JP2011161506A - Welding method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a welding method capable of reducing manufacturing cost. <P>SOLUTION: The welding method includes the steps of: collecting a laser 30 to a section 24 which butts an interface surface 18 of a differential case 10 and an interface surface 20 of a ring gear 12; and irradiating the section 24 with the collected laser, thereby conducting laser welding of the case 10 and the gear 12 with a welding wire 32 molten. The method does not include a step of machining a groove on either the surface 18 of the case 10 or the surface 20 of the gear 12 but provides a focusing diameter of the laser 30 of 0.2 mm or less. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ光によって溶加材を溶かしながらレーザ溶接を行う溶接方法に関するものである。   The present invention relates to a welding method for performing laser welding while melting a filler metal with laser light.

鋳鉄を材質とするデフケースと鋼材を材質とするリングギヤとの溶接においては、溶接部の品質確保のために、溶接時において溶接ワイヤを供給する必要がある。また、溶接部において高強度を実現するため、溶接ビードの溶け込み深さは十分に確保することが必要である。   In welding a differential case made of cast iron and a ring gear made of steel, it is necessary to supply a welding wire during welding in order to ensure the quality of the welded portion. Moreover, in order to achieve high strength in the welded portion, it is necessary to ensure a sufficient penetration depth of the weld bead.

従来のレーザ光（集光径：約φ０．６ｍｍ）を用いたレーザ溶接では、溶接部におけるレーザ光のエネルギー密度が不十分であるため、溶接ビードの溶け込み深さが小さくなってしまった。そこで、デフケースの接合面とリングギヤの接合面とに開先加工を施し、溶接ビードの溶け込み深さを大きくしていた。   In laser welding using conventional laser light (condensed diameter: about φ0.6 mm), the energy density of the laser light in the welded portion is insufficient, so that the penetration depth of the weld bead has become small. Therefore, a groove processing is performed on the joint surface of the differential case and the joint surface of the ring gear to increase the penetration depth of the weld bead.

例えば、特許文献１では、デフケースの接合面とリングギヤの接合面とに予め開先加工を施して、デフケースの接合面とリングギヤの接合面とを突き合わせたときの突き合わせ部にＵ字、Ｙ字またはＶ形状の溝を形成されるようにしておき、溶接時にはレーザ光を照射して溶接ワイヤの溶融物を当該溝内に供給することにより、溶接ビードの必要な溶け込み深さを確保して溶接する技術が開示されている。   For example, in Patent Document 1, groove processing is performed in advance on the joint surface of the differential case and the joint surface of the ring gear, and a U-shaped, Y-shaped or A V-shaped groove is formed, and a laser beam is irradiated during welding to supply a welding wire melt into the groove, thereby ensuring a necessary penetration depth of the weld bead and welding. Technology is disclosed.

特表２００２−５１４５１１号公報Special Table 2002-514511

しかしながら、特許文献１の技術では、デフケースの接合面とリングギヤの接合面とに予め開先加工として精密な寸法の溝を形成する必要があり、製造コストが増大してしまう。   However, in the technique of Patent Document 1, it is necessary to form grooves with precise dimensions as groove processing in advance on the joint surface of the differential case and the joint surface of the ring gear, which increases the manufacturing cost.

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、製造コストを低減することができる溶接方法を提供すること、を課題とする。   Then, this invention is made | formed in order to solve the above-mentioned problem, and makes it a subject to provide the welding method which can reduce manufacturing cost.

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、第１部材の面と第２部材の面との突き合わせ部にレーザ光を集光して照射することによって溶加材を溶かしながら前記第１部材と前記第２部材とのレーザ溶接を行う溶接方法において、前記第１部材の面と前記第２部材の面とに開先加工を施さないで、かつ、前記レーザ光の集光径を０．２ｍｍ以下とすること、を特徴とする。   One aspect of the present invention made to solve the above-mentioned problems is that the melting material is melted by condensing and irradiating the laser beam to the abutting portion between the surface of the first member and the surface of the second member. In the welding method for performing laser welding between the first member and the second member, the concentrating diameter of the laser beam without performing groove processing on the surface of the first member and the surface of the second member. Is 0.2 mm or less.

