プラズマ溶接方法
【課題】 複数のワークを安定して良好に接合するプラズマ接合方法を提供する。
【解決手段】 プラズマアークが直接に照射される板状接合部を有し、該板状接合部にプラズマアーク照射方向へ窪む凹部が形成された第１ワークを用意し、前記凹部の底部が第２ワークの板状接合部に所定の位置決め状態で当接するように少なくとも前記第１ワークと第２ワークの板状接合部どうしを重ね合わせ、前記重ね合わせ状態で前記凹部に向かってプラズマアークを照射し、前記凹部内にフィラーを供給して該凹部を埋めることにより、複数のワークをプラズマアークを用いて接合する。
【解決手段】 プラズマアークが直接に照射される板状接合部を有し、該板状接合部にプラズマアーク照射方向へ窪む凹部が形成された第１ワークを用意し、前記凹部の底部が第２ワークの板状接合部に所定の位置決め状態で当接するように少なくとも前記第１ワークと第２ワークの板状接合部どうしを重ね合わせ、前記重ね合わせ状態で前記凹部に向かってプラズマアークを照射し、前記凹部内にフィラーを供給して該凹部を埋めることにより、複数のワークをプラズマアークを用いて接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のワークをプラズマアークを用いて接合するプラズマ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の車体は、周知のように、非常に多くの車体構成部材が、溶接等により接合されて組み立てられている。このような車体構成部材の溶接には、スポット溶接が多用されている。しかし、スポット溶接法は、接合される部材を共に電極により挟み込む必要があるので、閉断面形状を有する部分などについては、実質的に適用不可能な場合が生じる。このようなスポット溶接が適用できない部分に対しては、アーク溶接が一般に用いられている。
【０００３】
アーク溶接を、例えば重ね継手部に施工する場合には、一般に、栓溶接が行われる。栓溶接により２つのワークを接合する場合には、先ず接合されるワークの一方の接合部に予め穴加工を行う。その後に、接合されるワークどうしを重ね合わせて、前記穴を埋めるようにアーク溶接が行われることにより、ワークどうしが接合される。このように、アーク溶接法を適用した栓溶接では、上述のようにワークの接合部に予め穴加工を行う必要があるので、それだけ工数が掛かることになる。
【０００４】
ところで、アーク溶接の一種であるプラズマアーク溶接は、一般のアーク溶接に比べると、より高温のアークを利用している。プラズマアーク溶接で重ね継手部を接合する場合には、接合されるワークの板状の接合部を重ね合わせ、その一方のワーク側よりプラズマアークを照射することで、穿孔を行うことができる。そして、その後に上記孔部にフィラーが供給されてワークどうしが接合される。このように、プラズマアーク溶接法を用いれば、上述の栓溶接のように、ワークの接合部に予め穴加工を行う必要性がなくなり、工数を削減することができる。従って、例えば電極が配置できない閉断面形状を有する重ね継手部などに、プラズマアーク溶接を適用することにより、効率の良い接合作業を行うことができる。例えば、特許文献１には自動車用ドアパネルの重ね合わせ部をプラズマ溶接により接合するようにした構成が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１０５７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、プラズマアーク溶接を適用する場合でも、板状ワークの接合部どうしを重ね合わせて接合する際に、両接合部間の間隙が大き過ぎる場合には、溶融フィラーがワーク間に流出し易いので、強度不足や外観不良が生じ得る。また、この流出したフィラー部分が腐食起点ともなり得る。一方、両接合部間の間隙が小さ過ぎる場合には、供給されるフィラーがワーク上に盛り上がり、余盛高さが過大となるので、他部品との干渉が生じたり、外観不良を招く場合もある。
【０００６】
図１０Ａ及び図１０Ｂは共に、従来のプラズマアーク溶接法を模式的に示した説明図である。所定間隔を設けて互いに平行に配設された２つの平板状ワークＷ１’、Ｗ２’をプラズマアーク溶接により接合する際には、まず、上側の第１ワークＷ１’の接合部にプラズマアークが直接に照射されて穿孔が行われ、その後に、上記孔部にフィラーが供給されて、上記第１ワークＷ１’と下側の第２ワークＷ２’とが接合されている。図１０Ａに示されるように、第１ワークＷ１’と第２ワークＷ２’の間隙が大き過ぎる場合には、ワークＷ１’、Ｗ２’間に溶融フィラーが流出するので、溶接肉盛部分３でのフィラーが不足して溶接が不完全となり、強度不足や外観不良が生じるおそれがある。また、流出したフィラーが、ワークＷ１’、Ｗ２’間にフィラー流出部４を形成して残存することとなり、このフィラー流出部４の凸凹形状が腐食起点ともなり得る。
【０００７】
一方、図１０Ｂに示されるように、第１ワークＷ１’と第２ワークＷ２’の間隙が小さ過ぎる場合には、溶接肉盛部分３が第１ワークＷ１’上に過剰に盛り上がり、余盛高さが過大となって、他部品との干渉が生じたり、外観不良を招く場合がある。
【０００８】
前述のように、プラズマアーク溶接を重ね継手部に施工する場合、ワーク間の間隙の大きさ及びそのばらつきが、強度不足、外観不良等の溶接欠陥を引き起こし、溶接部の信頼性を低下させる。尚、このようなワーク間の間隙のばらつきは、多くの場合、各ワークの寸法ばらつき等によりもたらされるものである。
【０００９】
本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、それぞれ板状の接合部を有する複数のワークを、プラズマアーク溶接にて接合するに際して、効率良く、且つ、安定して良好に接合できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の請求項１に係る発明は、それぞれ板状の接合部を有する複数のワークどうしをプラズマアークを用いて接合するプラズマ溶接方法であって、前記プラズマアークが直接に照射される板状接合部を有し、該板状接合部にプラズマアーク照射方向へ窪む凹部が形成された第１ワークを用意するステップと、前記凹部の底部が第２ワークの板状接合部に所定の位置決め状態で当接するように少なくとも前記第１ワークと第２ワークの板状接合部どうしを重ね合わせるステップと、前記重ね合わせ状態で前記凹部に向かってプラズマアークを照射し、前記凹部内にフィラーを供給して該凹部を埋めるステップと、を備えたことを特徴としたものである。
【００１１】
また、本願請求項２に係る発明は、請求項１記載のプラズマ溶接方法において、前記凹部の側壁部が残存するように、前記凹部を前記フィラーで埋めることを特徴としたものである。
【００１２】
