WO2018216199A1 - レーザ溶接方法及びレーザ溶接物 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a laser welding method and a laser weldment for joining a plurality of panel materials stacked on each other.
- Patent Document 1 discloses a technique in which a portion where a plurality of metal members are overlapped is irradiated with laser light for welding.
- a galvanized steel sheet used as a metal member for automobiles it is necessary to perform laser welding in a state where a gap is provided between the metal members in order to release zinc gas generated at the time of welding.
- the laser beam is irradiated and welded in a state where a space is formed between the superposed metal members.
- the space is formed by causing the laser light to pass through the superposed metal members, thereby forming a protrusion which rises toward one of the metal members toward the other metal member.
- the panel material which consists of a metal member for motor vehicles is comparatively large, it has dispersion
- this invention aims at performing laser welding in the state which formed the suitable clearance gap between panel materials.
- a convex portion formed on at least one of the panel members is brought into contact with the other panel member to overlap the panel members, thereby forming a first gap between the panel members.
- a plurality of stacked panel materials are held by a holding tool so that the first gap is narrowed at the held position different from the convex portion, and the panel materials between the panel members at a position farther from the convex portion than the held position Form a second gap narrower than the first gap.
- Laser welding is performed on the panel material at the portion where the second gap is formed.
- laser welding can be performed in a state where an appropriate gap is formed between panel materials.
- FIG. 1 is a perspective view of a laser weld processed by a laser welding method according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2A is a plan view of the laser weld of FIG.
- FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2A.
- FIG. 3A is an operation process diagram when setting a panel material forming a convex portion in a mold in manufacturing the laser welded product of FIG. 1.
- FIG. 3B is an operation process diagram for forming a projection on the panel material of FIG. 3A.
- FIG. 4A is an operation process diagram showing a state in which the panel material on which the convex portion of FIG. 3B is formed and another panel material are superimposed.
- FIG. 3A is an operation process diagram when setting a panel material forming a convex portion in a mold in manufacturing the laser welded product of FIG. 1.
- FIG. 3B is an operation process diagram for forming a projection on the panel material of FIG. 3A.
- FIG. 4B is an operation process diagram showing a state where a spot weld is formed on the panel material of FIG. 4A.
- FIG. 4C is an operation process diagram showing a state in which a laser welded portion is formed on the panel material of FIG. 4B.
- FIG. 5 is a side view showing a door opening of a car.
- FIG. 6 is a detail view showing a portion B of FIG.
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
- FIG. 8 is a graph showing the displacement of the second gap at a substantial length along the curved shape of the spot weld of FIG.
- FIG. 9 is a graph showing the displacement of the second gap in the state where there is a variation in the shape accuracy of the flange.
- FIG. 10 is a graph showing the displacement of the gap when the projection is not formed on the panel material.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of formation of the convex portion in the case where the number of panel members is three.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of the formation of the convex portion when the number of panel members is three.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of formation of the convex portion in the case where three panel members are used.
- FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of formation of the convex portion when the number of panel members is three.
- the laser-welded article 1 is welded and joined in a state in which the first panel material 3 and the second panel material 5 both of which are made of metal members are superimposed on each other.
- the first panel member 3 has two convex portions 3b and 3c formed in the vicinity of the side edge 3a.
- the two convex portions 3b and 3c are formed at intervals along the side edge 3a.
- spot welded portions 7 and 9 are formed at two positions in the vicinity of each of the convex portions 3b and 3c between the two convex portions 3b and 3c.
- two convex parts 3b and 3c are made into the rectangular shape by planar view, as shown to FIG. 2A, circular shape may be sufficient and another shape may be sufficient.
- the laser weldment 1 forms a laser weld 11 between the two spot welds 7 and 9 in a substantially straight line along the side edge 3a.
- the laser welding portion 11 is formed between a position near the one spot welding portion 7 and a position near the other spot welding portion 9. That is, the laser welding portion 11 is at a position farther from the convex portion 3 b than the spot welding portion 7. Similarly, the laser welding portion 11 is at a position farther from the convex portion 3 c than the spot welding portion 9.
- the convex portions 3 b and 3 c of the first panel member 3 protrude toward the second panel member 5, and the tip end surface is in contact with the second panel member 5. Thereby, a first gap t1 is formed between the first panel material 3 and the second panel material 5.
- the two convex portions 3b and 3c have the same projecting height, and the projecting height substantially corresponds to the first gap t1.
- the first gap t1 is, for example, about 1.0 mm.
- the first gap t1 is a gap between the first panel material 3 and the second panel material 5 before the spot welded parts 7 and 9 and the laser welded part 11 are formed.
- a second gap t2 is formed between the first panel material 3 and the second panel material 5 in a portion substantially corresponding to the laser welded portion 11.
- the second gap t2 is, for example, 0.3 mm to 0.05 mm.
- the second gap t2 is a gap between the first panel material 3 and the second panel material 5 after forming the spot welds 7 and 9 and before forming the laser weld 11. It is.
- the spot welded portion from the convex portion 3b is between the convex portion 3b and the spot welded portion 7 It becomes smaller gradually as it goes to 7.
- the gap between the first panel material 3 and the second panel material 5 the gap between the convex portion 3 c and the spot welded portion 9 gradually increases from the convex portion 3 c toward the spot welded portion 9. It is getting smaller.
- the laser weldment 1 is manufactured by a manufacturing method including the laser welding method described below.
- the convex portions 3b and 3c of the first panel member 3 are formed by a press die 17 composed of a pair of upper and lower dies 13 and 15, as shown in FIGS. 3A and 3B.
- the upper mold 13 includes mold recesses 13a and 13b having substantially the same shape as the protrusions 3b and 3c
- the lower mold 15 includes mold protrusions 15a and 15b corresponding to the mold recesses 13a and 13b. There is.
- the first panel material 30 before forming the convex portions 3b and 3c is disposed between the upper and lower molds 13 and 15 and press-formed on the first panel material 30.
- the 1st panel material 3 which has convex part 3b, 3c is obtained.
- Recesses 3 d and 3 e are formed on the back surface corresponding to the protrusions 3 b and 3 c of the first panel member 3.
- the second panel material 5 is superimposed on the first panel material 3.
- the tip end surfaces of the convex portions 3 b and 3 c abut on the lower surface of the second panel member 5.
- a first gap t1 substantially corresponding to the height of the convex portions 3b and 3c is formed between the first panel material 3 and the second panel material 5.
- the first gap t1 is about 1.0 mm as described above.
