レーザ溶接方法
【課題】 重ね合せた被溶接部材間に必要な隙間を確実に形成することができるレーザ溶接方法を提供する。
【解決手段】 重ね合せた部材１，２をレーザ５にて溶接する際に、レーザ５にてフォーミングビード６を形成して一方の部材１を反らせ、部材１，２間に隙間１１を形成した後に、レーザ５にて溶接ビード７を形成して溶接する方法において、フォーミングビード６を非直線状に形成する。また、フォーミングビード６を溶接ビード７に対して非平行に形成することもできる。
【解決手段】 重ね合せた部材１，２をレーザ５にて溶接する際に、レーザ５にてフォーミングビード６を形成して一方の部材１を反らせ、部材１，２間に隙間１１を形成した後に、レーザ５にて溶接ビード７を形成して溶接する方法において、フォーミングビード６を非直線状に形成する。また、フォーミングビード６を溶接ビード７に対して非平行に形成することもできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛めっき鋼板などの被溶接部材を重ね合せて、レーザにより溶接するレーザ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛めっき鋼板を２枚重ねた状態でレーザ溶接すると、鋼板間に急速に発生する亜鉛蒸気が溶融金属を吹き飛ばすためにスパッタが激しく発生し、また溶接ビードにピット、ブローホールが発生して良好な溶接ビードを得ることができないことから、鋼板間に適当な隙間を形成した状態でレーザ溶接することが知られている。このような隙間を形成する方法としては、溶接ビードと平行になる位置にレーザによりフォーミングビードを形成して一方の鋼板を反らせ、鋼板間に隙間を形成した後に、レーザにて溶接ビードを形成するレーザ溶接方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３１１５４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されたレーザ溶接方法においては、溶接ビードと平行になる位置にフォーミングビードを形成するため、フォーミングビードを挟んで溶接ビードと反対側にクランプ位置を設ける必要があることから、クランプ位置が制限されてしまい、レーザ溶接の対象となるワークの形状によってはクランプ位置が設けられず、レーザ溶接を行うことができないという問題がある。また、溶接ビードと平行になる位置にのみフォーミングビードを形成するため、十分な隙間を形成することができない場合があるという問題もある。
【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、重ね合せた被溶接部材間に必要な隙間を確実に形成することができるレーザ溶接方法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、重ね合せた部材をレーザで溶接する際に、レーザでフォーミングビードを形成して一方の部材を反らせ、前記部材間に隙間を形成した後に、レーザで溶接ビードを形成して溶接する方法において、前記フォーミングビードを非直線状に形成するものである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、重ね合せた部材をレーザで溶接する際に、レーザでフォーミングビードを形成して一方の部材を反らせ、前記部材間に隙間を形成した後に、レーザで溶接ビードを形成して溶接する方法において、前記フォーミングビードを前記溶接ビードに対して非平行に形成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、クランプ位置が限定的でないため、レーザ溶接の対象となるワークの形状が限定されない。また、非直線状のフォーミングビードにより部材間に必要な隙間を確実に形成することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、クランプ位置が限定されず、部材間に必要な隙間を確実に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。ここで、図１は本発明に係るレーザ溶接方法の概要説明図、図２はフォーミングビードと溶接ビードの位置関係についての実施例を示す平面図である。
【００１１】
本発明に係るレーザ溶接方法は、図１（ａ）に示すように、先ず重ね合せた被溶接部材１，２をクランプ冶具３，４でクランプ状態にし、溶接位置（溶接ビード）とクランプ位置を考慮してレーザ５を上側の被溶接部材１に照射し、フォーミングビード６を上側の被溶接部材１のみに形成する。なお、フォーミングビード６とは、上側の被溶接部材１を熱変形させるためのビードである。
【００１２】
クランプ冶具３，４によるクランプ位置としては、図１（ｃ）に示すように、被溶接部材１の端部（エッジ）１ａと溶接ビード７との位置関係から決定され、第１に溶接位置（溶接ビード７）と略平行な位置８が望ましいが、溶接位置（溶接ビード７）と略同一方向にある位置９，１０などでもよい。クランプ位置８の代わりに、クランプ位置９，１０で被溶接部材１，２をクランプすることもできる。
【００１３】
