JP2016059936A

JP2016059936A - Laser arc hybrid welding method

Info

Publication number: JP2016059936A
Application number: JP2014188707A
Authority: JP
Inventors: 幸成望田; Yukinari Mochida; 皓章吉信; Hiroaki Yoshinobu
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2016-04-25

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser arc hybrid welding method that can suppress occurrence of a welding failure, such as a blow hole.SOLUTION: In the laser arc hybrid welding method for performing deep penetration welding at an abutment surface 13 between a first work 11 to be a first welding object and a second work 12 to be a second welding object using an arc-welding 120 and laser welding 110, the arc-welding 120 and the laser welding 110 are performed on the same line while a position of a focal point of a laser beam 111 used for the laser welding 110 is periodically displaced in a width direction of an abutment line L.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、レーザアークハイブリッド溶接を用いて被溶接体である金属を溶接する際に、溶接部におけるブローホールなどの溶接欠陥の発生を抑制する技術に関する。 The present invention relates to a technique for suppressing the occurrence of welding defects such as blow holes in a welded part when welding a metal that is a welded body using laser arc hybrid welding.

レーザ溶接は、レーザビームを被溶接物である金属板などの被溶接箇所に対して照射し、溶接する技術である。その特性上、溶接幅の狭い精密な溶接が可能であることや、深溶込溶接が可能であることから、利用分野が拡大している。そして近年、レーザ装置の高出力化や高効率化、高性能化が進展したことから、各産業界ではレーザ溶接・接合法の適用が急速に進んでいる。また、レーザアークハイブリッド溶接など溶接の手法については様々な研究がなされている。 Laser welding is a technique in which a laser beam is irradiated to a welded portion such as a metal plate as a workpiece to be welded. Because of its characteristics, it is possible to perform precise welding with a narrow welding width, and deep penetration welding is possible. In recent years, with the progress of higher output, higher efficiency, and higher performance of laser devices, application of laser welding / joining methods is rapidly progressing in various industries. In addition, various studies have been made on welding methods such as laser arc hybrid welding.

特許文献１には、レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置に関する技術が開示されている。被溶接箇所に沿って溶接用レーザビームＡと溶接用レーザビームＢを相対的に移動させてなるレーザ溶接方法において、溶接用レーザビームＡと溶接用レーザビームＢの焦点の位置を溶接深度方向に振動させて溶接を行う。焦点の位置を変更するために、可変形ミラーを用いている。レーザの焦点の位置が変化することで、照射するエネルギー密度を変化させ、溶融深度を変化させることが可能となる。この結果、溶接中に安定したキーホールを生じるレーザ溶接方法を実現可能としている。 Patent Document 1 discloses a technique relating to a laser welding method and a laser welding apparatus. In a laser welding method in which welding laser beam A and welding laser beam B are relatively moved along a welded position, the focal positions of welding laser beam A and welding laser beam B are set in the welding depth direction. Weld with vibration. A deformable mirror is used to change the position of the focal point. By changing the position of the focal point of the laser, it is possible to change the energy density to be irradiated and change the melting depth. As a result, a laser welding method that produces a stable keyhole during welding can be realized.

特許文献２には、レーザ溶接方法に関する技術が開示されている。出力変調を行うレーザ溶接において、溶融池の固有振動数と一致した周波数でレーザ出力を周期的にパルス変動させて溶接を行う。この結果、ポロシティ、ブローホール、割れなどの溶接欠陥の発生を効果的に防止することが可能となる。 Patent Document 2 discloses a technique related to a laser welding method. In laser welding that performs output modulation, welding is performed by periodically pulsing the laser output at a frequency that matches the natural frequency of the molten pool. As a result, it is possible to effectively prevent the occurrence of welding defects such as porosity, blowholes, and cracks.