この態様によれば、第１部材の面と第２部材の面とに開先加工を施さないので、加工コストが生じないことから、製造コストを低減することができる。また、レーザ光の集光径をφ０．２ｍｍ以下とすることにより、必要な溶け込み深さを確保することができる。
なお、開先加工とは、第１部材の面と第２部材の面を突き合わせたときに突き合わせ部分に溝などが形成されるように、予め第１部材の面や第２部材の面を斜めに加工したり、第１部材の面や第２部材の面に段差や凹みを形成するように加工することである。 According to this aspect, since groove processing is not performed on the surface of the first member and the surface of the second member, the processing cost does not occur, and thus the manufacturing cost can be reduced. Moreover, a necessary penetration depth can be ensured by setting the condensing diameter of the laser beam to φ0.2 mm or less.
The groove processing means that the surface of the first member or the surface of the second member is inclined in advance so that a groove or the like is formed in the abutting portion when the surface of the first member and the surface of the second member are abutted. Or processing so as to form a step or a recess in the surface of the first member or the surface of the second member.

本発明の一態様として、前記レーザ溶接を行うことによって形成される溶接ビードの溶け込み深さを５ｍｍ以上とすること、が好ましい。   As one aspect of the present invention, it is preferable that the penetration depth of the weld bead formed by performing the laser welding is 5 mm or more.

この態様によれば、溶接部分の強度を確保することができる。   According to this aspect, the strength of the welded portion can be ensured.

本発明の一態様として、前記レーザ光の出力は１０．０ｋＷ以下であり、前記レーザ溶接による溶接速度をＸｍ／ｍｉｎとし、前記レーザ光の出力をＹｋｗとするときに、以下の数１の関係を満たすこと、が好ましい。

Figure 2011161506
As one aspect of the present invention, when the output of the laser beam is 10.0 kW or less, the welding speed by the laser welding is Xm / min, and the output of the laser beam is Ykw, the following equation 1 It is preferable to satisfy.
Figure 2011161506

この態様によれば、必要な溶け込み深さを確保することができる。   According to this aspect, the necessary penetration depth can be ensured.

本発明の一態様として、前記第１部材は鋳造材であり、前記第２部材は鋼材であること、が好ましい。   As one aspect of the present invention, it is preferable that the first member is a cast material and the second member is a steel material.

この態様によれば、溶加材を使用した鋳造材と鋼材とのレーザ溶接において、製造コストを低減することができる。   According to this aspect, manufacturing costs can be reduced in laser welding of a cast material using a filler metal and a steel material.

本発明の一態様として、前記第１部材はデファレンシャルギヤのハウジング部材であるデフケースであり、前記第２部材は前記デファレンシャルギヤのリングギヤであること、が好ましい。   As an aspect of the present invention, it is preferable that the first member is a differential case that is a housing member of a differential gear, and the second member is a ring gear of the differential gear.

この態様によれば、デフケースとリングギヤとのレーザ溶接において、製造コストを低減することができる。   According to this aspect, the manufacturing cost can be reduced in laser welding of the differential case and the ring gear.

本発明に係る溶接方法によれば、製造コストを低減することができる。   According to the welding method according to the present invention, the manufacturing cost can be reduced.

溶接前におけるデフケースとリングギヤとの突き合わせ部分周辺の断面図である。It is sectional drawing of the periphery of the butting | matching part of a differential case and a ring gear before welding. 溶接後におけるデフケースとリングギヤとの突き合わせ部分周辺の断面図である。It is sectional drawing of the butt | matching part periphery of a differential case and a ring gear after welding. 溶接ビードの溶け込み深さの評価結果を示す溶接部分の断面図である。It is sectional drawing of the welding part which shows the evaluation result of the penetration depth of a weld bead. 溶接ビードの溶け込み深さの評価結果を示す表である。It is a table | surface which shows the evaluation result of the penetration depth of a weld bead. 必要な溶接ビードの溶け込み深さを得るためのレーザ出力および溶接速度の条件について示す図である。It is a figure shown about the conditions of the laser output and welding speed for obtaining the penetration depth of a required welding bead. 他の実施例におけるデフケースとリングギヤとの突き合わせ部分周辺の溶接前と溶接後の断面図である。It is sectional drawing before welding around the butting | matching part of the differential case and ring gear in another Example, and after welding. 他の実施例におけるデフケースとリングギヤとの突き合わせ部分周辺の溶接前と溶接後の断面図である。It is sectional drawing before welding around the butting | matching part of the differential case and ring gear in another Example, and after welding.

