JP2009202205A - Laser brazing method for butt joint - Google Patents

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JP2009202205A JP2008048311A JP2008048311A JP2009202205A JP 2009202205 A JP2009202205 A JP 2009202205A JP 2008048311 A JP2008048311 A JP 2008048311A JP 2008048311 A JP2008048311 A JP 2008048311A JP 2009202205 A JP2009202205 A JP 2009202205A
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Yasushi Kitani
靖 木谷
Tomomasa Ikeda
倫正 池田
Moriaki Ono
守章 小野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser brazing method which can obtain a butt joint excellent in joint strength and in formability at a joined portion. <P>SOLUTION: The laser brazing method is characterized in continuous supply of copper alloy wire 4 to a laser irradiation point to form a butt joint of steel sheet, while laser beam L irradiates the butt joint 5 in which a butting gap amount g is not less than either 0.2 mm or 20% of the sheet thickness but less than 1.5 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄鋼板の突合せ継手において、十分な継手強度を有し、接合部の硬化が小さく、継手の加工性および接合部外観に優れた継手が得られるレーザブレージング方法に関す。   The present invention relates to a laser brazing method for obtaining a joint having sufficient joint strength, small joint hardening, excellent joint workability and joint appearance in a thin steel butt joint.

自動車車体の製造において,複数の鋼板を接合し、1枚の素材としてプレス加工を行うテーラードブランク技術では、溶接部の成形性が重要であるため、その接合法として溶融部および熱影響部が小さいレーザ溶接がよく用いられる。   In the manufacture of automobile bodies, in the tailored blank technology in which a plurality of steel plates are joined and pressed as a single material, the formability of the welded part is important. Laser welding is often used.

また、曲げ、拡げなどの加工性が要求される薄肉小径の鋼管において、シーム溶接にレーザ溶接が用いられることがある。   In addition, laser welding may be used for seam welding in thin-walled steel pipes that require workability such as bending and expansion.

このように、レーザ溶接は、アーク溶接、抵抗溶接などに比べて、低入熱で溶融部や熱影響部の幅が小さいという特徴から溶接後の加工性が要求される部材の溶接に使用される例が多い。   In this way, laser welding is used for welding parts that require workability after welding due to the low heat input and the width of the fusion zone and heat-affected zone being small compared to arc welding, resistance welding, etc. There are many examples.

同様に、レーザビームを熱源とする接合法に、レーザブレージング(ろう付)がある。レーザブレージングは、鋼より融点が低い銅合金などをろう材として用いるため、母材鋼板を溶融させずに接合することが可能であり、溶融溶接に比べて熱的損傷あるいは熱歪が低減されるなどの利点がある。   Similarly, there is laser brazing as a bonding method using a laser beam as a heat source. Laser brazing uses a copper alloy having a melting point lower than that of steel as a brazing material, so it is possible to join the base steel plate without melting, and thermal damage or thermal distortion is reduced compared to fusion welding. There are advantages such as.

そのため、見栄えの良い継手を作製することができ、自動車車体のルーフ部、リアゲートなど外観品質および意匠性が要求される部位に使用される例がある。   Therefore, a good-looking joint can be produced, and there are examples in which it is used for parts that require appearance quality and design properties, such as a roof part and a rear gate of an automobile body.

上述したように、レーザ溶接およびレーザブレージングは、それぞれの利点を活かした用途に適用が図られているが、その適用範囲が制限されているというのも事実である。   As described above, laser welding and laser brazing are applied to applications that take advantage of their advantages, but it is also true that their application ranges are limited.

例えば、自動車車体の製造において、板厚、強度の異なる複数の鋼板を接合し1枚のブランクとしてプレス成形を行うテーラードブランク技術では、溶接部の成形性に優れたレーザ溶接が適用されるが、レーザ溶接の溶融部および熱影響部の幅が小さいとはいえ、溶接部には凹凸ができ、元の鋼板の表面状態とは異なり、外観品質および意匠性が要求される外板にそのまま使用することは困難である。   For example, in the manufacture of an automobile body, in tailored blank technology in which a plurality of steel plates having different thicknesses and strengths are joined and press-molded as a single blank, laser welding with excellent formability of the weld is applied. Although the width of the fusion zone and heat-affected zone of laser welding is small, the weld zone is uneven, and unlike the original steel plate surface condition, it is used as it is for the outer plate that requires appearance quality and design. It is difficult.

