도 되고, 장축 길이와 단축 길이의 평균값이어도 된다. 요컨대, 너깃 직경이란, 너깃 (12) 의 크기 (외경 치수) 를 나타내는 값이다.

또, 피치 치수 (p) 는, 용접부 (10) 에 있어서 엄밀하게 일정하지 않아도 된다. 요컨대, 예를 들어, 너깃 (12a) 과 너깃 (12b) 사이의 피치 치수 (p) 와, 너깃 (12b) 과 너깃 (12c) 사이의 피치 치수 (p) 는, 서로 동일하지 않아도 된다. 또, 각 너깃 (12) 의 직경 (d) 은, 엄밀하게 동일하지 않아도 된다. 예를 들어, 너깃 (12a) 의 직경과 너깃 (12b) 의 직경은, 서로 동일하지 않아도 된다.

또, 도 1b 에 나타내는 바와 같이, 용접 대상물 (2, 4) 의 간극을 포함하는 용접 대상물 (2, 4) 의 두께 (총 두께) 를 T 로 한다. 또, 레이저 광을 조사하지 않은 측의 용접 대상물인 용접 대상물 (4) 의 두께를 t 로 한다. 이들의 총 두께 (T) 및 용접 대상물 (4) 의 두께 (t) 에 대해서는, 후술하는 다른 실시형태에서 서술한다.

도 2 는, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법을 나타내는 도면이다. 실시형태 1 에 관련된 용접 방법은, 용접 장치 (100) 에 의해 실시된다. 용접 장치 (100) 는, 조사부 (102) 와 제어부 (104) 를 적어도 갖는다. 조사부 (102) 는, 예를 들어 갈바노 스캐너 등의 레이저 스캐너로서, 내장된 갈바노 미러의 방향을 제어함으로써, 용접 대상물 (2) 이 미리 정해진 위치에, 레이저 광 (LA) 을 조사한다. 이로써, 레이저 광 (LA) 이 조사된 위치에, 너깃 (12) 이 형성된다. 제어부 (104) 는, 복수의 너깃 (12) 이 1/2 ＜ d/p ≤ 1 의 조건에서 형성되도록 조사부 (102) (특히 갈바노 미러의 방향) 를 제어한다.

그리고, 각 너깃 (12) 의 형성 방법에 대해서는, 이하에 나타내는 바와 같은, 다양한 방법이 존재한다. 그러나, 본 실시형태에 관련된 용접 방법을 실시하는 데에 있어서는, 어느 형성 방법을 채용해도 상관없다.

도 2a 는, 「정점식 형성법」을 나타낸다. 이 정점식 형성법에 있어서는, 예를 들어, 용접 대상물 (2) 에 있어서의 미리 정해진 포인트에, 레이저 광 (LA) 을 일정 시간 조사함으로써, 원형의 너깃 (12) 이 형성된다. 구체적으로는, 제어부 (104) 는, 용접 대상물 (2) 에 있어서의 너깃 (12a) 이 형성되어야 할 위치에 레이저 광 (LA) 이 조사되도록 조사부 (102) 를 제어한다. 이로써, 조사부 (102) 는, 제어부 (104) 의 제어에 의해 설정된 위치에, 레이저 광 (LA) 을 일정 시간 조사하여, 너깃 (12a) 을 형성한다. 너깃 (12a) 이 형성되면, 제어부 (104) 는, 너깃 (12b) 이 형성되어야 할 위치에 레이저 광 (LA) 이 조사되도록 조사부 (102) 를 제어한다. 이하 동일하게 하여, 용접 장치 (100) 는, 용접 대상물 (2, 4) 에, 너깃 (12b, 12c, 12d, 12e, 12f) 을 형성한다.

도 2b 는, 「주사식 형성법」을 나타낸다. 이 주사식 형성법에 있어서는, 예를 들어, 용접 대상물 (2) 에 있어서, 화살표 B 로 나타내는 바와 같이, 원주의 궤적 (예를 들어, 도 1a 에 있어서의 너깃 (12) 의 외주와 동 형상의 궤적) 을 따라 레이저 광 (LA) 을 주사함으로써, 고리형의 너깃 (12) 이 형성된다. 구체적으로는, 제어부 (104) 는, 용접 대상물 (2) 에 있어서의 너깃 (12a) 이 형성되어야 할 위치에 있어서, 원주의 궤적을 따라 레이저 광 (LA) 이 주사되도록 조사부 (102) 를 제어한다. 이로써, 조사부 (102) 는, 고리형의 너깃 (12a) 을 형성한다. 너깃 (12a) 이 형성되면, 제어부 (104) 는, 너깃 (12b) 이 형성되어야 할 위치에 레이저 광 (LA) 이 조사되도록 조사부 (102) 를 제어한다. 이하 동일하게 하여, 용접 장치 (100) 는, 용접 대상물 (2, 4) 에, 너깃 (12b, 12c, 12d, 12e, 12f) 을 형성한다.

