めっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法およびレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板
【課題】簡易な手段でレーザ溶接により重ね合せ部で発生するめっき層によるガスを円滑に外部へ抜くことができるレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板を提供する。
【解決手段】レーザ重ね合せ溶接が施されるめっき鋼板において、めっき鋼板１の重ね合せ部３の内側表面に溶接方向と交差する溝４を複数設け、これらの溝４はめっき鋼板１の表面を塑性加工することによりその周辺に隆起部５を有して形成される。溝４の間隔Ｄは、隣り合う溝４の隆起部５が干渉し合う距離である。溝４の間隔Ｄは、レーザＬａの照射部１５の径よりも短い。
【解決手段】レーザ重ね合せ溶接が施されるめっき鋼板において、めっき鋼板１の重ね合せ部３の内側表面に溶接方向と交差する溝４を複数設け、これらの溝４はめっき鋼板１の表面を塑性加工することによりその周辺に隆起部５を有して形成される。溝４の間隔Ｄは、隣り合う溝４の隆起部５が干渉し合う距離である。溝４の間隔Ｄは、レーザＬａの照射部１５の径よりも短い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接品質を損ねるめっき層によるガスを、重ね合せ部から円滑に外部へ抜くことができるめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法およびレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
めっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法としては、２枚の亜鉛めっき鋼板を重ね合せ、この重ね合せ部の溶接方向に沿ってこの重ね合せ部の両端を圧接しながら、重ね合せ部の非圧接部をレーザ溶接により接合する亜鉛めっき鋼板の溶接方法であって、２枚の亜鉛めっき鋼板のうち少なくとも一方の亜鉛めっき鋼板の重ね合せ部の内側表面に、非圧接部から圧接側端部に向かって延びる溝部を形成した状態で、重ね合せ部を接合することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４６４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の亜鉛めっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法おいては、溝部を亜鉛めっき鋼板の重ね合せ部より幅広に形成してレーザ溶接により発生する亜鉛ガスを抜くようにしているが、重ね合せ部の厳密な管理が必要となり、フランジ面出しで多大な工数が掛かるという問題がある。
【０００５】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な手段でレーザ溶接により重ね合せ部で発生するめっき層によるガスを円滑に外部へ抜くことができるめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法およびレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、めっき鋼板の重ね合せ部にレーザを照射して溶接する方法において、少なくとも一方のめっき鋼板の重ね合せ部の内側表面に溶接方向と交差する溝を複数設け、これらの溝はめっき鋼板の表面を塑性加工することによりその周辺に隆起部を有して形成され、前記溝の間隔は隣り合う溝の隆起部が干渉し合う距離であり、前記重ね合せ部は前記隆起部を介してなるものである。また、前記溝の間隔は、レーザの照射部の径よりも短いことが望ましい。
【０００７】
請求項３に係る発明は、レーザ重ね合せ溶接が施されるめっき鋼板において、めっき鋼板の重ね合せ部の内側表面に溶接方向と交差する溝を複数設け、これらの溝はめっき鋼板の表面を塑性加工することによりその周辺に隆起部を有して形成されるものである。また、前記溝の間隔は、隣り合う溝の隆起部が干渉し合う距離であることが望ましい。更に、前記溝の間隔は、レーザの照射部の径よりも短いことが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、隣り合う溝が干渉し合って隆起部が確実に形成され、この隆起部によってめっき鋼板の重ね合せ部に隙間が生じるので、レーザ溶接により重ね合せ部で発生するめっき層によるガスを円滑に外部へ抜くことができるため、良好な溶接品質を得ることができる。また、溝の間隔をレーザの照射部の径よりも短くすれば、レーザのキーホールと溝が常に接する状態となるので、めっき層によるガスが外部により抜け易くなる。
【０００９】