特開２０００−１０７８７６号公報JP 2000-107876 A 特開２００２−２２４８６７号公報JP 2002-224867 A

しかしながら、レーザ溶接を用いて被溶接材を深溶込溶接しようとする場合、キーホールの深さが深くなるほどブローホールの発生の抑制を実現することは難しくなる。特許文献１に開示される技術は、可変形ミラーを用いて焦点の位置を変更させているが、ピエゾ素子を用いての正確な焦点距離の変更は技術的困難性が伴うものと考えられる。特許文献２に開示される技術は、レーザの出力を振幅させるのにパルス変調を行っているが、パルス変調を行うと出力低下が懸念される。又、レーザの出力の振幅を決める溶融池の固有振動数を測定するのには技術的困難性が伴うものと考えられる。 However, when deep penetration welding is to be performed on a material to be welded using laser welding, it is difficult to realize suppression of blowhole generation as the depth of the keyhole increases. In the technique disclosed in Patent Document 1, the position of the focal point is changed using a deformable mirror. However, it is considered that an accurate change in focal length using a piezo element involves technical difficulties. The technique disclosed in Patent Document 2 performs pulse modulation to amplify the output of the laser. However, if pulse modulation is performed, there is a concern about a decrease in output. Further, it is considered that there is a technical difficulty in measuring the natural frequency of the molten pool that determines the amplitude of the laser output.

そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、ブローホールなどの溶接欠陥の発生を抑制することが可能なレーザアークハイブリッド溶接方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser arc hybrid welding method capable of suppressing the occurrence of welding defects such as blowholes in order to solve such problems.

前記目的を達成するために、本発明の一態様によるレーザアークハイブリッド溶接方法は、以下のような特徴を有する。 In order to achieve the above object, a laser arc hybrid welding method according to an aspect of the present invention has the following characteristics.

（１）アーク溶接とレーザ溶接を用いて、第１被溶接体と第２被溶接体との当接面を深溶込溶接するレーザアークハイブリッド溶接方法において、前記アーク溶接と前記レーザ溶接を同一溶接線上にて行い、前記レーザ溶接に用いるレーザの焦点の位置を、前記当接面が形成する当接線上の幅方向に周期性を持たせて変化させること、を特徴とする。 (1) In the laser arc hybrid welding method in which the contact surfaces of the first and second welded bodies are deep penetration welded using arc welding and laser welding, the arc welding and the laser welding are the same. It is characterized in that it is performed on the weld line and the position of the focal point of the laser used for the laser welding is changed with periodicity in the width direction on the contact line formed by the contact surface.

上記（１）に記載の態様により、レーザアークハイブリッド溶接を行う際に発生する溶接欠陥の発生を低減することが可能となる。これは、第１被溶接体と第２被溶接体とが形成する当接線（溶接方向）に対して、例えばレーザ溶接の焦点の位置を所定の幅で振動させつつ溶接方向に移動させていくことで、レーザアークハイブリッド溶接の溶接幅を一定の幅とすることができる。つまり、当接線に対して所定の幅を持った溶接線が形成される。 According to the aspect described in (1) above, it is possible to reduce the occurrence of welding defects that occur when laser arc hybrid welding is performed. For example, the position of the focal point of laser welding is moved in the welding direction while vibrating with a predetermined width with respect to the contact line (welding direction) formed by the first and second welded bodies. Thereby, the welding width | variety of laser arc hybrid welding can be made into a fixed width | variety. That is, a weld line having a predetermined width with respect to the contact line is formed.

レーザアークハイブリッド溶接を行う場合、課題に示したような溶融池（金属溶融部分）の脈動（溶融池の幅方向の周期的な変動）が観測される。これは所定の周期性を有しており、固有振動数があるものと考えられる。出願人は、被溶接体に形成される溶融池の幅が増減することで、溶接部分にブローホールが形成されると考え、こうした溶融池の幅が増減しないよう、レーザアークハイブリッド溶接に用いるレーザ溶接の焦点の位置を当接線に対して幅方向に振動させて溶接を行うことを想定した。これにより、溶融池の幅の振幅（変動）を抑えて溶け込み幅を一定にすることができる為、結果的にブローホールの形成を抑制することが可能となる。ブローホールなどの溶接欠陥の発生を抑制する事で、凝固割れなどの抑制を実現出来る。 When performing laser arc hybrid welding, the pulsation (periodic fluctuation in the width direction of the molten pool) as observed in the problem is observed. This has a predetermined periodicity and is considered to have a natural frequency. The applicant considers that a blowhole is formed in the welded part by increasing or decreasing the width of the molten pool formed in the welded body, and the laser used for laser arc hybrid welding so that the width of the molten pool does not increase or decrease. It was assumed that welding was performed by vibrating the position of the focal point of welding in the width direction with respect to the contact line. As a result, the amplitude (fluctuation) of the width of the molten pool can be suppressed and the penetration width can be made constant, and as a result, the formation of blow holes can be suppressed. By suppressing the occurrence of weld defects such as blow holes, solidification cracks can be suppressed.