また、溶接部を研削、仕上げして外観品質を改善しようとする場合、低入熱の高速溶融、再凝固プロセスにより硬化したレーザ溶接部は、極めて仕上げしにくいという問題がある。   In addition, when trying to improve the appearance quality by grinding and finishing the welded portion, there is a problem that the laser welded portion cured by the high-speed melting and re-solidification process with low heat input is extremely difficult to finish.

この熱影響部の硬化を抑制する方法としては、特許文献1に開示されている技術がある。   As a method for suppressing the curing of the heat affected zone, there is a technique disclosed in Patent Document 1.

また、レーザブレージング゛については、特許文献2および特許文献3に開示されている技術がある。
特開平10−146686号公報 特開2003−225784号公報 特開2007−237214号公報
As for laser brazing, there are techniques disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3.
JP-A-10-146686 JP 2003-225784 A JP 2007-237214 A

しかし、特許文献1に開示されたレーザ溶接時のシールドガスに酸素を混合し溶接金属の焼入れ性を低下させる方法は、シールドガスに酸素を添加することによって、溶融部およびその周辺の鋼板表面に酸化膜が形成され、溶接部の外観品質が劣化することが懸念されるという問題点がある。     However, the method of mixing oxygen in the shield gas at the time of laser welding disclosed in Patent Document 1 to reduce the hardenability of the weld metal is performed by adding oxygen to the shield gas to the molten steel and its surrounding steel plate surfaces. There is a problem that an oxide film is formed and there is a concern that the appearance quality of the welded portion is deteriorated.

一方、レーザブレージングでは、母材鋼板を溶融させないため、ろう材の選定によって接合部の硬化性を抑制することが可能であり、ブレージングのままで見栄えが良いことに加え、接合部の研削性、仕上げ性もレーザ溶接より向上させることができる。   On the other hand, in laser brazing, since the base material steel plate is not melted, it is possible to suppress the curability of the joint by selecting the brazing material, and in addition to the good appearance as brazing, the grindability of the joint, Finishability can also be improved over laser welding.

しかしながら、レーザブレージングでは、ろう材を効率的に接合部に溶着させる必要があるため、特許文献2や特許文献3に開示された技術では、重ね隅肉継手あるいは拝み(フレア)継手のような形状にその適用が制限されており、テーラードブランクあるいは鋼管シーム溶接のような突合せ継手には適用できないという問題点がある。   However, in laser brazing, it is necessary to efficiently weld the brazing material to the joint. Therefore, the techniques disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 have a shape like a lap fillet joint or a flared joint. However, its application is limited and cannot be applied to butt joints such as tailored blanks or steel pipe seam welding.

本願は上述した問題点を解決し、継手強度および接合部加工性に優れた突合せ継手が得られるレーザブレージング方法を提供する。   The present application solves the above-described problems, and provides a laser brazing method capable of obtaining a butt joint excellent in joint strength and joint processability.

発明者らは、突合せ継手における継手強度および接合部加工性と外観品質、意匠性および接合部研削性、仕上げ性といった特性を全て満足するレーザブレージング方法を鋭意研究し以下の知見を得た。   The inventors diligently studied a laser brazing method satisfying all of the characteristics such as joint strength, joint processability and appearance quality, designability, joint grindability, and finishability in a butt joint, and obtained the following knowledge.

レーザブレージングにおいて、健全な突合せ継手を得る手順は以下の通りである。
(1)レーザビームの照射により、鋼板接合端面を加熱し、ろう材が浸透し濡れやすい状態とする。
(2)レーザビームの照射により、ろう材となるワイヤを溶融し、突合せ鋼板端面間にろう材を浸透させる。
(3)突合せ鋼板端面間に溶融したろう材が浸透し、ろう材と鋼板端面が溶着する。
(4)ろう材が凝固し接合が完了する。
In laser brazing, the procedure for obtaining a sound butt joint is as follows.
(1) By heating with a laser beam, the joining end face of the steel sheet is heated so that the brazing material penetrates and is easily wetted.
(2) By irradiating the laser beam, the wire to be the brazing material is melted, and the brazing material is infiltrated between the end faces of the butt steel plates.
(3) The molten brazing material penetrates between the end surfaces of the butt steel plates, and the brazing material and the steel plate end surfaces are welded.
(4) The brazing material is solidified and the joining is completed.