請求項３に係る発明によれば、隣り合う溝が干渉し合って隆起部が形成され、この隆起部によってめっき鋼板の重ね合せ部に隙間が生じるので、レーザ溶接により重ね合せ部で発生するめっき層によるガスを円滑に外部へ抜くことができるため、良好な溶接品質を得ることができる。また、溝の間隔を隣り合う溝の隆起部が干渉し合う距離にすれば、より大きな隆起部が確実に形成される。
【００１０】
更に、溝の間隔をレーザの照射部の径よりも短くすれば、レーザによるキーホールと溝が常に接する状態となるので、めっき層によるガスが外部により抜け易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板の斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面拡大矢視図
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面拡大矢視図
【図４】本発明に係るめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法の説明図で、（ａ）は溝に対して平行な方向から見た図、（ｂ）は溝に対して垂直な方向から見た図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係るレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板１は、図１に示すように、防錆処理としてその表面（両面）に亜鉛めっきが施され、亜鉛（Ｚｎ）層２が形成されている。そして、めっき鋼板１は、レーザを照射する重ね合せ部３の内側表面に溶接方向と交差する略平行で所定の長さの溝４を複数形成している。
【００１３】
溝４は、パンチ（不図示）とダイ（不図示）による塑性加工により成形され、ダイの形状はパンチの打ち込みによってめっき鋼板１の裏側が変形しないよう平坦にしている。各溝４の周辺には、図２と図３に示すように、ダイに載置されためっき鋼板１の重ね合せ部３に打ち込まれたパンチの容積分だけめっき鋼板１の表面より盛り上がって連なる隆起部５が成形されている。
【００１４】
溝４の間隔Ｄは、隣り合う溝４の隆起部５が干渉し合う距離であって、隆起部５は隣り合う溝４が干渉し合ってより大きく盛り上がる。例えば、溝４の間隔Ｄが１ｍｍの場合には隆起部５の盛り上がりは平均約１４μｍ、溝４の間隔Ｄが２ｍｍの場合には隆起部５の盛り上がりは平均約４μｍである。
【００１５】
以上のように構成された本発明に係るレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板１の作用及びめっき鋼板１のレーザ重ね合せ溶接方法について説明する。先ず、図４に示すように、溝４を成形しためっき鋼板１の重ね合せ部３に他のめっき鋼板１１の重ね合せ部１３を重ね合せる。めっき鋼板１１には、その両面に亜鉛めっきが施されて亜鉛層１２が形成されている。
【００１６】
そして、めっき鋼板１に成形した溝４の隆起部５によって、めっき鋼板１の重ね合せ部３とめっき鋼板１１の重ね合せ部１３の間に隙間Ｇが形成される。隙間Ｇの大きさは、隆起部５の盛り上がりにより決定され、例えば隆起部５の盛り上がりが平均約１４μｍの場合には、約１４μｍとなる。
【００１７】
次いで、レーザ溶接機１４により、めっき鋼板１１の重ね合せ部１３にレーザＬａを照射する。レーザ溶接機１４は、所定の速度で矢印Ｃ方向に移動する。レーザＬａの照射により、微小な照射部１５にエネルギーが集中され、照射部１５では激しい蒸発が起こる。そして、レーザＬａから得た熱と激しい蒸発の蒸発反力によって、照射部１５にはめっき鋼板１の重ね合せ部３に至るキーホール１６が形成される。
【００１８】
その際、照射部１５におけるめっき鋼板１，１１に施された亜鉛層２，１２もレーザＬａから得た熱により蒸発して亜鉛（Ｚｎ）ガスを発生する。互いに接しない側のめっき鋼板１，１１の亜鉛層２，１２が蒸発して生じた亜鉛ガス１７ａは、外部にそのまま放出される。
【００１９】
また、互いに接する側のめっき鋼板１，１１の亜鉛層２，１２が蒸発して生じた亜鉛ガス１７ｂは、溝４や隙間Ｇを通って外部に放出される。このような亜鉛ガス１７ｂを溝４や隙間Ｇにより円滑に外部に抜くことが可能になるので、レーザ溶接の良好な品質を得ることができる。
【００２０】
溝４の間隔ＤをレーザＬａの照射部１５の径よりも短くすれば、レーザＬａによるキーホール１６と溝４が常に接する状態となるので、亜鉛ガス１７ｂが外部により抜け易くなる。
【００２１】