- the pair of electrode tips 19a and 19b of the spot welding gun 19 as a clamping tool applies pressure to the held positions of the first and second panel members 3 and 5 from both the upper and lower sides. In the state, the first panel material 3 is bent by being held. Similarly, when forming the spot welding portion 9, the clamping positions of the first and second panel members 3 and 5 are vertically moved by the pair of electrode tips 21a and 21b of the spot welding gun 21 as a clamping tool. The first panel member 3 is bent by being held in a pressurized state from both sides. The pressure applied by the spot welding guns 19 and 21 at this time is set such that the first gap t1 is narrowed to be the second gap t2.
- the second gap t2 is, for example, 0.3 mm to 0.05 mm as described above.
- the spot welding guns 19 and 21 operate in synchronization with each other.
- laser welding is performed by irradiating laser light 23 from the side of the first panel material 3 between the spot welded parts 7 and 9, for example.
- the laser welding portion 11 is formed.
- the laser beam 23 is irradiated while moving linearly from, for example, a position near the spot welded portion 7 to a position near the spot welded portion 9 along the side edge 3 a shown in FIG. 1. Thereby, the laser weldment 1 as shown in FIG. 1, FIG. 2A and FIG. 2B is completed.
- the laser welding method according to the present embodiment is a laser welding method in which the first and second panel members 3 and 5 stacked on each other are joined together, and among the first and second panel members 3 and 5 adjacent to each other, One of the first panel members 3 has convex portions 3 b and 3 c protruding toward the other second panel member 5.
- the first gap t1 is formed between the first and second panel members 3 and 5 by bringing the convex portions 3b and 3c into contact with the second panel member 5 and overlapping the panel members 3 and 5 with each other.
- the overlapping first and second panel members 3 and 5 are pressure-held by the spot welding guns 19 and 21 so that the first gap t1 becomes narrower at the held position different from the convex portions 3b and 3c.
- the spot welds 7 and 9 are formed.
- the spot welds 7 and 9 are interposed between the panel members 3 and 5 on the opposite side with the convex portions 3b and 3c, a second narrower than the first gap t1.
- Laser welding is performed on the first and second panel members 3 and 5 at the portion where the second gap t2 is formed, and the first and second panel members 3 and 5 are joined by welding.
- the first gap t1 is formed in advance between the first and second panel members 3 and 5 by the convex portions 3b and 3c.
- the two gaps t2 can be formed more reliably.
- Laser welding is performed in a state in which the second gap t2 is formed.
- the second gap t2 is extremely narrow, for example, about 0.3 mm to 0.05 mm, so that welding defects such as underfill and burn through can be suppressed, and the welding strength is improved. That is, the second gap t2 is a proper gap that can secure welding strength while releasing zinc gas. If the gap is less than 0.05 mm, zinc gas can not be efficiently released, and if it exceeds 0.3 mm, welding defects such as underfill and burn-through occur to reduce the welding strength.
- the two welded portions 3b and 3c are formed at an interval, and the spot welded portions 7 and 9 corresponding to the held positions are located between the two projected portions 3b and 3c. It is provided in two places of the vicinity position of each convex part 3b, 3c. Laser welding is performed on the first and second panel members 3 and 5 between the two spot welds 7 and 9. In this case, by forming the two spot welds 7 and 9, the second gap t2 between the first and second panel members 3 and 5 can be made more uniform.
- the holding tool is the spot welding guns 19 and 21 and the spot welding guns 19 and 21 perform spot welding with respect to the held position.
- the laser welding operation after forming the spot welds 7 and 9 can be efficiently performed without the holding tool (spot welding guns 19 and 21) becoming an obstacle.
- the laser welding method of the present embodiment there is a step of forming the convex portions 3b and 3c on the first panel member 3 of one of the first and second panel members 3 and 5 adjacent to each other.
- the first panel member 3 may be a flat panel member having no convex portion.
- the laser weldment according to the present embodiment is the laser weldment 1 in which the first and second panel members 3 and 5 stacked on each other are joined together, and the first and second panel members 3 and 5 are overlapped.
- the first panel material 3 is provided on one of the first and second panel materials 3 and 5 that are adjacent to each other in the first state, and the second panel material 5 protrudes toward the other second panel material 5.
- convex portions 3b and 3c in contact with the A first gap t1 is formed between the first and second panel members 3 and 5 by the convex portions 3b and 3c.
- first and second panel members 3 and 5 which have been superposed are provided with the spot welding guns 19 and 21 so as to form a second gap narrower than the first gap t1 at a sandwiching position different from the protrusions 3b and 3c.
- spot welds 7 and 9 which are pressure-sandwiched and welded.
- the first and second panel members 3 and 5 of the portion on the opposite side of the convex portions 3b and 3c with the spot welded portions 7 and 9 in between and the second gap t2 formed are joined by laser welding Laser welding portion 11.
- the second optimum for the laser welding is formed more reliably.
- Laser welding is performed in a state in which the second gap t2 is formed.
- the second gap t2 is extremely narrow, for example, about 0.3 mm to 0.05 mm, which can suppress welding defects such as underfill and burn through, and the welding strength is improved. Quality is improved.
- FIG. 5 shows the vicinity of the left front door opening 27 in the vehicle body 25 of the automobile.
- the door opening 27 is formed on the inner side surrounded by the front pillar 29, the center pillar 31, the side sill 33 and the roof rail 34.
- FIG. 6 is an enlarged view of a portion B corresponding to the lower right corner portion of the door opening 27 in FIG.
- FIG. 7 which corresponds to a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. 6, the inner panel 3A and the outer panel 5A are provided as a plurality of panel members.
- the inner panel 3A corresponds to the first panel material 3 in FIG. 1
- the outer panel 5A corresponds to the second panel material 5 in FIG. Therefore, the convex portions 3Ab and 3Ac are formed on the inner panel 3A.
- 7 is a state before forming the spot welded parts 7A and 9A and the laser welded part 11A shown in FIG. 6, and the position shown by the arrow P is a portion to be pressure-held by the spot welding gun. The position shown is a site to which laser light is applied.
- the inner panel 3A and the outer panel 5A respectively include flanges 3Af and 5Af, and vertical walls 3Aw and 5Aw that bend in directions away from the flanges 3Af and 5Af. That is, vertical wall 3Aw of inner panel 3A is bent downward in FIG. 7 from flange 3Af, and vertical wall 5Aw of outer panel 5A is bent upward in FIG. 7 from flange 5Af.
- the inner panel 3A extends from the end of the vertical wall 3Aw opposite to the flange 3Af to the inner panel main body 3Ah extending substantially parallel to the flange 3Af on the opposite side to the flange 3Af (door opening 27).
- the outer panel 5A includes an outer panel main body 5Ah that extends substantially in parallel with the flange 5Af on the opposite side of the flange 5Af (door opening 27) from the end of the vertical wall 5Aw opposite to the flange 5Af.
- a closed cross section is formed between the inner panel body 3Ah and the outer panel body 5Ah.