更に、本願請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のプラズマ溶接方法において、前記凹部は平面視で実質的に円形に沿うように形成されており、前記凹部の開口部の溶接前の直径をＤとし、溶接により前記凹部を埋めたフィラー部分の直径をＤｍとすれば、不等式：０．７Ｄｍ＜Ｄ＜０．９Ｄｍを満足するように、前記凹部およびフィラー供給量を設定する、ことを特徴としたものである。
ここに、上記直径Ｄの範囲を０．７Ｄｍ＜Ｄ＜０．９Ｄｍとしたのは、直径Ｄが０．７Ｄｍ以下の場合には、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、予め形成された凹部の側壁部が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出するおそれがあり、上記凹部のフィラー流出抑制効果が低減するからであり、一方、直径Ｄが０．９Ｄｍ以上の場合には、溶接肉盛部分の周縁部に切欠き部が形成され、これが応力集中源や腐食起点となるおそれがあるなど、良好な溶接部を得ることが難しいためである。
【００１３】
また更に、本願請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一に記載のプラズマ溶接方法において、前記凹部の前記底部に、該底部が当接する前記第２ワークの板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されていることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本願の請求項１の発明によれば、第１ワークの板状接合部に凹部が形成され、上記凹部の底部が、第２ワークの板状接合部に所定の位置決め状態で当接するように少なくとも前記第１ワークと第２ワークの板状接合部どうしを重ね合わせるので、上記ワーク間の間隙の大きさ及びばらつきを抑制することができる。従って、プラズマアーク溶接をこの重ね継手部に施工する際には、溶接強度、余盛サイズ等の溶接品質を安定化させることができる。
更に、第１ワークに形成された凹部の側壁部により、溶融フィラーがワーク間に流出することが抑制され、溶融フィラーを上記凹部内に容易に且つ確実に埋めることができ、ワークどうしを良好に接合することができる。
【００１５】
また、本願請求項２の発明によれば、基本的には、上記請求項１の発明と同様の効果を奏することができる。特に、第１ワークに形成された凹部の側壁部が残存するように、上記凹部を溶融フィラーで埋めるので、上記フィラーがワーク間に流出することを確実に防止することができ、ワークどうしをより良好に接合することができる。特に、ワーク間にフィラー流出部を形成しないので腐食起点の形成を抑制することができる。
【００１６】
更に、本願請求項３の発明によれば、基本的には、上記請求項１又は２の発明と同様の効果を奏することができる。特に、第１ワークに形成された凹部の開口部の直径Ｄと溶接により上記凹部を埋めたフィラー部分の直径Ｄｍとが、不等式：０．７Ｄｍ＜Ｄ＜０．９Ｄｍを満足するように設定されるので、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、上記凹部の側壁部が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出することを抑制でき、且つ、溶接肉盛部分の周縁部に切欠き部が形成されることを防止でき、安定した良好な溶接を施工することができる。
【００１７】
また更に、本願請求項４の発明によれば、基本的には、請求項１−３のいずれか一に係る発明と同様の効果を奏することができる。特に、第１ワークに形成された凹部の底部に、該底部が当接する第２ワークの板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されているので、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、接合部分をより大きく確保することができ、また、側壁部が上記平坦部の周辺部に位置することにより、側壁部が溶融し難くなるので、溶融フィラーがワーク間に流出することがより抑制され、上記効果をより有効に奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１に係るプラズマ溶接方法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。この図に示すように、本実施例１では、上側の板状のワーク（第１ワーク）Ｗ１には、プレス成形により予め形成された凹部５が所定位置に設けられている。該凹部５は、底部６と側壁部７とで構成されており、上記底部６が下側の板状のワーク（第２ワーク）Ｗ２の上面に所定の位置決め状態で当接するように、第１ワークＷ１が第２ワークＷ２に重ね合わせられる。
この状態で、プラズマアークの照射方向が上記凹部５の窪み方向を略指向するように、上記凹部５の上方に溶接トーチ２を配置する。そして、この溶接トーチ２から凹部５内に向かってプラズマアーク１を照射することにより、上記底部６においてアーク照射部分が穿孔される。そして、その後に、上記凹部５内に溶融フィラーが供給されて第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とが接合される。
【００２０】
図２Ａは、接合されるべき第１ワークＷ１１と第２ワークＷ１２との間隙および凹部深さを模式的に示した断面説明図である。ここでは、図に示されるように、板状の第１ワークＷ１１の上面から上記第１ワークＷ１１に形成された凹部１５の底部１６の上面までの高さを凹部深さＨとし、上記凹部１５の底部１６の下面と第２ワークＷ１２の上面との間隙をＧｔとし、第１ワークＷ１１の下面と第２ワークＷ１２の上面との間隙をＧｎとする。
従って、従来のプラズマ溶接法では、接合部におけるワーク間の間隙はＧｎで表される。一方、本発明に係るプラズマ溶接法では、第１ワークＷ１１に凹部１５が形成されているので、接合部におけるワーク間の間隙はＧｔで表されることとなる。この間隙Ｇｔは、次式：Ｇｔ＝Ｇｎ−Ｈで表示される。
【００２１】
図２Ｂは、従来のプラズマ溶接法のように、２つの平板状ワークを接合する場合の接合部におけるワーク間の間隙のばらつきを示したグラフである。図２Ｂのグラフでは、接合部におけるワーク間の間隙Ｇｎを横軸にとり、度数Ｎを縦軸にとって表示している。この図に示されるように、従来のプラズマ溶接法では、接合部におけるワーク間の間隙Ｇｎのばらつきは、設定値Ｇ０をピークにして広いばらつき幅Ｅ１を有することになる。
【００２２】
しかし、第１ワークに深さＨの凹部１５を設け、特に、この凹部１５の深さＨを、ワーク間の間隙Ｇｎのばらつきのピーク値Ｇ０よりも大きく設定することにより、ばらつき幅を小さくする（ばらつき幅：Ｅ２）ことができる。
【００２３】