以下、本発明を具体化した形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明は第１部材と第２部材との溶接方法に関するものであるが、本実施例では、その一例として、自動車のデファレンシャルギヤにおけるデフケース（ハウジング部材）とリングギヤとの溶接方法に関して説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The present invention relates to a method for welding the first member and the second member. In this embodiment, as an example, a method for welding a differential case (housing member) and a ring gear in a differential gear of an automobile will be described.

図１は、溶接前におけるデフケース１０とリングギヤ１２との突き合わせ部分周辺の断面図である。図１（ａ）に示すように、リングギヤ１２の内周面１４とデフケース１０の圧入面１６とが接するようにリングギヤ１２をデフケース１０の圧入面１６に圧入する。そして、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、デフケース１０の接合面１８とリングギヤ１２の接合面２０とを突き合わせる。なお、図１（ｃ）は、図１（ｂ）において一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。また、本実施例では、デフケース１０の材質は鋳鉄であり、リングギヤ１２の材質はＳＣＭ材などの鋼材である。また、リングギヤ１２の歯部２２には、ハイポイドギヤが形成されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view of the vicinity of a butt portion between the differential case 10 and the ring gear 12 before welding. As shown in FIG. 1A, the ring gear 12 is press-fitted into the press-fitting surface 16 of the differential case 10 so that the inner peripheral surface 14 of the ring gear 12 and the press-fitting surface 16 of the differential case 10 are in contact with each other. Then, as shown in FIGS. 1B and 1C, the joint surface 18 of the differential case 10 and the joint surface 20 of the ring gear 12 are abutted. In addition, FIG.1 (c) is an enlarged view of the part enclosed with the dashed-dotted line in FIG.1 (b). Further, in the present embodiment, the material of the differential case 10 is cast iron, and the material of the ring gear 12 is a steel material such as an SCM material. A hypoid gear is formed on the tooth portion 22 of the ring gear 12.

図１に示すように、本実施例では、デフケース１０の接合面１８やリングギヤ１２の接合面２０において、デフケース１０とリングギヤ１２との配列方向に段差を形成したり、凹みを形成したり、面を斜めに加工したりするなどの開先加工が施されていない。そのため、デフケース１０の接合面１８およびリングギヤ１２の接合面２０は、平坦状に形成されている。したがって、デフケース１０の接合面１８とリングギヤ１２の接合面２０との突き合わせ部２４に、溝などが設けられていない。また、図１（ｃ）に示すように、リングギヤ１２において内周面１４と接合面２０との間には面取り部２６が形成され、デフケース１０とリングギヤ１２との間に空洞部２８が設けられている。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, a step is formed in the arrangement direction of the differential case 10 and the ring gear 12 on the joint surface 18 of the differential case 10 and the joint surface 20 of the ring gear 12, or a recess is formed. No beveling such as machining is performed diagonally. Therefore, the joint surface 18 of the differential case 10 and the joint surface 20 of the ring gear 12 are formed flat. Therefore, a groove or the like is not provided in the abutting portion 24 between the joint surface 18 of the differential case 10 and the joint surface 20 of the ring gear 12. Further, as shown in FIG. 1C, a chamfered portion 26 is formed between the inner peripheral surface 14 and the joint surface 20 in the ring gear 12, and a hollow portion 28 is provided between the differential case 10 and the ring gear 12. ing.

このようなデフケース１０とリングギヤ１２において、図１（ｃ）に示すように、デフケース１０の接合面１８とリングギヤ１２の接合面２０との突き合わせ部２４に対し、リングギヤ１２の外周側から高集光レーザ機（不図示）によりレーザ光３０を集光して照射する。このとき、同時に、突き合わせ部２４に溶加材として溶接ワイヤ３２を供給する。このように、突き合わせ部２４にレーザ光３０を集光して照射することによって溶接ワイヤ３２を溶かしながら、デフケース１０とリングギヤ１２とのレーザ溶接を行う。なお、本実施例では、高集光レーザ機として、ファイバレーザ発振機やディスクレーザ発振機などを使用する。また、レーザ光３０として、連続発振レーザ（ＣＷレーザ）を使用する。また、溶接ワイヤ３２として、ステンレスワイヤやニッケル合金ワイヤなどのニッケル含有ワイヤを使用する。   In the differential case 10 and the ring gear 12, as shown in FIG. 1C, a highly focused laser machine is formed from the outer peripheral side of the ring gear 12 against the abutting portion 24 between the joint surface 18 of the differential case 10 and the joint surface 20 of the ring gear 12. The laser beam 30 is condensed and irradiated by (not shown). At the same time, the welding wire 32 is supplied to the butt portion 24 as a filler material. In this way, laser welding of the differential case 10 and the ring gear 12 is performed while melting the welding wire 32 by condensing and irradiating the butt portion 24 with the laser beam 30. In this embodiment, a fiber laser oscillator, a disk laser oscillator, or the like is used as the highly focused laser machine. Further, a continuous wave laser (CW laser) is used as the laser beam 30. Further, a nickel-containing wire such as a stainless steel wire or a nickel alloy wire is used as the welding wire 32.