도 2c 는, 「필인 (fill-in) 식 형성법」을 나타낸다. 이 필인식 형성법에 있어서는, 먼저, 원주의 궤적을 따라 레이저 광 (LA) 을 주사하여 고리형의 너깃을 형성한다. 다음으로, 화살표 C 로 나타내는 바와 같이, 형성된 고리형의 너깃의 내부를 모두 메우도록 레이저 광 (LA) 을 주사함으로써, 원형의 너깃 (12) 을 형성한다. 구체적으로는, 제어부 (104) 는, 용접 대상물 (2) 에 있어서의 너깃 (12a) 이 형성되어야 할 위치에 있어서, 원주의 궤적을 따라 레이저 광 (LA) 이 주사되도록 조사부 (102) 를 제어한다. 이로써, 조사부 (102) 는, 고리형의 너깃을 형성한다. 다음으로, 제어부 (104) 는, 형성된 고리형의 너깃의 내부를 모두 메우도록 레이저 광 (LA) 이 주사되도록 조사부 (102) 를 제어한다. 이로써, 조사부 (102) 는, 고리형의 너깃의 내부를 모두 메우도록 레이저 광 (LA) 을 주사하고, 원형의 너깃 (12) 을 형성한다. 너깃 (12a) 이 형성되면, 제어부 (104) 는, 너깃 (12b) 이 형성되어야 할 위치에 레이저 광 (LA) 이 조사되도록 조사부 (102) 를 제어한다. 이하 동일하게 하여, 용접 장치 (100) 는, 용접 대상물 (2, 4) 에, 너깃 (12b, 12c, 12d, 12e, 12f) 을 형성한다.

도 2d 는, 「스크루식 형성법」을 나타낸다. 이 스크루식 형성법에 있어서는, 예를 들어, 용접 대상물 (2) 에 있어서, 화살표 D 로 나타내는 바와 같이, 소용돌이상의 궤적을 따라 레이저 광 (LA) 을 주사함으로써, 원형의 너깃 (12) 이 형성된다. 구체적으로는, 제어부 (104) 는, 용접 대상물 (2) 에 있어서의 너깃 (12a) 이 형성되어야 할 위치에 있어서, 소용돌이상의 궤적을 따라 레이저 광 (LA) 이 주사되도록 조사부 (102) 를 제어한다. 이로써, 조사부 (102) 는, 원형의 너깃 (12a) 을 형성한다. 너깃 (12a) 이 형성되면, 제어부 (104) 는, 너깃 (12b) 이 형성되어야 할 위치에 레이저 광 (LA) 이 조사되도록 조사부 (102) 를 제어한다. 이하 동일하게 하여, 용접 장치 (100) 는, 용접 대상물 (2, 4) 에, 너깃 (12b, 12c, 12d, 12e, 12f) 을 형성한다.

도 3 은, 실시형태 1 에 관련된, 여러 가지 수의 너깃 (12) 으로 구성되는 용접부 (10) 의 예를 나타내는 도면이다. 도 3 에는, 너깃수 (타점수) 가 3, 4, 5 인 경우의 용접부 (10) 가 각각 나타나 있다.

도 3a 는, 너깃수가 3 개인 용접부 (10) 를 나타낸다. 용접부 (10) 는, 3 개의 너깃 (12a, 12b, 12c) 을 갖는다. 너깃 (12a, 12b, 12c) 은, 가상 폐곡선 (14) (예를 들어 직경 (D) 의 원형) 을 따라 배치되도록 형성되어 있다. 또, 각 너깃 (12) 의 직경은 d 이며, 서로 이웃하는 너깃 (12) 간의 피치 치수는 p 이다. 이 때, 너깃 (12) 은, 1/2 ＜ d/p ≤ 1 이 되도록 배치되어 있다.

도 3b 는, 너깃수가 4 개인 용접부 (10) 를 나타낸다. 용접부 (10) 는, 4 개의 너깃 (12a, 12b, 12c, 12d) 을 갖는다. 너깃 (12a, 12b, 12c, 12d) 은, 가상 폐곡선 (14) (예를 들어 직경 (D) 의 원형) 을 따라 배치되도록 형성되어 있다. 또, 각 너깃 (12) 의 직경은 d 이며, 서로 이웃하는 너깃 (12) 간의 피치 치수는 p 이다. 이 때, 너깃 (12) 은, 1/2 ＜ d/p ≤ 1 이 되도록 배치되어 있다.

도 3c 는, 너깃수가 5 개인 용접부 (10) 를 나타낸다. 용접부 (10) 는, 5 개의 너깃 (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) 을 갖는다. 너깃 (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) 은, 가상 폐곡선 (14) (예를 들어 직경 (D) 의 원형) 을 따라 배치되도록 형성되어 있다. 또, 각 너깃 (12) 의 직경은 d 이며, 서로 이웃하는 너깃 (12) 간의 피치 치수는 p 이다. 이 때, 너깃 (12) 은, 1/2 ＜ d/p ≤ 1 이 되도록 배치되어 있다.

