レーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置及び供給方法
【課題】複数の金属部材の被溶接部位にフィラーワイヤを供給しながらレーザー溶接する場合に、溶接開始時からフィラーワイヤの溶融を良好に行うことを可能とし、もってレーザー溶接状態を安定させることが可能なフィラーワイヤ供給装置及び供給方法を提供する。
【解決手段】フィラーワイヤ供給装置は、フィラーワイヤＸを通電することにより加熱する加熱装置を有する。加熱装置は、フィラーワイヤＸの端部近傍部分に接触する第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと、離間した位置に設けられた第２ローラ６１Ａ、６２Ｂと、金属板Ｗ１，Ｗ２に接触するクランプと、フィラーワイヤＸの供給開始時に、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとの間にフィラーワイヤＸを介して通電し、供給開始後の所定のとき以後、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂとクランプ５との間にフィラーワイヤＸ及び金属板Ｗ１，Ｗ２を介して通電する電源装置３１とを備える。
【解決手段】フィラーワイヤ供給装置は、フィラーワイヤＸを通電することにより加熱する加熱装置を有する。加熱装置は、フィラーワイヤＸの端部近傍部分に接触する第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと、離間した位置に設けられた第２ローラ６１Ａ、６２Ｂと、金属板Ｗ１，Ｗ２に接触するクランプと、フィラーワイヤＸの供給開始時に、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとの間にフィラーワイヤＸを介して通電し、供給開始後の所定のとき以後、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂとクランプ５との間にフィラーワイヤＸ及び金属板Ｗ１，Ｗ２を介して通電する電源装置３１とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の金属部材をレーザー溶接する際、レーザー光による被溶接部位にフィラーワイヤを供給するフィラーワイヤ供給装置及び供給方法に関し、レーザー溶接の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の金属部材の溶接方法として、レーザー溶接が利用されつつある。このレーザー溶接は、金属部材表面に向けてレーザー光を照射しつつ該レーザー光を所定の溶接経路に沿ってこれら金属部材に対して移動させることにより、複数の金属部材のレーザー光被照射部位を溶融させて線状の溶接ビードを形成させるものである。
【０００３】
ここで、金属部材間には隙間が生じている場合があり、この場合、溶融金属の不足により、金属部材同士が接合されないことがあった。この問題を解決する方法として、レーザー光の被照射部位にその移動に端部が追随するようにフィラーワイヤを供給して該ワイヤを溶融させ、溶融金属を増加させる方法が知られている。
【０００４】
溶接時におけるフィラーワイヤの溶融性を向上させるため、フィラーワイヤを加熱することが行われている。具体的には、特許文献１に開示されているように、溶接中、フィラーワイヤの端部近傍部分に通電することによりジュール熱を発生させて加熱する。さらに、詳しく説明すると、溶接時にはフィラーワイヤの端部が金属部材における被溶接部位に接触する。そこで、フィラーワイヤにおける端部近傍部分にプラス電極を接触させ、金属部材にマイナス電極を接触させ、この状態で両電極間に電圧を加える。これにより、金属部材を介してフィラーワイヤにおける端部側部分が通電される。
【０００５】
ところで、溶接開始前には、例えば金属部材の設置等のため、フィラーワイヤの端部は、溶接対象の金属部材に対して離間した状態とされる。その結果、溶接が開始してフィラーワイヤの供給が始まった後、金属部材における被溶接部位にフィラーワイヤの端部が接触して通電が開始するまでは、フィラーワイヤが加熱されない。したがって、被溶接部位においてフィラーワイヤが十分に溶融せず、フィラーワイヤの溶け残りが被溶接部位に残存する虞がある。また、それをきっかけとして、以後の溶接状態が不安定となる虞がある。この問題に対しては、溶接開始前にフィラーワイヤが金属板に接触した状態となるように予め供給する等の対策が考えられるが、フィワーワイヤの供給制御が複雑化する等の問題がある。また、溶接開始前にそのような制御を別途行うことは、溶接時間が余計にかかる等の問題がある。
【０００６】
この問題に対して、特許文献１に係る溶接装置では、溶接開始時においてフィラーワイヤの端部が金属部材に接触するまでの間は、フィラーワイヤの端部とアーク電極または金属材との間に、アークを発生させることにより通電して加熱することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１０３０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に係る溶接装置は、ＴＩＧ溶接装置であるのでアークを発生させることができるが、レーザー溶接装置の場合は、アークを発生させることができないので、溶接開始時においてフィラーワイヤの端部が金属部材に接触するまでの間における前述の問題に如何に対応するかという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、複数の金属部材の被溶接部位にフィラーワイヤを供給しながらレーザー溶接する場合に、溶接開始時からフィラーワイヤの溶融を良好に行うことを可能とし、もってレーザー溶接状態を安定させることが可能なフィラーワイヤ供給装置及び供給方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１１】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、複数の金属部材に対して所定の溶接経路に沿って相対的に移動するレーザー光による被溶接部位に端部が接触した状態で追随するようにフィラーワイヤを供給するフィラーワイヤ供給装置であって、前記フィラーワイヤを通電することにより加熱する加熱手段を有し、前記加熱手段は、前記フィラーワイヤの端部近傍部分に接触する第１電極と、前記フィラーワイヤにおける前記第１電極に対して離間した位置に接触する第２電極と、前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触する第３電極と、前記フィラーワイヤの供給開始時に、前記第１電極と第２電極との間にフィラーワイヤを介して通電し、供給開始後の所定のとき以後、前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極と第３電極との間にフィラーワイヤ及び金属部材を介して通電する通電手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、前記フィラーワイヤの供給開始後、該ワイヤの端部が前記被溶接部位に接触したことを検出する接触検出手段を備え、前記供給開始後の所定のときとは、前記接触検出手段により前記端部の接触が検出されたときであることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、前記フィラーワイヤの供給を開始してからの経過時間を計測する時間計測手段を備え、前記供給開始後の所定のときとは、前記時間計測手段により計測された時間が所定の時間に達したときであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、前記フィラーワイヤ供給手段は、前記フィラーワイヤを、前記レーザー光による被溶接部位に形成されて溶融金属が貯留されてなる溶融池に、その端部が接触するようにレーザー光被照射部位よりも後方の位置で供給するものであり、前記加熱手段は、前記フィラーワイヤを、溶融池に接触したときに該溶融池の熱とで溶融するように加熱することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、前記第１電極及び第２電極はそれぞれ、前記フィラーワイヤを移動可能に支持するローラにより構成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、前記請求項５に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、前記第１電極及び第２電極を構成するローラはそれぞれ、上下一対のローラで構成されると共に、駆動手段で駆動されることにより、上流側から供給されるフィラーワイヤの移送を補助可能に構成されており、かつ、前記第１電極を構成するローラは、前記第２電極を構成するローラよりも速い供給速度となるように駆動されることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明は、複数の金属部材に対して所定の溶接経路に沿って相対的に移動するレーザー光による被溶接部位に端部が接触した状態で追随するようにフィラーワイヤを供給するフィラーワイヤ供給方法であって、前記フィラーワイヤを通電することにより加熱する加熱工程を有し、前記加熱工程は、前記フィラーワイヤの供給開始時に、前記フィラーワイヤの端部近傍部分に接触する第１電極と前記フィラーワイヤにおける前記第１電極に対して離間した位置に接触する第２電極との間にフィラーワイヤを介して通電し、供給開始後の所定のとき以後、前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極と前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触する第３電極との間にフィラーワイヤ及び金属部材を介して通電することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
次に、本発明の効果について説明する。
【００１９】
まず、請求項１に記載の発明によれば、レーザー溶接の際、複数の金属部材に対して所定の溶接経路に沿って相対的に移動するレーザー光による被溶接部位に接触した状態で追随するようにフィラーワイヤが供給される。
【００２０】
その場合に、本発明によれば、前記フィラーワイヤが加熱手段により通電され、加熱される。詳しく説明すると、加熱手段は、前記フィラーワイヤの端部近傍部分に接触する第１電極と、前記フィラーワイヤにおける前記第１電極に対して離間した位置に接触する第２電極と、前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触する第３電極とを備える。そして、溶接開始時における前記フィラーワイヤの供給開始時には、フィラーワイヤにおける前記第１電極と第２電極との間の部分（以下、説明の便宜上、所定部分という）に通電される。これにより、フィラーワイヤにおける前記所定部分にジュール熱が発生し、当該部分が加熱される。また、第１電極はフィラーワイヤの端部近傍部分に接触しているので、前記所定部分が加熱されると、熱伝達により該所定部分よりも端部側の部分も加熱される。すなわち、フィラーワイヤの端部が金属部材における被溶接部位に接触する前からフィラーワイヤが加熱される。したがって、被溶接部位に供給されたときにおけるフィラーワイヤの溶融が促進されることとなる。
【００２１】
これに対し、供給開始後の所定のとき以後においては、フィラーワイヤにおける前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極よりも端部側の部分に、第３電極が接触する金属板を介して通電される。これにより、フィラーワイヤの端部側部分にジュール熱が発生し、当該部分が加熱される。したがって、被溶接部位におけるフィラーワイヤの溶融が促進されることとなる。
【００２２】
なお、被溶接部位においてフィラーワイヤを溶融させる方法としては、フィラーワイヤの端部へのレーザー光の照射、フィラーワイヤの端部の溶融池への接触によるものが考えられるが、本発明は、いずれの場合にも適用可能、かつ有効である。