そして、図２（ａ），（ｂ）に示すように、デフケース１０の接合面１８とリングギヤ１２の接合面２０との突き合わせ部２４において、リングギヤ１２の外周側の端部３４（図１（ｃ）参照）と空洞部２８側の端部３６（図１（ｃ）参照）との間を貫通するように、溶接ビード３８を形成する。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。また、溶接ビード３８は、突き合わせ部２４におけるデフケース１０およびリングギヤ１２と、溶接ワイヤ３２と、を溶融させて形成した溶接金属層である。このように、本実施例では、デフケース１０の接合面１８およびリングギヤ１２の接合面２０には開先加工を施していないので、製造コストを低減することができる。   Then, as shown in FIGS. 2A and 2B, at the abutting portion 24 between the joint surface 18 of the differential case 10 and the joint surface 20 of the ring gear 12, an end portion 34 on the outer peripheral side of the ring gear 12 (FIG. 1C). )) And the end portion 36 (see FIG. 1C) on the cavity 28 side, a weld bead 38 is formed. FIG. 2B is an enlarged view of a portion surrounded by a one-dot chain line in FIG. The weld bead 38 is a weld metal layer formed by melting the differential case 10 and the ring gear 12 in the butt portion 24 and the welding wire 32. Thus, in this embodiment, since the groove processing is not performed on the joint surface 18 of the differential case 10 and the joint surface 20 of the ring gear 12, the manufacturing cost can be reduced.

ここで、高集光レーザ機により照射されるレーザ光３０の集光径の大きさにより、溶接ビード３８の溶け込み深さが異なるが、本実施例では、レーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍ以下とすることを提案する。ここで、溶接ビード３８の溶け込み深さとは、溶接ビード３８の最頂点（最深部）と突き合わせ部２４における端部３４との距離と定義する。   Here, although the penetration depth of the weld bead 38 differs depending on the size of the condensing diameter of the laser beam 30 irradiated by the high condensing laser machine, in this embodiment, the condensing diameter of the laser beam 30 is φ0.2 mm or less. Propose that. Here, the penetration depth of the weld bead 38 is defined as the distance between the most apex (deepest part) of the weld bead 38 and the end 34 of the butted portion 24.

集光径がφ０．５ｍｍ、φ０．２ｍｍ、φ０．０２ｍｍの３種類のレーザ光３０を用いて、溶接ビード３８の溶け込み深さを評価した。評価の方法としては、デフケース１０と同じ材質の部材の面とリングギヤ１２と同じ材質の部材の面とを突き合わせて、その突き合わせ部に溶接ワイヤを供給しながらレーザ光３０を照射し、溶接ビード３８の溶け込み深さを測定した。なお、集光径がφ０．５ｍｍ、φ０．２ｍｍのレーザ光３０（連続発振レーザ）についてはレーザ出力が４ｋＷ、溶接速度が１．２ｍ／ｍｉｎの条件で評価を行った。また、集光径がφ０．０２ｍｍのレーザ光３０（連続発振レーザ）については、レーザ出力が２ｋＷ、溶接速度が１．２ｍ／ｍｉｎの条件で評価を行った。   The penetration depth of the weld bead 38 was evaluated using three types of laser beams 30 having a condensed diameter of φ0.5 mm, φ0.2 mm, and φ0.02 mm. As an evaluation method, the surface of the member made of the same material as that of the differential case 10 and the surface of the member made of the same material as the ring gear 12 are abutted, and a laser beam 30 is irradiated while supplying a welding wire to the abutting portion. The penetration depth of was measured. Note that the laser beam 30 (continuous oscillation laser) having a condensing diameter of φ0.5 mm and φ0.2 mm was evaluated under the conditions of a laser output of 4 kW and a welding speed of 1.2 m / min. Further, the laser beam 30 (continuous oscillation laser) having a condensed diameter of φ0.02 mm was evaluated under the conditions of a laser output of 2 kW and a welding speed of 1.2 m / min.