도 4 는, 실시형태 1 에 관련된, 피치 치수 (p) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/p) 와 용접 강도의 관계를 나타내는 그래프이다. 여기서, 도 4a 는, 피치 치수 (p) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/p) 와 박리 강도 비율의 관계를 나타내는 그래프이며, 도 4b 는, 피치 치수 (p) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/p) 와 전단 강도 비율의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 4 의 예에 관련된 그래프는, 너깃 (12) 의 수가 3, 4, 5, 6 이고, 0.2 ＜ d/p ＜ 2 이며, 용접 대상물 (2) 이 판 두께 1.2 ㎜ 의 알루미늄 합금이고, 용접 대상물 (4) 이 판 두께 1.0 ㎜ 의 알루미늄 합금인 경우를 조건으로 한 강도 시험의 결과를 나타내고 있다.

여기서, 박리 강도란, 예를 들어, 접합된 용접 대상물 (2, 4) 을 박리시키는 박리 방향 (용접 대상물의 두께 방향) 을 향해 가해지는 인장 하중으로서, 용접 대상물 (2, 4) (용접부 (10)) 이 박리되지 않고 견딜 수 있는 인장 하중의 최대값에 의해 나타난다. 또, 전단 강도란, 예를 들어, 접합된 용접 대상물 (2, 4) 에 대해, 전단 방향 (용접 대상물의 두께 방향과 직교하는 방향) 을 향해 가해지는 인장 하중으로서, 용접 대상물 (2, 4) (용접부 (10)) 이 전단 방향으로 박리되지 않고 견딜 수 있는 인장 하중의 최대값에 의해 나타난다.

또, 박리 강도 비율이란, 용접부 (10) 와 동일한 정도의 크기 (예를 들어 직경 D ＋ d) 로 이루어지는 대략 원형인 1 개의 너깃에서 접합된 경우의 박리 강도를 1 로 한 경우의, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법으로 형성된 용접부 (10) 의 박리 강도의 비율을 나타낸다. 마찬가지로, 전단 강도 비율이란, 용접부 (10) 와 동일한 정도의 크기 (예를 들어 직경 D ＋ d) 로 이루어지는 대략 원형인 1 개의 너깃에서 접합된 경우의 전단 강도를 1 로 한 경우의, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법으로 형성된 용접부 (10) 의 전단 강도의 비율을 나타낸다.

도 4a 에 나타내는 바와 같이, d/p ＜ 0.5 인 경우, 박리 강도 비율은 1 보다 작다. 바꾸어 말하면, 이 때, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법으로 형성된 용접부 (10) 의 박리 강도는, 용접부 (10) 와 동일한 정도의 크기 (예를 들어 직경 D ＋ d) 로 이루어지는 대략 원형인 1 개의 너깃에서 접합된 경우의 박리 강도보다 작아져 있다.

d/p ＜ 0.5 의 경우, 피치 치수 (p) 에 대해 너깃 직경이 작아, 각 너깃 (12) 이 떨어져 있다. 그 때문에, 강도 특성에 대해, 복수의 너깃 (12) 이 서로 영향을 미치지 않아, 각 너깃 (12) 의 단독 강도를 초과하는 하중이 가해진 경우에, 파단이 발생한다. 따라서, 이 경우, 각 너깃 (12) 각각의 내부에서 별개로 파단된다. 요컨대, d/p ＜ 0.5 의 경우, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법은, 용접 강도의 향상에 기여하고 있지 않다.

또, 1 ＜ d/p 의 경우, 박리 강도 비율은 1 의 근방이다. 바꾸어 말하면, 이 때, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법으로 형성된 용접부 (10) 의 박리 강도는, 용접부 (10) 와 동일한 정도의 크기 (예를 들어 직경 D ＋ d) 로 이루어지는 대략 원형인 1 개의 너깃에서 접합된 경우의 박리 강도와 거의 동일한 정도이다.

1 ＜ d/p 의 경우, 피치 치수 (p) 에 대해 너깃 직경이 지나치게 커서, 이웃하는 너깃 (12) 끼리가 중첩되어 있다. 따라서, 너깃 (12) 의 집합인 용접부 (10) 의 외주를 따라 파단된다 (요컨대 복수의 너깃 (12) 이 일체가 되어 파단된다). 또, 이 경우, 이웃하는 너깃 (12) 끼리가 중첩되어 있으므로, 복수의 너깃 (12) 으로 구성되는 용접부 (10) 의 형상은, 그 용접부 (10) 와 동일한 정도의 크기로 이루어지는 대략 원형인 1 개의 너깃의 형상과 강도 특성상, 거의 동일해진다. 따라서, 이 경우, 용접부 (10) 와 동일한 정도의 크기로 이루어지는 대략 원형인 1 개의 너깃에서 접합했을 때의 강도 특성과 동일한 강도 특성이 된다. 요컨대, 1 ＜ d/p 의 경우, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법은, 용접 강도의 향상에 그다지 기여하고 있지 않다.