【００２３】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記フィラーワイヤの供給開始後、その端部が前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触したことが検出されたとき以後、フィラーワイヤにおける前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極よりも端部側の部分に、第３電極が接触する金属板を介して通電されることとなる。したがって、予備的な加熱状態から、接触後に要求される本来の加熱状態に正確なタイミングで移行させることができる。
【００２４】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記フィラーワイヤの供給開始後、時間計測手段により計測された時間が所定の時間に達したとき以後、フィラーワイヤにおける前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極よりも端部側の部分に、第３電極が接触する金属板を介して通電されることとなる。この所定の時間は、例えばフィラーワイヤの端部の供給開始前における位置と金属部材との接触予定位置との間の距離と、フィラーワイヤの供給速度とに基づいて、フィラーワイヤの端部が被溶接部位に接触することとなる時間またはその近傍の時間に設定される。したがって、予備的な加熱状態から、接触後に要求される本来の加熱状態にほぼ正確なタイミングで移行させることができる。時間計測手段としては、一般的なタイマー等が利用可能であり、この場合、簡単な構成で前述の効果を得ることができる。
【００２５】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記フィラーワイヤを、前記レーザー光の被照射部位に形成されて溶融金属が貯留されてなる溶融池に、その端部が接触するように前記レーザー光被照射部位よりも後方の位置から供給し、前記フィラーワイヤを、溶融池に接触したときに該溶融池の熱とで溶融するように加熱する場合に、前記各請求項の作用、効果が得られる。すなわち、前記フィラーワイヤを、レーザー光でなく、溶融池の熱とで溶融させる場合においては、フィラーワイヤが十分に加熱されていないと、フィラーワイヤが良好に溶融されない虞がある。しかし、前記各請求項に記載の発明を適用することにより、この虞を良好に解消することができる。
【００２６】
また、請求項５に記載の発明によれば、前記第１電極及び第２電極はそれぞれ、前記フィラーワイヤを移動可能に支持するローラにより構成されているから、フィラーワイヤの移動を支持しつつ、フィラーワイヤに電流を流すことができる。すなわち、一つの部材で電極と支持体とを共用することができ、フィラーワイヤ供給装置を構成する部品を削減することができる。
【００２７】
また、請求項６に記載の発明によれば、前記第１電極及び第２電極を構成するローラはそれぞれ、上下一対のローラで構成されると共に、駆動手段で駆動されることにより、上流側から供給されるフィラーワイヤの移送を補助可能に構成されており、かつ、前記第１電極を構成するローラは、前記第２電極を構成するローラよりも速い供給速度となるように駆動されるから、第１電極を構成するローラと前記第２電極を構成するローラとの間でフィラーワイヤが弛んだりするのが防止される。なお、第１電極を構成する上下のローラ間の挟持力をフィラーワイヤとローラとの間でのすべり発生が可能な力に設定しておくことにより、第１電極を構成するローラと第２電極を構成するローラとの間の速度差を吸収することができる。
【００２８】
また、請求項７に記載の方法発明によれば、請求項１に記載の装置発明において説明した作用、効果が得られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレーザー溶接装置の外観斜視図である。
【図２】二枚の金属板の溶接部の断面写真である。
【図３】レーザー溶接中における金属板のレーザー光被照射部位及びその近傍の状態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）：レーザー溶接中における金属板のレーザー光被照射部位及びその近傍の状態を示す平面図である。（ｂ）：（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。
【図５】（ａ）：図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）：図４（ｂ）のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）：図４（ｂ）のＤ−Ｄ断面図、（ｄ）：図４（ｂ）のＥ−Ｅ断面図、（ｅ）：図４（ｂ）のＦ−Ｆ断面図、（ｆ）：図４（ｂ）のＧ−Ｇ断面図である。
【図６】溶接開始時にフィラーワイヤの溶融に不具合が生じた場合の一例を説説明するための図４（ｂ）と同断面による説明図である。
【図７】ワイヤ加熱ヘッドの前後方向断面図である。
【図８】ワイヤ加熱ヘッドの横方向断面図（図７のＨ−Ｈ断面図）である。
【図９】レーザー溶接装置の制御ブロック図である。
【図１０】溶接開始時における作用の説明図である。
【図１１】溶接開始後の所定のときにおける作用の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態に係るレーザー溶接方法、及びレーザー溶接装置について説明する。
【００３１】
図１は、本実施の形態に係るレーザー溶接装置１の外観斜視図である。このレーザー溶接装置１は、レーザー光ＬＢ（レーザービーム）を発生するレーザーヘッド２と、該レーザーヘッド２からのレーザー光被照射位Ｌの後方にフィラーワイヤＸを供給するフィラーワイヤ供給装置３と、レーザーヘッド２及びフィラーワイヤ供給装置３を支持すると共にワークＷに対して移動させる移動装置４とを有している。なお、ワークＷとしては、互いに逆方向に膨らんでフランジ同士が上下に重ね合わされた断面ハット状の金属板Ｗ１，Ｗ２を一例として示している。金属板Ｗ１，Ｗ２のフランジは複数のクランプ５…５により把持されているが、金属板Ｗ１，Ｗ２の精度上、対向する面の間に隙間Ｚが生じている。
【００３２】
レーザーヘッド２は、例えばＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー等の高出力レーザーを利用して構成されていると共に、レーザー出力が可変とされている。レーザー光の焦点位置は可変であるが、本実施の形態においては上側金属板Ｗ１の上面に設定されている。
【００３３】
フィラーワイヤ供給装置３は、フィラーワイヤＸが巻回されたワイヤロール１２と、モータ（図示せず）により駆動され、該ワイヤロール１２からフィラーワイヤＸを繰り出す繰り出しローラ１３と、レーザー光ＬＢの被照射部位Ｌの近傍に配置されたワイヤ供給ノズル１１と、該ノズル１１の後部に設けられ、フィラーワイヤＸを加熱するフィラーワイヤ加熱ヘッド４０と、前記繰り出しローラ１３とフィラーワイヤ加熱ヘッド４０との間に設けられ、前記繰り出しローラ１３により繰り出されたフィラーワイヤＸを前記加熱ヘッド４０まで誘導するチューブ１４とを有している。モータは、回転速度の制御が可能なサーボモータにより構成され、これにより、被溶接部位（本実施の形態においては後述する溶融池ＷＹが相当する）へのワイヤＸの供給量が調整可能になっている。
【００３４】
移動装置４は、前記レーザーヘッド２及びフィラーワイヤ供給装置３が取り付けられた支持部材２１と、該支持部材２１の下端部に取り付けられた台状部材２２と、工場床等に配設され、前記台状部材２２を摺動可能に支持するレール部材２３と、前記台状部材２２をレール部材２３に沿って移動させる移動機構（図示せず）とを有している。このように移動させる移動機構は公知のものにより種々構成可能であり説明は省略するが、駆動源は回転速度の制御が可能なサーボモータ（図示せず）により構成され、これによりレーザーヘッド１１及びフィラーワイヤ供給装置３のワークＷに対する移動速度が調整可能になっている。
【００３５】
また、レーザー溶接装置１は、フィラーワイヤＸを所定温度に加熱するフィラーワイヤ加熱装置６を有している。このフィラーワイヤ加熱装置６は、フィラーワイヤＸの端部側に通電することにより、該ワイヤＸに生じるジュール熱で該ワイヤＸを加熱するものであり、加熱電源装置３１と、前述の加熱ヘッド４０と、加熱電源装置３１と加熱ヘッド４０とを接続する加熱ヘッド接続ケーブル３２Ａ，３２Ｂと、該加熱電源装置３１と前記複数のクランプ５…５の一つとを接続するクランプ接続ケーブル３３とを有し、加熱電源装置３１から流れる電流が、加熱ヘッド接続ケーブル３２Ａ，３２Ｂ、加熱ヘッド４０、フィラーワイヤＸ、金属板Ｗ１，Ｗ２、クランプ５、クランプ接続ケーブル３３を介して加熱電源装置３１に戻るようになっている。ここで、前記所定温度は、フィラーワイヤＸの端部が後述する溶融池ＷＹに接触したときに該溶融池ＷＹ（溶融金属Ｗｙ）の熱とで溶融する温度に設定されている。フィラーワイヤＸを所定温度に加熱するための電流値については実験等を行って導けばよい。なお、フィラーワイヤ加熱装置６の具体的構成については後述する。
【００３６】
図２は、隙間Ｚが生じた二枚の金属板Ｗ１，Ｗ２をフィラーワイヤＸを供給しながら溶接した場合に、良好な溶接強度が得られたワークについての幅方向断面写真（一例）である。この写真からわかるように、二枚の金属板Ｗ１，Ｗ２は溶融金属Ｗｙが固化して形成されたビードＷＢを介して連結される。また、このビードＷＢの幅方向左右には、上下の金属板Ｗ１，Ｗ２のそれぞれに金属組織変化が生じた熱影響部ＷＣ１，ＷＣ２（ビードＷＢの左右において白っぽく変色している間の部分）が存在している。なお、図３は、一例であり、上下の金属板Ｗ１，Ｗ２の板厚がそれぞれ１．６ｍｍ、隙間Ｚが１．３ｍｍのものである。
【００３７】
ここで、このような構造は、レーザー光ＬＢにより溶融された上側の金属板Ｗ１及びフィラーワイヤＸの溶融金属が、下側金属板Ｗ２まで垂下して上下の金属板Ｗ１，Ｗ２を連結し、この溶融金属が冷却、固化してビードＷＢを形成することにより形成される。また、熱影響部ＷＣ１，ＷＣ２は、溶融金属の熱が金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に伝達されることにより形成される。
【００３８】
ところで、本願発明者の知見によれば、フィラーワイヤをレーザー光で溶融させるように構成した場合、フィラーワイヤの溶融にレーザーのエネルギーが消費されて例えば上側の金属板の溶融が不十分になり、その結果、フィラーワイヤの溶融金属も下方へ垂下できず、上下の金属板が溶融金属により良好に連結されないことがある。そこで、本実施の形態においては、フィラーワイヤをレーザー光で溶融させるのでなく、以下のような方法により溶融させるようにしている。
【００３９】
まず、図３により溶接方法の概要について説明すると、上下に重ね合わされた状態で対向する面の間に隙間Ｚが生じた平板状の二枚の金属板Ｗ１，Ｗ２のうちの上側の金属板Ｗ１表面に向けてレーザー光ＬＢを照射しつつ該レーザー光ＬＢを溶接経路Ｒに沿ってこれら二枚の金属Ｗ１，Ｗ２板に対して相対的に移動させ、これにより、上側の金属板Ｗ１のレーザー光被照射部位Ｌを溶融させて上下に貫通する溶融穴部ＷＫを形成すると共に、これらの溶融金属が先に形成された溶融穴部に貯留されてなる溶融池ＷＹを溶接経路Ｒ後方に形成させる。そして、溶融池ＷＹの熱とで溶融するように加熱されたフィラーワイヤＸを、端部が前記溶融池ＷＹにおける溶融穴部ＷＫの後方近傍部位（該部位の具体的な位置については後述する）に接触するように該溶融池ＷＹの後方から供給し、これにより、フィラーワイヤＸの端部を溶融させて溶融池ＷＹに溶融金属を追加供給する。
【００４０】
図４、図５を参照しつつ詳しく説明すると、まず、図４（ａ），（ｂ）、図５（ａ）に示すように、溶接経路Ｒにおけるレーザー光ＬＢの中心ＬＢｃの前方近傍では、上側の金属板Ｗ１におけるレーザー光中心ＬＢｃ近傍の金属が溶融され、溶融金属Ｗｙが生成されている。また、溶融金属Ｗｙの周囲には、該溶融金属Ｗｙから伝達される熱により金属組織変化が生じた熱影響部ＷＣ１が生じている。ＷＫは、レーザー光ＬＢにより金属がプラズマ状態となり、その圧力により溶融金属Ｗｙを周囲に押しやって形成された溶融穴部（キーホール）であり、この図にはその前部があらわれている。
【００４１】