これらの手順のうち、突合せ継手においてレーザブレージングが困難となるのは、上記(2)の段階であり、突合せ面間にろう材を浸透させ、充填し、保持することが最も重要なポイントとなる。   Of these procedures, laser brazing becomes difficult at the butt joint in the stage (2) above, and the most important point is to infiltrate, fill and hold the brazing material between the butt surfaces. .

そこで発明者らは、レーザブレージングについて種々の検討を重ね、突合せ継手の突合せ面間のギャップ量がろう材の浸透性に大きな影響を及ぼすことを見出し突合せギャップ量を適正に設定することにより、突合せ継手のレーザブレージングにおいて、健全な継手が得られることが可能となることを知見した。   Therefore, the inventors have conducted various studies on laser brazing, found that the gap amount between the butt surfaces of the butt joint has a large effect on the permeability of the brazing material, and set the butt gap amount appropriately. It has been found that a sound joint can be obtained in laser brazing of the joint.

第一の発明は、薄鋼板の突合せ継手において、突合せギャップ量を0.2mmまたは板厚の20%のいずれか大きい数値以上で、1.5mm未満とし、前記突合せ部にレーザビームを照射して、レーザ照射部に銅合金ワイヤを連続的に供給することを特徴とするレーザブレージング方法である。   According to a first aspect of the present invention, in a butt joint of thin steel plates, a butt gap amount is set to a value larger than 0.2 mm or 20% of the plate thickness, which is larger than 1.5 mm, and the butt portion is irradiated with a laser beam. The laser brazing method is characterized in that a copper alloy wire is continuously supplied to the laser irradiation part.

第二の発明は、板厚が異なる鋼板の突合せ継手において、突合せギャップ量を板厚の薄い方の鋼板を基準として設定することを特徴とする第一の発明に記載のレーザブレージング方法である。   A second invention is the laser brazing method according to the first invention, characterized in that, in a butt joint of steel plates having different plate thicknesses, a butt gap amount is set with reference to a steel plate having a smaller plate thickness.

第三の発明は、接合を行う突合せ面に、予めフラックスを塗布しておくことを特徴とする第一または第二の発明のいずれかに記載のレーザブレージング方法である。   A third invention is the laser brazing method according to any one of the first and second inventions, wherein a flux is applied in advance to the abutting surfaces to be joined.

第四の発明は、使用するレーザが、COレーザ、Nd−YAGレーザ、Yb−YAGレーザ、Ybファイバーレーザ、半導体レーザなどの、赤外光のレーザであることを特徴とする第一から第三の発明のいずれかに記載のレーザブレージング方法である。 According to a fourth aspect of the invention, the laser to be used is an infrared laser such as a CO 2 laser, an Nd-YAG laser, a Yb-YAG laser, a Yb fiber laser, or a semiconductor laser. A laser brazing method according to any one of the three inventions.

本発明のレーザブレージング方法を採用することにより継手強度および接合部加工性に優れた、突合せ継手が得られる。   By employing the laser brazing method of the present invention, a butt joint having excellent joint strength and joint processability can be obtained.

本発明に係るレーザブレージングによる金属板の突合せ接合方法の一実施形態について適宜図面を参照して説明する。   An embodiment of a method for butt-joining metal plates by laser brazing according to the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.

1.レーザ接合装置について
図3は、本発明に係るレーザブレージング装置の概略構成を示す図である。
1. About Laser Joining Device FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a laser brazing device according to the present invention.

レーザ照射ヘッド21は、レーザ発振器(図示せず)から出力されたレーザビームが光ファイバーケーブルや光学系を介して導入されて、そのレーザビームLが被接合部材である二枚の鋼板1、2上の突合せ部に対して集光されて照射可能になっている。   In the laser irradiation head 21, a laser beam output from a laser oscillator (not shown) is introduced via an optical fiber cable or an optical system, and the laser beam L is on two steel plates 1 and 2 which are members to be joined. It is possible to irradiate light by being focused on the butting portion.