한편, 0.5 ＜ d/p ≤ 1 의 경우, 영역 A (파선으로 나타낸다) 로 나타내는 바와 같이, 박리 강도 비율은 1 보다 크다. 바꾸어 말하면, 이 때, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법으로 형성된 용접부 (10) 의 박리 강도는, 용접부 (10) 와 동일한 정도의 크기 (예를 들어 직경 D ＋ d) 로 이루어지는 대략 원형인 1 개의 너깃에서 접합된 경우의 박리 강도보다 커져 있다. 따라서, 이 경우, 용접 강도를 향상시키는 것이 가능해진다.

0.5 ＜ d/p ≤ 1 의 경우, 이웃하는 너깃 (12) 은 이간되어 있으므로, 이웃하는 너깃 (12) 사이에 모재 (용접 대상물 (2, 4)) 가 형성된다. 따라서, 너깃이 일체가 되어 한 번에 파단되는 것이 억제된다. 또한, 이웃하는 너깃 (12) 이 지나치게 떨어지지 않기 때문에, 너깃이 개개로 파단되는 경우도 억제된다. 따라서, 이 경우, 모재 (용접 대상물 (2, 4)) 에서 파단된다.

또, 도 4b 에 나타내는 바와 같이, 전단 강도 특성에 대해서도, 영역 B (파선으로 나타낸다) 로 나타내는 바와 같이, 도 4a 에 나타내는 결과와 동일한 결과 가 얻어진다. 요컨대, 전단 강도에 대해서도, 0.5 ＜ d/p ≤ 1 의 경우에, 용접 강도를 향상시키는 것이 가능해진다.

이하, 본 실시형태에 관련된 용접 방법의 메커니즘에 대해 설명한다. 도 5 는, 비교예에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체 (90) 를 나타내는 도면으로, 도 5a 는 용접 구조체 (90) 의 평면도를 나타내고, 도 5b 는 용접 구조체 (90) 의 A-A 선 단면도를 나타낸다.

용접 구조체 (90) 는, 실시형태 1 에 관련된 용접 구조체 (1) 와 마찬가지로, 서로 중첩된 2 개의 용접 대상물 (2, 4) 을 갖는다. 용접 대상물 (2, 4) 은, 용접부 (92) 에 의해, 중첩된 상태로 접합되어 있다. 용접부 (92) 는, 레이저 용접에 의해 형성된다. 용접부 (92) 는, 대략 원형인 1 개의 너깃으로 구성된다.

여기서, 레이저 용접에 있어서는, 용융부인 용접부 (92) 와, 모재인 용접 대상물 (2, 4) 의 경계 (도 5b 에 화살표 B 로 나타낸다) 에서 응력 집중이 발생한다. 따라서, 이 경계 위치에서 균열이 발생하기 쉽다. 또한 도 5a 의 화살표 C 로 나타내는 바와 같이, 원형의 용접부 (92) 의 원주를 따라 경계 위치가 연속하여 존재한다. 요컨대, 비교예에 있어서는, 화살표 C 로 나타내는 바와 같이 균열이 진전되고, 그 진전 방향으로 경계 위치가 존재하므로, 균열이 진전되기 쉬워진다.

도 6 은, 실시형태 1 에 관련된 용접부 (10) 의 파단의 메커니즘에 대해 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 용접부 (10) 에 있어서, 너깃 (12a) 과 모재인 용접 대상물 (2, 4) 의 경계의 점 (P) 에서 응력 집중이 발생하고, 균열이 발생한다. 그리고, 용접부 (10) 의 외주 (굵은 파선으로 나타낸다) 인 너깃 (12a) 의 원주를 따라, 너깃 (12a) 과 모재 (용접 대상물 (2, 4)) 의 경계가 존재하기 때문에, 화살표 A1 로 나타내는 바와 같이, 이 너깃 (12a) 의 원주를 따라, 균열이 진전된다.

그리고, 점 B1 에 있어서, 너깃 (12a) 의 원주는, 용접부 (10) 의 외주로부터 벗어나 용접부 (10) 의 내측에 위치하게 된다. 따라서, 균열의 진전 방향은, 화살표 A2 에 나타내는 방향으로 바뀌게 된다. 따라서, 점 B1 에 있어서는, 균열의 진전 방향이 연속인 경우와 비교하여, 균열의 진전이 억제된다. 또한, 점 B1 에는 모재인 용접 대상물 (2, 4) 이 존재하게 된다. 바꾸어 말하면, 점 B1 에 있어서는, 너깃 (12) 과 모재의 경계가 존재하지 않는다. 따라서, 점 B1 에 있어서는, 너깃 (12) (용접부 (10)) 과 모재의 경계가 연속하는 경우와 비교하여, 균열의 진전이 억제된다. 이 것은, 점 B2 에 있어서도 동일하다. 이와 같이, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법에 의해, 이웃하는 너깃 (12) 이, 모재를 사이에 두고 단속적으로 배치됨으로써, 용접부 (10) 전체로서, 균열의 진전을 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 용접 강도를 향상시키는 것이 가능해진다.

