WO2018179032A1 - レーザー溶接方法 - Google Patents

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湯浅　英治
勇士 八木
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三菱電機株式会社
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    • B23K26/60—Preliminary treatment

Definitions

  • the present invention relates to a laser welding method that enables reliable welding without impairing design properties when laser welding a member to be welded to a plate material such as a decorative material.
  • Patent Document 1 discloses a technique of making distortion inconspicuous by welding in a zigzag pattern by laser welding.
  • Patent Document 2 discloses a laser output control method that improves welding quality by gradually increasing the laser output at the start of welding and gradually decreasing the laser output at the end of welding during butt welding. Has been.
  • Patent Document 3 discloses a laser output control method for improving welding quality by gradually increasing the laser output at the start of welding and gradually decreasing the laser output at the end of welding during the overlap welding. It is disclosed.
  • Patent Document 1 When laser welding according to Patent Document 1 is used, if the weldable area is sufficiently large, a considerable number of welding may be performed in order to maintain the welding strength. However, in places where the area that can be welded is small, such as a stat bolt, the number of welds cannot be secured, and sufficient welding strength cannot be maintained.
  • Patent Document 3 is a patent for welding on the upper member to the last. And in the laser welding by patent document 3, like patent document 2, especially when welding a member with short welding length, it is possible that welding will be complete
  • the material to be welded was joined to the decorative material using an adhesive or double-sided tape.
  • a technique for applying an adhesive to a decorative material, pressurizing / holding the material to be welded with this adhesive, and joining, or a technique for bonding the decorative material and the material to be welded with a double-sided tape has been conventionally performed. It is adopted from.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has a design property when joining a material to be welded having a small weldable area such as a stat bolt and a plate material such as a decorative material. It aims at obtaining the laser welding method which enables laser welding, without impairing.
  • the laser welding method according to the present invention is a laser welding method for fixing a member to be welded to a plate material by laser welding, a member temporary placing step of temporarily placing the member to be welded on the plate material, and a member to be welded to the plate material
  • the laser starts along the welding path starting at the welding start position on the plate material, passing through one end of the welded member and the other end of the welded member, and ending at the welding end position on the plate material.
  • the laser output is gradually increased from the initial laser output at the welding start position.
  • a welding start step of performing welding by up-slope control that raises the laser output to a preset value at one end of the member to be welded, and other members to be welded from one end of the member to be welded.
  • the laser output is applied to the main welding process in which welding is performed while maintaining the laser output at the main laser output, and in the welding path from the other end of the welded member to the welding end position.
  • a welding end step of performing welding by downslope control that gradually decreases from the main laser output at the other end of the welding member and lowers to the initial laser output at the welding end position.
  • the laser output is up-slope controlled in the welding path from the welding start position on the plate member to the one end of the member to be welded.
  • the laser output is maintained at this laser output in the welding path from one end of the member to be welded to the other end, and the laser output is reduced in the welding path from the other end of the member to be welded to the welding end position on the plate.
  • a welding method with slope control is adopted.
  • the plate material to be welded is a decorative material and the member to be welded is a stat bolt will be described as a specific example, but the application target of the present invention is limited to this. It is not something.
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining a laser welding method for a decorative material according to Embodiment 1 of the present invention. More specifically, FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a stat bolt 2 fixed on a decorative material 1 with a jig is welded while moving a laser welding head.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the welding position and the laser output when the cosmetic material laser welding method according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • the decorative material laser welding method according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the distance L1 between the welding start position P1 and the stat bolt 2 is desirably 10 mm or more. If the distance L1 is less than 10 mm, there is a possibility that the laser output LO1 does not reach this laser output LO1 when the laser welding head 3 that starts moving from the welding start position P1 reaches the stat bolt 2, and the welding strength is reduced. In some cases, it cannot be secured sufficiently.
  • the laser welding head 3 starts moving from the welding start position P1 along the laser welding head moving direction DIR. At that time, as shown in FIG. 2, the laser output of the laser welding head 3 is proportionally increased until reaching the main welding start position P2, and finally reaches the main laser output LO1 at the main welding start position P2. Upslope control is performed to reach.