図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、溶接経路Ｒにおけるレーザー光中心ＬＢｃ位置においては、溶融穴部ＷＫは上側の金属板Ｗ１を貫通して下側の金属板Ｗ２に達している。そして、下側の金属板Ｗ２においても、レーザー光中心ＬＢｃ近傍の金属が溶融され、溶融金属Ｗｙが生成されている。上側の金属板Ｗ１の溶融金属Ｗｙは重力により下側金属板Ｗ２側へ垂下し始めている。下側金属板Ｗ２の溶融金属Ｗｙの周囲に熱影響部ＷＣ２が生じている。
【００４２】
図４（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、溶接経路Ｒにおけるレーザー光中心ＬＢｃの後方近傍では、上側金属板Ｗ１の溶融金属Ｗｙが重力によりさらに下方へ垂下しているものの、溶融金属Ｗｙには表面張力により塊化作用が生じているので、上側金属板Ｗ１と下側金属板Ｗ２とが連結されるに至っていない。
【００４３】
図４（ｂ）、図５（ｄ）に示すように、溶接経路Ｒにおけるレーザー光中心ＬＢｃよりも後方位置においては、溶融金属Ｗｙが、先に形成されていた溶融穴部に貯留されることにより溶融池ＷＹが形成されている。
【００４４】
また、この図４（ｂ）、図５（ｄ）に示すように、本実施の形態においては、前述のように溶融池ＷＹの熱とで溶融するように加熱されたフィラーワイヤＸが、溶融池ＷＹの後方からその端部が該溶融池ＷＹにおける溶融穴部ＷＫの後方近傍部位に接触するように供給され、該ワイヤＸの端部が溶融して溶融金属Ｗｙ′が生成される。そして、この新たに生成された溶融金属Ｗｙ′が溶融池ＷＹ内に供給されることにより、もとから存在していた溶融池ＷＹ内の溶融金属Ｗｙが下方に押しやられて、該溶融金属Ｗｙの隙間Ｚを越えた下方への垂下が促進され、上側の金属板Ｗ１と下側の金属板Ｗ２とが溶融金属Ｗｙ，Ｗｙ′により連結されることとなる。そして、図４（ｂ）、図５（ｅ）に示すように、溶接経路Ｒにおけるレーザー光中心ＬＢｃよりもさらに後方位置においては、溶融池ＷＹの溶融金属Ｗｙが下側から固化し始め、図５（ｆ）に示すように、さらに後方においては、溶融池ＷＹの溶融金属が上から下まで全て固化し、図２に示すような断面の溶接部が形成されることとなる。
【００４５】
ここで、フィラーワイヤＸの供給条件等について詳しく説明すると、図３、図４（ａ），（ｂ）に示すように、該フィラーワイヤＸは、矢印β（図４（ｂ）に記載）で示すように、端部側が溶接経路Ｒに沿いかつ前下がりに傾斜した状態で溶融池ＷＹに接触するように供給される。より詳しくは、フィラーワイヤＸにおける上側金属板Ｗ１の上面と交差する部位の前端位置が、レーザー光中心ＬＢｃから溶接経路Ｒ後方の距離Ｄｘの位置となるように供給される。この距離Ｄｘは、（１）フィラーワイヤＸの端部側が上側金属板Ｗ１の上面位置においてレーザー光ＬＢの照射を受けず、かつ（２）溶融穴部ＷＫの後端位置が溶接中に多少変動した場合でも溶融池ＷＹ内にフィラーワイヤＸの端部が接触し、さらに（３）レーザー光中心ＬＢｃからできるだけ近いという３条件を満たす距離に設定される。なお、この位置が、溶融池ＷＹにおける溶融穴部ＷＫの後方近傍部位を規定する位置である。本実施の形態においては、距離Ｄｘは、例えばレーザー光ＬＢのビーム径の２倍の距離に設定されている。
【００４６】
以上のように本実施の形態によれば、フィラーワイヤＸは、溶融池ＷＹの熱とで溶融するように加熱された状態でレーザー光被照射部位Ｌの後方から端部が前記溶融池ＷＹに接触するように供給されることにより、レーザー光ＬＢでなく溶融池ＷＹとの接触により溶融することとなる。したがって、レーザー光ＬＢのエネルギーが、フィラーワイヤＸの溶融に消費されずに専ら金属板の溶融に利用されることとなって、上側の金属板Ｗ１の溶融穴部ＷＫの形成が安定することとなる。つまり、上側の金属板Ｗ１及びフィラーワイヤＸの溶融金属Ｗｙ（Ｗｙ′）を下側金属板Ｗ２側へ垂下可能とさせるための構造が安定して形成されることとなる。しかも、溶融池ＷＹとの接触により生成されたフィラーワイヤＸの溶融金属Ｗｙ′により、もともと溶融池ＷＹ内に存在していた溶融金属Ｗｙが下方に押しやられることとなるので、溶融池ＷＹの溶融金属Ｗｙの隙間Ｚを越えた下方への垂下が促進され、もって上下の金属板Ｗ１，Ｗ２が安定して良好に連結されることとなる。この溶融金属Ｗｙの下方への垂下の促進の現象は、溶融金属Ｗｙがコーキング材のように隙間Ｚに注入されてこれを満たすように移動するというように理解することもできる。
【００４７】
また、本実施の形態においては、フィラーワイヤＸを端部が前記溶融池ＷＹにおける前記溶融穴部ＷＫの後方近傍部位に接触するように供給するから、フィラーワイヤＸが溶融池ＷＹの中でも特に高温な溶融金属Ｗｙに接触することとなる。したがって、該ワイヤＸの端部が良好に溶融することとなる。
【００４８】
ここで、距離Ｄｘを前述のように規定した場合、溶融穴部ＷＫの後端が大きく後退した場合、溶融池ＷＹにフィラーワイヤＸの端部が接触しなくなって、溶融池ＷＹとの熱での該ワイヤＸの端部の溶融が不可能となるが、本実施の形態においては、フィラーワイヤＸは、端部側が溶接経路Ｒに沿いかつ前下がりに傾斜した状態で溶融池ＷＹに接触するように供給されるから、ワイヤＸの端部が溶融池ＷＹにおいて溶融されなかった場合には、端部はレーザー光ＬＢの被照射部位Ｌに達し、レーザー光ＬＢの照射により溶融されることとなる。すなわち、万一フィラーワイヤＸの端部が溶融池ＷＹにおいて溶融しなかった場合でも、フィラーワイヤＸが溶融しないのが防止されることとなる。なお、図４（ｂ）に示すように、レーザー光中心ＬＢｃとフィラーワイヤＸの中心線Ｘｃとの交差位置を、上側の金属板Ｗ１よりも下方となるように設定しておけば、レーザー光ＬＢにより、上側の金属板Ｗ１の溶融を良好に行いつつフィラーワイヤＸの溶融を行うことができる。
【００４９】
ところで、解決しようとする課題の欄において説明したように、フィラーワイヤの端部近傍部分に通電するためには、フィラーワイヤの端部を金属部材に接触させる必要があるが、種々の理由により溶接開始前にフィラーワイヤの端部を金属部材に対して離間させなければならない場合があり、この場合、以後の溶接状態が不安定となる虞がある。
【００５０】
そこで、本実施の形態のフィラーワイヤ供給装置では、複数の金属部材の被溶接部位にフィラーワイヤを供給しながらレーザー溶接する場合に、フィラーワイヤの溶融を溶接開始時から良好に行い、もってレーザー溶接状態を安定させることが可能なように構成している。
【００５１】
詳しく説明すると、図７、図８に示すように、本実施の形態のフィラーワイヤ供給装置３では、フィラーワイヤ加熱装置６のワイヤ加熱ヘッド４０が、箱状の筐体４１と、筐体４１内に収容され、フィラーワイヤＸの端部近傍部分に接触する上下一対の第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと、同じく筐体４１内に収容され、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂに対して後方に離間した位置でフィラーワイヤＸに接触する上下一対の第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとを有している。
【００５２】
第１ローラ５１Ａ，５１Ｂは、その側方において筐体４１内の上下壁間に架け渡された一対の支持部材５２，５２に、支持軸５３Ａ，５３Ｂを介して回動可能に支持されている。筐体４１の上壁内面には、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂの上方において絶縁材５４を介して電極５５が取り付けられ、電極５５は上側の第１ローラ５１Ａに接触している。電極５５には、加熱ヘッド接続ケーブル３２のうちの第１ケーブル３２Ａが接続されている。電極５５は、例えば炭素材等により構成されている。
【００５３】
第１ローラの上側のローラ５１Ａは、金属材により形成され、下側のローラ５１Ｂはセラミックスにより形成されている。上側のローラ５１Ａは、支持軸５３Ａに対して絶縁材５６を介して固定されている。
【００５４】
上側の支持軸５３Ａは、回転駆動可能に構成されている。詳しく説明すると、上側の支持軸５３Ａの一端に、ギヤ５７が固設されると共に、一方の支持部材５２に、このギヤ５７に噛み合うギヤ５８を駆動軸５９ａの端部に備えたモータ５９が取り付けられている。モータ５９の回転は、後述するコントロールユニット１００により制御される。
【００５５】
下側のローラ５１Ｂの支持軸５３Ｂは、支持部材５２に対して所定範囲で上下に移動可能に支持されると共に、図示しない付勢手段を介して上側のローラ５１Ａ方向に付勢されている。これにより、上側のローラ５１Ａと下側のローラ５１ＢとでフィラーワイヤＸが上下から挟持される。
【００５６】
第２ローラ６１Ａ，６１Ｂ及びその支持構造は、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと同構造とされている。そのため、説明は省略する。なお、図面には対応するものに６０番台で符号を付している。
【００５７】
なお、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとのワイヤ長手方向の間隔の設定については、後述の作用の説明において説明する。
【００５８】
図９に示すように、本実施の形態に係るレーザー溶接装置１は、溶接制御を行うコントロールユニット１００と、前記移動装置４の支持部材２１に固定され、前記ワークＷの被レーザー光照射部位Ｌ及びその近傍を上方から撮像する撮像装置１１０とを備えている。
【００５９】
撮像装置１１０は、例えば所定周期毎に画像を取得可能な（動画を取得可能な）ＣＣＤカメラにより構成され、取得された画像はその都度コントロールユニット１００に出力される。なお、移動装置４の支持部材２１には、上側の金属板Ｗ１におけるレーザー光被照射部位Ｌ及びその近傍を照明するランプ９が設けられている。このランプ９は、溶接経路Ｒを挟んで撮像装置１１０とは反対側に配設され、前記金属板Ｗ１におけるレーザー光被照射部位Ｌ及びその近傍を斜め上方から照明している。また、このランプ９としては例えばキセノンランプが使用可能である。
【００６０】
フィラーワイヤ加熱電源装置３１は、コントロールユニット１００から入力される信号に基づいて切替制御される切替スイッチ３１ａを有している。具体的には、フィラーワイヤ加熱電源装置３１は、コントロールユニット１００から溶接開始信号が入力されると、切替スイッチ３１ａが、電源３１ｂのマイナス端子と加熱ヘッド接続ケーブル３２Ｂ側とを接続するように切り替えられる。一方、コントロールユニット１００からスイッチ切替制御信号が入力されると、切替スイッチ３１ａが、電源３１ｂのマイナス端子とクランプ接続ケーブル３２Ｂ側とを接続するように切り替えられる。なお、切替スイッチ３１ａとしては、機械スイッチ、半導体スイッチ等、種々のスイッチが利用可能である。
【００６１】
コントロールユニット１００は、レーザーヘッド２（レーザー光）が両金属板Ｗ１，Ｗ２に対して所定速度で移動するように、移動装置４のモータ２４に回転速度制御信号を出力する。
【００６２】
また、コントロールユニット１００は、フィラーワイヤ供給装置１０のモータ１５に、フィラーワイヤＸを所定速度で供給するように、回転速度制御信号を出力する。
【００６３】
また、コントロールユニット１００は、溶接実行時、ワイヤ加熱ヘッド４０の第１ローラ５１Ａ，５１Ｂ用のローラ駆動用モータ５９に、フィラーワイヤＸを前記ワイヤ供給用のモータ１５による供給と同じ速度で供給するように、回転速度制御信号を出力する。
【００６４】
また、コントロールユニット１００は、溶接実行時、ワイヤ加熱ヘッド４０の第２ローラ６１Ａ，６１Ｂ用の駆動モータ６９に、フィラーワイヤＸを前記ワイヤ供給用のモータ１５による供給よりも微少量早い速度で供給するように、回転速度制御信号を出力する。微少量早い速度とするのは、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとの間でフィラーワイヤＸに弛みが生じるのを防止するためである。なお、この速度差によりフィラーワイヤＸに生じる供給量の差は、第１ローラ５１Ａ，５１ＢとフィラーワイヤＸとの間で時々すべりが生じることにより解消される。
【００６５】
また、コントロールユニット１００は、溶接開始時、溶接開始信号をフィラーワイヤ加熱電源装置３１に出力する。また、コントロールユニット１００は、撮像装置１１０から入力される画像を解析して、フィラーワイヤＸの端部が金属板Ｗ１に接触したか否かを判定する。そして、フィラーワイヤＸの端部が金属板Ｗ１に接触したと判定したときに、フィラーワイヤ加熱電源装置３１にスイッチ切替制御信号を出力する。