図２Ｃは、本発明の実施例１に係るワーク間の間隙のばらつきを示したグラフである。この図２Ｃのグラフでは、接合部におけるワーク間の間隙Ｇｔを横軸にとり、度数Ｎを縦軸にとって表示している。第１ワークＷ１１に深さＨの凹部１５を設け、特に、この凹部１５を寸法精度の高いプレス成形で成形することにより、上記ワーク間の間隙Ｇｎのばらつきに比して、接合部におけるワーク間の間隙ＧｔのばらつきＥ３を著しく抑制することができる。
【００２４】
従って、この状態で、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際には、溶接強度、余盛サイズ等の溶接品質を安定化させることができる。また、上記凹部１５の側壁部１７により、溶融フィラーがワーク間に流出することが抑制され、溶融フィラーを上記凹部１５内に容易に且つ確実に埋めることができ、ワークどうしを良好に接合することができる。
また、プラズマアークを照射する側の第１ワークＷ１１の接合部に上記凹部１５が形成されているので、溶接施工時の位置決めを別途に行う必要もない。
【００２５】
更に、上記凹部１５の側壁部１７が残存するように、上記凹部１５を溶融フィラーで埋めることにより、上記溶融フィラーがワーク間に流出することを確実に防止することができ、ワークどうしをより良好に接合することができる。特に、ワーク間にフィラー流出部を形成しないので腐食起点の形成を抑制することができる。
【００２６】
図３Ａは、２つの板状のワークを溶接した後の接合部を示した断面説明図である。この図３Ａに示されるように、上側の第１ワークＷ２１には、凹部２５が形成されており、溶融フィラーが上記凹部２５を埋めるように供給されて、上記第１ワークＷ２１と第２ワークＷ２２とが接合されている。ここで、上記凹部２５の開口部の直径をＤとし、溶接により上記凹部２５を埋めたフィラー凝固部分３（溶接肉盛部分）の直径をＤｍとする。
【００２７】
図３Ｂは、上記開口部の直径Ｄに対して上記フィラー凝固部分の直径Ｄｍが大き過ぎる場合を示した断面説明図である。種々の実験を行った結果、特に、上記凹部３５の開口部の直径Ｄと上記フィラー凝固部分３の直径Ｄｍとが、Ｄが０．７Ｄｍ以下の場合には、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、予め形成された凹部３５の側壁部３７が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出し易く、上記凹部のフィラー流出抑制効果が低減することが判った。
【００２８】
図３Ｃは、上記開口部の直径Ｄに対して上記フィラー凝固部分の直径Ｄｍが小さ過ぎる場合を示した断面説明図である。特に、上記凹部４５の開口部の直径Ｄと上記フィラー凝固部分３の直径Ｄｍとが、Ｄが０．９Ｄｍ以上の場合には、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、フィラー凝固部分３の周縁部に切欠き部８が形成され易いことが判った。
【００２９】
従って、上記開口部の直径Ｄと溶接後の上記フィラー凝固部分３の直径Ｄｍとが、０．７Ｄｍ＜Ｄ＜０．９Ｄｍを満たすことが好ましく、この場合には、安定した良好な溶接を行うことができる。従って、このように、前記凹部およびフィラー供給量を設定することにより、上記凹部の側壁部が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出し、上記凹部のフィラー流出抑制効果が低減する、あるいは上記フィラー凝固部分の周縁部に切欠き部を形成することがなく、安定した良好な溶接を施工することができる。
【実施例２】
【００３０】
次に、本発明の実施例２について説明する。図４は、実施例２に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例２では、上側の第１ワークＷ５１に形成された凹部５５が、例えば球面等の曲面の一部で形成されている。この場合も、上記実施例１と同様に、ワーク間の間隙のばらつきを抑制することができる。また、上記凹部５５の側壁部５７により、上記実施例１と同様に、溶融フィラーの流出抑制効果を得ることができる。尚、図４及びそれ以降の図では、プラズマアーク溶接により接合した場合のフィラー凝固部分（溶接肉盛部分）が点線で示されている。
【実施例３】
【００３１】
図５は、本発明の実施例３に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例３では、上側の第１ワークＷ６１に形成された凹部６５の底部６６に、前記底部６６が当接する第２ワークＷ６２の板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されている。これにより、プラズマアーク溶接により上記ワークＷ６１、Ｗ６２を共に接合する際に、必要とされる溶接強度に応じた接合部分をより大きく確保することができ、また、側壁部が上記平坦部の周辺部に位置することにより、側壁部が溶融し難くなるので、溶融フィラーがワーク間に流出することがより抑制され、上記実施例１の効果をより有効に奏することができる。
【実施例４】
【００３２】
次に、３つのワークを接合する実施例が図６〜９に示されている。３つのワークが共に重ね合わせられ、上側の第１ワークに形成された凹部にプラズマアークが照射され、上記凹部にフィラーが供給されることにより、３つのワークが共に接合される。
【００３３】
図６は、本発明の実施例４に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。上記各実施例の場合と同様に、上側の第１ワークＷ１０１に凹部１０５が形成される。更に、上記第１ワークＷ１０１と最も下側の第３ワークＷ１０３との間に挟まれた第２ワークＷ１０２にも凹部２０５が形成される。上記凹部２０５の底部２０６は、第１ワークＷ１０１に形成された凹部１０５の底部１０６と接合部どうしが重ね合わせられるので、上記凹部２０５は上記凹部１０５より浅く形成され、上記底部２０６は上記底部１０６より広く形成されている。このような３つのワークＷ１０１、Ｗ１０２、Ｗ１０３が、図に示されるように、接合部において共に当接するように３枚重ねに重ね合わせられる。
プラズマアーク溶接によりこのワークどうしを接合する際には、上記実施例１と同様に、ワーク間の間隙のばらつきを抑制することができる。また、上記凹部１０５の側壁部１０７により、３つのワークの接合においても、上記実施例１と同様に、溶融フィラーの流出抑制効果を得ることができる。
【実施例５】
【００３４】
図７は、本発明の実施例５に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例５では、上側の第１ワークＷ１１１に凹部１１５が形成され、最も下側の第３ワークＷ１１３にも凹部３０５が形成されている。上記凹部１１５、３０５は同形状であってもなくてもよい。上記凹部１１５の底部１１６と上記凹部３０５の底部３０６とが、第２ワークＷ１１２を挟み込むように重ね合わせられる。この状態で、３つのワークＷ１１１、Ｗ１１２、Ｗ１１３をプラズマアーク溶接により接合する際には、上記実施例４と同様に、ワーク間の間隙のばらつきを抑制し、また、溶融フィラーの流出抑制効果を得ることができる。