ワイヤ供給ガイド23は、接合部3となる突合せ部の方向を指向するようにレーザ照射ヘッド21に固定されており、さらに、コンジットチューブ24を介してワイヤ供給装置
22に接続されている。このワイヤ供給装置22は、ワイヤリール25を備えている。
The wire supply guide 23 is fixed to the laser irradiation head 21 so as to be directed in the direction of the butting portion that becomes the joint portion 3, and is further connected to the wire supply device 22 via the conduit tube 24. The wire supply device 22 includes a wire reel 25.

このワイヤリール25にろう材ワイヤ(以下、単に「ワイヤ」という)4が巻回されており、モータ(図示せず)を駆動することで、ワイヤリール25からワイヤ4を繰り出しつつ上記ワイヤ供給ガイド23にワイヤ4を連続して供給可能になっている。   A wire for brazing (hereinafter simply referred to as “wire”) 4 is wound around the wire reel 25, and the wire supply guide is drawn out while the wire 4 is being fed from the wire reel 25 by driving a motor (not shown). The wire 4 can be continuously supplied to 23.

そして、このレーザブレージング装置20は、固定された二枚の鋼板1、2に対し、レーザ照射ヘッド21を接合する方向に沿って移動させつつ、その接合動作にワイヤ供給装置22を同調させて、ワイヤ4を所定速度で鋼板1、2同士の突合せ部に連続供給することにより、鋼板1、2同士をろう付けによって接合し、突合せ部に接合部3を形成可能となっている。   And this laser brazing apparatus 20 tunes the wire supply apparatus 22 to the joining operation | movement, moving along the direction which joins the laser irradiation head 21 with respect to the two steel plates 1 and 2 fixed, By continuously supplying the wire 4 to the butt portion between the steel plates 1 and 2 at a predetermined speed, the steel plates 1 and 2 can be joined together by brazing, and the joint portion 3 can be formed at the butt portion.

ここで、本実施形態の鋼板の突合せ接合方法は、上述のレーザブレージング装置20を使用して、図1に示すように、二枚の鋼板1、2を相互に突合せて接合し、接合鋼板10の製造に供するものである。そして、特にこの接合鋼板10は、自動車部品の外板パネルに適用するテーラードブランクに好適なものである。   Here, the steel plate butt-joining method of the present embodiment uses the above-described laser brazing apparatus 20 to butt and join the two steel plates 1 and 2 together as shown in FIG. It is used for manufacturing. And this joining steel plate 10 is especially suitable for the tailored blank applied to the outer panel of an automotive part.

2.突合せギャップについて
本発明では薄鋼板の突合せ継手において、突合せ面間のギャップにろう材を充填し、鋼板端面全体にろう材が濡れ、鋼板端面と溶着金属の界面で十分高い接合強度を得ることが必要となる。図1に示す板厚t1と板厚t2の鋼板を突合せ部5でギャップgを一定に保ってレーザビームを照射し、ろう材であるワイヤ4を供給、溶融しながら接合方向aに進行していく。
2. About the butt gap In the present invention, in the butt joint of thin steel plates, the gap between the butt surfaces is filled with the brazing material, the brazing material gets wet throughout the steel plate end surface, and a sufficiently high bonding strength can be obtained at the interface between the steel plate end surface and the weld metal Necessary. A steel plate having thicknesses t1 and t2 shown in FIG. 1 is irradiated with a laser beam while keeping the gap g constant at the abutting portion 5, and the wire 4 as a brazing material is supplied and melted to advance in the joining direction a. Go.

その際に、銅合金のろう材が突合部5に浸透するには、0.2mm以上のギャップ量gが必要となる。また、ろう材を供給する面と反対の裏側まで、突合せ面全体にろう材を浸透させるには、板厚が増加した場合板厚の増加に応じたギャップ量gの拡大が必要となる。   In this case, a gap amount g of 0.2 mm or more is required for the copper alloy brazing material to penetrate into the abutting portion 5. Further, in order for the brazing material to permeate the entire butted surface up to the back side opposite to the surface on which the brazing material is supplied, when the plate thickness increases, it is necessary to increase the gap amount g according to the increase in the plate thickness.