  • the laser output increase 101 is preferably 15 W / mm or less. If the laser output is increased at 15 W / mm or more, a rapid increase in the amount of welding heat occurs. As a result, a welding flaw is rapidly generated on the back surface, resulting in a visible distortion, which may cause a quality defect.
  • the raise degree 101 of a laser output is 15 W / mm or less.
  • the laser output LO1 needs to be larger when the plate thickness is thick and smaller when it is thin.
  • the laser welding head 3 After reaching the main welding start position P2, the laser welding head 3 performs welding with the main laser output LO1 up to the main welding end position P3.
  • the laser output of the laser welding head 3 is gradually lowered contrary to the start of welding, and finally reaches the initial laser output LO2 at the welding end position P4. Then, the down slope control is executed and the welding is finished.
  • the laser output decrease 102 needs to be 15 W / mm or less. Also, the distance L2 between the welding end position P4 and the stat bolt 2 needs to be 10 mm or more, like the distance L1.
  • the plate thickness of the flange 21 of the stat bolt is desirably 1.0 mm or less. If the plate thickness of the flange 21 exceeds 1.0 mm, the heat capacity is greatly changed at the point where the laser is incident on the flange 21 of the stat bolt 2, and a visible distortion is generated.
  • the distortion generated by the welding heat of the laser gradually changes. For this reason, the distortion which generate
  • Embodiment 2 the first welding is performed in the flange 21 to measure the magnitude of distortion, and after setting the value of the laser output to an appropriate value from the measurement result, the second welding is performed. The case where the welding procedure demonstrated in previous Embodiment 1 is performed is demonstrated.
  • FIG. 3 is a perspective view for explaining the first welding by the laser welding method for a decorative material according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view for explaining the second welding by the laser welding method for a decorative material according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the welding position and the laser output when the cosmetic material laser welding method according to Embodiment 2 of the present invention is applied.
  • the decorative material laser welding method according to the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
  • the laser welding head 3 performs the first laser between the first welding start position P11 set in the flange 21 of the stat bolt 2 and the first welding end position P12. Perform welding.
  • This first laser welding is for maintaining the bonding strength, and it is necessary to ensure a sufficient laser output. Therefore, as shown in FIG. 5, in the first welding, the laser welding head 3 makes the end of the first welding from the first welding start position P ⁇ b> 11 by the main laser output LO ⁇ b> 3 larger than the second welding described later. Laser welding between positions P12 is performed.
  • the welding operator observes the design surface of the decorative material 1 and measures the magnitude of distortion. Then, based on the measurement result of the strain, as shown in FIG. 4, the second laser welding is performed in the same procedure as in the first embodiment.
  • the up slope control and the down slope control are performed, so that the welding start position P21, the main welding start position P22, the main welding end position P23, and the welding are performed.
  • Welding on the weld line 4 defined by the end position P24 is executed.
  • the second welding start position P21 and the second welding end position P24 need to have a sufficient distance between the flange 21 of the stat bolt 2 as in the first embodiment.
  • the laser output LO4 in the second welding can be made less noticeable by changing the laser output LO4 to an appropriate value in accordance with the distortion generated after the first welding.
  • the laser output LO4 is larger than the value used in the first embodiment. Use the output value. Conversely, when the distortion is smaller than the value predicted from the laser output LO3, an output smaller than the value used in the first embodiment is adopted as the laser output LO4.
  • the first welding mark can be corrected. For this reason, after the second welding, the first welding mark also becomes a distortion which cannot be visually observed, and welding without impairing the design property is possible.
  • the measurement result is also obtained when the strain generated at the start and end in the first welding is changed due to the variation in the plate thickness of the flange 21 of the stat bolt 2 and the variation in the laser output. It is possible to cope with this by changing the laser output for the second time according to the above.
  • the following procedure is adopted when joining a member to be welded having a small weldable area such as a stat bolt and a decorative material.
  • ⁇ Start up welding by applying up slope control from the outside of the flange of the stat bolt.
  • ⁇ Pass the point where you want to weld the stat bolt under the actual welding conditions.
  • ⁇ On the outside of the flange of the stat bolt, the welding is finished while controlling the down slope.