【実施例６】
【００３５】
図８は、本発明の実施例６に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例６は、図に示されるように、下側の２つの板状のワーク、すなわち、第２ワークＷ１２２と第３ワークＷ１２３とが予めスポット溶接で接合されている。上記ワークＷ１２２、Ｗ１２３に、更にもう１つの板状のワーク（第１ワークＷ１２１）をこのスポット溶接部位９において接合する。第１ワークＷ１２１に形成された凹部１２５の底部１２６が、上記スポット溶接部分９上において第２ワークＷ１２２の上面に重ね合わせられる。この状態で、３つのワークＷ１２１、Ｗ１２２、Ｗ１２３をプラズマアーク溶接により接合する際には、上記実施例４と同様の効果を得ることができる。
【実施例７】
【００３６】
図９は、本発明の実施例７に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例７では、上側の第１ワークＷ１３１とその下側の第２ワークＷ１３２にそれぞれ凹部１３５、２１５が形成されている。上記凹部１３５、２１５を適切にずらせて配置し、上記凹部１３５の底部１３６を第２ワークＷ１３２の平板状の上面に重ね合わせる。この状態で、上記ワークＷ１３１、Ｗ１３２を第３ワークＷ１３３上に重ね合わせることにより、第１ワークＷ１３１と第２ワークＷ１３２との間隙および第２ワークＷ１３２と第３ワークＷ１３３との間隙をそれぞれ所定間隔に設定することができる。この状態で、実施例４の場合と同様に、第１ワーク側からプラズマアーク溶接を行うことにより、３枚のワークどうしを接合することができる。
【００３７】
また、上記各実施例においては、接合されるワークは、接合部以外では一定の間隙を有し得るので、例えば自動車の車体などにおいては、ワーク溶接後の電着塗装工程で、電着液が上記ワーク間に入り込むことができ、耐食性向上の効果を得ることもできる。
【００３８】
本発明に係る上記実施例のいずれにおいても、第１ワークに形成される凹部が平面視で略円形のスポット形状で示されているが、これに限定されるものではなく、例えば、平面視で長円形状など他の形状であってもよい。また、上記各実施例では、全体が板状であるワークに関して記載されているが、接合部のみが板状であるワークについても適用可能である。さらに、板状接合部に設けた上記凹部は、プレス成形により形成されているが、これに限定されるものではなく、他の加工方法も適用できる。
【００３９】
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明方法は、それぞれ板状の接合部を有する複数のワークどうしをプラズマアークを用いて接合するプラズマ溶接方法であり、例えば自動車の車体パネルなどの溶接に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例１に係るプラズマ溶接方法を示した説明図である。
【図２Ａ】ワーク間の間隙および凹部深さを模式的に示した説明図である。
【図２Ｂ】従来のプラズマ溶接法のワーク間の間隙のばらつきを示したグラフである。
【図２Ｃ】本発明の実施例１に係るワーク間の間隙のばらつきを示したグラフである。
【図３Ａ】板状ワークの溶接後の接合部を示した断面説明図である。
【図３Ｂ】凹部の開口部に対してフィラー凝固部分が大き過ぎる場合を示した断面説明図である。
【図３Ｃ】凹部の開口部に対してフィラー凝固部分が小さ過ぎる場合を示した断面説明図である。
【図４】本発明の実施例２を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図５】本発明の実施例３を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図６】本発明の実施例４を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図７】本発明の実施例５を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図８】本発明の実施例６を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図９】本発明の実施例７を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図１０Ａ】従来のプラズマ溶接法を模式的に示した説明図である。
【図１０Ｂ】従来のプラズマ溶接法を模式的に示したもう１つの説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ アーク
２ 溶接トーチ
３ フィラー凝固部分
５、１５、２５、５５、６５、１０５、１１５、１２５、１３５ 凹部
６、１６、６６、１０６、１１６、１２６、１３６ 底部
７、１７、５７、１０７、１１７ 側壁部
Ｗ１、Ｗ１１、Ｗ２１、Ｗ５１、Ｗ６１、Ｗ１０１、Ｗ１１１、Ｗ１２１、Ｗ１３１ 第１ワーク
Ｗ２、Ｗ１２、Ｗ２２、Ｗ５２、Ｗ６２、Ｗ１０２、Ｗ１１２、Ｗ１２２、Ｗ１３２ 第２ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のワークをプラズマアークを用いて接合するプラズマ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の車体は、周知のように、非常に多くの車体構成部材が、溶接等により接合されて組み立てられている。このような車体構成部材の溶接には、スポット溶接が多用されている。しかし、スポット溶接法は、接合される部材を共に電極により挟み込む必要があるので、閉断面形状を有する部分などについては、実質的に適用不可能な場合が生じる。このようなスポット溶接が適用できない部分に対しては、アーク溶接が一般に用いられている。
【０００３】
アーク溶接を、例えば重ね継手部に施工する場合には、一般に、栓溶接が行われる。栓溶接により２つのワークを接合する場合には、先ず接合されるワークの一方の接合部に予め穴加工を行う。その後に、接合されるワークどうしを重ね合わせて、前記穴を埋めるようにアーク溶接が行われることにより、ワークどうしが接合される。このように、アーク溶接法を適用した栓溶接では、上述のようにワークの接合部に予め穴加工を行う必要があるので、それだけ工数が掛かることになる。
【０００４】