- the convex portions 3Ab and 3Ac are provided in the vicinity of the side edge portion 3Aa of the flange 3Af of the inner panel 3A.
- the side edge 3Aa here is concavely curved as shown in FIG. 6 together with the side edge 5Aa of the flange 5Af.
- the convex portions 3Ab and 3Ac contact the flange 5Af.
- a first gap t1 is formed between the flanges 3Af and 5Af.
- two convex parts 3Ab and 3Ac are formed at intervals along the side edge parts 3Aa and 5Aa.
- spot welded portions 7A and 9A are formed at two sandwiching positions in the vicinity of the respective convex portions 3Ab and 3Ac between the two convex portions 3Ab and 3Ac.
- the spot welds 7A and 9A are located closer to the vertical walls 3Aw and 5Aw than the protrusions 3Ab and 3Ac.
- the laser welded portion 11A is formed in a curved shape along the vertical wall 5Aw between the two spot welded portions 7A and 9A.
- the laser welding portion 11A is formed between a position near the one spot welding portion 7A and a position near the other spot welding portion 9A. That is, the laser welding portion 11A is at a position farther from the convex portion 3Ab than the spot welded portion 7A, and is at a position farther from the convex portion 3Ac than the spot welded portion 9A.
- the laser welded portion 11A is formed at a position closer to the vertical walls 3Aw and 5Aw than the convex portions 3Ab and 3Ac and the spot welded portions 7A and 9A.
- a set of gap correction elements constituted by the two convex portions 3Ab, 3Ac, the spot welded portions 7A, 9A and the laser welded portion 11A described above is set over the entire circumference of the flanges 3Af, 5Af.
- the second gap t2 which is a proper gap can be secured over the entire circumference of the door opening 27.
- the convex portion 3Ab can be shared between two adjacent sets of gap correction elements.
- the convex portion 3Ac can be shared between two adjacent sets of gap correction elements.
- the inner panel 3A and the outer panel 5A have the flanges 3Af and 5Af on which laser welding is performed, and the longitudinal walls 3Aw and 5Aw bent in directions away from the flanges 3Af and 5Af.
- the convex portions 3Ab, 3Ac are positioned in the vicinity of the side edge portions 3Aa, 5Aa opposite to the vertical walls 3Aw, 5Aw of the flanges 3Af, 5Af.
- the spot welding guns 19 and 21 press-hold the inner panel 3A and the outer panel 5A at positions closer to the vertical walls 3Aw and 5Aw than the convex portions 3Ab and 3Ac to form spot welded portions 7A and 9A.
- the second gap t2 formed by forming the spot welds 7A and 9A is closer to the vertical walls 3Aw and 5Aw.
- the inner panel 3A and the outer panel 5A can be joined in a state where the vertical walls 3Aw and 5Aw are further brought close to each other, and the welding strength can be improved to contribute to the rigidity improvement of the vehicle body 25.
- the plurality of panel members are constituted by the inner panel 3A and the outer panel 5A used for the vehicle body of the automobile, and the door opening 27 is formed inside the flanges 3Af and 5Af. Thereby, the rigidity of the vehicle body 25 including the door opening 27 can be enhanced.
- FIG. 8 is data in a state where the accuracy of the shapes of the flanges 3Af and 5Af hardly varies.
- FIG. 9 shows a state in which there is a variation in the accuracy of the shapes of the flanges 3Af and 5Af.
- the second gap t2 has a large value in the range of 0.3 mm to 0.05 mm.
- the variation in shape accuracy is the variation in clearance between the flanges 3Af and 5Af when they are superimposed.
- FIG. 10 when the convex portions 3Ab and 3Ac are not formed, spot welded portions are formed at two places similar to FIG. 6 so that an appropriate gap is formed between the flanges 3Af and 5Af. It shows the displacement of the gap when laser welding is performed. According to this, the gap between the flanges 3Af and 5Af at the time of laser welding has almost a value exceeding 0.3 mm.
- the second gap t2 can be accommodated within the appropriate range of 0.05 mm to 0.3 mm.
- FIG. 11 to FIG. 14 show an example of formation of the convex portion in the case where three panel members are used.
- the panel members 37 and 39 are disposed on both sides of the panel member 35 with the panel member 35 interposed therebetween, thereby overlapping three panel members.
- the panel material 37 located at the top in FIG. 11 does not have a convex portion.
- the panel member 35 positioned in the middle includes a convex portion 35 a, and the panel member 39 positioned at the lowermost portion in FIG. 11 includes a convex portion 39 a.
- the protruding portions 39a have substantially the same protruding height as the protruding portions 35a, but the size (area) in plan view is large.
- the center of the convex portion 35a and the center of the convex portion 39a coincide with each other.
- the front end surface of the convex portion 35 a of the panel member 35 is in contact with the panel member 37.
- a first gap t11 is formed between the panel material 35 and the panel material 37.
- the tip end surface of the convex portion 39 a of the panel material 39 is in contact with a portion provided with the convex portion 35 a of the panel material 35.
- a first gap t12 is formed between the panel material 35 and the panel material 39.
- the first gap t11 and the first gap t12 are equal.
- three panel members are overlapped by arranging the panel members 43 and 45 on both sides of the panel member 41 with the panel member 41 interposed therebetween.
- the panel member 43 positioned at the top in FIG. 12 does not have a protrusion.
- the panel member 41 positioned in the middle includes a convex portion 41a, and the panel member 45 positioned at the lowermost portion in FIG. 12 includes a convex portion 45a.
- the convex portion 41a is larger in size (area) in plan view than the convex portion 45a, and the convex portion 45a has a projection height higher than the convex portion 41a.
- the center of the convex portion 41a and the center of the convex portion 45a coincide with each other.
- the front end surface of the convex portion 41 a of the panel member 41 is in contact with the panel member 43.
- a first gap t11 is formed between the panel material 41 and the panel material 43.
- the tip end surface of the convex portion 45 a of the panel material 45 enters the concave portion on the back side of the convex portion 41 a of the panel material 41 and is in contact with the inner surface of the convex portion 41 a.
- a first gap t12 is formed between the panel material 41 and the panel material 45.
- the first gap t11 and the first gap t12 are equal.
- the panel members 49 and 51 are disposed on both sides of the panel member 47 with the panel member 47 interposed therebetween, thereby overlapping three panel members.
- the panel material 47 located in the middle has no convex portion.
- the panel member 49 positioned at the uppermost portion in FIG. 13 includes a convex portion 49a, and the panel member 51 positioned at the lowermost portion in FIG. 13 includes a convex portion 51a.
- the protrusions 49 a and the protrusions 51 a have the same shape, and both protrude toward the panel material 47. That is, the convex portion 49 a and the convex portion 51 a are opposed to each other with the panel material 47 interposed therebetween. At this time, a first gap t11 is formed between the panel material 47 and the panel material 49, and a first gap t12 is formed between the panel material 47 and the panel material 51. The first gap t11 and the first gap t12 are equal.