（２）（１）に記載のレーザアークハイブリッド溶接方法において、前記レーザ溶接の出力を周期的に変調させること、が好ましい。レーザ溶接の位置の変化に加えてレーザ溶接の出力を周期的に変調させることで、より効果的に溶接欠陥の発生の抑制に貢献することができる。 (2) In the laser arc hybrid welding method according to (1), it is preferable to periodically modulate the output of the laser welding. By periodically modulating the output of laser welding in addition to the change in the position of laser welding, it is possible to more effectively contribute to the suppression of the occurrence of welding defects.

（３）（１）又は（２）に記載のレーザアークハイブリッド溶接において、前記レーザ溶接の光軸の軌跡が、波形を描いていること、が好ましい。溶接線の軌跡が波形を描くことで、より効果的に溶接欠陥の発生の抑制に貢献することができる。 (3) In the laser arc hybrid welding according to (1) or (2), it is preferable that the locus of the optical axis of the laser welding has a waveform. By drawing the waveform of the weld line, it is possible to more effectively contribute to the suppression of the occurrence of welding defects.

第１実施形態の、レーザアークハイブリッド溶接の側面からの模式図である。It is a schematic diagram from the side of laser arc hybrid welding of a 1st embodiment. 第１実施形態の、被溶接体の斜視断面図である。It is a perspective sectional view of a to-be-welded body of a 1st embodiment. 第１実施形態の、溶接部分の斜視断面図である。It is a perspective sectional view of a welding part of a 1st embodiment. 第１実施形態の、レーザ光の軌跡を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the locus | trajectory of the laser beam of 1st Embodiment. 比較のために用意した、レーザアークハイブリット溶接の実施形態の模式図である。It is the schematic diagram of embodiment of the laser arc hybrid welding prepared for the comparison. 比較のために用意した、被溶接体の模式斜視断面図である。It is the model perspective cross-sectional view of the to-be-welded body prepared for the comparison. 比較のために用意した、被溶接体の断面図である。It is sectional drawing of the to-be-welded body prepared for the comparison. 第２実施形態のレーザ光の軌跡を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the locus | trajectory of the laser beam of 2nd Embodiment.

まず、本発明の第１の実施形態について図面を用いて説明を行う。図１に、第１実施形態のレーザアークハイブリッド溶接１００の側面模式図を示す。図２に、被溶接体を当接させた様子を斜視断面図に示す。図３に、溶接部分の斜視断面図を示す。被溶接物１０となる第１ワーク１１と第２ワーク１２は、図２に示される様に突き合わされ保持される。この状態で、第１ワーク１１と第２ワーク１２との間には当接線Ｌができる。この状態で、当接線Ｌに沿ってレーザアークハイブリット溶接を行い、図３に示すような溶接部分１５を形成する。 First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the side surface schematic diagram of the laser arc hybrid welding 100 of 1st Embodiment is shown. FIG. 2 is a perspective sectional view showing a state in which the welded body is brought into contact. FIG. 3 shows a perspective sectional view of the welded portion. The first workpiece 11 and the second workpiece 12 that are to be welded 10 are abutted and held as shown in FIG. In this state, a contact line L is formed between the first work 11 and the second work 12. In this state, laser arc hybrid welding is performed along the contact line L to form a welded portion 15 as shown in FIG.

レーザアークハイブリッド溶接１００は、図１に示される様に、アーク溶接１２０に用いるノズル１２３にワイヤ１２２が供給され、ワイヤ１２２の先端からアーク１２１が飛ぶ。ノズル１２３の先端からは、図示しないシールドガスが噴出されている。一方、アーク溶接１２０に追従して動くレーザヘッド１１２からはレーザ光１１１が照射される。なお、第１実施形態で用いられるレーザは連続発振タイプのファイバーレーザを用いている。以下、単にレーザ溶接１１０とする。図１に示される溶接方向は、図２に示される当接線Ｌに沿っている。 In the laser arc hybrid welding 100, as shown in FIG. 1, the wire 122 is supplied to the nozzle 123 used for the arc welding 120, and the arc 121 flies from the tip of the wire 122. A shield gas (not shown) is ejected from the tip of the nozzle 123. On the other hand, a laser beam 111 is irradiated from a laser head 112 that moves following the arc welding 120. The laser used in the first embodiment is a continuous oscillation type fiber laser. Hereinafter, it is simply referred to as laser welding 110. The welding direction shown in FIG. 1 is along the contact line L shown in FIG.