すると、図３（ａ）に示すように、レーザ光３０の集光径をφ０．５ｍｍとした場合には、溶接ビード３８は、幅方向（図３の左右方向）に広がって形成され、深さ方向（図３の下方向）にはあまり進んで形成されなかった。このとき、図４に示すように、溶け込み深さｄ０は約２．５ｍｍであった。   Then, as shown in FIG. 3A, when the condensing diameter of the laser beam 30 is set to φ0.5 mm, the weld bead 38 is formed to extend in the width direction (left-right direction in FIG. 3), It was not so advanced in the vertical direction (downward in FIG. 3). At this time, as shown in FIG. 4, the penetration depth d0 was about 2.5 mm.

一方、図３（ｂ）に示すように、レーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍとした場合には、レーザ光３０の集光径をφ０．５ｍｍとした場合と比べて、溶接ビード３８は、幅方向にあまり広がって形成されずに、深さ方向に進んで形成された。このとき、図４に示すように、溶け込み深さｄ１は約５．８ｍｍであった。   On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the condensing diameter of the laser beam 30 is φ0.2 mm, the welding bead 38 is compared with the condensing diameter of the laser beam 30 is φ0.5 mm. Was formed so as to proceed in the depth direction without being formed so as to spread so much in the width direction. At this time, as shown in FIG. 4, the penetration depth d1 was about 5.8 mm.

また、図３（ｃ）に示すように、レーザ光３０の集光径をφ０．０２ｍｍとした場合には、レーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍとした場合に比べて、溶接ビード３８は、幅方向に広がって形成されずに、深さ方向にさらに進んで形成された。このとき、図４に示すように、溶け込み深さｄ２は約８．６ｍｍであった。   Further, as shown in FIG. 3C, when the condensing diameter of the laser beam 30 is φ0.02 mm, the weld bead 38 is larger than when the condensing diameter of the laser beam 30 is φ0.2 mm. The film was not formed so as to spread in the width direction, but was further formed in the depth direction. At this time, as shown in FIG. 4, the penetration depth d2 was about 8.6 mm.

ここで一例として、リングギヤ１２に加わる最大トルクが６０００Ｎｍ以上の場合を想定し、必要な溶け込み深さを５ｍｍ以上とする。このとき、図３や図４の評価結果より、レーザ光３０の集光径をφ０．５ｍｍとした場合には溶け込み深さｄ０が５ｍｍ未満となり、必要な溶け込み深さを確保できない。その一方で、レーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍやφ０．０２ｍｍとした場合には溶け込み深さｄ１，ｄ２は５ｍｍ以上となり、必要な溶け込み深さを確保できる。   Here, as an example, assuming that the maximum torque applied to the ring gear 12 is 6000 Nm or more, the necessary penetration depth is 5 mm or more. At this time, from the evaluation results of FIGS. 3 and 4, when the condensing diameter of the laser beam 30 is φ0.5 mm, the penetration depth d0 is less than 5 mm, and the necessary penetration depth cannot be ensured. On the other hand, when the condensing diameter of the laser beam 30 is φ0.2 mm or φ0.02 mm, the penetration depths d1 and d2 are 5 mm or more, and the necessary penetration depth can be secured.

また、レーザ光３０の集光径をφ０．０２ｍｍとした場合では、レーザ出力が２ｋＷでその溶け込み深さｄ２は約８．６ｍｍとなり、レーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍとした場合よりも小さなレーザ出力で必要な溶け込み深さを得ることができた。そのため、レーザ光３０の集光径をφ０．０２ｍｍとすることにより、レーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍとした場合よりもさらに、製造コストを軽減することができる。   Further, when the condensing diameter of the laser beam 30 is set to φ0.02 mm, the laser output is 2 kW and the penetration depth d2 is about 8.6 mm, and the condensing diameter of the laser beam 30 is set to φ0.2 mm. In addition, the necessary penetration depth was obtained with a small laser output. Therefore, by setting the condensing diameter of the laser light 30 to φ0.02 mm, the manufacturing cost can be further reduced as compared with the case where the condensing diameter of the laser light 30 is set to φ0.2 mm.