- the panel members 55 and 57 are disposed on both sides of the panel member 53 with the panel member 53 interposed therebetween, thereby overlapping three panel members.
- the panel member 55 positioned at the top in FIG. 14 does not have a protrusion.
- the panel member 53 positioned in the middle includes a convex portion 53a, and the panel member 57 positioned at the lowermost portion in FIG. 14 includes a convex portion 57a.
- the convex portions 53a and the convex portions 57a have the same shape as each other, but are shifted along the surface direction of the panel material.
- the convex portion 53 a of the panel member 53 abuts on the panel member 55, whereby a first gap t 11 is formed between the panel member 53 and the panel member 55.
- the convex portion 57a of the panel member 57 is in contact with the panel member 53 in the vicinity of the convex portion 53a, whereby a first gap t12 is formed between the panel member 53 and the panel member 57.
- the first gap t11 and the first gap t12 are equal.
- the first gaps t11 and t12 are set to about 1.0 mm as in the first gap t1 shown in FIG. 4A. Then, spot welding is performed using spot welding guns 19 and 21. At this time, the gap between the panel members between the sandwiching positions held under pressure by the spot welding guns 19 and 21 is 0.3 mm to 0.05 mm, similarly to the second gap t2 shown in FIG. 4B. . That is, the first gaps t11 and t12 (1 mm) become the second gaps (0.3 mm to 0.05 mm).
- laser light is irradiated between the spot welds, for example, from the panel members 37, 43, 49, 55 side to carry out laser welding, and the laser welds are Form.
- the laser welded portion is formed in a state in which the second gap is secured to be 0.3 mm to 0.05 mm, which is an appropriate gap.
- the plurality of panel members are pressed and held from both sides by the spot welding guns 19 and 21, but instead of the spot welding guns 19 and 21, clamping is performed from both sides of the panel members by clamp arms. It is also good. In this case, laser welding is performed while the panel material is clamped by the clamp arm.
- the first and second panel members 3 and 5 may be provided with convex portions that abut each other.
- the outer panel 5A in place of the projections 3Ab and 3Ac of the inner panel 3A, the outer panel 5A may be provided with projections projecting toward the inner panel 3A. And the convex part which mutually abuts on both the outer panel 5A may be provided.
- a vehicle body panel material of an automobile has been described as an example, but it is not limited to the vehicle body panel material of an automobile.
- the present invention is applied to a laser welding method and a laser weldment for joining a plurality of panel materials stacked on each other.
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Abstract
二枚のパネル材(3,5)の一方が、他方のパネル材に向けて突出する凸部(3b,3c)を備え、凸部(3b,3c)を他方のパネル材に当接させてパネル材同士を重ね合わせることで、パネル材相互間に第1の隙間(t1)を形成する工程を有する。凸部(3a)と異なる被挟持位置(7,9)において第1の隙間(t1)が狭くなるように、重ね合わせたパネル材(3,5)を挟持具(19,21)により挟持して、被挟持位置(7,9)を間にして凸部(3a)と反対側のパネル材相互間に第1の隙間(t1)よりも狭い第2の隙間(t2)を形成する工程と、第2の隙間(t2)を形成した部位のパネル材に対しレーザ溶接を行う工程とを有する。
Description
本発明は、互いに重ね合わせた複数のパネル材を接合するレーザ溶接方法及びレーザ溶接物に関する。