よって、板厚が大きい継手では、ろう材の突合せ部5への浸透性から、板厚の20%以上のギャップを設定する必要がある。   Therefore, in a joint with a large plate thickness, it is necessary to set a gap of 20% or more of the plate thickness from the permeability of the brazing material to the butt portion 5.

また、突合せギャップが過度に大きくなると、溶融した銅合金のろう材が突合せ部5のギャップ中に保持されず、溶け落ちが発生する。そのため、突合せギャップ量gは、1.5mm未満に設定する必要がある
3.供給するワイヤについて
本発明に使用するろう材としては鋼に比べて低い融点を有し、かつ溶融、凝固後の溶着金属強度が十分な継手強度が得られるとともに、過度に硬化して研削性、仕上げ性を低下させることがないように、母材の鋼と同程度となることが望ましい。
Further, when the butt gap is excessively large, the molten copper alloy brazing material is not held in the gap of the butt portion 5, so that it melts down. Therefore, it is necessary to set the butt gap amount g to less than 1.5 mm. About the wire to be supplied The brazing material used in the present invention has a melting point lower than that of steel, and the weld metal strength after melting and solidification is sufficient to obtain a joint strength, and it is excessively hardened and grindable. It is desirable to be the same level as the base steel so as not to degrade the finish.

よって、鋼の融点約1500℃に対して十分低い900〜1000℃の融点を有し、レーザ照射による溶融、凝固後の強度が350〜450N/mm程度と軟鋼あるいは高成形性の高張力鋼と同程度となる銅合金製ワイヤ4を用いることが望ましい。 Therefore, it has a melting point of 900-1000 ° C. which is sufficiently lower than the melting point of steel of about 1500 ° C., and the strength after melting and solidification by laser irradiation is about 350-450 N / mm 2, which is mild steel or high formability high strength steel It is desirable to use a copper alloy wire 4 that is comparable to the above.

ここで銅合金としては、製造コスト、入手の容易さなども考慮するとCu−Si−Mn合金、Cu−Mn合金、Cu−Ni合金、Cu−Al合金、純銅、りん銅(Cu−P合金)などがある。   Here, considering the manufacturing cost, availability, etc. as a copper alloy, Cu—Si—Mn alloy, Cu—Mn alloy, Cu—Ni alloy, Cu—Al alloy, pure copper, phosphor copper (Cu—P alloy) and so on.

4.鋼板の板厚基準について
本発明において、板厚が異なる鋼板の突合せ継手のブレージングを行う場合は、ろう材は薄板側の表面から突合せ部5内に浸透する。従って、板厚が異なる鋼板の突合せ継手においては、ろう材を適切に突合せ部5に浸透させ、良好な接合部を得るには、薄板側の板厚に応じたギャップ量gを設定する必要がある。
4). About the thickness reference | standard of a steel plate In this invention, when brazing the butt joint of the steel plate from which plate | board thickness differs, a brazing material osmose | permeates in the butt | matching part 5 from the surface at the side of a thin plate. Therefore, in a butt joint of steel plates having different plate thicknesses, it is necessary to set a gap amount g corresponding to the plate thickness on the thin plate side in order to appropriately penetrate the brazing material into the butt portion 5 and obtain a good joint. is there.

5.フラックス塗布について
本発明においては、設定した突合せ部5にろう材が浸透し、ろう材が突合せ面に対して濡れ、ろう材と鋼板突合せ面の境界に良好な接合層を形成する必要がある。ろう材が鋼板突合せ面に濡れるには、十分なエネルギー密度のレーザビームLを照射して突合せ面を加熱することが必要であり、板厚、接合速度、ワイヤ供給量、照射レーザビーム径などに応じてレーザ出力を適宜設定する。
5. About Flux Application In the present invention, it is necessary that the brazing material penetrates into the set butt portion 5, the brazing material gets wet with respect to the butt surface, and a good bonding layer is formed at the boundary between the brazing material and the steel plate butt surface. In order for the brazing material to get wet with the steel plate butt surface, it is necessary to heat the butt surface by irradiating with a laser beam L of sufficient energy density, which depends on the plate thickness, bonding speed, wire supply amount, irradiation laser beam diameter, etc. Accordingly, the laser output is appropriately set.