도 7 은, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체 (1) 의 강도 시험의 결과와, 비교예에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체 (90) 의 강도 시험의 결과를 비교하는 도면으로, 도 7a 는, 실시형태 1 에 관련된 용접 방법에 대한 강도 시험의 결과를 나타내고, 도 7b 는, 비교예에 관련된 용접 방법에 대한 강도 시험의 결과를 나타낸다.

도 7 에 있어서, 세로축은, 용접 구조체에 가한 하중을 나타내고, 가로축은, 경과 시간을 나타낸다. 요컨대, 도 7 은, 하중의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프를 나타내고 있다. 여기서, 용접 구조체의 에너지 흡수량은, 도 7 에 나타내는 그래프에 있어서, 하중의 시간 경과적 변화를 나타내는 곡선과, 세로축 및 가로축으로 둘러싸인 영역 (사선으로 나타낸다) 의 면적으로 나타난다.

여기서, 도 7a 에 나타난, 실시형태 1 에 관련된 용접 구조체 (1) 의 에너지 흡수량 (S1) 은, 도 7b 에 나타난, 비교예에 관련된 용접 구조체 (90) 의 에너지 흡수량 (S2) 보다 크다. 이것은, 도 4 를 이용하여 상기 서술한 바와 같이, 실시형태 1 에 관련된 용접 구조체 (1) 는, 모재 (용접 대상물) 에서 파단되기 때문이다. 따라서, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 에너지 흡수량을 향상시키는 것이 가능해진다.

(실시형태 2)

다음으로, 실시형태 2 에 대해 설명한다. 실시형태 2 에 관련된 용접 구조체 (1) 에 있어서는, 실시형태 1 에 관련된 용접 구조체 (1) 와 마찬가지로, 용접부 (10) 에 의해, 용접 대상물 (2, 4) 이 접합되어 있다. 용접부 (10) 는, 실시형태 1 과 마찬가지로, 복수의 너깃 (12) 에 의해 구성되어 있다. 너깃 (12) 은, 실시형태 1 과 마찬가지로, 1/2 ＜ d/p ≤ 1 이 되도록 배치되도록 형성되어 있다. 또한 실시형태 2 에 있어서는, d ≤ 3 T 가 되도록 너깃 (12) 이 형성되어 있는 점에서, 실시형태 1 과 상이하다. 바꾸어 말하면, 실시형태 2 에 있어서는, 총 두께 (T) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/T) 가 3 이하가 되도록 너깃 (12) 이 형성되어 있다. 실시형태 2 에 있어서는, 이와 같이 구성되어 있는 것에 의해, 용접 대상물 (2, 4) 을 수직으로 설치한 자세로 레이저 용접을 실시한 경우에도, 용융 금속 (너깃 (12)) 의 자중으로 늘어지는 것을 억제하는 것이 가능해진다.

도 8 은, 실시형태 2 에 관련하여, 용접 대상물 (2, 4) 을 수직으로 설치한 자세로 용접을 실시하는 상태를 나타낸 도면이다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 실시형태 2 에 관련된 용접 방법에 있어서는, 이 상태에서, 용접 대상물 (2, 4) 이 수직으로 설치된다. 그리고, 용접 장치 (100) 의 조사부 (102) 는, 수평 방향으로, 레이저 광 (LA) 을, 용접 대상물 (2) 에 대해 조사한다.

이 때, 형성된 너깃 (12) 에 있어서는, 용융 금속이 자중에 의해 하측으로 이동해 버리는 자중 늘어짐이 발생할 우려가 있다. 여기서, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 용융 금속이 자중에 의해 하측으로 이동한 것에 의해, 너깃 (12) 의 상측에는 함몰이 발생하고, 하측에는 돌출이 발생한다. 여기서, 너깃 (12) 의 상측의, 용접 대상물 (2) 의 표면 A 로부터의 함몰량을 상측 오목량 (H1) 으로 한다. 또, 너깃 (12) 의 하측의, 용접 대상물 (2) 의 표면 A 로부터의 돌출된 양을 하측 볼록량 (H2) 으로 한다.

도 9 는, 총 두께 (T) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/T) 와 상측 오목량 (H1) 및 하측 볼록량 (H2) 의 관계를 측정한 결과를 나타내는 그래프이며, 도 9a는, 비 (d/T) 와 상측 오목량 (H1) 의 관계를 나타내고, 도 9b 는, 비 (d/T) 와 하측 볼록량 (H2) 의 관계를 나타낸다.