特許文献1には、複数の金属部材を重ね合わせた部位にレーザ光を照射して溶接接合する技術が開示されている。ここで、自動車用の金属部材として使用される亜鉛メッキ鋼鈑では、溶接時に発生する亜鉛ガスを逃がすために、金属部材間に隙間を設けた状態でレーザ溶接する必要がある。
このため、特許文献1に記載された技術では、重ね合わせた金属部材間に空間を形成した状態で、レーザ光を照射して溶接接合している。空間は、重ね合わせた金属部材にレーザ光を通過させることによって、金属部材の一方に、他方の金属部材に向けて盛り上がる突起部を生成することによって形成している。
ところで、自動車用の金属部材からなるパネル材は、比較的大型であることから形状の精度にばらつきがあり、重ね合わせたときの隙間が一定となりにくい。このため、隙間の管理が難しく、隙間が大きすぎる場合には、アンダーフィルや溶落ちが発生して溶接不良となり、溶接強度不足となる。
そこで、本発明は、パネル材相互間に適正な隙間を形成した状態でレーザ溶接を行うことを目的としている。
本発明は、パネル材の少なくとも一方に形成してある凸部を、他方のパネル材に当接させてパネル材同士を重ね合わせ、パネル材相互間に第1の隙間を形成する。凸部と異なる被挟持位置において第1の隙間が狭くなるように、重ね合わせた複数のパネル材を挟持具により挟持して、被挟持位置よりも前記凸部から離れた位置のパネル材相互間に第1の隙間よりも狭い第2の隙間を形成する。第2の隙間を形成した部位のパネル材に対しレーザ溶接を行う。
本発明によれば、パネル材相互間に適正な隙間を形成した状態でレーザ溶接を行うことができる。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1、図2A及び図2Bは、本発明の一実施形態に係わるレーザ溶接物1を示す。レーザ溶接物1は、いずれも金属部材で構成される第1のパネル材3と第2のパネル材5とを互いに重ね合わせた状態で、溶接接合している。
第1のパネル材3は、側縁部3aの近傍に二つの凸部3b,3cを形成している。二つの凸部3b,3cは、側縁部3aに沿って間隔をおいて形成している。レーザ溶接物1は、二つの凸部3b,3c相互間の各凸部3b,3cの近傍位置の二箇所に、スポット溶接部7,9を形成している。二つの凸部3b,3cは、図2Aに示すように、平面視で矩形状としているが、円形でもよく、その他の形状でもよい。
レーザ溶接物1は、二箇所のスポット溶接部7,9相互間に、側縁部3aに沿って略直線状にレーザ溶接部11を形成している。レーザ溶接部11は、一方のスポット溶接部7の近傍位置と、他方のスポット溶接部9の近傍位置との間にわたり形成している。すなわち、レーザ溶接部11は、スポット溶接部7よりも凸部3bから離れた位置にある。同様にして、レーザ溶接部11は、スポット溶接部9よりも凸部3cから離れた位置にある。
第1のパネル材3の凸部3b,3cは、第2のパネル材5に向けて突出し、先端面が第2のパネル材5に当接している。これにより、第1のパネル材3と第2のパネル材5との間に第1の隙間t1が形成される。二つの凸部3b,3cは、突出高さが同等であり、当該突出高さが第1の隙間t1に略相当する。第1の隙間t1は、例えば1.0mm程度である。但し、第1の隙間t1は、スポット溶接部7,9及びレーザ溶接部11を形成する前の第1のパネル材3と第2のパネル材5との間の隙間である。
一方、レーザ溶接部11に略対応する部分の第1のパネル材3と第2のパネル材5との間に第2の隙間t2を形成している。第2の隙間t2は、例えば0.3mm~0.05mmである。但し、第2の隙間t2は、スポット溶接部7,9を形成した後で、かつ、レーザ溶接部11を形成する前の第1のパネル材3と第2のパネル材5との間の隙間である。
図1、図2Bに示すように、第1のパネル材3と第2のパネル材5との間の隙間に関し、凸部3bとスポット溶接部7との間は、凸部3bからスポット溶接部7に向かうに従って徐々に小さくなっている。同様にして、第1のパネル材3と第2のパネル材5との間の隙間に関し、凸部3cとスポット溶接部9との間は、凸部3cからスポット溶接部9に向かうに従って徐々に小さくなっている。
次に、レーザ溶接物1のレーザ溶接方法について説明する。すなわち、レーザ溶接物1は、以下に説明するレーザ溶接方法を含む製造方法によって製造される。
第1のパネル材3の凸部3b,3cは、図3A、図3Bに示すように、一対の上下金型13,15からなるプレス型17によって成形する。上金型13は、凸部3b,3cと略同形状の金型凹部13a,13bを備え、下金型15は、金型凹部13a,13bに対応する金型凸部15a,15bを備えている。
図3Aに示すように、凸部3b,3cを形成する前の第1のパネル材30を上下金型13,15相互間に配置し、第1のパネル材30に対してプレス成形することで、図3Bに示すように、凸部3b,3cを有する第1のパネル材3が得られる。第1のパネル材3の凸部3b,3cに対応する裏面には、凹部3d,3eが形成さる。
次に、図4Aに示すように、第1のパネル材3の上に第2のパネル材5を重ね合わせる。このとき、凸部3b,3cは、先端面が第2のパネル材5の下面に当接する。これにより、第1のパネル材3と第2のパネル材5との間に、凸部3b,3cの高さに略相当する第1の隙間t1が形成される。第1の隙間t1は、前述したように1.0mm程度である。
図4Aのように第1のパネル材3と第2のパネル材5とを重ね合わせた状態で、図4Bに示すように、凸部3b,3c相互間の各凸部3b,3cの近傍位置の二箇所にスポット溶接を実施してスポット溶接部7,9を形成する。
スポット溶接部7を形成する際には、挟持具としてのスポット溶接ガン19の一対の電極チップ19a,19bにより、第1、第2のパネル材3,5の被挟持位置を上下両側から加圧状態で挟持して第1のパネル材3を撓ませる。同様にして、スポット溶接部9を形成する際には、挟持具としてのスポット溶接ガン21の一対の電極チップ21a,21bにより、第1、第2のパネル材3,5の被挟持位置を上下両側から加圧状態で挟持して第1のパネル材3を撓ませる。このときのスポット溶接ガン19,21による加圧力は、第1の隙間t1が狭くなって第2の隙間t2となるように設定する。第2の隙間t2は、前述したように例えば0.3mm~0.05mmである。なお、スポット溶接ガン19,21は同期して作動する。
スポット溶接を行った後は、図4Cに示すように、スポット溶接部7,9相互間に対し、例えば第1のパネル材3側からレーザ光23を照射することによってレーザ溶接を実施する。これによりレーザ溶接部11を形成する。レーザ光23は、例えばスポット溶接部7の近傍位置から、図1に示す側縁部3aに沿って、スポット溶接部9の近傍位置まで直線状に移動しながら照射する。これにより、図1、図2A及び図2Bに示したようなレーザ溶接物1が完成する。
次に、上記した実施形態によるレーザ溶接方法及びレーザ溶接物についての作用効果を説明する。
本実施形態のレーザ溶接方法は、互いに重ね合わせた第1、第2のパネル材3,5を接合するレーザ溶接方法であって、互いに隣接する第1、第2のパネル材3,5のうちの一方の第1のパネル材3が、他方の第2のパネル材5に向けて突出する凸部3b,3cを有する。凸部3b,3cを第2のパネル材5に当接させてパネル材3,5同士を重ね合わせることで、第1、第2のパネル材3,5相互間に第1の隙間t1を形成する。