本発明の実施の形態では、両面に亜鉛めっきを施しためっき鋼板１，１１について説明したが、一方のめっき鋼板の重ね合せ部の内側表面にだけ亜鉛めっきが施されて亜鉛層が形成されている場合も、少なくともいずれかの重ね合せ部の内側表面に溶接方向と交差する溝４を複数設ければよい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明によれば、レーザ溶接によって重ね合せ部で発生するめっき層によるガスを円滑に外部へ導くことが可能になるため、良好な溶接品質を得ることができるめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法およびレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板を提供することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１，１１…めっき鋼板、２，１２…亜鉛層、３，１３…重ね合せ部、４…溝、５…隆起部、１４…レーザ溶接機、１５…照射部、１６…キーホール、１７ａ，１７ｂ…亜鉛ガス、Ｄ…間隔、Ｇ…隙間、Ｌａ…レーザ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接品質を損ねるめっき層によるガスを、重ね合せ部から円滑に外部へ抜くことができるめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法およびレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
めっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法としては、２枚の亜鉛めっき鋼板を重ね合せ、この重ね合せ部の溶接方向に沿ってこの重ね合せ部の両端を圧接しながら、重ね合せ部の非圧接部をレーザ溶接により接合する亜鉛めっき鋼板の溶接方法であって、２枚の亜鉛めっき鋼板のうち少なくとも一方の亜鉛めっき鋼板の重ね合せ部の内側表面に、非圧接部から圧接側端部に向かって延びる溝部を形成した状態で、重ね合せ部を接合することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４６４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の亜鉛めっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法おいては、溝部を亜鉛めっき鋼板の重ね合せ部より幅広に形成してレーザ溶接により発生する亜鉛ガスを抜くようにしているが、重ね合せ部の厳密な管理が必要となり、フランジ面出しで多大な工数が掛かるという問題がある。
【０００５】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な手段でレーザ溶接により重ね合せ部で発生するめっき層によるガスを円滑に外部へ抜くことができるめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法およびレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、めっき鋼板の重ね合せ部にレーザを照射して溶接する方法において、少なくとも一方のめっき鋼板の重ね合せ部の内側表面に溶接方向と交差する溝を複数設け、これらの溝はめっき鋼板の表面を塑性加工することによりその周辺に隆起部を有して形成され、前記溝の間隔は隣り合う溝の隆起部が干渉し合う距離であり、前記重ね合せ部は前記隆起部を介してなるものである。また、前記溝の間隔は、レーザの照射部の径よりも短いことが望ましい。
【０００７】
請求項３に係る発明は、レーザ重ね合せ溶接が施されるめっき鋼板において、めっき鋼板の重ね合せ部の内側表面に溶接方向と交差する溝を複数設け、これらの溝はめっき鋼板の表面を塑性加工することによりその周辺に隆起部を有して形成されるものである。また、前記溝の間隔は、隣り合う溝の隆起部が干渉し合う距離であることが望ましい。更に、前記溝の間隔は、レーザの照射部の径よりも短いことが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、隣り合う溝が干渉し合って隆起部が確実に形成され、この隆起部によってめっき鋼板の重ね合せ部に隙間が生じるので、レーザ溶接により重ね合せ部で発生するめっき層によるガスを円滑に外部へ抜くことができるため、良好な溶接品質を得ることができる。また、溝の間隔をレーザの照射部の径よりも短くすれば、レーザのキーホールと溝が常に接する状態となるので、めっき層によるガスが外部により抜け易くなる。
【０００９】
請求項３に係る発明によれば、隣り合う溝が干渉し合って隆起部が形成され、この隆起部によってめっき鋼板の重ね合せ部に隙間が生じるので、レーザ溶接により重ね合せ部で発生するめっき層によるガスを円滑に外部へ抜くことができるため、良好な溶接品質を得ることができる。また、溝の間隔を隣り合う溝の隆起部が干渉し合う距離にすれば、より大きな隆起部が確実に形成される。
【００１０】