도 9a 에 나타내는 바와 같이, 0 ＜ d/T ≤ 3 에 있어서는, 상측 오목량 (H1) 은, 거의 0 이다. 한편, 3 ＜ d/T 에 있어서는, 상측 오목량 (H1) 은 0 을 초과하는 값이 되고, d/T 가 증가하는 것에 따라, 상측 오목량 (H1) 은 증가한다. 또, 도 9b 에 나타내는 바와 같이, 0 ＜ d/T ≤ 3 에 있어서는, 하측 볼록량 (H2) 은, 거의 0 이다. 한편, 3 ＜ d/T 에 있어서는, 하측 볼록량 (H2) 은 0 을 초과하는 값이 되어, d/T 가 증가하는 것에 따라, 하측 볼록량 (H2) 은 증가한다. 따라서, 0 ＜ d/T ≤ 3 의 조건에서는, 너깃 (12) 의 자중 늘어짐의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 실시형태 2 에 있어서는, 용접 대상물 (2, 4) 을 수직으로 설치한 자세여도, 너깃 (12) 의 자중으로 늘어지는 것을 억제하는 것이 가능해진다.

도 10 은, 실시형태 2 에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체 (1) 의 강도 시험의 결과와, 비교예에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체의 강도 시험의 결과를 비교하는 도면이다. 여기서, 비교예에 관련된 용접 방법은, 도 5 를 이용하여 상기 서술한 것과 동일하다. 또, 도 10 에는, 용접부 (10) 가 6 개의 너깃 (12) 으로 구성되는 경우를 예시하고 있다. 또, 도 10 에 있어서, 세로축은, 박리 강도비를 나타낸다. 도 10 에 있어서의 박리 강도비는, 도 1a 에 나타내는 바와 같이 용접 대상물 (2, 4) 을 수평으로 설치한 자세로 용접을 실시했을 때의 박리 강도 (수평 박리 강도) 를 1 로 한 경우의, 도 8 에 나타내는 바와 같이 용접 대상물 (2, 4) 을 수직으로 설치한 자세로 용접을 실시했을 때의 박리 강도 (수직 박리 강도) 의 비율을 나타낸다. 또, 비교예에 관련된 용접부 (92) 의 직경을 d 로 하면, d/T 의 값은 5.5 정도이다. 또, 실시형태 2 에 관련된 너깃 (12) 의 직경을 d 로 하면, d/T 의 값은 1.5 정도이다.

도 10 에 나타내는 바와 같이, 비교예에 관련된 용접부 (92) 에 있어서는, 박리 강도비는 1 미만이 된다. 요컨대, 비교예에 있어서는, 용접 대상물 (2, 4) 을 수직으로 설치한 자세로 용접을 실시하면, 용접 대상물 (2, 4) 을 수평으로 설치한 자세로 용접을 실시한 경우와 비교하여, 용접 강도가 악화된다. 한편, 실시형태 2 에 관련된 너깃 (12) (용접부 (10)) 에 있어서는, 박리 강도비는 1 정도가 된다. 요컨대, 실시형태 2 에 있어서는, 용접 대상물 (2, 4) 을 수직으로 설치한 자세로 용접을 실시해도, 용접 대상물 (2, 4) 을 수평으로 설치한 자세로 용접을 실시한 경우와 동등한 용접 강도를 유지하고 있다.

비교예에 관련된 용접부 (92) 에 있어서는, 용접 강도를 유지하기 위해서 직경을 크게 하면, 총 두께 (T) 에 대한 직경 (d) 의 값이 커져 버린다. 따라서, 용접 대상물 (2, 4) 을 수직으로 설치한 자세로 용접을 실시하면, 너깃 (12) 의 자중 늘어짐이 발생해 버린다. 따라서, 용접 대상물 (2, 4) 을 수평으로 설치한 자세로 용접을 실시한 경우와 비교하여, 용접 강도가 악화된다.

한편, 본 실시형태에 있어서는, 너깃의 직경이 작아도 용접 강도를 유지하는 것이 가능해진다. 따라서, 실시형태 2 에 있어서는, 용접 대상물 (2, 4) 을 수직으로 설치한 자세로 용접을 실시해도, 너깃 (12) 의 자중으로 늘어지는 것을 억제하는 것이 가능해진다. 요컨대, 실시형태 2 에 있어서는, 타점 자세에 상관없이, 용융 금속의 자중으로 늘어지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 실시형태 2 에 있어서는, 용접 대상물 (2, 4) 을 수평으로 설치한 자세로 용접을 실시한 경우와 동등한 용접 강도를 유지하는 것이 가능해진다.