さらに、凸部3b,3cと異なる被挟持位置において第1の隙間t1が狭くなるように、重ね合わせた第1、第2のパネル材3,5をスポット溶接ガン19,21により加圧挟持してスポット溶接部7,9を形成する。スポット溶接部7,9を形成することによって、スポット溶接部7,9を間にして凸部3b,3cと反対側のパネル材3,5相互間に、第1の隙間t1よりも狭い第2の隙間t2を形成する。第2の隙間t2を形成した部位の第1、第2のパネル材3,5に対し、レーザ溶接を行って第1、第2のパネル材3,5を溶接接合する。
このようなレーザ溶接方法によれば、第1、第2のパネル材3,5相互間に、凸部3b,3cによりあらかじめ第1の隙間t1を形成しているので、レーザ溶接に最適な第2の隙間t2を、より確実に形成することができる。レーザ溶接は、第2の隙間t2を形成した状態で実施する。これにより、例えば第1、第2のパネル材3,5の少なくともいずれか一方が、亜鉛メッキ鋼鈑のような被覆材を備える場合に、被覆材蒸気である亜鉛ガスを、第2の隙間t2を通して効率よく逃がすことができる。
第2の隙間t2は、例えば0.3mm~0.05mm程度と極めて狭く、このためアンダーフィルや溶落ちのなどの溶接不良を抑制することができ、溶接強度が向上する。すなわち、第2の隙間t2は、亜鉛ガスを逃がしつつ、溶接強度を確保できる適正な隙間である。隙間が、0.05mm未満であると、亜鉛ガスを効率よく逃がすことができず、0.3mmを超えると、アンダーフィルや溶落ちなどの溶接不良が発生して溶接強度が低下する。
本実施形態のレーザ溶接方法によれば、二つの凸部3b,3cが間隔をおいて形成され、被挟持位置に対応するスポット溶接部7,9は、二つの凸部3b,3c相互間における各凸部3b,3cの近傍位置の二箇所に設けられている。二箇所のスポット溶接部7,9相互間における第1、第2のパネル材3,5に対しレーザ溶接を行う。この場合、二箇所のスポット溶接部7,9を形成することによって、第1、第2のパネル材3,5相互間の第2の隙間t2をより均一な状態とすることができる。
本実施形態のレーザ溶接方法によれば、挟持具はスポット溶接ガン19,21であり、被挟持位置に対し、スポット溶接ガン19,21によりスポット溶接を行う。この場合、スポット溶接部7,9を形成した後のレーザ溶接作業は、挟持具(スポット溶接ガン19,21)が邪魔になることなく効率よく行える。
本実施形態のレーザ溶接方法によれば、凸部3b,3cを、互いに隣接する第1、第2のパネル材3,5のうちの一方の第1のパネル材3に形成する工程を有する。この場合、第1のパネル材3が、第2のパネル材5と同様に、凸部を備えていない平板形状のパネル材で済む。このため、レーザ溶接物1を製造するにあたり、一種のパネル材のみを準備すればよいので、部品管理が容易となる。
本実施形態のレーザ溶接物は、互いに重ね合わせた第1、第2のパネル材3,5が接合されるレーザ溶接物1であって、第1、第2のパネル材3,5が重ね合わされた状態で互いに隣接する第1、第2のパネル材3,5のうち一方の第1のパネル材3に設けられ、他方の第2のパネル材5に向けて突出して第2のパネル材5に当接する凸部3b,3cを有する。凸部3b,3cによって、第1、第2のパネル材3,5相互間に第1の隙間t1が形成される。
さらに、凸部3b,3cと異なる挟持位置において第1の隙間t1より狭い第2の隙間となるように、重ね合わせた第1、第2のパネル材3,5が、スポット溶接ガン19,21により加圧挟持されて溶接接合されるスポット溶接部7,9を有する。スポット溶接部7,9を間にして凸部3b,3cと反対側に設けられ、第2の隙間t2が形成された部位の第1、第2のパネル材3,5がレーザ溶接により接合されるレーザ溶接部11を有する。
このようなレーザ溶接物1によれば、第1、第2のパネル材3,5相互間に凸部3b,3cによりあらかじめ第1の隙間t1を形成した状態で、レーザ溶接に最適な第2の隙間t2が、より確実に形成される。レーザ溶接は、第2の隙間t2を形成した状態で実施される。これにより、例えば第1、第2のパネル材3,5の少なくともいずれか一方が、亜鉛メッキ鋼鈑のような被覆材を備える場合に、被覆材蒸気である亜鉛ガスを、第2の隙間t2を通して効率よく逃がすことができる。
第2の隙間t2は、例えば0.3mm~0.05mm程度と極めて狭く、このためアンダーフィルや溶落ちのなどの溶接不良を抑制することができ、溶接強度が向上してレーザ溶接物1の品質が向上する。
次に、上記したレーザ溶接方法を自動車の車体パネル材に適用した例を説明する。
図5は、自動車の車体25における左前部のドア開口部27周辺を示している。ドア開口部27は、フロントピラー29、センタピラー31、サイドシル33及びルーフレール34に囲まれた内側に形成される。図6は、図5におけるドア開口部27の右下角部に対応するB部を拡大して示している。
図6のC-C断面図に相当する図7に示すように、ここでは、複数のパネル材としてインナパネル3A及びアウタパネル5Aを備えている。インナパネル3Aが図1における第1のパネル材3に相当し、アウタパネル5Aが図1における第2のパネル材5に相当する。したがって、インナパネル3Aに凸部3Ab,3Acを形成している。なお、図7は、図6に示すスポット溶接部7A,9A及びレーザ溶接部11Aを形成する前の状態であり、矢印Pで示す位置がスポット溶接ガンによって加圧挟持する部位で、矢印Qで示す位置がレーザ光を照射する部位である。
インナパネル3A及びアウタパネル5Aは、フランジ3Af,5Afと、フランジ3Af,5Afから互いに離れる方向に屈曲する縦壁3Aw,5Awとをそれぞれ備えている。すなわち、インナパネル3Aの縦壁3Awは、フランジ3Afから図7中で下方に屈曲し、アウタパネル5Aの縦壁5Awは、フランジ5Afから図7中で上方に屈曲している。
図7に示すように、インナパネル3Aは、縦壁3Awのフランジ3Afと反対側の端部から、フランジ3Af(ドア開口部27)と反対側にフランジ3Afと略平行に延びるインナパネル本体3Ahを備える。同様にして、アウタパネル5Aは、縦壁5Awのフランジ5Afと反対側の端部から、フランジ5Af(ドア開口部27)と反対側にフランジ5Afと略平行に延びるアウタパネル本体5Ahを備える。インナパネル本体3Ahとアウタパネル本体5Ahとの間に閉断面が形成される。
凸部3Ab,3Acは、インナパネル3Aのフランジ3Afの側縁部3Aaの近傍に設けている。ここでの側縁部3Aaは、フランジ5Afの側縁部5Aaとともに、図6に示すように凹状に湾曲している。インナパネル3Aとアウタパネル5Aとを重ね合わせ、フランジ3Af,5Af同士を図7のように重ね合わせることで、凸部3Ab,3Acがフランジ5Afに当接する。これにより、フランジ3Af,5Af相互間に第1の隙間t1が形成される。
図6に示すように、二つの凸部3Ab,3Acは、側縁部3Aa,5Aaに沿って間隔をおいて形成している。レーザ溶接物である車体25は、二つの凸部3Ab,3Ac相互間の各凸部3Ab,3Acの近傍の二箇所の被挟持位置に、スポット溶接部7A,9Aを形成している。スポット溶接部7A,9Aは、凸部3Ab,3Acよりも縦壁3Aw,5Awに近い位置にある。
二箇所のスポット溶接部7A,9A相互間に、縦壁5Awに沿って湾曲状にレーザ溶接部11Aを形成している。レーザ溶接部11Aは、一方のスポット溶接部7Aの近傍位置と、他方のスポット溶接部9Aの近傍位置との間にわたり形成している。すなわち、レーザ溶接部11Aは、スポット溶接部7Aよりも凸部3Abから離れた位置にあり、スポット溶接部9Aよりも凸部3Acから離れた位置にある。レーザ溶接部11Aは、凸部3Ab,3Ac及びスポット溶接部7A,9Aよりも縦壁3Aw,5Awにより近い位置に形成している。