ところで、アーク溶接の一種であるプラズマアーク溶接は、一般のアーク溶接に比べると、より高温のアークを利用している。プラズマアーク溶接で重ね継手部を接合する場合には、接合されるワークの板状の接合部を重ね合わせ、その一方のワーク側よりプラズマアークを照射することで、穿孔を行うことができる。そして、その後に上記孔部にフィラーが供給されてワークどうしが接合される。このように、プラズマアーク溶接法を用いれば、上述の栓溶接のように、ワークの接合部に予め穴加工を行う必要性がなくなり、工数を削減することができる。従って、例えば電極が配置できない閉断面形状を有する重ね継手部などに、プラズマアーク溶接を適用することにより、効率の良い接合作業を行うことができる。例えば、特許文献１には自動車用ドアパネルの重ね合わせ部をプラズマ溶接により接合するようにした構成が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１０５７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、プラズマアーク溶接を適用する場合でも、板状ワークの接合部どうしを重ね合わせて接合する際に、両接合部間の間隙が大き過ぎる場合には、溶融フィラーがワーク間に流出し易いので、強度不足や外観不良が生じ得る。また、この流出したフィラー部分が腐食起点ともなり得る。一方、両接合部間の間隙が小さ過ぎる場合には、供給されるフィラーがワーク上に盛り上がり、余盛高さが過大となるので、他部品との干渉が生じたり、外観不良を招く場合もある。
【０００６】
図１０Ａ及び図１０Ｂは共に、従来のプラズマアーク溶接法を模式的に示した説明図である。所定間隔を設けて互いに平行に配設された２つの平板状ワークＷ１’、Ｗ２’をプラズマアーク溶接により接合する際には、まず、上側の第１ワークＷ１’の接合部にプラズマアークが直接に照射されて穿孔が行われ、その後に、上記孔部にフィラーが供給されて、上記第１ワークＷ１’と下側の第２ワークＷ２’とが接合されている。図１０Ａに示されるように、第１ワークＷ１’と第２ワークＷ２’の間隙が大き過ぎる場合には、ワークＷ１’、Ｗ２’間に溶融フィラーが流出するので、溶接肉盛部分３でのフィラーが不足して溶接が不完全となり、強度不足や外観不良が生じるおそれがある。また、流出したフィラーが、ワークＷ１’、Ｗ２’間にフィラー流出部４を形成して残存することとなり、このフィラー流出部４の凸凹形状が腐食起点ともなり得る。
【０００７】
一方、図１０Ｂに示されるように、第１ワークＷ１’と第２ワークＷ２’の間隙が小さ過ぎる場合には、溶接肉盛部分３が第１ワークＷ１’上に過剰に盛り上がり、余盛高さが過大となって、他部品との干渉が生じたり、外観不良を招く場合がある。
【０００８】
前述のように、プラズマアーク溶接を重ね継手部に施工する場合、ワーク間の間隙の大きさ及びそのばらつきが、強度不足、外観不良等の溶接欠陥を引き起こし、溶接部の信頼性を低下させる。尚、このようなワーク間の間隙のばらつきは、多くの場合、各ワークの寸法ばらつき等によりもたらされるものである。
【０００９】
本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、それぞれ板状の接合部を有する複数のワークを、プラズマアーク溶接にて接合するに際して、効率良く、且つ、安定して良好に接合できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の請求項１に係る発明は、それぞれ板状の接合部を有する複数のワークどうしをプラズマアークを用いて接合するプラズマ溶接方法であって、前記プラズマアークが直接に照射される板状接合部を有し、該板状接合部にプラズマアーク照射方向へ窪む凹部が形成された第１ワークを用意するステップと、前記凹部の底部が第２ワークの板状接合部に所定の位置決め状態で当接するように少なくとも前記第１ワークと第２ワークの板状接合部どうしを重ね合わせるステップと、前記重ね合わせ状態で前記凹部に向かってプラズマアークを照射し、前記凹部内にフィラーを供給して該凹部を埋めるステップと、を備えたことを特徴としたものである。
【００１１】
また、本願請求項２に係る発明は、請求項１記載のプラズマ溶接方法において、前記凹部の側壁部が残存するように、前記凹部を前記フィラーで埋めることを特徴としたものである。
【００１２】
更に、本願請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のプラズマ溶接方法において、前記凹部は平面視で実質的に円形に沿うように形成されており、前記凹部の開口部の溶接前の直径をＤとし、溶接により前記凹部を埋めたフィラー部分の直径をＤｍとすれば、不等式：０．７Ｄｍ＜Ｄ＜０．９Ｄｍを満足するように、前記凹部およびフィラー供給量を設定する、ことを特徴としたものである。
ここに、上記直径Ｄの範囲を０．７Ｄｍ＜Ｄ＜０．９Ｄｍとしたのは、直径Ｄが０．７Ｄｍ以下の場合には、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、予め形成された凹部の側壁部が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出するおそれがあり、上記凹部のフィラー流出抑制効果が低減するからであり、一方、直径Ｄが０．９Ｄｍ以上の場合には、溶接肉盛部分の周縁部に切欠き部が形成され、これが応力集中源や腐食起点となるおそれがあるなど、良好な溶接部を得ることが難しいためである。
【００１３】
また更に、本願請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一に記載のプラズマ溶接方法において、前記凹部の前記底部に、該底部が当接する前記第２ワークの板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されていることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本願の請求項１の発明によれば、第１ワークの板状接合部に凹部が形成され、上記凹部の底部が、第２ワークの板状接合部に所定の位置決め状態で当接するように少なくとも前記第１ワークと第２ワークの板状接合部どうしを重ね合わせるので、上記ワーク間の間隙の大きさ及びばらつきを抑制することができる。従って、プラズマアーク溶接をこの重ね継手部に施工する際には、溶接強度、余盛サイズ等の溶接品質を安定化させることができる。
更に、第１ワークに形成された凹部の側壁部により、溶融フィラーがワーク間に流出することが抑制され、溶融フィラーを上記凹部内に容易に且つ確実に埋めることができ、ワークどうしを良好に接合することができる。
【００１５】
また、本願請求項２の発明によれば、基本的には、上記請求項１の発明と同様の効果を奏することができる。特に、第１ワークに形成された凹部の側壁部が残存するように、上記凹部を溶融フィラーで埋めるので、上記フィラーがワーク間に流出することを確実に防止することができ、ワークどうしをより良好に接合することができる。特に、ワーク間にフィラー流出部を形成しないので腐食起点の形成を抑制することができる。