(실시형태 3)

다음으로, 실시형태 3 에 대해 설명한다. 실시형태 3 에 관련된 용접 구조체 (1) 에 있어서는, 실시형태 1 에 관련된 용접 구조체 (1) 와 마찬가지로, 용접부 (10) 에 의해, 용접 대상물 (2, 4) 이 접합되어 있다. 용접부 (10) 는, 실시형태 1 과 동일하게, 복수의 너깃 (12) 에 의해 구성되어 있다. 너깃 (12) 은, 실시형태 1 과 동일하게, 1/2 ＜ d/p ≤ 1 이 되도록 배치되도록 형성되어 있다. 또한 실시형태 3 에 있어서는, d ≤ 1.5 t 가 되도록 너깃 (12) 이 형성되어 있는 점에서, 실시형태 1 과 상이하다. 바꾸어 말하면, 실시형태 3 에 있어서는, 레이저 광을 조사하지 않은 측의 용접 대상물 (4) 의 두께 (t) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/T) 가, 1.5 이하가 되도록 너깃 (12) 이 형성되어 있다. 실시형태 3 에 있어서는, 이와 같이 구성되어 있는 것에 의해, 용접 대상물 (2, 4) 이 다이캐스트재나 주물 등인 경우에도, 적절히 용접을 실시하는 것이 가능해진다.

도 11 은, 실시형태 3 에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접부 (10) 의 용접 형상과, 비교예에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접부 (92) 의 용접 형상을 비교하는 도면이다. 도 11a 는, 비교예에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체 (90) 의 용접부 (92) 에 있어서의 단면도를 나타내고, 도 11b 는, 실시형태 3 에 관련된 용접 방법에 의해 형성된 용접 구조체 (1) 의 용접부 (92) 에 있어서의 단면도를 나타낸다. 도 11b 에 있어서는, 용접부 (10) 가 3 개의 너깃 (12) 으로 구성되는 경우를 예시하고 있다.

도 11 에 있어서, 용접 대상물 (2, 4) 의 적어도 일방은, 다이캐스트재로 형성되어 있다. 다이캐스트재에 용접을 실시하면, 다이캐스트재의 내부에 함유되는 기체 또는 불순물 등이 팽창한다. 이로써, 용접에 의해 용융된 용융 금속이, 레이저 광을 조사하지 않은 측의 면으로부터 분출되고, 그 분출된 용융 금속으로 이루어지는 돌기가 형성될 우려가 있다. 이로써, 용접 형상이 악화된다.

도 11a 에 나타내는 바와 같이, 비교예에 관련된 용접 구조체 (90) 의 용접부 (92) 는, 대략 원형인 1 개의 너깃으로 구성된다. 여기서, 용접 강도를 유지하기 위해서는, 용접부 (92) 의 직경을 크게 할 필요가 있다. 따라서, 용접부 (92) 의 직경 (d) 은, 용접 대상물 (4) 의 두께 (t) 의 1.5 배보다 커진다. 이와 같이, 용접 대상물 (4) 의 두께 (t) 에 대해 용접부 (92) 의 직경 (d) 이 커지면, 도 11a 에 나타내는 바와 같이, 용접부 (92) 를 형성하는 용융 금속이, 용접 대상물 (4) 의 하면 (레이저 광을 조사하지 않은 측의 면) 으로부터 분출되어, 돌기 (94) 가 형성된다. 또한, 이 돌기의 높이를 나타내는 돌기량을 H3 으로 한다.

한편, 도 11b 에 나타내는 바와 같이, 실시형태 3 에 관련된 용접 구조체 (1) 의 용접부 (10) 는, 복수 (도 11b 에서는 3 개) 의 너깃 (12) 으로 구성된다. 여기서, 상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 용접 강도를 유지하기 위한 조건은, 1/2 ＜ d/p ≤ 1 로, 너깃 직경 (d) 을 크게 할 필요는 없다. 따라서, 실시형태 3 에 있어서는, 도 11b 에 나타내는 바와 같이, 용접 대상물 (4) 의 하면에는, 돌기가 형성되지 않는다.

도 12 는, 두께 (t) 에 대한 너깃 직경 (d) 의 비 (d/T) 와 돌기량 (H3) 의 관계를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 또한, 이 측정은, 용접 대상물 (2, 4) 이 다이캐스트재로 형성된 용접 구조체를 이용하여 실시되고 있다.

도 12 에 나타내는 바와 같이, 0 ＜ d/t ≤ 1.5 에 있어서는, 돌기량 (H3) 은 0 이다. 요컨대, 이 때, 돌기는 형성되어 있지 않다. 한편, 1.5 ＜ d/t ＜ 4 에 있어서는, 돌기량 (H3) 은 0 을 초과하는 값이 되어, d/t 가 증가하는 것에 따라, 돌기량 (H3) 은 증가한다. 따라서, d/t ≤ 1.5 의 조건에서는, 용접 대상물 (2, 4) 이 다이캐스트재로 형성된 경우에도, 돌기를 형성하는 것을 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 실시형태 3 에 있어서는, 실시형태 1 과 동일하게 용접 강도를 유지하면서, 용접 형상을 향상시키는 것이 가능해진다.