しかしながら、銅合金、鋼のブレージングにほう酸、ほう酸塩などのフラックスを使用することで、ろう材の濡れ性が向上することが知られており、本発明においても、鋼板突合せ面にこのようなフラックスを塗布することで、突合せ面へのろう材の濡れ性、突合せギャップ間へのろう材の浸透性が向上し、より小出力のレーザビームでブレージングが可能になるという効果が得られる。   However, it is known that the use of fluxes such as boric acid and borates for brazing copper alloys and steels improves the wettability of the brazing material. By applying the coating, the wettability of the brazing material to the butt surface and the penetration of the brazing material between the butt gaps are improved, and an effect is obtained that brazing can be performed with a laser beam with a smaller output.

6.使用するレーザについて
本発明に使用するレーザとしては、銅合金のろう材であるワイヤ4を効率よく溶融し、母材となる薄鋼板の突合せ部5を加熱できる出力が必要となるため、1kW以上の出力が容易に得られるCOレーザ、Nd−YAGレーザ、Yb−YAGレーザ、Ybファイバーレーザ、半導体レーザなどの赤外光のレーザを使用することが望ましい。
6). Laser to be used As the laser to be used in the present invention, it is necessary to have an output capable of efficiently melting the wire 4 which is a copper alloy brazing material and heating the butt portion 5 of the thin steel plate as a base material. It is desirable to use an infrared laser such as a CO 2 laser, an Nd-YAG laser, a Yb-YAG laser, a Yb fiber laser, or a semiconductor laser that can easily obtain the output of the above.

以下に本発明の効果を実施例に基づいて説明する。
板厚0.7mmおよび1.2mm、引張強さ390N/mm級の冷延鋼板を用いて、同板厚および異板厚の組合せの突合せ継手におけるレーザブレージングを行った。ろう材は線径1.2mmの銅合金ワイヤ4(Cu−3.5%Si−1%Mn、JISZ3341YCuSiB相当)を使用し、種々の突合せギャップ量gを設定してレーザブレージングを行った。
The effects of the present invention will be described below based on examples.
Laser brazing was performed on a butt joint of a combination of the same thickness and different thickness using cold rolled steel sheets having a thickness of 0.7 mm and 1.2 mm and a tensile strength of 390 N / mm 2 grade. As the brazing material, a copper alloy wire 4 (Cu-3.5% Si-1% Mn, corresponding to JISZ3341YCuSiB) having a wire diameter of 1.2 mm was used, and laser brazing was performed by setting various butt gap amounts g.

レーザはNd−YAGレーザを使用し、レーザ出力2〜3KW、照射レーザビームスポット径2.4mm、接合速度2m/minの条件において、突合せギャップ量gに応じてろう材ワイヤ4の供給速度を調節し、突合せ部5のほぼ中央にレーザビームLおよびろう材ワイヤ4の中心を配置し、継手を作製した。一部の継手では、鋼板の突合せ面にペースト状のほう酸系フラックスを塗布し、フラックスの効果を確認した。   The laser uses an Nd-YAG laser, and the supply speed of the brazing wire 4 is adjusted according to the butt gap amount g under the conditions of a laser output of 2 to 3 kW, an irradiation laser beam spot diameter of 2.4 mm, and a joining speed of 2 m / min. Then, the laser beam L and the center of the brazing material wire 4 were arranged at substantially the center of the butt portion 5 to produce a joint. In some joints, paste-form boric acid flux was applied to the butt surfaces of the steel plates, and the effect of the flux was confirmed.

継手の評価は、溶接後の接合部外観観察、断面観察によって、突合せ部5内にろう材が欠陥なく浸透しているか否か、継手引張試験(JISZ2201 5号試験片)によって母材破断となるか否かによって判定した。試験結果を第1表に示す。   The joint is evaluated as to whether or not the brazing material has penetrated into the butt portion 5 without defect by observing the appearance of the joint after welding and observing the cross section. Judgment by whether or not. The test results are shown in Table 1.