【００１６】
更に、本願請求項３の発明によれば、基本的には、上記請求項１又は２の発明と同様の効果を奏することができる。特に、第１ワークに形成された凹部の開口部の直径Ｄと溶接により上記凹部を埋めたフィラー部分の直径Ｄｍとが、不等式：０．７Ｄｍ＜Ｄ＜０．９Ｄｍを満足するように設定されるので、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、上記凹部の側壁部が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出することを抑制でき、且つ、溶接肉盛部分の周縁部に切欠き部が形成されることを防止でき、安定した良好な溶接を施工することができる。
【００１７】
また更に、本願請求項４の発明によれば、基本的には、請求項１−３のいずれか一に係る発明と同様の効果を奏することができる。特に、第１ワークに形成された凹部の底部に、該底部が当接する第２ワークの板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されているので、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、接合部分をより大きく確保することができ、また、側壁部が上記平坦部の周辺部に位置することにより、側壁部が溶融し難くなるので、溶融フィラーがワーク間に流出することがより抑制され、上記効果をより有効に奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１に係るプラズマ溶接方法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。この図に示すように、本実施例１では、上側の板状のワーク（第１ワーク）Ｗ１には、プレス成形により予め形成された凹部５が所定位置に設けられている。該凹部５は、底部６と側壁部７とで構成されており、上記底部６が下側の板状のワーク（第２ワーク）Ｗ２の上面に所定の位置決め状態で当接するように、第１ワークＷ１が第２ワークＷ２に重ね合わせられる。
この状態で、プラズマアークの照射方向が上記凹部５の窪み方向を略指向するように、上記凹部５の上方に溶接トーチ２を配置する。そして、この溶接トーチ２から凹部５内に向かってプラズマアーク１を照射することにより、上記底部６においてアーク照射部分が穿孔される。そして、その後に、上記凹部５内に溶融フィラーが供給されて第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とが接合される。
【００２０】
図２Ａは、接合されるべき第１ワークＷ１１と第２ワークＷ１２との間隙および凹部深さを模式的に示した断面説明図である。ここでは、図に示されるように、板状の第１ワークＷ１１の上面から上記第１ワークＷ１１に形成された凹部１５の底部１６の上面までの高さを凹部深さＨとし、上記凹部１５の底部１６の下面と第２ワークＷ１２の上面との間隙をＧｔとし、第１ワークＷ１１の下面と第２ワークＷ１２の上面との間隙をＧｎとする。
従って、従来のプラズマ溶接法では、接合部におけるワーク間の間隙はＧｎで表される。一方、本発明に係るプラズマ溶接法では、第１ワークＷ１１に凹部１５が形成されているので、接合部におけるワーク間の間隙はＧｔで表されることとなる。この間隙Ｇｔは、次式：Ｇｔ＝Ｇｎ−Ｈで表示される。
【００２１】
図２Ｂは、従来のプラズマ溶接法のように、２つの平板状ワークを接合する場合の接合部におけるワーク間の間隙のばらつきを示したグラフである。図２Ｂのグラフでは、接合部におけるワーク間の間隙Ｇｎを横軸にとり、度数Ｎを縦軸にとって表示している。この図に示されるように、従来のプラズマ溶接法では、接合部におけるワーク間の間隙Ｇｎのばらつきは、設定値Ｇ０をピークにして広いばらつき幅Ｅ１を有することになる。
【００２２】
しかし、第１ワークに深さＨの凹部１５を設け、特に、この凹部１５の深さＨを、ワーク間の間隙Ｇｎのばらつきのピーク値Ｇ０よりも大きく設定することにより、ばらつき幅を小さくする（ばらつき幅：Ｅ２）ことができる。
【００２３】
図２Ｃは、本発明の実施例１に係るワーク間の間隙のばらつきを示したグラフである。この図２Ｃのグラフでは、接合部におけるワーク間の間隙Ｇｔを横軸にとり、度数Ｎを縦軸にとって表示している。第１ワークＷ１１に深さＨの凹部１５を設け、特に、この凹部１５を寸法精度の高いプレス成形で成形することにより、上記ワーク間の間隙Ｇｎのばらつきに比して、接合部におけるワーク間の間隙ＧｔのばらつきＥ３を著しく抑制することができる。
【００２４】
従って、この状態で、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際には、溶接強度、余盛サイズ等の溶接品質を安定化させることができる。また、上記凹部１５の側壁部１７により、溶融フィラーがワーク間に流出することが抑制され、溶融フィラーを上記凹部１５内に容易に且つ確実に埋めることができ、ワークどうしを良好に接合することができる。
また、プラズマアークを照射する側の第１ワークＷ１１の接合部に上記凹部１５が形成されているので、溶接施工時の位置決めを別途に行う必要もない。
【００２５】
更に、上記凹部１５の側壁部１７が残存するように、上記凹部１５を溶融フィラーで埋めることにより、上記溶融フィラーがワーク間に流出することを確実に防止することができ、ワークどうしをより良好に接合することができる。特に、ワーク間にフィラー流出部を形成しないので腐食起点の形成を抑制することができる。
【００２６】
図３Ａは、２つの板状のワークを溶接した後の接合部を示した断面説明図である。この図３Ａに示されるように、上側の第１ワークＷ２１には、凹部２５が形成されており、溶融フィラーが上記凹部２５を埋めるように供給されて、上記第１ワークＷ２１と第２ワークＷ２２とが接合されている。ここで、上記凹部２５の開口部の直径をＤとし、溶接により上記凹部２５を埋めたフィラー凝固部分３（溶接肉盛部分）の直径をＤｍとする。
【００２７】
図３Ｂは、上記開口部の直径Ｄに対して上記フィラー凝固部分の直径Ｄｍが大き過ぎる場合を示した断面説明図である。種々の実験を行った結果、特に、上記凹部３５の開口部の直径Ｄと上記フィラー凝固部分３の直径Ｄｍとが、Ｄが０．７Ｄｍ以下の場合には、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、予め形成された凹部３５の側壁部３７が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出し易く、上記凹部のフィラー流出抑制効果が低減することが判った。
【００２８】