更に、溝の間隔をレーザの照射部の径よりも短くすれば、レーザによるキーホールと溝が常に接する状態となるので、めっき層によるガスが外部により抜け易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板の斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面拡大矢視図
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面拡大矢視図
【図４】本発明に係るめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法の説明図で、（ａ）は溝に対して平行な方向から見た図、（ｂ）は溝に対して垂直な方向から見た図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係るレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板１は、図１に示すように、防錆処理としてその表面（両面）に亜鉛めっきが施され、亜鉛（Ｚｎ）層２が形成されている。そして、めっき鋼板１は、レーザを照射する重ね合せ部３の内側表面に溶接方向と交差する略平行で所定の長さの溝４を複数形成している。
【００１３】
溝４は、パンチ（不図示）とダイ（不図示）による塑性加工により成形され、ダイの形状はパンチの打ち込みによってめっき鋼板１の裏側が変形しないよう平坦にしている。各溝４の周辺には、図２と図３に示すように、ダイに載置されためっき鋼板１の重ね合せ部３に打ち込まれたパンチの容積分だけめっき鋼板１の表面より盛り上がって連なる隆起部５が成形されている。
【００１４】
溝４の間隔Ｄは、隣り合う溝４の隆起部５が干渉し合う距離であって、隆起部５は隣り合う溝４が干渉し合ってより大きく盛り上がる。例えば、溝４の間隔Ｄが１ｍｍの場合には隆起部５の盛り上がりは平均約１４μｍ、溝４の間隔Ｄが２ｍｍの場合には隆起部５の盛り上がりは平均約４μｍである。
【００１５】
以上のように構成された本発明に係るレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板１の作用及びめっき鋼板１のレーザ重ね合せ溶接方法について説明する。先ず、図４に示すように、溝４を成形しためっき鋼板１の重ね合せ部３に他のめっき鋼板１１の重ね合せ部１３を重ね合せる。めっき鋼板１１には、その両面に亜鉛めっきが施されて亜鉛層１２が形成されている。
【００１６】
そして、めっき鋼板１に成形した溝４の隆起部５によって、めっき鋼板１の重ね合せ部３とめっき鋼板１１の重ね合せ部１３の間に隙間Ｇが形成される。隙間Ｇの大きさは、隆起部５の盛り上がりにより決定され、例えば隆起部５の盛り上がりが平均約１４μｍの場合には、約１４μｍとなる。
【００１７】
次いで、レーザ溶接機１４により、めっき鋼板１１の重ね合せ部１３にレーザＬａを照射する。レーザ溶接機１４は、所定の速度で矢印Ｃ方向に移動する。レーザＬａの照射により、微小な照射部１５にエネルギーが集中され、照射部１５では激しい蒸発が起こる。そして、レーザＬａから得た熱と激しい蒸発の蒸発反力によって、照射部１５にはめっき鋼板１の重ね合せ部３に至るキーホール１６が形成される。
【００１８】
その際、照射部１５におけるめっき鋼板１，１１に施された亜鉛層２，１２もレーザＬａから得た熱により蒸発して亜鉛（Ｚｎ）ガスを発生する。互いに接しない側のめっき鋼板１，１１の亜鉛層２，１２が蒸発して生じた亜鉛ガス１７ａは、外部にそのまま放出される。
【００１９】
また、互いに接する側のめっき鋼板１，１１の亜鉛層２，１２が蒸発して生じた亜鉛ガス１７ｂは、溝４や隙間Ｇを通って外部に放出される。このような亜鉛ガス１７ｂを溝４や隙間Ｇにより円滑に外部に抜くことが可能になるので、レーザ溶接の良好な品質を得ることができる。
【００２０】
溝４の間隔ＤをレーザＬａの照射部１５の径よりも短くすれば、レーザＬａによるキーホール１６と溝４が常に接する状態となるので、亜鉛ガス１７ｂが外部により抜け易くなる。
【００２１】
本発明の実施の形態では、両面に亜鉛めっきを施しためっき鋼板１，１１について説明したが、一方のめっき鋼板の重ね合せ部の内側表面にだけ亜鉛めっきが施されて亜鉛層が形成されている場合も、少なくともいずれかの重ね合せ部の内側表面に溶接方向と交差する溝４を複数設ければよい。