本発明の発明例であるNo.1〜10では突合せギャップ量gを適正範囲に設定したため、突合せ部5内へのろう材の浸透が良好で、母材破断となる高強度のブレージング継手が得られた.特に,No.6では,鋼板突合せ面にフラックスを塗布したため、他の条件よりも小さいレーザ出力で適正なブレージング継手が作製できた。図2にNo.6の引張試験後の外観状況を示す。切断部は全て母材部であることがわかる。
一方、比較例ではNo.11、13,16は適正範囲より突合せギャップ量gが小さいため、No.12、14,17は1.5mmと適正範囲より大きな突合せギャップ量gとしたため、それぞれろう材の浸透が不十分、あるいは溶け落ちが発生し適正な継手が得られなかった。また、No.15では、同じ条件でブレージングを行った実施例No.6に対し、フラックスを使用しなかったため、同じ2kWのレーザ出力で十分なろう材の濡れが起こらず、ろう材の溶着が不十分な継手となった。
No. which is an example of the present invention. In 1 to 10, the butt gap amount g was set in an appropriate range, so that the brazing material penetrated well into the butt portion 5, and a high-strength brazing joint that resulted in the fracture of the base material was obtained. In particular, in No.6, the flux was applied to the butt surface of the steel plate, so an appropriate brazing joint could be produced with a laser output smaller than other conditions. Fig. 2 shows the appearance of No. 6 after the tensile test. It can be seen that all the cut portions are base material portions.
On the other hand, in No. 11, 13, 16 in the comparative example, the butt gap amount g is smaller than the appropriate range, and in No. 12, 14, 17 the butt gap amount g is 1.5 mm, which is larger than the appropriate range. Insufficient penetration or melting occurred and proper joints could not be obtained. In No. 15, the flux was not used for Example No. 6 where brazing was performed under the same conditions, so that the brazing filler metal was not sufficiently welded with the same 2 kW laser output and the brazing filler metal was welded. The joint was insufficient.

突合せブレージング方法の一実施形態を説明する図である。It is a figure explaining one Embodiment of a butt brazing method. 突合せブレージング継手引張試験片の試験後の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance after the test of a butt brazing joint tensile test piece. レーザブレージング装置の一実施形態の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of one Embodiment of a laser brazing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 鋼板(板厚t1)
2 鋼板(板厚t2)
3 接合部
4 ろう材ワイヤ
5 突合せ部
10 接合鋼板
20 レーザブレージング装置
21 レーザ照射ヘッド
22 ワイヤ供給装置
23 ワイヤ供給ガイド
24 コンジットチューブ
25 ワイヤリール
a 接合方向
g 突合せギャップ
L レーザビーム
1 Steel plate (thickness t1)
2 Steel plate (thickness t2)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Joining part 4 Brazing material wire 5 Butting part 10 Joining steel plate 20 Laser brazing apparatus 21 Laser irradiation head 22 Wire supply apparatus 23 Wire supply guide 24 Conduit tube 25 Wire reel a Joining direction g Butt gap L Laser beam

Claims (4)

薄鋼板の突合せ継手において、突合せギャップ量を0.2mmまたは板厚の20%のいずれか大きい数値以上で、1.5mm未満とし、前記突合せ部にレーザビームを照射して、レーザ照射部に銅合金ワイヤを連続的に供給することを特徴とするレーザブレージング方法。   In a butt joint of thin steel plates, the amount of butt gap is 0.2 mm or 20% of the plate thickness, whichever is larger and less than 1.5 mm, the butt portion is irradiated with a laser beam, and the laser irradiating portion is copper. A laser brazing method characterized by continuously supplying an alloy wire. 板厚が異なる鋼板の突合せ継手において、突合せギャップ量を板厚の薄い方の鋼板を基準として設定することを特徴とする請求項1記載のレーザブレージング方法。   2. The laser brazing method according to claim 1, wherein, in a butt joint of steel plates having different plate thicknesses, a butt gap amount is set with reference to a steel plate having a thinner plate thickness. 接合を行う突合せ面に、予めフラックスを塗布しておくことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のレーザブレージング方法。   3. The laser brazing method according to claim 1, wherein a flux is applied in advance to the butt surfaces to be joined. 使用するレーザが、COレーザ、Nd−YAGレーザ、Yb−YAGレーザ、Ybファイバーレーザ、半導体レーザなどの、赤外光のレーザであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のレーザブレージング方法。 The laser to be used is an infrared laser such as a CO 2 laser, an Nd-YAG laser, a Yb-YAG laser, a Yb fiber laser, or a semiconductor laser. Laser brazing method.
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