  • a welded member having a small weldable area such as a stat bolt, is laser-welded to the decorative material, including the welding start / end portions, without impairing the design. It becomes possible.
  • the laser welding head 3 is moved along the welding path after the stat bolt 2 as the member to be welded is temporarily placed on the decorative material 1 as a plate material.
  • the present invention is not limited to such a configuration, and instead of moving the laser welding head 3, laser welding along the welding path is performed by moving the decorative material on which the stat bolt 2 is temporarily placed. It is also possible to do. Moreover, the same effect is realizable also by moving both relatively instead of fixing either one.
  • 1 decorative material plate material
  • 2 stat bolt member to be welded
  • 3 laser welding head 4 welding line
  • 5th welding line 21 stat bolt flange
  • 101 laser output increase 102 laser output decrease
  • P1 welding start position P2 main welding start position, P3 main welding end position, P4 welding end position, P11 first welding start position, P12 first welding end position, P21 second welding start position, P22 second time Main welding start position, P23 second main welding end position, P24 second welding end position, LO1 main laser output, LO2 initial laser output, LO3 first main laser output, LO4 second main laser output.

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Abstract

本発明に係るレーザー溶接方法は、板材上の溶接開始位置を始点として、被溶接部材の一端部および他端部を経由し、板材上の溶接終了位置を終点とする溶接経路に沿ってレーザー溶接を実施する溶接工程を有し、溶接開始位置から被溶接部材の一端部までの溶接経路においては、レーザー出力をアップスロープ制御し、被溶接部材の一端部から他端部までの溶接経路においては、レーザー出力を本レーザー出力に維持し、被溶接部材の他端部から溶接終了位置までの溶接経路においては、レーザー出力をダウンスロープ制御し、レーザー溶接を実施する。

Description

レーザー溶接方法
　本発明は、化粧材のような板材に被溶接部材をレーザー溶接する際に、意匠性を損なわずに確実な溶接を可能とするレーザー溶接方法に関する。
　エレベーターあるいはエスカレーターにおいては、人の目に映る可能性のある箇所は、意匠性が重要である。このため、壁や操作盤に用いられる化粧材には、歪や凹みが発生することが許されない。その一方で、化粧材の裏側には、スタットボルトやブラケットを接合する必要があり、種々の接合技術が用いられている。
　具体的な接合方法としては、抵抗溶接を用いる従来技術がある。しかしながら、抵抗溶接を用いると、溶接熱により意匠面に歪が発生する。すなわち、抵抗溶接を用いた接合においては、後述するレーザー溶接と比較してエネルギー密度が低い。このため、溶融量が過大になり、その結果、歪が大きくなり、意匠性を損ねてしまう。従って、抵抗溶接を用いた場合には、溶接後に意匠面を修正する必要があった。