フォーミングビード６が上側の被溶接部材１に形成されると、レーザ５の照射による熱収縮により被溶接部材１の端部１ａが反り上がり、被溶接部材２との間に隙間１１が形成される。ここで、フォーミングビード６は、図１（ｃ）に示すように、溶接位置（溶接ビード７）を挟んで被溶接部材１の端部１ａの反対側であって、クランプ位置８，９，１０と溶接位置（溶接ビード７）の間で溶接位置（溶接ビード７）を囲むよう非直線状に形成される。
【００１４】
次いで、図１（ｂ）に示すように、溶接位置にレーザ５を照射して溶接ビード７を被溶接部材１，２に形成する。この時、被溶接部材１，２が亜鉛めっき鋼板であれば、隙間１１から被溶接部材１，２間で発生した亜鉛蒸気が逃げるので、溶接ビード７にピットやブローホールなどが発生することなく良好な溶接品質を得ることができる。
【００１５】
フォーミングビード６と溶接ビード７との位置関係を示す各種の実施例を、図２に示す。図２（ａ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと非平行な２本の直線部６ｂ，６ｃからなるフォーミングビード６で、被溶接部材１の端部１ａと共に溶接ビード７を囲む場合である。図２（ｂ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと非平行な２本の直線部６ｂ，６ｃからなるフォーミングビード６で、端部１ａと反対側に臨む部分の溶接ビード７を囲む場合である。図２（ｃ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと非平行な２本の直線部６ｂ，６ｃからなるフォーミングビード６で、端部１ａと反対側に臨む部分の溶接ビード７の大部分を囲む場合である。
【００１６】
図２（ｄ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと非平行で溶接ビード７と交差する２本の直線部６ｂ，６ｃからなるフォーミングビード６で、端部１ａと共に溶接ビード７の大部分を囲む場合である。図２（ｅ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと非平行な１本の直線部６ｂからなるフォーミングビード６で、溶接ビード７を囲む場合である。図２（ｆ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと直交する２本の直線部６ｂ，６ｃからなるフォーミングビード６で、端部１ａと共に溶接ビード７を囲む場合である。
【００１７】
図２（ｇ）は略円弧状なフォーミングビード６で、端部１ａと共に溶接ビード７を囲む場合である。図２（ｈ）は溶接ビード７と非平行であって交差する２本の直線部６ｄ，６ｅからなるフォーミングビード６で、端部１ａと反対側に臨む部分の溶接ビード７を囲む場合である。図２（ｉ）は溶接ビード７と非平行である１本の直線部からなるフォーミングビード６で、端部１ａと反対側に臨む部分の溶接ビード７に対向する場合である。
【００１８】
フォーミングビード６は、従来技術のような単なる直線状の場合に比べて、図２に示すように、複数の直線部６ａ〜６ｅ又は曲線部で非直線状に形成した場合の方が、被溶接部材１，２間に必要とされる隙間１１を確実に形成することができる。その理由は、複数の直線部６ａ〜６ｅからなるフォーミングビード６の場合には、各直線部６ａ〜６ｅの影響範囲が溶接位置（溶接ビード７）周辺で重なるため、被溶接部材１の変形量をより稼ぐことができるからである。
【００１９】
なお、フォーミングビード６と溶接ビード７との位置関係は、上述の実施例（図２（ａ）〜（ｉ））に限定されず、フォーミングビード６を上側の被溶接部材１に形成した時に、被溶接部材１，２間に必要とされる隙間１１が形成されればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明に係るレーザ溶接方法は、レーザ溶接の対象となる部材（ワーク）の形状に影響を受けずに、部材間に必要とされる隙間を確実に形成することができるので、レーザ溶接の適用範囲の拡大に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るレーザ溶接方法の概要説明図で、（ａ）はフォーミングビードを形成した状態の断面図、（ｂ）は溶接ビードを形成した状態の断面図、（ｃ）はフォーミングビードと溶接ビードとクランプ位置との位置関係を示す平面図
【図２】フォーミングビードと溶接ビードの位置関係についての実施例（（ａ）〜（ｉ））を示す平面図
【符号の説明】
【００２２】
１，２…被溶接部材、１ａ…端部、３，４…クランプ冶具、５…レーザ、６…フォーミングビード、７…溶接ビード、８，９，１０…クランプ位置、１１…隙間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛めっき鋼板などの被溶接部材を重ね合せて、レーザにより溶接するレーザ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛めっき鋼板を２枚重ねた状態でレーザ溶接すると、鋼板間に急速に発生する亜鉛蒸気が溶融金属を吹き飛ばすためにスパッタが激しく発生し、また溶接ビードにピット、ブローホールが発生して良好な溶接ビードを得ることができないことから、鋼板間に適当な隙間を形成した状態でレーザ溶接することが知られている。