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明によれば、レーザ溶接によって重ね合せ部で発生するめっき層によるガスを円滑に外部へ導くことが可能になるため、良好な溶接品質を得ることができるめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法およびレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板を提供することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１，１１…めっき鋼板、２，１２…亜鉛層、３，１３…重ね合せ部、４…溝、５…隆起部、１４…レーザ溶接機、１５…照射部、１６…キーホール、１７ａ，１７ｂ…亜鉛ガス、Ｄ…間隔、Ｇ…隙間、Ｌａ…レーザ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき鋼板の重ね合せ部にレーザを照射して溶接する方法において、少なくとも一方のめっき鋼板の重ね合せ部の内側表面に溶接方向と交差する溝を複数設け、これらの溝はめっき鋼板の表面を塑性加工することによりその周辺に隆起部を有して形成され、前記溝の間隔は隣り合う溝の隆起部が干渉し合う距離であり、前記重ね合せ部は前記隆起部を介してなることを特徴とするめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法。
【請求項２】
請求項１記載のめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法において、前記溝の間隔は、レーザの照射部の径よりも短いことを特徴とするめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法。
【請求項３】
レーザ重ね合せ溶接が施されるめっき鋼板において、めっき鋼板の重ね合せ部の内側表面に溶接方向と交差する溝を複数設け、これらの溝はめっき鋼板の表面を塑性加工することによりその周辺に隆起部を有して形成されることを特徴とするレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板。
【請求項４】
請求項３記載のレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板において、前記溝の間隔は、隣り合う溝の隆起部が干渉し合う距離であることを特徴とするレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板。
【請求項５】
請求項３記載のレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板において、前記溝の間隔は、レーザの照射部の径よりも短いことを特徴とするレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板。
【請求項１】
めっき鋼板の重ね合せ部にレーザを照射して溶接する方法において、少なくとも一方のめっき鋼板の重ね合せ部の内側表面に溶接方向と交差する溝を複数設け、これらの溝はめっき鋼板の表面を塑性加工することによりその周辺に隆起部を有して形成され、前記溝の間隔は隣り合う溝の隆起部が干渉し合う距離であり、前記重ね合せ部は前記隆起部を介してなることを特徴とするめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法。
【請求項２】
請求項１記載のめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法において、前記溝の間隔は、レーザの照射部の径よりも短いことを特徴とするめっき鋼板のレーザ重ね合せ溶接方法。
【請求項３】
レーザ重ね合せ溶接が施されるめっき鋼板において、めっき鋼板の重ね合せ部の内側表面に溶接方向と交差する溝を複数設け、これらの溝はめっき鋼板の表面を塑性加工することによりその周辺に隆起部を有して形成されることを特徴とするレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板。
【請求項４】
請求項３記載のレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板において、前記溝の間隔は、隣り合う溝の隆起部が干渉し合う距離であることを特徴とするレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板。
【請求項５】
請求項３記載のレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板において、前記溝の間隔は、レーザの照射部の径よりも短いことを特徴とするレーザ重ね合せ溶接用めっき鋼板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２５２６０（Ｐ２０１１−２５２６０Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７１４１７（Ｐ２００９−１７１４１７）
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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