　そこで、歪を少なくするためには、エネルギー密度が高いレーザー溶接を採用することが考えられ、種々の従来技術がある（例えば、特許文献１～３参照）。特許文献１には、レーザー溶接で千鳥状に溶接することによって、歪を目立たなくする手法が開示されている。
　また、特許文献２には、突合せ溶接する際に、溶接開始時においてレーザー出力を徐々に上げ、溶接終了時においてレーザー出力を徐々に下げることにより、溶接品質を向上させるレーザー出力の制御方法が開示されている。
　さらに、特許文献３には、重ね合わせ溶接の際に、溶接開始時においてレーザー出力を徐々に上げ、溶接終了時においてレーザー出力を徐々に下げることにより、溶接品質を向上させるレーザー出力の制御方法が開示されている。
特開２００７－２５３１７９号公報 特開平８－２５７７７５号公報 特開２０１５－１９７５４８号公報
　しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
　特許文献１によるレーザー溶接を用いる際には、溶接できる面積が十分に広い場合には、溶接強度を維持するために、相当数溶接すればよい。しかしながら、スタットボルトのように溶接できる面積が狭い箇所では、溶接数を確保することができず、十分な溶接強度を維持することができない。
　また、特許文献２によるレーザー溶接では、特に、溶接長が短い部材を溶接する場合には、本来の溶接出力に達する前に溶接が終了してしまうことが考えられる。従って、レーザー溶接が十分に溶け込まず、基準接合強度に達しないという課題がある。
　さらに、特許文献３によるレーザー溶接は、あくまで上部材上で溶接を行う特許である。そして、特許文献３によるレーザー溶接では、特許文献２と同様に、特に、溶接長が短い部材を溶接する場合には、本来の溶接出力に達する前に溶接が終了してしまうことが考えられる。従って、レーザー溶接が十分に溶け込まず、基準接合強度に達しないという課題がある。
　すなわち、従来のレーザー溶接は、エネルギー密度が高いため、歪を少なくすることは可能であり、溶接中央部では、歪を目視することが困難な状態とすることができる。しかしながら、溶接始端部・終端部は、周囲との差が激しいため、目視可能な歪が発生しやすい。
　そして、この対策として、アップスロープ制御／ダウンスロープ制御を用いて、徐々にエネルギーを増やすことで、徐々に歪を増やすことによって歪を見えなくすることは可能である。しかしながら、スタットボルトのような溶接可能な面積が小さい部材を溶接する場合には、アップスロープの途中で溶接可能な場所がなくなってしまい、強度が維持できないという課題があった。
　また、意匠を修正できない制約のある化粧材を使用する場合には、接着材もしくは両面テープを用いて被溶接材料を化粧材に接合していた。具体的には、化粧材に接着材を塗布し、被溶接材料をこの接着剤により加圧／保持し、接合する技術、あるいは、化粧材と被溶接材料を両面テープで貼り合わせる技術が、従来から採用されている。
　しかしながら、接着剤を用いる場合には、接着材の副資材費が高価であるという課題があり、さらに、接着材の硬化に時間がかかるという課題もあった。
　また、両面テープを用いる場合にも、両面テープの副資材費が高価であるという課題があり、さらに、接着強度が弱いという課題もあった。
　なお、接着剤あるいは両面テープを使用する代わりに、歪が発生しない程度まで意匠材の板厚を増やし、抵抗溶接等で接合する方法も採用されている。しかしながら、この場合には、強度上は必要がないにもかかわらず板厚を増やしているため、材料費が上がるという問題があった。
　本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、スタットボルトのような溶接可能な面積が狭い被溶接材料と化粧材のような板材とを接合する際に、意匠性を損なわずにレーザー溶接を可能とするレーザー溶接方法を得ることを目的とする。
　本発明に係るレーザー溶接方法は、板材に被溶接部材をレーザー溶接にて固定するレーザー溶接方法であって、板材上に被溶接部材を仮置きする部材仮置き工程と、被溶接部材を板材にレーザー溶接する際に、板材上の溶接開始位置を始点として、被溶接部材の一端部および被溶接部材の他端部を経由し、板材上の溶接終了位置を終点とする溶接経路に沿ってレーザー溶接を実施する溶接工程とを有し、溶接工程は、溶接開始位置から被溶接部材の一端部までの溶接経路においては、レーザー出力を、溶接開始位置における初期レーザー出力から徐々に高くしていき、被溶接部材の一端部であらかじめ設定された本レーザー出力まで上げるアップスロープ制御により溶接を実施する溶接開始工程と、被溶接部材の一端部から被溶接部材の他端部までの溶接経路においては、レーザー出力を本レーザー出力に維持して溶接を実施する本溶接工程と、被溶接部材の他端部から溶接終了位置までの溶接経路においては、レーザー出力を、被溶接部材の他端部における本レーザー出力から徐々に低くしていき、溶接終了位置で初期レーザー出力まで下げるダウンスロープ制御により溶接を実施する溶接終了工程とを有するものである。