図３Ｃは、上記開口部の直径Ｄに対して上記フィラー凝固部分の直径Ｄｍが小さ過ぎる場合を示した断面説明図である。特に、上記凹部４５の開口部の直径Ｄと上記フィラー凝固部分３の直径Ｄｍとが、Ｄが０．９Ｄｍ以上の場合には、プラズマアーク溶接によりワークどうしを接合する際に、フィラー凝固部分３の周縁部に切欠き部８が形成され易いことが判った。
【００２９】
従って、上記開口部の直径Ｄと溶接後の上記フィラー凝固部分３の直径Ｄｍとが、０．７Ｄｍ＜Ｄ＜０．９Ｄｍを満たすことが好ましく、この場合には、安定した良好な溶接を行うことができる。従って、このように、前記凹部およびフィラー供給量を設定することにより、上記凹部の側壁部が溶融してワーク間に溶融フィラーが流出し、上記凹部のフィラー流出抑制効果が低減する、あるいは上記フィラー凝固部分の周縁部に切欠き部を形成することがなく、安定した良好な溶接を施工することができる。
【実施例２】
【００３０】
次に、本発明の実施例２について説明する。図４は、実施例２に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例２では、上側の第１ワークＷ５１に形成された凹部５５が、例えば球面等の曲面の一部で形成されている。この場合も、上記実施例１と同様に、ワーク間の間隙のばらつきを抑制することができる。また、上記凹部５５の側壁部５７により、上記実施例１と同様に、溶融フィラーの流出抑制効果を得ることができる。尚、図４及びそれ以降の図では、プラズマアーク溶接により接合した場合のフィラー凝固部分（溶接肉盛部分）が点線で示されている。
【実施例３】
【００３１】
図５は、本発明の実施例３に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例３では、上側の第１ワークＷ６１に形成された凹部６５の底部６６に、前記底部６６が当接する第２ワークＷ６２の板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されている。これにより、プラズマアーク溶接により上記ワークＷ６１、Ｗ６２を共に接合する際に、必要とされる溶接強度に応じた接合部分をより大きく確保することができ、また、側壁部が上記平坦部の周辺部に位置することにより、側壁部が溶融し難くなるので、溶融フィラーがワーク間に流出することがより抑制され、上記実施例１の効果をより有効に奏することができる。
【実施例４】
【００３２】
次に、３つのワークを接合する実施例が図６〜９に示されている。３つのワークが共に重ね合わせられ、上側の第１ワークに形成された凹部にプラズマアークが照射され、上記凹部にフィラーが供給されることにより、３つのワークが共に接合される。
【００３３】
図６は、本発明の実施例４に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。上記各実施例の場合と同様に、上側の第１ワークＷ１０１に凹部１０５が形成される。更に、上記第１ワークＷ１０１と最も下側の第３ワークＷ１０３との間に挟まれた第２ワークＷ１０２にも凹部２０５が形成される。上記凹部２０５の底部２０６は、第１ワークＷ１０１に形成された凹部１０５の底部１０６と接合部どうしが重ね合わせられるので、上記凹部２０５は上記凹部１０５より浅く形成され、上記底部２０６は上記底部１０６より広く形成されている。このような３つのワークＷ１０１、Ｗ１０２、Ｗ１０３が、図に示されるように、接合部において共に当接するように３枚重ねに重ね合わせられる。
プラズマアーク溶接によりこのワークどうしを接合する際には、上記実施例１と同様に、ワーク間の間隙のばらつきを抑制することができる。また、上記凹部１０５の側壁部１０７により、３つのワークの接合においても、上記実施例１と同様に、溶融フィラーの流出抑制効果を得ることができる。
【実施例５】
【００３４】
図７は、本発明の実施例５に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例５では、上側の第１ワークＷ１１１に凹部１１５が形成され、最も下側の第３ワークＷ１１３にも凹部３０５が形成されている。上記凹部１１５、３０５は同形状であってもなくてもよい。上記凹部１１５の底部１１６と上記凹部３０５の底部３０６とが、第２ワークＷ１１２を挟み込むように重ね合わせられる。この状態で、３つのワークＷ１１１、Ｗ１１２、Ｗ１１３をプラズマアーク溶接により接合する際には、上記実施例４と同様に、ワーク間の間隙のばらつきを抑制し、また、溶融フィラーの流出抑制効果を得ることができる。
【実施例６】
【００３５】
図８は、本発明の実施例６に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例６は、図に示されるように、下側の２つの板状のワーク、すなわち、第２ワークＷ１２２と第３ワークＷ１２３とが予めスポット溶接で接合されている。上記ワークＷ１２２、Ｗ１２３に、更にもう１つの板状のワーク（第１ワークＷ１２１）をこのスポット溶接部位９において接合する。第１ワークＷ１２１に形成された凹部１２５の底部１２６が、上記スポット溶接部分９上において第２ワークＷ１２２の上面に重ね合わせられる。この状態で、３つのワークＷ１２１、Ｗ１２２、Ｗ１２３をプラズマアーク溶接により接合する際には、上記実施例４と同様の効果を得ることができる。
【実施例７】
【００３６】
図９は、本発明の実施例７に係るプラズマ溶接法を示すワーク溶接部の拡大断面図である。本実施例７では、上側の第１ワークＷ１３１とその下側の第２ワークＷ１３２にそれぞれ凹部１３５、２１５が形成されている。上記凹部１３５、２１５を適切にずらせて配置し、上記凹部１３５の底部１３６を第２ワークＷ１３２の平板状の上面に重ね合わせる。この状態で、上記ワークＷ１３１、Ｗ１３２を第３ワークＷ１３３上に重ね合わせることにより、第１ワークＷ１３１と第２ワークＷ１３２との間隙および第２ワークＷ１３２と第３ワークＷ１３３との間隙をそれぞれ所定間隔に設定することができる。この状態で、実施例４の場合と同様に、第１ワーク側からプラズマアーク溶接を行うことにより、３枚のワークどうしを接合することができる。
【００３７】
また、上記各実施例においては、接合されるワークは、接合部以外では一定の間隙を有し得るので、例えば自動車の車体などにおいては、ワーク溶接後の電着塗装工程で、電着液が上記ワーク間に入り込むことができ、耐食性向上の効果を得ることもできる。
【００３８】
本発明に係る上記実施例のいずれにおいても、第１ワークに形成される凹部が平面視で略円形のスポット形状で示されているが、これに限定されるものではなく、例えば、平面視で長円形状など他の形状であってもよい。また、上記各実施例では、全体が板状であるワークに関して記載されているが、接合部のみが板状であるワークについても適用可能である。さらに、板状接合部に設けた上記凹部は、プレス成形により形成されているが、これに限定されるものではなく、他の加工方法も適用できる。
【００３９】