このような隙間を形成する方法としては、溶接ビードと平行になる位置にレーザによりフォーミングビードを形成して一方の鋼板を反らせ、鋼板間に隙間を形成した後に、レーザにて溶接ビードを形成するレーザ溶接方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３１１５４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されたレーザ溶接方法においては、溶接ビードと平行になる位置にフォーミングビードを形成するため、フォーミングビードを挟んで溶接ビードと反対側にクランプ位置を設ける必要があることから、クランプ位置が制限されてしまい、レーザ溶接の対象となるワークの形状によってはクランプ位置が設けられず、レーザ溶接を行うことができないという問題がある。また、溶接ビードと平行になる位置にのみフォーミングビードを形成するため、十分な隙間を形成することができない場合があるという問題もある。
【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、重ね合せた被溶接部材間に必要な隙間を確実に形成することができるレーザ溶接方法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、重ね合せた部材をレーザで溶接する際に、レーザでフォーミングビードを形成して一方の部材を反らせ、前記部材間に隙間を形成した後に、レーザで溶接ビードを形成して溶接する方法において、前記フォーミングビードを非直線状に形成するものである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、重ね合せた部材をレーザで溶接する際に、レーザでフォーミングビードを形成して一方の部材を反らせ、前記部材間に隙間を形成した後に、レーザで溶接ビードを形成して溶接する方法において、前記フォーミングビードを前記溶接ビードに対して非平行に形成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、クランプ位置が限定的でないため、レーザ溶接の対象となるワークの形状が限定されない。また、非直線状のフォーミングビードにより部材間に必要な隙間を確実に形成することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、クランプ位置が限定されず、部材間に必要な隙間を確実に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。ここで、図１は本発明に係るレーザ溶接方法の概要説明図、図２はフォーミングビードと溶接ビードの位置関係についての実施例を示す平面図である。
【００１１】
本発明に係るレーザ溶接方法は、図１（ａ）に示すように、先ず重ね合せた被溶接部材１，２をクランプ冶具３，４でクランプ状態にし、溶接位置（溶接ビード）とクランプ位置を考慮してレーザ５を上側の被溶接部材１に照射し、フォーミングビード６を上側の被溶接部材１のみに形成する。なお、フォーミングビード６とは、上側の被溶接部材１を熱変形させるためのビードである。
【００１２】
クランプ冶具３，４によるクランプ位置としては、図１（ｃ）に示すように、被溶接部材１の端部（エッジ）１ａと溶接ビード７との位置関係から決定され、第１に溶接位置（溶接ビード７）と略平行な位置８が望ましいが、溶接位置（溶接ビード７）と略同一方向にある位置９，１０などでもよい。クランプ位置８の代わりに、クランプ位置９，１０で被溶接部材１，２をクランプすることもできる。
【００１３】
フォーミングビード６が上側の被溶接部材１に形成されると、レーザ５の照射による熱収縮により被溶接部材１の端部１ａが反り上がり、被溶接部材２との間に隙間１１が形成される。ここで、フォーミングビード６は、図１（ｃ）に示すように、溶接位置（溶接ビード７）を挟んで被溶接部材１の端部１ａの反対側であって、クランプ位置８，９，１０と溶接位置（溶接ビード７）の間で溶接位置（溶接ビード７）を囲むよう非直線状に形成される。
【００１４】
次いで、図１（ｂ）に示すように、溶接位置にレーザ５を照射して溶接ビード７を被溶接部材１，２に形成する。この時、被溶接部材１，２が亜鉛めっき鋼板であれば、隙間１１から被溶接部材１，２間で発生した亜鉛蒸気が逃げるので、溶接ビード７にピットやブローホールなどが発生することなく良好な溶接品質を得ることができる。
【００１５】
フォーミングビード６と溶接ビード７との位置関係を示す各種の実施例を、図２に示す。図２（ａ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと非平行な２本の直線部６ｂ，６ｃからなるフォーミングビード６で、被溶接部材１の端部１ａと共に溶接ビード７を囲む場合である。図２（ｂ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと非平行な２本の直線部６ｂ，６ｃからなるフォーミングビード６で、端部１ａと反対側に臨む部分の溶接ビード７を囲む場合である。図２（ｃ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと非平行な２本の直線部６ｂ，６ｃからなるフォーミングビード６で、端部１ａと反対側に臨む部分の溶接ビード７の大部分を囲む場合である。