　本発明によれば、被溶接部材の一端部および他端部を経由する溶接経路において、板材上の溶接開始位置から被溶接部材の一端部までの溶接経路においてはレーザー出力をアップスロープ制御し、被溶接部材の一端部から他端部までの溶接経路においてはレーザー出力を本レーザー出力に維持し、被溶接部材の他端部から板材上の溶接終了位置までの溶接経路においてはレーザー出力をダウンスロープ制御する溶接方法を採用している。この結果、スタットボルトのような溶接可能な面積が狭い被溶接材料と化粧材のような板材とを接合する際に、意匠性を損なわずにレーザー溶接を可能とするレーザー溶接方法を得ることができる。
本発明の実施の形態１に係る化粧材のレーザー溶接方法を説明するための斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る化粧材のレーザー溶接方法を適用した際の、溶接位置とレーザー出力との関係を示した図である。 本発明の実施の形態２に係る化粧材のレーザー溶接方法による１回目の溶接を説明するための斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る化粧材のレーザー溶接方法による２回目の溶接を説明するための斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る化粧材のレーザー溶接方法を適用した際の、溶接位置とレーザー出力との関係を示した図である。
　以下、本発明のレーザー溶接方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態１、２では、溶接を行う板材が化粧材であり、被溶接部材がスタットボルトである場合を具体例として説明するが、本発明の適用対象は、これに限定されるものではない。
　実施の形態１．
　本実施の形態１では、化粧材に対して、スタットボルト等の小物部品をレーザー接合する実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る化粧材のレーザー溶接方法を説明するための斜視図である。より具体的には、この図１は、化粧材１の上に治具で固定されたスタットボルト２を、レーザー溶接ヘッドを移動させながら溶接する状態を示した斜視図である。
　また、図２は、本発明の実施の形態１に係る化粧材のレーザー溶接方法を適用した際の、溶接位置とレーザー出力との関係を示した図である。これら図１、図２を用いて、本実施の形態１に係る化粧材のレーザー溶接方法を詳細に説明する。
　最初に、レーザー溶接ヘッド３は、溶接線４上の溶接開始位置Ｐ１に移動する。溶接開始位置Ｐ１とスタットボルト２との間の距離Ｌ１は、１０ｍｍ以上とすることが望ましい。もし、距離Ｌ１が１０ｍｍ未満の場合には、溶接開始位置Ｐ１から移動を開始したレーザー溶接ヘッド３がスタットボルト２に達した時点で、本レーザー出力ＬＯ１に達しない可能性があり、溶接強度を十分に確保できない場合がある。
　次に、レーザーの照射を開始するが、最初は、本溶接より低く抑えた出力である初期レーザー出力ＬＯ２で溶接を開始する。この初期レーザー出力ＬＯ２は、あまり大きすぎると、意匠面に歪が発生する原因となる。このため、ＬＯ２としては、５０Ｗ以下を適用する必要がある。
　次に、レーザー溶接ヘッド３は、レーザー溶接ヘッド移動方向ＤＩＲに沿って、溶接開始位置Ｐ１から移動を開始する。その際、レーザー溶接ヘッド３のレーザー出力は、図２に示すように、本溶接開始位置Ｐ２に到達するまで、比例的に上げられ、最終的に、本溶接開始位置Ｐ２で本レーザー出力ＬＯ１に到達するように、アップスロープ制御が実行される。
　このときのレーザー出力の上昇度１０１は、１５Ｗ／ｍｍ以下が好ましい。もし、１５Ｗ／ｍｍ以上でレーザー出力を上昇させると、急激な溶接熱量の上昇が発生してしまう。これにより、裏面に溶接紺が急激に発生し、目視可能な歪となり、品質不良が発生するおそれがある。
　なお、化粧材１の板厚が変化しても、レーザー出力の上昇度１０１が１５Ｗ／ｍｍ以下であることは変わらない。ただし、本レーザー出力ＬＯ１は、板厚が厚い場合にはより大きくし、薄い場合にはより小さくする必要がある。
　レーザー溶接ヘッド３は、本溶接開始位置Ｐ２に到達した後は、本溶接終了位置Ｐ３まで、本レーザー出力ＬＯ１で溶接を実施する。