以上のように、本実施例では、高集光レーザ機により照射するレーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍ以下とすることにより、デフケース１０の接合面１８およびリングギヤ１２の接合面２０に開先加工を施さなくても、必要な溶け込み深さを得ることができる。そのため、製造コストを低減することができる。   As described above, in this embodiment, the converging diameter of the laser beam 30 irradiated by the high-concentration laser machine is φ0.2 mm or less, so that the groove surface is formed on the joint surface 18 of the differential case 10 and the joint surface 20 of the ring gear 12. Even if it does not give, the required penetration depth can be obtained. Therefore, manufacturing cost can be reduced.

また、前記（図３）と同様の評価の方法もと、レーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍとした場合において、レーザ出力と溶接速度について条件を変えて溶接ビードの溶け込み深さの評価を行い、図５に示すような結果が得られた。図５に示すように、溶接速度を「Ｘ」ｍ／ｍｉｎ、レーザ出力を「Ｙ」ｋＷとするときに、以下の数１の式を満たす条件において、溶け込み深さが５ｍｍ以上となり、必要な溶け込み深さを得ることができることが分かった。

Figure 2011161506
Further, when the condensing diameter of the laser beam 30 is set to φ0.2 mm based on the same evaluation method as in FIG. 3 above, the penetration depth of the weld bead is evaluated by changing the laser output and welding speed conditions. And the result as shown in FIG. 5 was obtained. As shown in FIG. 5, when the welding speed is “X” m / min and the laser output is “Y” kW, the penetration depth is 5 mm or more under the conditions satisfying the following equation (1). It has been found that the penetration depth can be obtained.
Figure 2011161506

なお、本実施例におけるデフケース１０とリングギヤ１２との溶接方法においては、溶接速度は１．２ｍ／ｍｉｎ以上で４．８ｍ／ｍｉｎ以下とし、レーザ出力は３．５ｋＷ以上で１０．０ｋＷ以下とすること、を推奨する。   In the method of welding the differential case 10 and the ring gear 12 in this embodiment, the welding speed is 1.2 m / min or more and 4.8 m / min or less, and the laser output is 3.5 kW or more and 10.0 kW or less. That is recommended.

また、図３と図４の評価結果に示すように、レーザ光３０の集光径をφ０．０２ｍｍとした場合には、レーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍとした場合よりも小さなレーザ出力で必要な溶け込み深さを得ることができた。そのため、レーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍ未満、例えばレーザ光３０の集光径をφ０．０２ｍｍとすれば、さらに製造コストを低減することができる。   As shown in the evaluation results of FIGS. 3 and 4, when the condensing diameter of the laser beam 30 is φ0.02 mm, the laser is smaller than when the condensing diameter of the laser beam 30 is φ0.2 mm. The necessary penetration depth was obtained at the output. Therefore, if the condensing diameter of the laser beam 30 is less than φ0.2 mm, for example, the condensing diameter of the laser beam 30 is φ0.02 mm, the manufacturing cost can be further reduced.

なお、図６に示すようなデフケース４０とリングギヤ４２との溶接の例においても、前記の実施例を適用することができる。なお、リングギヤ４２の歯部４４には、ヘリカルギヤが形成されている。まず、図６（ａ），（ｂ）に示すように、デフケース４０の接合面４６とリングギヤ４２の内周面４８とが接するように、デフケース４０の接合面４６にリングギヤ４２の内周面４８を圧入する。   The above-described embodiment can also be applied to an example of welding between the differential case 40 and the ring gear 42 as shown in FIG. A helical gear is formed on the tooth portion 44 of the ring gear 42. First, as shown in FIGS. 6A and 6B, the inner peripheral surface 48 of the ring gear 42 is brought into contact with the joint surface 46 of the differential case 40 so that the joint surface 46 of the differential case 40 and the inner peripheral surface 48 of the ring gear 42 are in contact with each other. Press fit.