【００６６】
次に、本実施の形態のフィラーワイヤ供給装置の作用について説明する。
【００６７】
コントロールユニット１００に対して例えば溶接開始操作スイッチ等を介して溶接開始指示が入力されると、コントロールユニット１００は、レーザーヘッド２、移動装置用モータ２４、フィラーワイヤ供給装置用モータ１５、第１ローラ駆動用モータ５９、第２ローラ駆動用モータ６９をそれぞれ所定の条件で同時に作動させると共に、フィラーワイヤ加熱電源装置３１に対して溶接開始信号を出力する。前記所定の条件は各装置毎に予め設定され、あるいは溶接開始前に設定される。
【００６８】
そして、これにより、レーザー光による被溶接部位にフィラーワイヤＸの供給が開始すると同時に、フィラーワイヤ加熱電源装置３１による通電が開始する。その場合に、通電開始時においては、フィラーワイヤ電源装置３１の切替スイッチ３１ａが、電源３１ｂのマイナス端子と加熱ヘッド接続ケーブル３２Ｂ側とを接続する位置となっている。したがって、図１０に矢印δで示すように、加熱電源装置３１のプラス端子から、加熱ヘッド接続ケーブル３２Ａ、電極５５、第１ローラの上側のローラ５１Ａ（特許請求の範囲における第１電極と第２電極との一方に相当する），フィラーワイヤＸ、第２ローラの上側のローラ６１Ａ（特許請求の範囲における第１電極と第２電極との他方に相当する）、電極６５、加熱ヘッド接続ケーブル３２Ｂを介してマイナス端子に戻る電流ルートが形成されることとなる。これにより、フィラーワイヤＸにおける第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとの間の部分にジュール熱が発生し、当該部分が加熱されると共に、その熱がワイヤＸの端部側にも伝達されることとなる。その場合に第１ローラ５１Ａ，５１Ｂは、通電開始時、フィラーワイヤＸの端部近傍部分に接触しているので、端部側の部分も良好に加熱されることとなる。つまり、本実施の形態においては、フィラーワイヤＸが、その端部が金属板Ｗ１，Ｗ２における溶融池ＷＹに接触する前から加熱される。したがって、溶融池ＷＹにフィラーワイヤＸが供給されたときにおけるフィラーワイヤＸの溶融が促進されることとなる。なお、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとのワイヤ長手方向の間隔は、フィラーワイヤＸの材質が例えば鉄である場合は、フィラーワイヤＸの端部が溶融池ＷＹに接触する状態まで移動した時点において、ワイヤＸの先端温度が例えば１１００度程度まで上昇することとなる間隔に設定されている。間隔を大きくすれば、フィラーワイヤＸの端部が溶融池ＷＹに接触するまでの間における通電電力量が大きくなるので、ワイヤＸの端部に伝達される熱量が増加し、先端温度が上昇する。なお、鉄の融点は約１４００度であり、先端温度を１１００度まで上昇させれば、溶融池ＷＹにフィラーワイヤＸの端部が接触したときにおける良好な溶融性を確保することができる。
【００６９】
また、フィラーワイヤＸの供給が開始される前には、フィラーワイヤＸの端部は、図１０に示すように、スリーブ１１の後部のＬｒの位置に退避させている。これは、フィラーワイヤＸへの通電開始時（図１０の状態のとき）に、該ワイヤＸの端部側までできるだけ早く加熱するためである。したがって、前記効果がより確実なものとなる。なお、退避させた状態においてスリーブ１１とフィラーワイヤＸの端部側とは、所定量Ｌｓ重なるようにしている。
【００７０】
一方、撮像装置１１０で撮像された画像に基づいて、コントロールユニット１００が、フィラーワイヤＸの端部が金属板Ｗ１の溶融池ＷＹ（被溶接部位）に接触したと判定したとき（特許請求の範囲における供給開始後の所定のときに相当する）は、図１１に矢印εで示すように、コントロールユニット１００からフィラーワイヤ加熱電源装置３１にスイッチ切替制御信号が入力される。これにより、切替スイッチ３１ａが、電源３１ｂのマイナス端子とクランプ接続ケーブル３２Ｂ側とを接続するように切り替えられる。そして、加熱電源装置３１のプラス端子から、加熱ヘッド接続ケーブル３２Ａ，電極５５、第１ローラの上側のローラ５１Ａ（特許請求の範囲における第１電極と第２電極との一方に相当する），フィラーワイヤＸ、金属板Ｗ１，Ｗ２、クランプ５（特許請求の範囲における第３電極に相当する）、クランプ接続ケーブル３３を介してマイナス端子に戻る電流ルートが形成される（つまり通電される）。したがって、フィラーワイヤＸにおける上側のローラ５１Ａと接触した部分よりも端部側の部分にジュール熱が発生し、当該部分が加熱される。したがって、溶融池ＷＹに供給されたときにおけるフィラーワイヤＸの溶融が促進されることとなる。
【００７１】
また、フィラーワイヤＸの端部が金属板Ｗ１の溶融池ＷＹ（被溶接部位）に接触したと判定したときに前述のように通電状態を切り替えることにより、予備的な加熱状態から、接触後に要求される本来の加熱状態に正確なタイミングで移行させることができる。
【００７２】
また、本実施の形態においては、フィラーワイヤＸを、レーザー光ＬＢの被照射部位Ｌに形成されて溶融金属Ｗｙが貯留されてなる溶融池ＷＹに、その端部が接触するように前記レーザー光被照射部位Ｌよりも後方の位置から供給し、前記フィラーワイヤＸを、溶融池ＷＹに接触したときに該溶融池ＷＹの熱とで溶融するように通電、加熱している。つまり、レーザー光ＬＢでフィラーワイヤＸを照射せずに溶融させるように構成しているが、この場合、フィラーワイヤＸの温度が低いと、フィラーワイヤＸが良好に溶融されない虞がある。しかし、本実施の形態のように、溶融池ＷＹにフィラーワイヤＸが接触する前から通電することにより、この問題を良好に解消することができる。
【００７３】
（その他の実施の形態）
以上説明した実施形態は、本発明を実施するための一態様であり、これ以外にも種々の態様で実現可能である。
【００７４】
例えば、前記実施形態では、撮像装置１１０に検出された画像に基づいてコントロールユニット１００によりフィラーワイヤＸの端部の溶融池ＷＹへの接触が検出されたときに、通電状態を切り替えるように構成したが、以下のように構成してもよい。すなわち、コントロールユニット１００に溶接開始信号を出力してからの時間を計測するタイマ（時間計測手段）を設け、タイマにより計測された時間が所定の時間に達したとき（特許請求の範囲における供給開始後の所定のときに相当する）に、フィラー加熱電源装置３１に対してスイッチ切替制御信号を出力するようにしてもよい。この所定の時間は、例えばフィラーワイヤＸの端部の供給開始前における位置と金属板Ｗ１の溶融池Ｗ１との接触予定位置との間の距離と、フィラーワイヤＸの供給速度とに基づいて設定可能である。これによっても、予備的な加熱状態から、接触後に要求される本来の加熱状態にほぼ正確なタイミングで移行させることができる。また、撮像装置１１０等を設けることなく、簡単な構成で前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
また、前記実施形態では、フィラーワイヤＸを、レーザー光ＬＢによる被溶接部位に形成されて溶融金属Ｗｙが貯留されてなる溶融池ＷＹに、その端部が接触するようにレーザー光被照射部位よりも後方の位置に供給し、フィラーワイヤＸを、溶融池に接触したときに該溶融池の熱とで溶融させる場合について説明したが、本発明は、レーザー光被照射部位よりも後方に限らず、他の方向からフィラーワイヤを供給し、このフィラーワイヤの端部にレーザー光を照射することにより、該フィラーワイヤを溶融する場合にも適用可能である。すなわち、予めフィラーワイヤを加熱しておくことによりレーザー光による溶融負荷が減少すると共に、フィラーワイヤの溶融性が向上するという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、複数の金属部材の被溶接部位にフィラーワイヤを供給しながらレーザー溶接する場合に、溶接開始時からフィラーワイヤの溶融を良好に行うことを可能とし、もってレーザー溶接状態を安定させることが可能なフィラーワイヤ供給装置及び供給方法を提供する。したがって、自動車産業の他、金属部材の溶接が必要となる産業において広く利用される可能性がある。
【符号の説明】
【００７７】
１ レーザー溶接装置
３ フィラーワイヤ供給装置
５ クランプ（第３電極）
６ フィラーワイヤ加熱装置（加熱手段）
１１ ノズル
３１ フィラーワイヤ加熱電源装置（通電手段）
４０ フィラーワイヤ加熱ヘッド
５１Ａ 第１ローラ（第１電極）
５１Ｂ 第２ローラ（第２電極）
１００ コントロールユニット（接触検出手段）
１１０ 撮像装置（接触検出手段）
Ｌ レーザー光被照射部位
ＬＢ レーザー光
Ｒ 溶接経路
Ｘ フィラーワイヤ
Ｗ１ 上側の金属板
Ｗ２ 下側の金属板
ＷＫ 溶融穴部
ＷＹ 溶融池
Ｗｙ 溶融金属
Ｚ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の金属部材をレーザー溶接する際、レーザー光による被溶接部位にフィラーワイヤを供給するフィラーワイヤ供給装置及び供給方法に関し、レーザー溶接の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の金属部材の溶接方法として、レーザー溶接が利用されつつある。このレーザー溶接は、金属部材表面に向けてレーザー光を照射しつつ該レーザー光を所定の溶接経路に沿ってこれら金属部材に対して移動させることにより、複数の金属部材のレーザー光被照射部位を溶融させて線状の溶接ビードを形成させるものである。
【０００３】
ここで、金属部材間には隙間が生じている場合があり、この場合、溶融金属の不足により、金属部材同士が接合されないことがあった。この問題を解決する方法として、レーザー光の被照射部位にその移動に端部が追随するようにフィラーワイヤを供給して該ワイヤを溶融させ、溶融金属を増加させる方法が知られている。
【０００４】
溶接時におけるフィラーワイヤの溶融性を向上させるため、フィラーワイヤを加熱することが行われている。具体的には、特許文献１に開示されているように、溶接中、フィラーワイヤの端部近傍部分に通電することによりジュール熱を発生させて加熱する。さらに、詳しく説明すると、溶接時にはフィラーワイヤの端部が金属部材における被溶接部位に接触する。そこで、フィラーワイヤにおける端部近傍部分にプラス電極を接触させ、金属部材にマイナス電極を接触させ、この状態で両電極間に電圧を加える。これにより、金属部材を介してフィラーワイヤにおける端部側部分が通電される。
【０００５】
ところで、溶接開始前には、例えば金属部材の設置等のため、フィラーワイヤの端部は、溶接対象の金属部材に対して離間した状態とされる。その結果、溶接が開始してフィラーワイヤの供給が始まった後、金属部材における被溶接部位にフィラーワイヤの端部が接触して通電が開始するまでは、フィラーワイヤが加熱されない。したがって、被溶接部位においてフィラーワイヤが十分に溶融せず、フィラーワイヤの溶け残りが被溶接部位に残存する虞がある。また、それをきっかけとして、以後の溶接状態が不安定となる虞がある。この問題に対しては、溶接開始前にフィラーワイヤが金属板に接触した状態となるように予め供給する等の対策が考えられるが、フィワーワイヤの供給制御が複雑化する等の問題がある。また、溶接開始前にそのような制御を別途行うことは、溶接時間が余計にかかる等の問題がある。
【０００６】