上記した二つの凸部3Ab,3Ac、スポット溶接部7A,9A及びレーザ溶接部11Aで構成される一組の隙間矯正要素を、フランジ3Af,5Afの全周にわたり設定する。これにより、適正隙間である第2の隙間t2をドア開口部27の全周にわたり確保できる。この場合、凸部3Abを間にしてスポット溶接部7Aと反対側に他のスポット溶接部7A1を形成することで、隣接する二組の隙間矯正要素間で凸部3Abを共用できる。同様にして、凸部3Acを間にしてスポット溶接部9Aと反対側に他のスポット溶接部9A1を形成することで、隣接する二組の隙間矯正要素間で凸部3Acを共用できる。スポット溶接部をドア開口部27の全周にわたり形成した後に、レーザ溶接部11を形成する。
次に、図6、図7に示す例の作用効果を説明する。
図6、図7に示す例では、インナパネル3A及びアウタパネル5Aが、レーザ溶接がなされるフランジ3Af,5Afと、フランジ3Af,5Afから互いに離れる方向に屈曲する縦壁3Aw,5Awと、を有する。凸部3Ab,3Acは、フランジ3Af,5Afの縦壁3Aw,5Awと反対側の側縁部3Aa,5Aaの近傍に位置する。スポット溶接ガン19,21は、凸部3Ab,3Acよりも縦壁3Aw,5Awに近い位置のインナパネル3A及びアウタパネル5Aを加圧挟持して、スポット溶接部7A,9Aを形成する。
この場合、スポット溶接部7A,9Aを形成することによって形成される第2の隙間t2が、縦壁3Aw,5Awにより近い位置となる。これにより、縦壁3Aw,5Aw同士をより近付けた状態でインナパネル3Aとアウタパネル5Aとを接合することができ、溶接強度が向上して車体25の剛性向上に寄与することができる。
図6、図7に示す例では、複数のパネル材は、自動車の車体に用いるインナパネル3Aとアウタパネル5Aとで構成され、フランジ3Af,5Afの内側にドア開口部27が形成される。これにより、ドア開口部27を含む車体25の剛性を高めることができる。
図8は、図6のスポット溶接部7A,9Aの湾曲形状に沿った実質的な長さS=140mmにおける第2の隙間t2の変位を示している。これによれば、第2の隙間t2は、0.3mm~0.05mmの範囲内の値が多くなっている。
図8は、フランジ3Af,5Afの形状の精度にばらつきがほとんどない状態でのデータである。これに対して図9は、フランジ3Af,5Afの形状の精度にばらつきがある状態を示す。この場合にも、第2の隙間t2は、0.3mm~0.05mmの範囲内の値が多くなっている。なお、形状の精度のばらつきとは、フランジ3Af,5Af同士を重ね合わせたときの相互間の隙間のばらつきである。このばらつきは、通常1枚のパネル材で±0.5mm程度であるため、凸部3Ab,3Acの高さを1mm程度とすることで、凸部3Ab,3Ac以外でのフランジ3Af,5Af同士の接触を抑えて第1の隙間t1を確保できる。
これに対し、図10は、凸部3Ab,3Acを形成しない場合に、フランジ3Af,5Af相互間に適正な隙間ができるように図6と同様な二箇所にスポット溶接部を形成した状態で、レーザ溶接を行ったときの隙間の変位を示している。これによれば、レーザ溶接時のフランジ3Af,5Af相互間の隙間は、0.3mmを超える値がほとんどである。
以上より、本実施形態は、インナパネル3Aにあらかじめ凸部3Ab,3Acを形成して第1の隙間t1を確保したうえで、スポット溶接部7A,9Aを形成し、この状態でレーザ溶接部11Aを形成することで、第2の隙間t2を適正な0.05mm~0.3mmに収めることができる。
図11~図14は、パネル材を3枚とした場合の凸部の形成例を示す。
図11は、パネル材35を間に挟んでパネル材35の両側に、パネル材37,39を配置することで、3枚のパネル材を重ね合わせている。図11中で最上部に位置するパネル材37は凸部を備えていない。中間に位置するパネル材35は凸部35aを備え、図11中で最下部に位置するパネル材39は凸部39aを備えている。凸部39aは、凸部35aに対し、突出高さは略同等であるが、平面視での大きさ(面積)が大きくなっている。凸部35aの中心と凸部39aの中心とは一致している。
パネル材35の凸部35aの先端面はパネル材37に当接している。このとき、パネル材35とパネル材37との間に第1の隙間t11が形成される。パネル材39の凸部39aの先端面はパネル材35の凸部35aを備える部位に当接している。このとき、パネル材35とパネル材39との間に第1の隙間t12が形成される。第1の隙間t11と第1の隙間t12とは同等である。
図12は、パネル材41を間に挟んでパネル材41の両側に、パネル材43,45を配置することで、3枚のパネル材を重ね合わせている。図12中で最上部に位置するパネル材43は凸部を備えていない。中間に位置するパネル材41は凸部41aを備え、図12中で最下部に位置するパネル材45は凸部45aを備えている。
凸部41aは、凸部45aに対し、平面視での大きさ(面積)が大きく、凸部45aは、凸部41aに対し、突出高さが高くなっている。凸部41aの中心と凸部45aの中心とは一致している。
凸部41aは、凸部45aに対し、平面視での大きさ(面積)が大きく、凸部45aは、凸部41aに対し、突出高さが高くなっている。凸部41aの中心と凸部45aの中心とは一致している。
パネル材41の凸部41aの先端面はパネル材43に当接している。このとき、パネル材41とパネル材43との間に第1の隙間t11が形成される。パネル材45の凸部45aの先端面は、パネル材41の凸部41aの裏側の凹部に入り込み、凸部41aの内面に当接している。このとき、パネル材41とパネル材45との間に第1の隙間t12が形成される。第1の隙間t11と第1の隙間t12とは同等である。
図13は、パネル材47を間に挟んでパネル材47の両側に、パネル材49,51を配置することで、3枚のパネル材を重ね合わせている。中間に位置するパネル材47は凸部を備えていない。図13中で最上部に位置するパネル材49は凸部49aを備え、図13中で最下部に位置するパネル材51は凸部51aを備えている。
凸部49a及び凸部51aは、互いに同形状であり、いずれもパネル材47に向けて突出している。すなわち、凸部49a及び凸部51aは、パネル材47を間に挟んで互いに対向している。このとき、パネル材47とパネル材49との間に第1の隙間t11が形成され、パネル材47とパネル材51との間に第1の隙間t12が形成される。第1の隙間t11と第1の隙間t12とは同等である。
図14は、パネル材53を間に挟んでパネル材53の両側に、パネル材55,57を配置することで、3枚のパネル材を重ね合わせている。図14中で最上部に位置するパネル材55は凸部を備えていない。中間に位置するパネル材53は凸部53aを備え、図14中で最下部に位置するパネル材57は凸部57aを備えている。
凸部53a及び凸部57aは、互いに同形状であるが、パネル材の面方向に沿ってずれている。パネル材53の凸部53aは、パネル材55に当接しており、これによりパネル材53とパネル材55との間に第1の隙間t11が形成される。パネル材57の凸部57aは、凸部53a近傍のパネル材53に当接しており、これによりパネル材53とパネル材57との間に第1の隙間t12が形成される。第1の隙間t11と第1の隙間t12とは同等である。