次に、図６（ｂ）に示すように、このデフケース４０の接合面４６にリングギヤ４２の内周面４８を圧入した部分である圧入部５０の端部５２側から、溶接ワイヤ３２を供給しながら高集光レーザ機によりレーザ光３０を照射する。なお、圧入部５０の端部５２に対峙する端部５４側から、高集光レーザ機によりレーザ光３０を照射してもよい。そして、図６（ｃ）に示すように、圧入部５０における端部５２と端部５４との間を貫通するように溶接ビード５６を形成する。   Next, as shown in FIG. 6B, the welding wire 32 is supplied from the end 52 side of the press-fit portion 50, which is a portion where the inner peripheral surface 48 of the ring gear 42 is press-fitted into the joint surface 46 of the differential case 40. The laser beam 30 is irradiated by a high-condensing laser machine. In addition, you may irradiate the laser beam 30 with the highly condensing laser machine from the edge part 54 side facing the edge part 52 of the press-fit part 50. FIG. Then, as shown in FIG. 6C, a weld bead 56 is formed so as to penetrate between the end portion 52 and the end portion 54 in the press-fit portion 50.

このような図６における実施例においても、高集光レーザ機により照射するレーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍ以下とすることにより、デフケース４０の接合面４６およびリングギヤ４２の内周面４８に開先加工を施さなくても、必要な溶け込み深さを得ることができる。そのため、製造コストを低減することができる。
また、前記の実施例と同様に、レーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍ未満、例えばレーザ光３０の集光径をφ０．０２ｍｍとすれば、さらに製造コストを低減することができる。 In the embodiment shown in FIG. 6 as well, the condensing diameter of the laser beam 30 irradiated by the high-concentration laser machine is set to φ0.2 mm or less so that the joint surface 46 of the differential case 40 and the inner peripheral surface 48 of the ring gear 42 are opened. The necessary penetration depth can be obtained without applying a pre-processing. Therefore, manufacturing cost can be reduced.
Similarly to the above embodiment, the manufacturing cost can be further reduced if the condensing diameter of the laser light 30 is less than φ0.2 mm, for example, the condensing diameter of the laser light 30 is φ0.02 mm.

また、図７に示すようなデフケース６０とリングギヤ６２との溶接の例においても、前記の実施例を適用することができる。なお、リングギヤ６２の歯部６４には、ハイポイドギヤが形成されている。まず、図７（ａ），（ｂ）に示すように、デフケース６０の接合面６６とリングギヤ６２の接合面６８とが接するように、デフケース６０の接合面６６にリングギヤ６２の接合面６８を圧入する。本実施例では、デフケース６０の接合面６６は、不図示のドライブシャフトが挿入される挿入孔の中心軸方向（図７に示す中心線方向）に沿って設けられている。また、リングギヤ６２の接合面６８は、リングギヤ６２の中心軸方向（図７に示す中心線方向）に沿って設けられている。   The above-described embodiment can also be applied to an example of welding between the differential case 60 and the ring gear 62 as shown in FIG. A hypoid gear is formed on the tooth portion 64 of the ring gear 62. First, as shown in FIGS. 7A and 7B, the joint surface 68 of the ring gear 62 is press-fitted into the joint surface 66 of the differential case 60 so that the joint surface 66 of the differential case 60 and the joint surface 68 of the ring gear 62 are in contact with each other. To do. In the present embodiment, the joint surface 66 of the differential case 60 is provided along the center axis direction (center line direction shown in FIG. 7) of the insertion hole into which the drive shaft (not shown) is inserted. Further, the joint surface 68 of the ring gear 62 is provided along the central axis direction of the ring gear 62 (center line direction shown in FIG. 7).

次に、図７（ｂ）に示すように、このデフケース６０の接合面６６にリングギヤ６２の接合面６８を圧入した部分である圧入部７０の端部７２側から、溶接ワイヤ３２を供給しながら高集光レーザ機によりレーザ光３０を照射する。そして、図７（ｃ）に示すように、圧入部７０における端部７２と端部７４（端部７２に対峙する端部）との間を貫通するように溶接ビード７６を形成する。   Next, as shown in FIG. 7B, while supplying the welding wire 32 from the end 72 side of the press-fit portion 70, which is a portion where the joint surface 68 of the ring gear 62 is press-fitted into the joint surface 66 of the differential case 60. The laser beam 30 is irradiated by a highly focused laser machine. Then, as shown in FIG. 7C, the weld bead 76 is formed so as to penetrate between the end 72 and the end 74 (end facing the end 72) in the press-fit portion 70.