この問題に対して、特許文献１に係る溶接装置では、溶接開始時においてフィラーワイヤの端部が金属部材に接触するまでの間は、フィラーワイヤの端部とアーク電極または金属材との間に、アークを発生させることにより通電して加熱することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１０３０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に係る溶接装置は、ＴＩＧ溶接装置であるのでアークを発生させることができるが、レーザー溶接装置の場合は、アークを発生させることができないので、溶接開始時においてフィラーワイヤの端部が金属部材に接触するまでの間における前述の問題に如何に対応するかという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、複数の金属部材の被溶接部位にフィラーワイヤを供給しながらレーザー溶接する場合に、溶接開始時からフィラーワイヤの溶融を良好に行うことを可能とし、もってレーザー溶接状態を安定させることが可能なフィラーワイヤ供給装置及び供給方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１１】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、複数の金属部材に対して所定の溶接経路に沿って相対的に移動するレーザー光による被溶接部位に端部が接触した状態で追随するようにフィラーワイヤを供給するフィラーワイヤ供給装置であって、前記フィラーワイヤを通電することにより加熱する加熱手段を有し、前記加熱手段は、前記フィラーワイヤの端部近傍部分に接触する第１電極と、前記フィラーワイヤにおける前記第１電極に対して離間した位置に接触する第２電極と、前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触する第３電極と、前記フィラーワイヤの供給開始時に、前記第１電極と第２電極との間にフィラーワイヤを介して通電し、供給開始後の所定のとき以後、前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極と第３電極との間にフィラーワイヤ及び金属部材を介して通電する通電手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、前記フィラーワイヤの供給開始後、該ワイヤの端部が前記被溶接部位に接触したことを検出する接触検出手段を備え、前記供給開始後の所定のときとは、前記接触検出手段により前記端部の接触が検出されたときであることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、前記フィラーワイヤの供給を開始してからの経過時間を計測する時間計測手段を備え、前記供給開始後の所定のときとは、前記時間計測手段により計測された時間が所定の時間に達したときであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、前記フィラーワイヤ供給手段は、前記フィラーワイヤを、前記レーザー光による被溶接部位に形成されて溶融金属が貯留されてなる溶融池に、その端部が接触するようにレーザー光被照射部位よりも後方の位置で供給するものであり、前記加熱手段は、前記フィラーワイヤを、溶融池に接触したときに該溶融池の熱とで溶融するように加熱することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、前記第１電極及び第２電極はそれぞれ、前記フィラーワイヤを移動可能に支持するローラにより構成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、前記請求項５に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、前記第１電極及び第２電極を構成するローラはそれぞれ、上下一対のローラで構成されると共に、駆動手段で駆動されることにより、上流側から供給されるフィラーワイヤの移送を補助可能に構成されており、かつ、前記第１電極を構成するローラは、前記第２電極を構成するローラよりも速い供給速度となるように駆動されることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明は、複数の金属部材に対して所定の溶接経路に沿って相対的に移動するレーザー光による被溶接部位に端部が接触した状態で追随するようにフィラーワイヤを供給するフィラーワイヤ供給方法であって、前記フィラーワイヤを通電することにより加熱する加熱工程を有し、前記加熱工程は、前記フィラーワイヤの供給開始時に、前記フィラーワイヤの端部近傍部分に接触する第１電極と前記フィラーワイヤにおける前記第１電極に対して離間した位置に接触する第２電極との間にフィラーワイヤを介して通電し、供給開始後の所定のとき以後、前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極と前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触する第３電極との間にフィラーワイヤ及び金属部材を介して通電することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
次に、本発明の効果について説明する。
【００１９】
まず、請求項１に記載の発明によれば、レーザー溶接の際、複数の金属部材に対して所定の溶接経路に沿って相対的に移動するレーザー光による被溶接部位に接触した状態で追随するようにフィラーワイヤが供給される。
【００２０】
その場合に、本発明によれば、前記フィラーワイヤが加熱手段により通電され、加熱される。詳しく説明すると、加熱手段は、前記フィラーワイヤの端部近傍部分に接触する第１電極と、前記フィラーワイヤにおける前記第１電極に対して離間した位置に接触する第２電極と、前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触する第３電極とを備える。そして、溶接開始時における前記フィラーワイヤの供給開始時には、フィラーワイヤにおける前記第１電極と第２電極との間の部分（以下、説明の便宜上、所定部分という）に通電される。これにより、フィラーワイヤにおける前記所定部分にジュール熱が発生し、当該部分が加熱される。また、第１電極はフィラーワイヤの端部近傍部分に接触しているので、前記所定部分が加熱されると、熱伝達により該所定部分よりも端部側の部分も加熱される。すなわち、フィラーワイヤの端部が金属部材における被溶接部位に接触する前からフィラーワイヤが加熱される。したがって、被溶接部位に供給されたときにおけるフィラーワイヤの溶融が促進されることとなる。
【００２１】
これに対し、供給開始後の所定のとき以後においては、フィラーワイヤにおける前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極よりも端部側の部分に、第３電極が接触する金属板を介して通電される。これにより、フィラーワイヤの端部側部分にジュール熱が発生し、当該部分が加熱される。したがって、被溶接部位におけるフィラーワイヤの溶融が促進されることとなる。
【００２２】
なお、被溶接部位においてフィラーワイヤを溶融させる方法としては、フィラーワイヤの端部へのレーザー光の照射、フィラーワイヤの端部の溶融池への接触によるものが考えられるが、本発明は、いずれの場合にも適用可能、かつ有効である。
【００２３】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記フィラーワイヤの供給開始後、その端部が前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触したことが検出されたとき以後、フィラーワイヤにおける前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極よりも端部側の部分に、第３電極が接触する金属板を介して通電されることとなる。したがって、予備的な加熱状態から、接触後に要求される本来の加熱状態に正確なタイミングで移行させることができる。
【００２４】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記フィラーワイヤの供給開始後、時間計測手段により計測された時間が所定の時間に達したとき以後、フィラーワイヤにおける前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極よりも端部側の部分に、第３電極が接触する金属板を介して通電されることとなる。この所定の時間は、例えばフィラーワイヤの端部の供給開始前における位置と金属部材との接触予定位置との間の距離と、フィラーワイヤの供給速度とに基づいて、フィラーワイヤの端部が被溶接部位に接触することとなる時間またはその近傍の時間に設定される。したがって、予備的な加熱状態から、接触後に要求される本来の加熱状態にほぼ正確なタイミングで移行させることができる。時間計測手段としては、一般的なタイマー等が利用可能であり、この場合、簡単な構成で前述の効果を得ることができる。
【００２５】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記フィラーワイヤを、前記レーザー光の被照射部位に形成されて溶融金属が貯留されてなる溶融池に、その端部が接触するように前記レーザー光被照射部位よりも後方の位置から供給し、前記フィラーワイヤを、溶融池に接触したときに該溶融池の熱とで溶融するように加熱する場合に、前記各請求項の作用、効果が得られる。すなわち、前記フィラーワイヤを、レーザー光でなく、溶融池の熱とで溶融させる場合においては、フィラーワイヤが十分に加熱されていないと、フィラーワイヤが良好に溶融されない虞がある。しかし、前記各請求項に記載の発明を適用することにより、この虞を良好に解消することができる。
【００２６】
また、請求項５に記載の発明によれば、前記第１電極及び第２電極はそれぞれ、前記フィラーワイヤを移動可能に支持するローラにより構成されているから、フィラーワイヤの移動を支持しつつ、フィラーワイヤに電流を流すことができる。すなわち、一つの部材で電極と支持体とを共用することができ、フィラーワイヤ供給装置を構成する部品を削減することができる。
【００２７】
また、請求項６に記載の発明によれば、前記第１電極及び第２電極を構成するローラはそれぞれ、上下一対のローラで構成されると共に、駆動手段で駆動されることにより、上流側から供給されるフィラーワイヤの移送を補助可能に構成されており、かつ、前記第１電極を構成するローラは、前記第２電極を構成するローラよりも速い供給速度となるように駆動されるから、第１電極を構成するローラと前記第２電極を構成するローラとの間でフィラーワイヤが弛んだりするのが防止される。なお、第１電極を構成する上下のローラ間の挟持力をフィラーワイヤとローラとの間でのすべり発生が可能な力に設定しておくことにより、第１電極を構成するローラと第２電極を構成するローラとの間の速度差を吸収することができる。
【００２８】
また、請求項７に記載の方法発明によれば、請求項１に記載の装置発明において説明した作用、効果が得られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレーザー溶接装置の外観斜視図である。
【図２】二枚の金属板の溶接部の断面写真である。
【図３】レーザー溶接中における金属板のレーザー光被照射部位及びその近傍の状態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）：レーザー溶接中における金属板のレーザー光被照射部位及びその近傍の状態を示す平面図である。（ｂ）：（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。
【図５】（ａ）：図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）：図４（ｂ）のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）：図４（ｂ）のＤ−Ｄ断面図、（ｄ）：図４（ｂ）のＥ−Ｅ断面図、（ｅ）：図４（ｂ）のＦ−Ｆ断面図、（ｆ）：図４（ｂ）のＧ−Ｇ断面図である。
【図６】溶接開始時にフィラーワイヤの溶融に不具合が生じた場合の一例を説説明するための図４（ｂ）と同断面による説明図である。
【図７】ワイヤ加熱ヘッドの前後方向断面図である。
【図８】ワイヤ加熱ヘッドの横方向断面図（図７のＨ−Ｈ断面図）である。
【図９】レーザー溶接装置の制御ブロック図である。
【図１０】溶接開始時における作用の説明図である。
【図１１】溶接開始後の所定のときにおける作用の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態に係るレーザー溶接方法、及びレーザー溶接装置について説明する。
【００３１】
図１は、本実施の形態に係るレーザー溶接装置１の外観斜視図である。このレーザー溶接装置１は、レーザー光ＬＢ（レーザービーム）を発生するレーザーヘッド２と、該レーザーヘッド２からのレーザー光被照射位Ｌの後方にフィラーワイヤＸを供給するフィラーワイヤ供給装置３と、レーザーヘッド２及びフィラーワイヤ供給装置３を支持すると共にワークＷに対して移動させる移動装置４とを有している。なお、ワークＷとしては、互いに逆方向に膨らんでフランジ同士が上下に重ね合わされた断面ハット状の金属板Ｗ１，Ｗ２を一例として示している。金属板Ｗ１，Ｗ２のフランジは複数のクランプ５…５により把持されているが、金属板Ｗ１，Ｗ２の精度上、対向する面の間に隙間Ｚが生じている。