(변형예)

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정된 것이 아니고, 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 용접 대상물의 수는 2 개로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 용접 대상물의 수는, 3 개 이상이어도 된다. 또, 본 실시형태에 관련된 용접 방법은, 표면 처리의 시공의 유무에 관계없이, 임의의 용접 대상물에 대해 적용 가능하다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 용접부 (10) 는, 복수의 너깃 (12) 이 가상 폐곡선 (14) 을 따라 배치되도록 구성되는 것으로 했지만, 이와 같은 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 13a 에 나타내는 바와 같이, 가상 폐곡선 (14) 을 따라 배치된 복수의 너깃 (12) 의 내측에 너깃 (16) 을 형성하도록 하여, 용접부 (10) 를 형성해도 된다. 또, 예를 들어, 도 13b 에 나타내는 바와 같이, 가상 폐곡선 (14) 을 따라 배치된 복수의 너깃 (12) 으로 이루어지는 너깃군 (18A, 18B, 18C) 을 조합하도록 하여, 용접부 (10) 를 형성해도 된다. 또한, 이 때, 너깃군 (18A) 을 구성하는 너깃 (12) 과, 너깃군 (18B) 을 구성하는 너깃 (12) 과, 너깃군 (18C) 을 구성하는 너깃 (12) 은, 서로 공통되어도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에 있어서, 조사부 (102) 는, 제어부 (104) 의 제어에 의해, 레이저 광의 조사 위치를 설정하는 것으로 했지만, 이와 같은 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 작업자의 조작에 의해, 레이저 광의 조사 위치를 설정해도 된다.

Claims

복수의 용접 대상물 (2,4) 을 중첩하여 레이저 용접을 실시하여 상기 복수의 용접 대상물을 접합하는 용접 방법으로서,
레이저 용접에 의해, 상기 용접 대상물 상의 가상 폐곡선 (14) 을 따라 복수의 너깃 (12) 을 상호 접하지 않고 상호 이격되도록 형성함으로써, 용접부 (10) 를 형성하는 것을 포함하고,
서로 이웃하는 상기 너깃 간의 피치 치수에 대한 상기 너깃의 직경의 비가 1/2 보다 크고, 또한 1 이하이며,
상기 용접 대상물은 알루미늄 합금이며,
중첩된 상기 복수의 용접 대상물의 두께에 대한 상기 너깃의 직경의 비가 0 초과 3 이하가 됨으로써, 상기 용접 대상물의 적어도 일부분이 수직으로 설치된 자세로 레이저 용접을 실시한 경우라도, 너깃이 자중으로 늘어지는 것을 억제하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 너깃은, 3 개 이상 6 개 이하인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 용접 대상물 중, 레이저 광을 조사하지 않은 측의 상기 용접 대상물의 두께에 대한 상기 너깃의 직경의 비가 0 초과 1.5 이하인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
레이저 용접에 의해 형성된 용접부에 의해 접합된 복수의 용접 대상물을 포함하고,
상기 용접부는, 상기 용접 대상물 상의 가상 폐곡선을 따라 상호 접하지 않고 상호 이격되도록 형성된 복수의 너깃을 갖고, 서로 이웃하는 상기 너깃간의 피치 치수에 대한 상기 너깃의 직경 (d) 의 비가 1/2 보다 크고, 또한 1 이하이며,
상기 용접 대상물은 알루미늄 합금이고,
중첩된 상기 복수의 용접 대상물의 두께에 대한 상기 너깃의 직경의 비가 0 초과 3 이하가 됨으로써, 상기 용접 대상물의 적어도 일부분이 수직으로 설치된 자세로 레이저 용접을 실시한 경우라도, 너깃이 자중으로 늘어지는 것을 억제하는 것을 특징으로 하는 용접 구조체.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 너깃은, 3 개 이상 6 개 이하인 것을 특징으로 하는 용접 구조체.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 용접 대상물 중, 레이저 광을 조사하지 않은 측의 상기 용접 대상물의 두께에 대한 상기 너깃의 직경의 비가 0 초과 1.5 이하인 것을 특징으로 하는 용접 구조체.
제 1 항에 있어서,
용접 대상물 (2) 을 수직으로 설치한 자세로 용접을 실시하는 경우에,
너깃 (12) 의 상측의, 용접 대상물 (2) 의 표면 A 로부터의 함몰량인 상측 오목량 (H1) 은 0 이고,
너깃 (12) 의 하측의, 용접 대상물 (2) 의 표면 A 로부터의 돌출된 양인 하측 볼록량 (H2) 은 0 인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
제 4 항에 있어서,
용접 대상물 (2) 을 수직으로 설치한 자세로 용접을 실시하는 경우에,
너깃 (12) 의 상측의, 용접 대상물 (2) 의 표면 A 로부터의 함몰량인 상측 오목량 (H1) 은 0 이고,
너깃 (12) 의 하측의, 용접 대상물 (2) 의 표면 A 로부터의 돌출된 양인 하측 볼록량 (H2) 은 0 인 것을 특징으로 하는 용접 구조체.