【００１６】
図２（ｄ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと非平行で溶接ビード７と交差する２本の直線部６ｂ，６ｃからなるフォーミングビード６で、端部１ａと共に溶接ビード７の大部分を囲む場合である。図２（ｅ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと非平行な１本の直線部６ｂからなるフォーミングビード６で、溶接ビード７を囲む場合である。図２（ｆ）は溶接ビード７と平行な直線部６ａと、直線部６ａと直交する２本の直線部６ｂ，６ｃからなるフォーミングビード６で、端部１ａと共に溶接ビード７を囲む場合である。
【００１７】
図２（ｇ）は略円弧状なフォーミングビード６で、端部１ａと共に溶接ビード７を囲む場合である。図２（ｈ）は溶接ビード７と非平行であって交差する２本の直線部６ｄ，６ｅからなるフォーミングビード６で、端部１ａと反対側に臨む部分の溶接ビード７を囲む場合である。図２（ｉ）は溶接ビード７と非平行である１本の直線部からなるフォーミングビード６で、端部１ａと反対側に臨む部分の溶接ビード７に対向する場合である。
【００１８】
フォーミングビード６は、従来技術のような単なる直線状の場合に比べて、図２に示すように、複数の直線部６ａ〜６ｅ又は曲線部で非直線状に形成した場合の方が、被溶接部材１，２間に必要とされる隙間１１を確実に形成することができる。その理由は、複数の直線部６ａ〜６ｅからなるフォーミングビード６の場合には、各直線部６ａ〜６ｅの影響範囲が溶接位置（溶接ビード７）周辺で重なるため、被溶接部材１の変形量をより稼ぐことができるからである。
【００１９】
なお、フォーミングビード６と溶接ビード７との位置関係は、上述の実施例（図２（ａ）〜（ｉ））に限定されず、フォーミングビード６を上側の被溶接部材１に形成した時に、被溶接部材１，２間に必要とされる隙間１１が形成されればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明に係るレーザ溶接方法は、レーザ溶接の対象となる部材（ワーク）の形状に影響を受けずに、部材間に必要とされる隙間を確実に形成することができるので、レーザ溶接の適用範囲の拡大に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るレーザ溶接方法の概要説明図で、（ａ）はフォーミングビードを形成した状態の断面図、（ｂ）は溶接ビードを形成した状態の断面図、（ｃ）はフォーミングビードと溶接ビードとクランプ位置との位置関係を示す平面図
【図２】フォーミングビードと溶接ビードの位置関係についての実施例（（ａ）〜（ｉ））を示す平面図
【符号の説明】
【００２２】
１，２…被溶接部材、１ａ…端部、３，４…クランプ冶具、５…レーザ、６…フォーミングビード、７…溶接ビード、８，９，１０…クランプ位置、１１…隙間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合せた部材をレーザで溶接する際に、レーザでフォーミングビードを形成して一方の部材を反らせ、前記部材間に隙間を形成した後に、レーザで溶接ビードを形成して溶接する方法において、前記フォーミングビードを非直線状に形成することを特徴とするレーザ溶接方法。
【請求項２】
重ね合せた部材をレーザで溶接する際に、レーザでフォーミングビードを形成して一方の部材を反らせ、前記部材間に隙間を形成した後に、レーザで溶接ビードを形成して溶接する方法において、前記フォーミングビードを前記溶接ビードに対して非平行に形成することを特徴とするレーザ溶接方法。
【請求項１】
重ね合せた部材をレーザで溶接する際に、レーザでフォーミングビードを形成して一方の部材を反らせ、前記部材間に隙間を形成した後に、レーザで溶接ビードを形成して溶接する方法において、前記フォーミングビードを非直線状に形成することを特徴とするレーザ溶接方法。
【請求項２】
重ね合せた部材をレーザで溶接する際に、レーザでフォーミングビードを形成して一方の部材を反らせ、前記部材間に隙間を形成した後に、レーザで溶接ビードを形成して溶接する方法において、前記フォーミングビードを前記溶接ビードに対して非平行に形成することを特徴とするレーザ溶接方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１３７０１１（Ｐ２００８−１３７０１１Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２２７０２（Ｐ２００６−３２２７０２）
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【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２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【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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