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明方法は、それぞれ板状の接合部を有する複数のワークどうしをプラズマアークを用いて接合するプラズマ溶接方法であり、例えば自動車の車体パネルなどの溶接に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例１に係るプラズマ溶接方法を示した説明図である。
【図２Ａ】ワーク間の間隙および凹部深さを模式的に示した説明図である。
【図２Ｂ】従来のプラズマ溶接法のワーク間の間隙のばらつきを示したグラフである。
【図２Ｃ】本発明の実施例１に係るワーク間の間隙のばらつきを示したグラフである。
【図３Ａ】板状ワークの溶接後の接合部を示した断面説明図である。
【図３Ｂ】凹部の開口部に対してフィラー凝固部分が大き過ぎる場合を示した断面説明図である。
【図３Ｃ】凹部の開口部に対してフィラー凝固部分が小さ過ぎる場合を示した断面説明図である。
【図４】本発明の実施例２を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図５】本発明の実施例３を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図６】本発明の実施例４を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図７】本発明の実施例５を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図８】本発明の実施例６を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図９】本発明の実施例７を示したワーク溶接部の断面説明図である。
【図１０Ａ】従来のプラズマ溶接法を模式的に示した説明図である。
【図１０Ｂ】従来のプラズマ溶接法を模式的に示したもう１つの説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ アーク
２ 溶接トーチ
３ フィラー凝固部分
５、１５、２５、５５、６５、１０５、１１５、１２５、１３５ 凹部
６、１６、６６、１０６、１１６、１２６、１３６ 底部
７、１７、５７、１０７、１１７ 側壁部
Ｗ１、Ｗ１１、Ｗ２１、Ｗ５１、Ｗ６１、Ｗ１０１、Ｗ１１１、Ｗ１２１、Ｗ１３１ 第１ワーク
Ｗ２、Ｗ１２、Ｗ２２、Ｗ５２、Ｗ６２、Ｗ１０２、Ｗ１１２、Ｗ１２２、Ｗ１３２ 第２ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ板状の接合部を有する複数のワークどうしをプラズマアークを用いて接合するプラズマ溶接方法であって、
前記プラズマアークが直接に照射される板状接合部を有し、該板状接合部にプラズマアーク照射方向へ窪む凹部が形成された第１ワークを用意するステップと、
前記凹部の底部が第２ワークの板状接合部に所定の位置決め状態で当接するように少なくとも前記第１ワークと第２ワークの板状接合部どうしを重ね合わせるステップと、
前記重ね合わせ状態で前記凹部に向かってプラズマアークを照射し、前記凹部内にフィラーを供給して該凹部を埋めるステップと、
を備えたことを特徴とするプラズマ溶接方法。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ溶接方法において、
前記凹部の側壁部が残存するように、前記凹部を前記フィラーで埋めることを特徴とするプラズマ溶接方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプラズマ溶接方法において、
前記凹部は平面視で実質的に円形に沿うように形成されており、
前記凹部の開口部の溶接前の直径をＤとし、溶接により前記凹部を埋めたフィラー部分の直径をＤｍとすれば、不等式：０．７Ｄｍ＜Ｄ＜０．９Ｄｍを満足するように、前記凹部およびフィラー供給量を設定する、
ことを特徴とするプラズマ溶接方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一に記載のプラズマ溶接方法において、
前記凹部の前記底部に、該底部が当接する前記第２ワークの板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されていることを特徴とするプラズマ溶接方法。
【請求項１】
それぞれ板状の接合部を有する複数のワークどうしをプラズマアークを用いて接合するプラズマ溶接方法であって、
前記プラズマアークが直接に照射される板状接合部を有し、該板状接合部にプラズマアーク照射方向へ窪む凹部が形成された第１ワークを用意するステップと、
前記凹部の底部が第２ワークの板状接合部に所定の位置決め状態で当接するように少なくとも前記第１ワークと第２ワークの板状接合部どうしを重ね合わせるステップと、
前記重ね合わせ状態で前記凹部に向かってプラズマアークを照射し、前記凹部内にフィラーを供給して該凹部を埋めるステップと、
を備えたことを特徴とするプラズマ溶接方法。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ溶接方法において、
前記凹部の側壁部が残存するように、前記凹部を前記フィラーで埋めることを特徴とするプラズマ溶接方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプラズマ溶接方法において、
前記凹部は平面視で実質的に円形に沿うように形成されており、
前記凹部の開口部の溶接前の直径をＤとし、溶接により前記凹部を埋めたフィラー部分の直径をＤｍとすれば、不等式：０．７Ｄｍ＜Ｄ＜０．９Ｄｍを満足するように、前記凹部およびフィラー供給量を設定する、
ことを特徴とするプラズマ溶接方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一に記載のプラズマ溶接方法において、
前記凹部の前記底部に、該底部が当接する前記第２ワークの板状接合部の接合面部に沿った実質的に平坦な平坦部が形成されていることを特徴とするプラズマ溶接方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【公開番号】特開２００６−３５２４９（Ｐ２００６−３５２４９Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１７０９２（Ｐ２００４−２１７０９２）
【出願日】平成１６年７月２６日（２００４．７．２６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２６日（２００４．７．２６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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