【００３２】
レーザーヘッド２は、例えばＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー等の高出力レーザーを利用して構成されていると共に、レーザー出力が可変とされている。レーザー光の焦点位置は可変であるが、本実施の形態においては上側金属板Ｗ１の上面に設定されている。
【００３３】
フィラーワイヤ供給装置３は、フィラーワイヤＸが巻回されたワイヤロール１２と、モータ（図示せず）により駆動され、該ワイヤロール１２からフィラーワイヤＸを繰り出す繰り出しローラ１３と、レーザー光ＬＢの被照射部位Ｌの近傍に配置されたワイヤ供給ノズル１１と、該ノズル１１の後部に設けられ、フィラーワイヤＸを加熱するフィラーワイヤ加熱ヘッド４０と、前記繰り出しローラ１３とフィラーワイヤ加熱ヘッド４０との間に設けられ、前記繰り出しローラ１３により繰り出されたフィラーワイヤＸを前記加熱ヘッド４０まで誘導するチューブ１４とを有している。モータは、回転速度の制御が可能なサーボモータにより構成され、これにより、被溶接部位（本実施の形態においては後述する溶融池ＷＹが相当する）へのワイヤＸの供給量が調整可能になっている。
【００３４】
移動装置４は、前記レーザーヘッド２及びフィラーワイヤ供給装置３が取り付けられた支持部材２１と、該支持部材２１の下端部に取り付けられた台状部材２２と、工場床等に配設され、前記台状部材２２を摺動可能に支持するレール部材２３と、前記台状部材２２をレール部材２３に沿って移動させる移動機構（図示せず）とを有している。このように移動させる移動機構は公知のものにより種々構成可能であり説明は省略するが、駆動源は回転速度の制御が可能なサーボモータ（図示せず）により構成され、これによりレーザーヘッド１１及びフィラーワイヤ供給装置３のワークＷに対する移動速度が調整可能になっている。
【００３５】
また、レーザー溶接装置１は、フィラーワイヤＸを所定温度に加熱するフィラーワイヤ加熱装置６を有している。このフィラーワイヤ加熱装置６は、フィラーワイヤＸの端部側に通電することにより、該ワイヤＸに生じるジュール熱で該ワイヤＸを加熱するものであり、加熱電源装置３１と、前述の加熱ヘッド４０と、加熱電源装置３１と加熱ヘッド４０とを接続する加熱ヘッド接続ケーブル３２Ａ，３２Ｂと、該加熱電源装置３１と前記複数のクランプ５…５の一つとを接続するクランプ接続ケーブル３３とを有し、加熱電源装置３１から流れる電流が、加熱ヘッド接続ケーブル３２Ａ，３２Ｂ、加熱ヘッド４０、フィラーワイヤＸ、金属板Ｗ１，Ｗ２、クランプ５、クランプ接続ケーブル３３を介して加熱電源装置３１に戻るようになっている。ここで、前記所定温度は、フィラーワイヤＸの端部が後述する溶融池ＷＹに接触したときに該溶融池ＷＹ（溶融金属Ｗｙ）の熱とで溶融する温度に設定されている。フィラーワイヤＸを所定温度に加熱するための電流値については実験等を行って導けばよい。なお、フィラーワイヤ加熱装置６の具体的構成については後述する。
【００３６】
図２は、隙間Ｚが生じた二枚の金属板Ｗ１，Ｗ２をフィラーワイヤＸを供給しながら溶接した場合に、良好な溶接強度が得られたワークについての幅方向断面写真（一例）である。この写真からわかるように、二枚の金属板Ｗ１，Ｗ２は溶融金属Ｗｙが固化して形成されたビードＷＢを介して連結される。また、このビードＷＢの幅方向左右には、上下の金属板Ｗ１，Ｗ２のそれぞれに金属組織変化が生じた熱影響部ＷＣ１，ＷＣ２（ビードＷＢの左右において白っぽく変色している間の部分）が存在している。なお、図３は、一例であり、上下の金属板Ｗ１，Ｗ２の板厚がそれぞれ１．６ｍｍ、隙間Ｚが１．３ｍｍのものである。
【００３７】
ここで、このような構造は、レーザー光ＬＢにより溶融された上側の金属板Ｗ１及びフィラーワイヤＸの溶融金属が、下側金属板Ｗ２まで垂下して上下の金属板Ｗ１，Ｗ２を連結し、この溶融金属が冷却、固化してビードＷＢを形成することにより形成される。また、熱影響部ＷＣ１，ＷＣ２は、溶融金属の熱が金属板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に伝達されることにより形成される。
【００３８】
ところで、本願発明者の知見によれば、フィラーワイヤをレーザー光で溶融させるように構成した場合、フィラーワイヤの溶融にレーザーのエネルギーが消費されて例えば上側の金属板の溶融が不十分になり、その結果、フィラーワイヤの溶融金属も下方へ垂下できず、上下の金属板が溶融金属により良好に連結されないことがある。そこで、本実施の形態においては、フィラーワイヤをレーザー光で溶融させるのでなく、以下のような方法により溶融させるようにしている。
【００３９】
まず、図３により溶接方法の概要について説明すると、上下に重ね合わされた状態で対向する面の間に隙間Ｚが生じた平板状の二枚の金属板Ｗ１，Ｗ２のうちの上側の金属板Ｗ１表面に向けてレーザー光ＬＢを照射しつつ該レーザー光ＬＢを溶接経路Ｒに沿ってこれら二枚の金属Ｗ１，Ｗ２板に対して相対的に移動させ、これにより、上側の金属板Ｗ１のレーザー光被照射部位Ｌを溶融させて上下に貫通する溶融穴部ＷＫを形成すると共に、これらの溶融金属が先に形成された溶融穴部に貯留されてなる溶融池ＷＹを溶接経路Ｒ後方に形成させる。そして、溶融池ＷＹの熱とで溶融するように加熱されたフィラーワイヤＸを、端部が前記溶融池ＷＹにおける溶融穴部ＷＫの後方近傍部位（該部位の具体的な位置については後述する）に接触するように該溶融池ＷＹの後方から供給し、これにより、フィラーワイヤＸの端部を溶融させて溶融池ＷＹに溶融金属を追加供給する。
【００４０】
図４、図５を参照しつつ詳しく説明すると、まず、図４（ａ），（ｂ）、図５（ａ）に示すように、溶接経路Ｒにおけるレーザー光ＬＢの中心ＬＢｃの前方近傍では、上側の金属板Ｗ１におけるレーザー光中心ＬＢｃ近傍の金属が溶融され、溶融金属Ｗｙが生成されている。また、溶融金属Ｗｙの周囲には、該溶融金属Ｗｙから伝達される熱により金属組織変化が生じた熱影響部ＷＣ１が生じている。ＷＫは、レーザー光ＬＢにより金属がプラズマ状態となり、その圧力により溶融金属Ｗｙを周囲に押しやって形成された溶融穴部（キーホール）であり、この図にはその前部があらわれている。
【００４１】
図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、溶接経路Ｒにおけるレーザー光中心ＬＢｃ位置においては、溶融穴部ＷＫは上側の金属板Ｗ１を貫通して下側の金属板Ｗ２に達している。そして、下側の金属板Ｗ２においても、レーザー光中心ＬＢｃ近傍の金属が溶融され、溶融金属Ｗｙが生成されている。上側の金属板Ｗ１の溶融金属Ｗｙは重力により下側金属板Ｗ２側へ垂下し始めている。下側金属板Ｗ２の溶融金属Ｗｙの周囲に熱影響部ＷＣ２が生じている。
【００４２】
図４（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、溶接経路Ｒにおけるレーザー光中心ＬＢｃの後方近傍では、上側金属板Ｗ１の溶融金属Ｗｙが重力によりさらに下方へ垂下しているものの、溶融金属Ｗｙには表面張力により塊化作用が生じているので、上側金属板Ｗ１と下側金属板Ｗ２とが連結されるに至っていない。
【００４３】
図４（ｂ）、図５（ｄ）に示すように、溶接経路Ｒにおけるレーザー光中心ＬＢｃよりも後方位置においては、溶融金属Ｗｙが、先に形成されていた溶融穴部に貯留されることにより溶融池ＷＹが形成されている。
【００４４】
また、この図４（ｂ）、図５（ｄ）に示すように、本実施の形態においては、前述のように溶融池ＷＹの熱とで溶融するように加熱されたフィラーワイヤＸが、溶融池ＷＹの後方からその端部が該溶融池ＷＹにおける溶融穴部ＷＫの後方近傍部位に接触するように供給され、該ワイヤＸの端部が溶融して溶融金属Ｗｙ′が生成される。そして、この新たに生成された溶融金属Ｗｙ′が溶融池ＷＹ内に供給されることにより、もとから存在していた溶融池ＷＹ内の溶融金属Ｗｙが下方に押しやられて、該溶融金属Ｗｙの隙間Ｚを越えた下方への垂下が促進され、上側の金属板Ｗ１と下側の金属板Ｗ２とが溶融金属Ｗｙ，Ｗｙ′により連結されることとなる。そして、図４（ｂ）、図５（ｅ）に示すように、溶接経路Ｒにおけるレーザー光中心ＬＢｃよりもさらに後方位置においては、溶融池ＷＹの溶融金属Ｗｙが下側から固化し始め、図５（ｆ）に示すように、さらに後方においては、溶融池ＷＹの溶融金属が上から下まで全て固化し、図２に示すような断面の溶接部が形成されることとなる。
【００４５】
ここで、フィラーワイヤＸの供給条件等について詳しく説明すると、図３、図４（ａ），（ｂ）に示すように、該フィラーワイヤＸは、矢印β（図４（ｂ）に記載）で示すように、端部側が溶接経路Ｒに沿いかつ前下がりに傾斜した状態で溶融池ＷＹに接触するように供給される。より詳しくは、フィラーワイヤＸにおける上側金属板Ｗ１の上面と交差する部位の前端位置が、レーザー光中心ＬＢｃから溶接経路Ｒ後方の距離Ｄｘの位置となるように供給される。この距離Ｄｘは、（１）フィラーワイヤＸの端部側が上側金属板Ｗ１の上面位置においてレーザー光ＬＢの照射を受けず、かつ（２）溶融穴部ＷＫの後端位置が溶接中に多少変動した場合でも溶融池ＷＹ内にフィラーワイヤＸの端部が接触し、さらに（３）レーザー光中心ＬＢｃからできるだけ近いという３条件を満たす距離に設定される。なお、この位置が、溶融池ＷＹにおける溶融穴部ＷＫの後方近傍部位を規定する位置である。本実施の形態においては、距離Ｄｘは、例えばレーザー光ＬＢのビーム径の２倍の距離に設定されている。
【００４６】
以上のように本実施の形態によれば、フィラーワイヤＸは、溶融池ＷＹの熱とで溶融するように加熱された状態でレーザー光被照射部位Ｌの後方から端部が前記溶融池ＷＹに接触するように供給されることにより、レーザー光ＬＢでなく溶融池ＷＹとの接触により溶融することとなる。したがって、レーザー光ＬＢのエネルギーが、フィラーワイヤＸの溶融に消費されずに専ら金属板の溶融に利用されることとなって、上側の金属板Ｗ１の溶融穴部ＷＫの形成が安定することとなる。つまり、上側の金属板Ｗ１及びフィラーワイヤＸの溶融金属Ｗｙ（Ｗｙ′）を下側金属板Ｗ２側へ垂下可能とさせるための構造が安定して形成されることとなる。しかも、溶融池ＷＹとの接触により生成されたフィラーワイヤＸの溶融金属Ｗｙ′により、もともと溶融池ＷＹ内に存在していた溶融金属Ｗｙが下方に押しやられることとなるので、溶融池ＷＹの溶融金属Ｗｙの隙間Ｚを越えた下方への垂下が促進され、もって上下の金属板Ｗ１，Ｗ２が安定して良好に連結されることとなる。この溶融金属Ｗｙの下方への垂下の促進の現象は、溶融金属Ｗｙがコーキング材のように隙間Ｚに注入されてこれを満たすように移動するというように理解することもできる。
【００４７】
また、本実施の形態においては、フィラーワイヤＸを端部が前記溶融池ＷＹにおける前記溶融穴部ＷＫの後方近傍部位に接触するように供給するから、フィラーワイヤＸが溶融池ＷＹの中でも特に高温な溶融金属Ｗｙに接触することとなる。したがって、該ワイヤＸの端部が良好に溶融することとなる。
【００４８】
ここで、距離Ｄｘを前述のように規定した場合、溶融穴部ＷＫの後端が大きく後退した場合、溶融池ＷＹにフィラーワイヤＸの端部が接触しなくなって、溶融池ＷＹとの熱での該ワイヤＸの端部の溶融が不可能となるが、本実施の形態においては、フィラーワイヤＸは、端部側が溶接経路Ｒに沿いかつ前下がりに傾斜した状態で溶融池ＷＹに接触するように供給されるから、ワイヤＸの端部が溶融池ＷＹにおいて溶融されなかった場合には、端部はレーザー光ＬＢの被照射部位Ｌに達し、レーザー光ＬＢの照射により溶融されることとなる。すなわち、万一フィラーワイヤＸの端部が溶融池ＷＹにおいて溶融しなかった場合でも、フィラーワイヤＸが溶融しないのが防止されることとなる。なお、図４（ｂ）に示すように、レーザー光中心ＬＢｃとフィラーワイヤＸの中心線Ｘｃとの交差位置を、上側の金属板Ｗ１よりも下方となるように設定しておけば、レーザー光ＬＢにより、上側の金属板Ｗ１の溶融を良好に行いつつフィラーワイヤＸの溶融を行うことができる。
【００４９】
ところで、解決しようとする課題の欄において説明したように、フィラーワイヤの端部近傍部分に通電するためには、フィラーワイヤの端部を金属部材に接触させる必要があるが、種々の理由により溶接開始前にフィラーワイヤの端部を金属部材に対して離間させなければならない場合があり、この場合、以後の溶接状態が不安定となる虞がある。