　次に、本溶接終了位置Ｐ３到達後、レーザー溶接ヘッド３のレーザー出力は、溶接開始時とは逆に、徐々に下げられ、最終的に、溶接終了位置Ｐ４で初期レーザー出力ＬＯ２に到達するように、ダウンスロープ制御が実行され、溶接を終了する。
　この際、レーザー出力下降度１０２は、レーザー出力上昇度１０１と同様に、１５Ｗ／ｍｍ以下にする必要がある。また、溶接終了位置Ｐ４とスタットボルト２との間の距離Ｌ２も、距離Ｌ１と同様に、１０ｍｍ以上にする必要がある。
　また、スタットボルトのフランジ２１の板厚は、１．０ｍｍ以下が望ましい。もし、フランジ２１の板厚が１．０ｍｍを超える場合には、レーザーがスタットボルト２のフランジ２１に入射した点で、熱容量が大きく変化し、目視可能な歪が発生するためである。
　本実施の形態１によると、レーザーの溶接熱で発生した歪は、徐々に変化することとなる。このため、発生した歪は、目視不可となり、意匠性を損なうことなく、化粧材１にスタットボルト２を溶接することが可能となる。
　また、スタットボルト２のフランジ２１内で溶接を開始する場合には、フランジ２１の径バラツキを考慮し、フランジ２１の外周よりも１ｍｍ程度内側で溶接を開始／終了させる必要がある。このため、溶接長が必然的に減少してしまう。
　これに対して、本実施の形態１で説明した溶接方法を適用する場合には、スタットボルト２のフランジ２１の径バラツキを考慮する必要がない。このため、フランジ２１の全長にわたり溶接可能となり、溶接強度を向上させることができる。
　実施の形態２．
　本実施の形態２では、フランジ２１内で１回目の溶接を行って歪の大きさを計測し、その計測結果から本レーザー出力の値を適切な値に設定した後に、２回目の溶接として、先の実施の形態１で説明した溶接手順を実行する場合について説明する。
　図３は、本発明の実施の形態２に係る化粧材のレーザー溶接方法による１回目の溶接を説明するための斜視図である。また、図４は、本発明の実施の形態２に係る化粧材のレーザー溶接方法による２回目の溶接を説明するための斜視図である。
　さらに、図５は、本発明の実施の形態２に係る化粧材のレーザー溶接方法を適用した際の、溶接位置とレーザー出力との関係を示した図である。これら図３～図５を用いて、本実施の形態２に係る化粧材のレーザー溶接方法を詳細に説明する。
　最初に、レーザー溶接ヘッド３は、図３に示すように、スタットボルト２のフランジ２１内に設定された１回目の溶接開始位置Ｐ１１から１回目の溶接終了位置Ｐ１２の間において、１回目のレーザー溶接を実行する。
　この１回目のレーザー溶接は、接合強度を維持するための溶接であり、十分なレーザー出力を確保する必要がある。従って、図５に示したように、１回目の溶接において、レーザー溶接ヘッド３は、後述する２回目の溶接よりも大きな本レーザー出力ＬＯ３により、１回目の溶接開始位置Ｐ１１から１回目の溶接終了位置Ｐ１２の間のレーザー溶接を実行する。
　次に、溶接作業者は、１回目の溶接を実行した後、化粧材１の意匠面を観察し、歪の大きさを計測する。そして、この歪の計測結果に基づいて、図４に示すように、先の実施の形態１と同様の手順で、２回目のレーザー溶接が実行される。
　すなわち、２回目の溶接では、先の実施の形態１と同様に、アップスロープ制御およびダウンスロープ制御が施されることで、溶接開始位置Ｐ２１、本溶接開始位置Ｐ２２、本溶接終了位置Ｐ２３、溶接終了位置Ｐ２４で規定される溶接線４上の溶接が実行される。ここで、２回目の溶接開始位置Ｐ２１、および２回目の溶接終了位置Ｐ２４は、先の実施の形態１と同様に、スタットボルト２のフランジ２１との間に十分な距離を取る必要がある。
　また、２回目の溶接における本レーザー出力ＬＯ４は、１回目の溶接後に計測した歪の発生の仕方に応じて、適切な値に変化させることで、より歪を目立たなくすることが可能となる。
　つまり、１回目の溶接後の計測結果により、歪が、レーザー出力ＬＯ３から予測される値よりも大きかった場合には、本レーザー出力ＬＯ４として、先の実施の形態１で用いた値よりも大きな出力値を採用する。逆に、歪が、レーザー出力ＬＯ３から予測される値よりも小さかった場合には、本レーザー出力ＬＯ４として、先の実施の形態１で用いた値よりも小さな出力を採用する。
　さらに、歪が徐々に変化するように２回目の溶接条件を選択することにより、１回目の溶接痕を修正することができる。このため、２回目の溶接を経た後は、１回目の溶接痕も目視不可の歪となり、意匠性を損なうことのない溶接が可能となる。
　また、本実施の形態２によれば、スタットボルト２のフランジ２１の板厚のバラツキおよびレーザー出力のバラツキにより、１回目の溶接で始終端に発生する歪が変化した場合にも、その測定結果に応じて２回目の本レーザー出力を変化させることで、対応可能となる。