このような図７における実施例においても、高集光レーザ機により照射するレーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍ以下とすることにより、デフケース６０の接合面６６およびリングギヤ６２の接合面６８に開先加工を施さなくても、必要な溶け込み深さを得ることができる。そのため、製造コストを低減することができる。
また、前記の実施例と同様に、レーザ光３０の集光径をφ０．２ｍｍ未満、例えばレーザ光３０の集光径をφ０．０２ｍｍとすれば、さらに製造コストを低減することができる。 In the embodiment shown in FIG. 7 as well, by setting the condensing diameter of the laser beam 30 irradiated by the high condensing laser machine to φ0.2 mm or less, the groove is formed on the joint surface 66 of the differential case 60 and the joint surface 68 of the ring gear 62. The necessary penetration depth can be obtained without processing. Therefore, manufacturing cost can be reduced.
Similarly to the above embodiment, the manufacturing cost can be further reduced if the condensing diameter of the laser light 30 is less than φ0.2 mm, for example, the condensing diameter of the laser light 30 is φ0.02 mm.

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。   It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention.

１０ デフケース
１２ リングギヤ
１４ 内周面
１６ 圧入面
１８ 接合面
２０ 接合面
２４ 突き合わせ部
３０ レーザ光
３２ 溶接ワイヤ
３４ 端部
３６ 端部
３８ 溶接ビード
４０ デフケース
４２ リングギヤ
４６ 接合面
４８ 内周面
５０ 圧入部
５２ 端部
５４ 端部
５６ 溶接ビード DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Differential case 12 Ring gear 14 Inner peripheral surface 16 Press-fit surface 18 Joint surface 20 Joint surface 24 Butting part 30 Laser beam 32 Welding wire 34 End part 36 End part 38 Weld bead 40 Differential case 42 Ring gear 46 Joint surface 48 Inner peripheral face 50 Press-fit part 52 End 54 End 56 Weld Bead

Claims (5)

第１部材の面と第２部材の面との突き合わせ部にレーザ光を集光して照射することによって溶加材を溶かしながら前記第１部材と前記第２部材とのレーザ溶接を行う溶接方法において、
前記第１部材の面と前記第２部材の面とに開先加工を施さないで、かつ、前記レーザ光の集光径をφ０．２ｍｍ以下とすること、
を特徴とする溶接方法。 A welding method for performing laser welding of the first member and the second member while melting the filler material by condensing and irradiating a laser beam to a butting portion between the surface of the first member and the surface of the second member. In
Do not perform groove processing on the surface of the first member and the surface of the second member, and the condensing diameter of the laser light is φ0.2 mm or less,
A welding method characterized by the above. 請求項１に記載する溶接方法において、
前記レーザ溶接を行うことによって形成される溶接ビードの溶け込み深さを５ｍｍ以上とすること、
を特徴とする溶接方法。 The welding method according to claim 1,
The penetration depth of the weld bead formed by performing the laser welding is 5 mm or more,
A welding method characterized by the above. 請求項１または２に記載する溶接方法において、
前記レーザ光の出力は１０．０ｋＷ以下であり、
前記レーザ溶接による溶接速度をＸｍ／ｍｉｎとし、前記レーザ光の出力をＹｋｗとするときに、以下の数１の関係を満たすこと、を特徴とする溶接方法。
Figure 2011161506
 In the welding method according to claim 1 or 2,
The output of the laser beam is 10.0 kW or less,
The welding method characterized by satisfy | filling the relationship of following Numerical formula 1, when the welding speed by the said laser welding is set to Xm / min and the output of the said laser beam is set to Ykw.
Figure 2011161506
 請求項１乃至３のいずれか一項に記載する溶接方法において、
前記第１部材は鋳造材であり、前記第２部材は鋼材であること、
を特徴とする溶接方法。 In the welding method as described in any one of Claims 1 thru | or 3,
The first member is a cast material and the second member is a steel material;
A welding method characterized by the above. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載する溶接方法において、
前記第１部材はデファレンシャルギヤのハウジング部材であるデフケースであり、前記第２部材は前記デファレンシャルギヤのリングギヤであること、
を特徴とする溶接方法。 In the welding method as described in any one of Claims 1 thru | or 4,
The first member is a differential case which is a housing member of a differential gear, and the second member is a ring gear of the differential gear;
A welding method characterized by the above.
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