【００５０】
そこで、本実施の形態のフィラーワイヤ供給装置では、複数の金属部材の被溶接部位にフィラーワイヤを供給しながらレーザー溶接する場合に、フィラーワイヤの溶融を溶接開始時から良好に行い、もってレーザー溶接状態を安定させることが可能なように構成している。
【００５１】
詳しく説明すると、図７、図８に示すように、本実施の形態のフィラーワイヤ供給装置３では、フィラーワイヤ加熱装置６のワイヤ加熱ヘッド４０が、箱状の筐体４１と、筐体４１内に収容され、フィラーワイヤＸの端部近傍部分に接触する上下一対の第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと、同じく筐体４１内に収容され、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂに対して後方に離間した位置でフィラーワイヤＸに接触する上下一対の第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとを有している。
【００５２】
第１ローラ５１Ａ，５１Ｂは、その側方において筐体４１内の上下壁間に架け渡された一対の支持部材５２，５２に、支持軸５３Ａ，５３Ｂを介して回動可能に支持されている。筐体４１の上壁内面には、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂの上方において絶縁材５４を介して電極５５が取り付けられ、電極５５は上側の第１ローラ５１Ａに接触している。電極５５には、加熱ヘッド接続ケーブル３２のうちの第１ケーブル３２Ａが接続されている。電極５５は、例えば炭素材等により構成されている。
【００５３】
第１ローラの上側のローラ５１Ａは、金属材により形成され、下側のローラ５１Ｂはセラミックスにより形成されている。上側のローラ５１Ａは、支持軸５３Ａに対して絶縁材５６を介して固定されている。
【００５４】
上側の支持軸５３Ａは、回転駆動可能に構成されている。詳しく説明すると、上側の支持軸５３Ａの一端に、ギヤ５７が固設されると共に、一方の支持部材５２に、このギヤ５７に噛み合うギヤ５８を駆動軸５９ａの端部に備えたモータ５９が取り付けられている。モータ５９の回転は、後述するコントロールユニット１００により制御される。
【００５５】
下側のローラ５１Ｂの支持軸５３Ｂは、支持部材５２に対して所定範囲で上下に移動可能に支持されると共に、図示しない付勢手段を介して上側のローラ５１Ａ方向に付勢されている。これにより、上側のローラ５１Ａと下側のローラ５１ＢとでフィラーワイヤＸが上下から挟持される。
【００５６】
第２ローラ６１Ａ，６１Ｂ及びその支持構造は、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと同構造とされている。そのため、説明は省略する。なお、図面には対応するものに６０番台で符号を付している。
【００５７】
なお、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとのワイヤ長手方向の間隔の設定については、後述の作用の説明において説明する。
【００５８】
図９に示すように、本実施の形態に係るレーザー溶接装置１は、溶接制御を行うコントロールユニット１００と、前記移動装置４の支持部材２１に固定され、前記ワークＷの被レーザー光照射部位Ｌ及びその近傍を上方から撮像する撮像装置１１０とを備えている。
【００５９】
撮像装置１１０は、例えば所定周期毎に画像を取得可能な（動画を取得可能な）ＣＣＤカメラにより構成され、取得された画像はその都度コントロールユニット１００に出力される。なお、移動装置４の支持部材２１には、上側の金属板Ｗ１におけるレーザー光被照射部位Ｌ及びその近傍を照明するランプ９が設けられている。このランプ９は、溶接経路Ｒを挟んで撮像装置１１０とは反対側に配設され、前記金属板Ｗ１におけるレーザー光被照射部位Ｌ及びその近傍を斜め上方から照明している。また、このランプ９としては例えばキセノンランプが使用可能である。
【００６０】
フィラーワイヤ加熱電源装置３１は、コントロールユニット１００から入力される信号に基づいて切替制御される切替スイッチ３１ａを有している。具体的には、フィラーワイヤ加熱電源装置３１は、コントロールユニット１００から溶接開始信号が入力されると、切替スイッチ３１ａが、電源３１ｂのマイナス端子と加熱ヘッド接続ケーブル３２Ｂ側とを接続するように切り替えられる。一方、コントロールユニット１００からスイッチ切替制御信号が入力されると、切替スイッチ３１ａが、電源３１ｂのマイナス端子とクランプ接続ケーブル３２Ｂ側とを接続するように切り替えられる。なお、切替スイッチ３１ａとしては、機械スイッチ、半導体スイッチ等、種々のスイッチが利用可能である。
【００６１】
コントロールユニット１００は、レーザーヘッド２（レーザー光）が両金属板Ｗ１，Ｗ２に対して所定速度で移動するように、移動装置４のモータ２４に回転速度制御信号を出力する。
【００６２】
また、コントロールユニット１００は、フィラーワイヤ供給装置１０のモータ１５に、フィラーワイヤＸを所定速度で供給するように、回転速度制御信号を出力する。
【００６３】
また、コントロールユニット１００は、溶接実行時、ワイヤ加熱ヘッド４０の第１ローラ５１Ａ，５１Ｂ用のローラ駆動用モータ５９に、フィラーワイヤＸを前記ワイヤ供給用のモータ１５による供給と同じ速度で供給するように、回転速度制御信号を出力する。
【００６４】
また、コントロールユニット１００は、溶接実行時、ワイヤ加熱ヘッド４０の第２ローラ６１Ａ，６１Ｂ用の駆動モータ６９に、フィラーワイヤＸを前記ワイヤ供給用のモータ１５による供給よりも微少量早い速度で供給するように、回転速度制御信号を出力する。微少量早い速度とするのは、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとの間でフィラーワイヤＸに弛みが生じるのを防止するためである。なお、この速度差によりフィラーワイヤＸに生じる供給量の差は、第１ローラ５１Ａ，５１ＢとフィラーワイヤＸとの間で時々すべりが生じることにより解消される。
【００６５】
また、コントロールユニット１００は、溶接開始時、溶接開始信号をフィラーワイヤ加熱電源装置３１に出力する。また、コントロールユニット１００は、撮像装置１１０から入力される画像を解析して、フィラーワイヤＸの端部が金属板Ｗ１に接触したか否かを判定する。そして、フィラーワイヤＸの端部が金属板Ｗ１に接触したと判定したときに、フィラーワイヤ加熱電源装置３１にスイッチ切替制御信号を出力する。
【００６６】
次に、本実施の形態のフィラーワイヤ供給装置の作用について説明する。
【００６７】
コントロールユニット１００に対して例えば溶接開始操作スイッチ等を介して溶接開始指示が入力されると、コントロールユニット１００は、レーザーヘッド２、移動装置用モータ２４、フィラーワイヤ供給装置用モータ１５、第１ローラ駆動用モータ５９、第２ローラ駆動用モータ６９をそれぞれ所定の条件で同時に作動させると共に、フィラーワイヤ加熱電源装置３１に対して溶接開始信号を出力する。前記所定の条件は各装置毎に予め設定され、あるいは溶接開始前に設定される。
【００６８】
そして、これにより、レーザー光による被溶接部位にフィラーワイヤＸの供給が開始すると同時に、フィラーワイヤ加熱電源装置３１による通電が開始する。その場合に、通電開始時においては、フィラーワイヤ電源装置３１の切替スイッチ３１ａが、電源３１ｂのマイナス端子と加熱ヘッド接続ケーブル３２Ｂ側とを接続する位置となっている。したがって、図１０に矢印δで示すように、加熱電源装置３１のプラス端子から、加熱ヘッド接続ケーブル３２Ａ、電極５５、第１ローラの上側のローラ５１Ａ（特許請求の範囲における第１電極と第２電極との一方に相当する），フィラーワイヤＸ、第２ローラの上側のローラ６１Ａ（特許請求の範囲における第１電極と第２電極との他方に相当する）、電極６５、加熱ヘッド接続ケーブル３２Ｂを介してマイナス端子に戻る電流ルートが形成されることとなる。これにより、フィラーワイヤＸにおける第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとの間の部分にジュール熱が発生し、当該部分が加熱されると共に、その熱がワイヤＸの端部側にも伝達されることとなる。その場合に第１ローラ５１Ａ，５１Ｂは、通電開始時、フィラーワイヤＸの端部近傍部分に接触しているので、端部側の部分も良好に加熱されることとなる。つまり、本実施の形態においては、フィラーワイヤＸが、その端部が金属板Ｗ１，Ｗ２における溶融池ＷＹに接触する前から加熱される。したがって、溶融池ＷＹにフィラーワイヤＸが供給されたときにおけるフィラーワイヤＸの溶融が促進されることとなる。なお、第１ローラ５１Ａ，５１Ｂと第２ローラ６１Ａ，６１Ｂとのワイヤ長手方向の間隔は、フィラーワイヤＸの材質が例えば鉄である場合は、フィラーワイヤＸの端部が溶融池ＷＹに接触する状態まで移動した時点において、ワイヤＸの先端温度が例えば１１００度程度まで上昇することとなる間隔に設定されている。間隔を大きくすれば、フィラーワイヤＸの端部が溶融池ＷＹに接触するまでの間における通電電力量が大きくなるので、ワイヤＸの端部に伝達される熱量が増加し、先端温度が上昇する。なお、鉄の融点は約１４００度であり、先端温度を１１００度まで上昇させれば、溶融池ＷＹにフィラーワイヤＸの端部が接触したときにおける良好な溶融性を確保することができる。
【００６９】
また、フィラーワイヤＸの供給が開始される前には、フィラーワイヤＸの端部は、図１０に示すように、スリーブ１１の後部のＬｒの位置に退避させている。これは、フィラーワイヤＸへの通電開始時（図１０の状態のとき）に、該ワイヤＸの端部側までできるだけ早く加熱するためである。したがって、前記効果がより確実なものとなる。なお、退避させた状態においてスリーブ１１とフィラーワイヤＸの端部側とは、所定量Ｌｓ重なるようにしている。
【００７０】
一方、撮像装置１１０で撮像された画像に基づいて、コントロールユニット１００が、フィラーワイヤＸの端部が金属板Ｗ１の溶融池ＷＹ（被溶接部位）に接触したと判定したとき（特許請求の範囲における供給開始後の所定のときに相当する）は、図１１に矢印εで示すように、コントロールユニット１００からフィラーワイヤ加熱電源装置３１にスイッチ切替制御信号が入力される。これにより、切替スイッチ３１ａが、電源３１ｂのマイナス端子とクランプ接続ケーブル３２Ｂ側とを接続するように切り替えられる。そして、加熱電源装置３１のプラス端子から、加熱ヘッド接続ケーブル３２Ａ，電極５５、第１ローラの上側のローラ５１Ａ（特許請求の範囲における第１電極と第２電極との一方に相当する），フィラーワイヤＸ、金属板Ｗ１，Ｗ２、クランプ５（特許請求の範囲における第３電極に相当する）、クランプ接続ケーブル３３を介してマイナス端子に戻る電流ルートが形成される（つまり通電される）。したがって、フィラーワイヤＸにおける上側のローラ５１Ａと接触した部分よりも端部側の部分にジュール熱が発生し、当該部分が加熱される。したがって、溶融池ＷＹに供給されたときにおけるフィラーワイヤＸの溶融が促進されることとなる。
【００７１】
また、フィラーワイヤＸの端部が金属板Ｗ１の溶融池ＷＹ（被溶接部位）に接触したと判定したときに前述のように通電状態を切り替えることにより、予備的な加熱状態から、接触後に要求される本来の加熱状態に正確なタイミングで移行させることができる。
【００７２】
また、本実施の形態においては、フィラーワイヤＸを、レーザー光ＬＢの被照射部位Ｌに形成されて溶融金属Ｗｙが貯留されてなる溶融池ＷＹに、その端部が接触するように前記レーザー光被照射部位Ｌよりも後方の位置から供給し、前記フィラーワイヤＸを、溶融池ＷＹに接触したときに該溶融池ＷＹの熱とで溶融するように通電、加熱している。つまり、レーザー光ＬＢでフィラーワイヤＸを照射せずに溶融させるように構成しているが、この場合、フィラーワイヤＸの温度が低いと、フィラーワイヤＸが良好に溶融されない虞がある。しかし、本実施の形態のように、溶融池ＷＹにフィラーワイヤＸが接触する前から通電することにより、この問題を良好に解消することができる。
【００７３】
（その他の実施の形態）
以上説明した実施形態は、本発明を実施するための一態様であり、これ以外にも種々の態様で実現可能である。
【００７４】