　また、本実施の形態２では、１回目に本溶接を実施し、その測定結果に基づいて２回目修正溶接を行う場合について説明した。しかしながら、この手順とは逆に、１回目に修正溶接を実施し、２回目に本溶接を実施することによっても、同様の効果が得られる。
　以上のように、本発明によれば、スタットボルトのような溶接可能な面積が狭い被溶接部材と化粧材とを接合する際に、以下の手順を採用している。
・スタットボルトのフランジ外側からアップスロープ制御を入れ、溶接を開始する。
・スタットボルトの溶接したい箇所は、本溶接条件で通過させる。
・スタットボルトのフランジ外側では、ダウンスロープ制御しながら、溶接を終了する。
　このような溶接方法を採用することにより、溶接開始部／終了部も含め、意匠性を損なわずに、化粧材に対してスタットボルトのような溶接可能な面積が狭い被溶接部材をレーザー溶接することが可能となる。
　さらに、本溶接と修正溶接の２段階による溶接を行うことにより、板厚のバラツキおよびレーザー出力のバラツキを補償し、意匠性を損なうことのないレーザー溶接が可能となる。
　そして、本発明に係るレーザー溶接方法を採用することで、溶接作業後に意匠面の修正を行うといった後工程作業がなくなり、加工費の削減が可能となる。さらに、接着剤、両面テープを使用する必要がなく、材料費を増加させることなく、適切なレーザー溶接を実現することができる。
　なお、上述した実施の形態１、２では、板材である化粧材１上に、前記被溶接部材であるスタットボルト２を仮置きした後、レーザー溶接ヘッド３を溶接経路に沿って移動させる場合について説明した。しかしながら、本発明は、このような構成には限定されず、レーザー溶接ヘッド３を移動させる代わりに、スタットボルト２が仮置きされた化粧材を移動させることで溶接経路に沿ったレーザー溶接を実施することも可能である。また、いずれか一方を固定する代わりに、両者を相対的に移動させることによっても、同様の効果を実現できる。
　１　化粧材（板材）、２　スタットボルト（被溶接部材）、３　レーザー溶接ヘッド、４　溶接線、５　１回目の溶接線、２１　スタットボルトのフランジ、１０１　レーザー出力上昇度、１０２　レーザー出力下降度、Ｐ１　溶接開始位置、Ｐ２　本溶接開始位置、Ｐ３　本溶接終了位置、Ｐ４　溶接終了位置、Ｐ１１　１回目の溶接開始位置、Ｐ１２　１回目の溶接終了位置、Ｐ２１　２回目の溶接開始位置、Ｐ２２　２回目の本溶接開始位置、Ｐ２３　２回目の本溶接終了位置、Ｐ２４　２回目の溶接終了位置、ＬＯ１　本レーザー出力、ＬＯ２　初期レーザー出力、ＬＯ３　１回目本レーザー出力、ＬＯ４　２回目本レーザー出力。

Claims (3)

  1. 　板材に被溶接部材をレーザー溶接にて固定するレーザー溶接方法であって、
    　前記板材上に前記被溶接部材を仮置きする部材仮置き工程と、
    　前記被溶接部材を前記板材にレーザー溶接する際に、前記板材上の溶接開始位置を始点として、前記被溶接部材の一端部および前記被溶接部材の他端部を経由し、前記板材上の溶接終了位置を終点とする溶接経路に沿ってレーザー溶接を実施する溶接工程と
    　を有し、
    　前記溶接工程は、
    　　前記溶接開始位置から前記被溶接部材の一端部までの溶接経路においては、レーザー出力を、前記溶接開始位置における初期レーザー出力から徐々に高くしていき、前記被溶接部材の一端部であらかじめ設定された本レーザー出力まで上げるアップスロープ制御により溶接を実施する溶接開始工程と、
    　　前記被溶接部材の一端部から前記被溶接部材の他端部までの溶接経路においては、レーザー出力を前記本レーザー出力に維持して溶接を実施する本溶接工程と、
    　　前記被溶接部材の他端部から前記溶接終了位置までの溶接経路においては、レーザー出力を、前記被溶接部材の他端部における前記本レーザー出力から徐々に低くしていき、前記溶接終了位置で前記初期レーザー出力まで下げるダウンスロープ制御により溶接を実施する溶接終了工程と
    　を有するレーザー溶接方法。
  2. 　前記溶接工程は、
    　　前記被溶接部材の前記溶接経路上に規定された１回目の溶接開始位置と１回目の溶接終了位置との間の本溶接経路において、前記本レーザー出力よりも高いレーザー出力を用いて１回目の溶接を実施する第１回溶接工程と、
    　　前記溶接経路にわたって、前記溶接開始工程、前記本溶接工程、前記溶接終了工程による２回目の溶接を実施する第２回溶接工程と
    　を有する請求項１に記載のレーザー溶接方法。
  3. 　前記第２回溶接工程は、前記第１回溶接工程により発生した善意板材の歪み量に応じて前記本溶接工程で用いる本レーザー出力を再設定し、前記溶接開始工程、前記本溶接工程、前記溶接終了工程による２回目の溶接を実施する