図11~図14に示したように、パネル材を3枚重ねた場合でも、第1の隙間t11及びt12を、図4Aに示した第1の隙間t1と同様に1.0mm程度としたうえで、スポット溶接ガン19,21を用いてスポット溶接を行う。このとき、スポット溶接ガン19,21によって加圧挟持した被挟持位置相互間におけるパネル材相互の隙間は、図4Bに示した第2の隙間t2と同様に、0.3mm~0.05mmである。すなわち、第1の隙間t11,t12(1mm)が、第2の隙間(0.3mm~0.05mm)となる。
スポット溶接を行った後は、図4Cと同様に、スポット溶接部相互間に対し、例えばパネル材37,43,49,55側からレーザ光を照射してレーザ溶接を実施し、レーザ溶接部を形成する。この際、レーザ溶接部は、第2の隙間が適正な隙間である0.3mm~0.05mmに確保された状態で形成される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。
例えば、上記した実施形態では、スポット溶接ガン19,21により複数のパネル材を両側から加圧挟持しているが、スポット溶接ガン19,21に代えてクランプアームによりパネル材の両側からクランプしてもよい。この場合には、クランプアームによってパネル材をクランプした状態のままレーザ溶接することになる。
図1に示した実施形態では、第1のパネル材3の凸部3b,3cに代えて、第2のパネル材5に、第1のパネル材3に向けて突出する凸部を設けてもよく、第1、第2のパネル材3,5の両方に互いに当接する凸部を設けてもよい。同様にして図5~図7に示した例では、インナパネル3Aの凸部3Ab,3Acに代えて、アウタパネル5Aに、インナパネル3Aに向けて突出する凸部を設けてもよく、インナパネル3A及びアウタパネル5Aの両方に互いに当接する凸部を設けてもよい。
上記実施形態では、隙間を矯正するパネル材として、自動車の車体パネル材を例にとって説明したが、自動車の車体パネル材に限定されるものではない。
本発明は、互いに重ね合わせた複数のパネル材を接合するレーザ溶接方法及びレーザ溶接物に適用される。
3 第1のパネル材
3A インナパネル(パネル材)
3b,3c 第1のパネル材の凸部
5 第2のパネル材
5A アウタパネル(パネル材)
7,7A,9,9A スポット溶接部(被挟持位置)
11,11A レーザ溶接部
19,21 スポット溶接ガン(被挟持具)
27 ドア開口部
35,37,39 パネル材
35a,39a パネル材の凸部
41,43,45 パネル材
41a,45a パネル材の凸部
47,49,51 パネル材
49a,51a パネル材の凸部
53,55,57 パネル材
53a,57a パネル材の凸部
t1,t11,t12 第1の隙間
t2 第2の隙間
3Af,5Af フランジ
3Aw,5Aw 縦壁
3Aa フランジの側縁部
3A インナパネル(パネル材)
3b,3c 第1のパネル材の凸部
5 第2のパネル材
5A アウタパネル(パネル材)
7,7A,9,9A スポット溶接部(被挟持位置)
11,11A レーザ溶接部
19,21 スポット溶接ガン(被挟持具)
27 ドア開口部
35,37,39 パネル材
35a,39a パネル材の凸部
41,43,45 パネル材
41a,45a パネル材の凸部
47,49,51 パネル材
49a,51a パネル材の凸部
53,55,57 パネル材
53a,57a パネル材の凸部
t1,t11,t12 第1の隙間
t2 第2の隙間
3Af,5Af フランジ
3Aw,5Aw 縦壁
3Aa フランジの側縁部
Claims (8)
- 互いに重ね合わせた複数のパネル材を接合するレーザ溶接方法であって、
互いに隣接するパネル材の少なくとも一方が、他方のパネル材に向けて突出する凸部を有し、
前記凸部を前記他方のパネル材に当接させてパネル材同士を重ね合わせることで、パネル材相互間に第1の隙間を形成する工程と、
前記凸部と異なる被挟持位置において前記第1の隙間が狭くなるように、前記重ね合わせた複数のパネル材を挟持具により挟持して、前記被挟持位置よりも前記凸部から離れた位置のパネル材相互間に前記第1の隙間よりも狭い第2の隙間を形成する工程と、
前記第2の隙間を形成した部位の前記パネル材に対しレーザ溶接を行う工程と、を有することを特徴とするレーザ溶接方法。 - 前記複数のパネル材は、前記レーザ溶接がなされるフランジと、前記フランジから互いに離れる方向に屈曲する縦壁と、を有し、
前記凸部は、前記フランジの前記縦壁と反対の側縁部側に位置し、
前記挟持具は、前記凸部よりも前記縦壁に近い位置の前記パネル材が前記被挟持位置となるように挟持することを特徴とする請求項1に記載のレーザ溶接方法。 - 前記凸部は、間隔をおいて二つ形成され、前記被挟持位置は、前記二つの凸部相互間の二箇所に設けられ、前記二箇所の被挟持位置相互間の前記パネル材に対し前記レーザ溶接を行うことを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ溶接方法。
- 前記挟持具はスポット溶接ガンであり、前記被挟持位置に対し、前記スポット溶接ガンによりスポット溶接を行うことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のレーザ溶接方法。
- 前記凸部を互いに隣接するパネル材の少なくとも一方に形成する工程を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のレーザ溶接方法。
- 互いに重ね合わせた複数のパネル材が接合されるレーザ溶接物であって、
前記複数のパネル材が互いに重ね合わされた状態で互いに隣接するパネル材の少なくとも一方に設けられ、他方のパネル材に向けて突出して他方のパネル材に当接することで、前記パネル材相互間に第1の隙間を形成する凸部と、
前記凸部と異なる被挟持位置において前記第1の隙間より狭い第2の隙間となるように、前記重ね合わせた複数のパネル材が、スポット溶接ガンにより加圧挟持されて接合されるスポット溶接部と、
前記スポット溶接部よりも前記凸部から離れた位置に設けられ、前記第2の隙間が形成された部位の前記パネル材がレーザ溶接により接合されるレーザ溶接部と、を有することを特徴とするレーザ溶接物。 - 前記複数のパネル材は、前記レーザ溶接がなされるフランジと、前記フランジから互いに離れる方向に屈曲する縦壁と、を有し、
前記凸部は、前記フランジの前記縦壁と反対の側縁部側に位置し、
前記スポット溶接部は、前記凸部よりも前記縦壁に近い位置にあることを特徴とする請求項6に記載のレーザ溶接物。 - 前記複数のパネル材は、自動車の車体に用いるインナパネルとアウタパネルとで構成され、前記フランジの内側にドア開口部が形成されることを特徴とする請求項7に記載のレーザ溶接物。
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JP2015167998A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 日産自動車株式会社 | レーザー溶接方法、およびレーザー溶接装置 |
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2017
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