例えば、前記実施形態では、撮像装置１１０に検出された画像に基づいてコントロールユニット１００によりフィラーワイヤＸの端部の溶融池ＷＹへの接触が検出されたときに、通電状態を切り替えるように構成したが、以下のように構成してもよい。すなわち、コントロールユニット１００に溶接開始信号を出力してからの時間を計測するタイマ（時間計測手段）を設け、タイマにより計測された時間が所定の時間に達したとき（特許請求の範囲における供給開始後の所定のときに相当する）に、フィラー加熱電源装置３１に対してスイッチ切替制御信号を出力するようにしてもよい。この所定の時間は、例えばフィラーワイヤＸの端部の供給開始前における位置と金属板Ｗ１の溶融池Ｗ１との接触予定位置との間の距離と、フィラーワイヤＸの供給速度とに基づいて設定可能である。これによっても、予備的な加熱状態から、接触後に要求される本来の加熱状態にほぼ正確なタイミングで移行させることができる。また、撮像装置１１０等を設けることなく、簡単な構成で前記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
また、前記実施形態では、フィラーワイヤＸを、レーザー光ＬＢによる被溶接部位に形成されて溶融金属Ｗｙが貯留されてなる溶融池ＷＹに、その端部が接触するようにレーザー光被照射部位よりも後方の位置に供給し、フィラーワイヤＸを、溶融池に接触したときに該溶融池の熱とで溶融させる場合について説明したが、本発明は、レーザー光被照射部位よりも後方に限らず、他の方向からフィラーワイヤを供給し、このフィラーワイヤの端部にレーザー光を照射することにより、該フィラーワイヤを溶融する場合にも適用可能である。すなわち、予めフィラーワイヤを加熱しておくことによりレーザー光による溶融負荷が減少すると共に、フィラーワイヤの溶融性が向上するという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、複数の金属部材の被溶接部位にフィラーワイヤを供給しながらレーザー溶接する場合に、溶接開始時からフィラーワイヤの溶融を良好に行うことを可能とし、もってレーザー溶接状態を安定させることが可能なフィラーワイヤ供給装置及び供給方法を提供する。したがって、自動車産業の他、金属部材の溶接が必要となる産業において広く利用される可能性がある。
【符号の説明】
【００７７】
１ レーザー溶接装置
３ フィラーワイヤ供給装置
５ クランプ（第３電極）
６ フィラーワイヤ加熱装置（加熱手段）
１１ ノズル
３１ フィラーワイヤ加熱電源装置（通電手段）
４０ フィラーワイヤ加熱ヘッド
５１Ａ 第１ローラ（第１電極）
５１Ｂ 第２ローラ（第２電極）
１００ コントロールユニット（接触検出手段）
１１０ 撮像装置（接触検出手段）
Ｌ レーザー光被照射部位
ＬＢ レーザー光
Ｒ 溶接経路
Ｘ フィラーワイヤ
Ｗ１ 上側の金属板
Ｗ２ 下側の金属板
ＷＫ 溶融穴部
ＷＹ 溶融池
Ｗｙ 溶融金属
Ｚ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属部材に対して所定の溶接経路に沿って相対的に移動するレーザー光による被溶接部位に端部が接触した状態で追随するようにフィラーワイヤを供給するフィラーワイヤ供給装置であって、
前記フィラーワイヤを通電することにより加熱する加熱手段を有し、
前記加熱手段は、前記フィラーワイヤの端部近傍部分に接触する第１電極と、前記フィラーワイヤにおける前記第１電極に対して離間した位置に接触する第２電極と、前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触する第３電極と、前記フィラーワイヤの供給開始時に、前記第１電極と第２電極との間にフィラーワイヤを介して通電し、供給開始後の所定のとき以後、前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極と第３電極との間にフィラーワイヤ及び金属部材を介して通電する通電手段とを備えることを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、
前記フィラーワイヤの供給開始後、該ワイヤの端部が前記被溶接部位に接触したことを検出する接触検出手段を備え、
前記供給開始後の所定のときとは、前記接触検出手段により前記端部の接触が検出されたときであることを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項３】
前記請求項１に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、
前記フィラーワイヤの供給を開始してからの経過時間を計測する時間計測手段を備え、
前記供給開始後の所定のときとは、前記時間計測手段により計測された時間が所定の時間に達したときであることを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項４】
前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、
前記フィラーワイヤ供給手段は、前記フィラーワイヤを、前記レーザー光による被溶接部位に形成されて溶融金属が貯留されてなる溶融池に、その端部が接触するようにレーザー光被照射部位よりも後方の位置で供給するものであり、
前記加熱手段は、前記フィラーワイヤを、溶融池に接触したときに該溶融池の熱とで溶融するように加熱することを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項５】
前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、
前記第１電極及び第２電極はそれぞれ、前記フィラーワイヤを移動可能に支持するローラにより構成されていることを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項６】
前記請求項５に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、
前記第１電極及び第２電極を構成するローラはそれぞれ、上下一対のローラで構成されると共に、駆動手段で駆動されることにより、上流側から供給されるフィラーワイヤの移送を補助可能に構成されており、
かつ、前記第１電極を構成するローラは、前記第２電極を構成するローラよりも速い供給速度となるように駆動されることを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項７】
複数の金属部材に対して所定の溶接経路に沿って相対的に移動するレーザー光による被溶接部位に端部が接触した状態で追随するようにフィラーワイヤを供給するフィラーワイヤ供給方法であって、
前記フィラーワイヤを通電することにより加熱する加熱工程を有し、
前記加熱工程は、前記フィラーワイヤの供給開始時に、前記フィラーワイヤの端部近傍部分に接触する第１電極と前記フィラーワイヤにおける前記第１電極に対して離間した位置に接触する第２電極との間にフィラーワイヤを介して通電し、供給開始後の所定のとき以後、前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極と前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触する第３電極との間にフィラーワイヤ及び金属部材を介して通電することを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項１】
複数の金属部材に対して所定の溶接経路に沿って相対的に移動するレーザー光による被溶接部位に端部が接触した状態で追随するようにフィラーワイヤを供給するフィラーワイヤ供給装置であって、
前記フィラーワイヤを通電することにより加熱する加熱手段を有し、
前記加熱手段は、前記フィラーワイヤの端部近傍部分に接触する第１電極と、前記フィラーワイヤにおける前記第１電極に対して離間した位置に接触する第２電極と、前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触する第３電極と、前記フィラーワイヤの供給開始時に、前記第１電極と第２電極との間にフィラーワイヤを介して通電し、供給開始後の所定のとき以後、前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極と第３電極との間にフィラーワイヤ及び金属部材を介して通電する通電手段とを備えることを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、
前記フィラーワイヤの供給開始後、該ワイヤの端部が前記被溶接部位に接触したことを検出する接触検出手段を備え、
前記供給開始後の所定のときとは、前記接触検出手段により前記端部の接触が検出されたときであることを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項３】
前記請求項１に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、
前記フィラーワイヤの供給を開始してからの経過時間を計測する時間計測手段を備え、
前記供給開始後の所定のときとは、前記時間計測手段により計測された時間が所定の時間に達したときであることを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項４】
前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、
前記フィラーワイヤ供給手段は、前記フィラーワイヤを、前記レーザー光による被溶接部位に形成されて溶融金属が貯留されてなる溶融池に、その端部が接触するようにレーザー光被照射部位よりも後方の位置で供給するものであり、
前記加熱手段は、前記フィラーワイヤを、溶融池に接触したときに該溶融池の熱とで溶融するように加熱することを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項５】
前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、
前記第１電極及び第２電極はそれぞれ、前記フィラーワイヤを移動可能に支持するローラにより構成されていることを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項６】
前記請求項５に記載のレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置において、
前記第１電極及び第２電極を構成するローラはそれぞれ、上下一対のローラで構成されると共に、駆動手段で駆動されることにより、上流側から供給されるフィラーワイヤの移送を補助可能に構成されており、
かつ、前記第１電極を構成するローラは、前記第２電極を構成するローラよりも速い供給速度となるように駆動されることを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【請求項７】
複数の金属部材に対して所定の溶接経路に沿って相対的に移動するレーザー光による被溶接部位に端部が接触した状態で追随するようにフィラーワイヤを供給するフィラーワイヤ供給方法であって、
前記フィラーワイヤを通電することにより加熱する加熱工程を有し、
前記加熱工程は、前記フィラーワイヤの供給開始時に、前記フィラーワイヤの端部近傍部分に接触する第１電極と前記フィラーワイヤにおける前記第１電極に対して離間した位置に接触する第２電極との間にフィラーワイヤを介して通電し、供給開始後の所定のとき以後、前記第１電極と第２電極とのうちの一方の電極と前記金属部材のうちの少なくとも一つに接触する第３電極との間にフィラーワイヤ及び金属部材を介して通電することを特徴とするレーザー溶接におけるフィラーワイヤ供給装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−３１２５６（Ｐ２０１１−３１２５６Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７７７５８（Ｐ２００９−１７７７５８）
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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