    　請求項２に記載のレーザー溶接方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113814562A (zh) * 2021-10-13 2021-12-21 宜宾上交大新材料研究中心 激光焊接方法
EP4316726A4 (en) * 2021-03-30 2024-05-01 Nippon Steel Corp BLANK, METHOD FOR PRODUCING THE BLANK AND ELEMENT

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013240801A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Miyachi Technos Corp レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP2015197548A (ja) * 2014-03-31 2015-11-09 ブラザー工業株式会社 現像装置および現像装置の製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3159593B2 (ja) * 1994-02-28 2001-04-23 三菱電機株式会社 レーザ加工方法及びその装置
JPH08257775A (ja) * 1995-03-20 1996-10-08 Nippon Steel Corp 熱間圧延鋼片の接合方法
JP2003251481A (ja) * 2002-02-27 2003-09-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd パルスレーザ溶接方法及びパルスレーザ溶接装置
JP5114874B2 (ja) * 2005-09-30 2013-01-09 日産自動車株式会社 レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置
JP4280260B2 (ja) * 2005-11-18 2009-06-17 日本車輌製造株式会社 鉄道車両及び骨組み溶接方法
JP2007253179A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Tokyu Car Corp レーザ溶接方法
JP5570396B2 (ja) * 2010-11-22 2014-08-13 パナソニック株式会社 溶接方法および溶接装置
JP2012170989A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Suzuki Motor Corp レーザ重ね溶接方法
EP2889102B1 (en) * 2012-08-08 2019-11-13 Nippon Steel Corporation Method for welding overlapped part, method for manufacturing lap weld member, lap weld member, and component for automobile
CN203727090U (zh) * 2014-01-14 2014-07-23 浙江飞虎铝轮有限公司 防盗轮毂
DE102014118973A1 (de) * 2014-12-18 2016-06-23 Newfrey Llc Fügebauteil und Verfahren zu dessen Herstellung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013240801A (ja) * 2012-05-18 2013-12-05 Miyachi Technos Corp レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP2015197548A (ja) * 2014-03-31 2015-11-09 ブラザー工業株式会社 現像装置および現像装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4316726A4 (en) * 2021-03-30 2024-05-01 Nippon Steel Corp BLANK, METHOD FOR PRODUCING THE BLANK AND ELEMENT
CN113814562A (zh) * 2021-10-13 2021-12-21 宜宾上交大新材料研究中心 激光焊接方法

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