溶接部分１５は、側面から見た場合に図１に示される様に形成され、先端部分は溶融金属からなる溶融池１６が形成される。また、レーザ光１１１の延長線上には図示しないキーホールが形成される。図４に、レーザ光の軌跡を模式図に示す。レーザ光１１１の光軸は、図４に示される様に当接線Ｌに対して等しく振幅するような波形を描くように制御される。具体的にはレーザ光１１１の光軸を移動させるために、図示しない集光レンズを操作したり、伝達系にガルバノミラーを用いたりする。この結果、当接線Ｌに対して光軸軌跡ＷＬが揺動するような形でレーザ光１１１の光軸を移動させ、ウィービングさせて溶接を行う。なお、レーザ光１１１の振幅は１〜５ｍｍ程度としている。また、必要に応じてアーク溶接１２０をウィービングさせても良い。 The welded portion 15 is formed as shown in FIG. 1 when viewed from the side, and a molten pool 16 made of molten metal is formed at the tip portion. A keyhole (not shown) is formed on the extended line of the laser beam 111. FIG. 4 is a schematic diagram showing the locus of laser light. The optical axis of the laser beam 111 is controlled so as to draw a waveform having the same amplitude with respect to the contact line L as shown in FIG. Specifically, in order to move the optical axis of the laser beam 111, a condensing lens (not shown) is operated, or a galvanometer mirror is used for the transmission system. As a result, the optical axis of the laser beam 111 is moved in such a manner that the optical axis locus WL swings with respect to the contact line L, and welding is performed by weaving. The amplitude of the laser beam 111 is about 1 to 5 mm. Moreover, you may make the arc welding 120 weave as needed.

第１実施形態は上記構成のレーザアークハイブリッド溶接１００による溶接方法であるため、以下に示す作用及び効果を奏する。 Since 1st Embodiment is the welding method by the laser arc hybrid welding 100 of the said structure, there exists an effect | action and effect which are shown below.

まず、効果として、ブローホールなどの溶接欠陥の発生を抑制することが可能である点が挙げられる。これは、アーク溶接１２０を先行させレーザ溶接１１０を後行させて、第１被溶接体である第１ワーク１１と第２被溶接体である第２ワーク１２との当接面１３を深溶込溶接するレーザアークハイブリッド溶接方法において、当接面１３が形成する当接線Ｌの上を、アーク溶接１２０とレーザ溶接１１０を同一線上にて行い、レーザ溶接１１０に用いるレーザ光１１１の焦点の位置が当接線Ｌの幅方向に周期性を持たせて変位させながら溶接を行う構成となっているためである。 First, as an effect, it is possible to suppress the occurrence of welding defects such as blow holes. This is because the arc welding 120 is preceded and the laser welding 110 is followed, and the contact surface 13 between the first workpiece 11 that is the first workpiece and the second workpiece 12 that is the second workpiece is deeply melted. In the laser arc hybrid welding method in which welding is performed, the arc welding 120 and the laser welding 110 are performed on the same line on the contact line L formed by the contact surface 13, and the position of the focal point of the laser beam 111 used for the laser welding 110 This is because the welding is performed while displacing with a periodicity in the width direction of the contact line L.

図５に、比較のために用意した、レーザアークハイブリット溶接の実施形態の模式図を示す。図５では、レーザの焦点の位置を幅方向に変化させずに溶接を行っている。図６に、図５のレーザアークハイブリッド溶接方法で溶接された被溶接体の模式斜視断面図を示す。図７に、被溶接体の断面図を示す。図７は図６のＡＡ断面図である。比較例では、レーザ溶接１１０とアーク溶接１２０とを当接線Ｌに沿って移動させ、溶接している。溶接速度は０．６ｍ／ｍｉｎ程度とした。この結果、図６に示される様な、ブローホール２０が形成される。図６のＡＡ断面を示す図７では、ブローホール２０が周期的に形成されていることが確認できる。特許文献１や特許文献２ではこの周期性に着目してそれを打ち消すような周期での出力変動や焦点距離の変更を行っているが、課題で示したように実現は困難である上に、材料特性によっても変化が認められる。 FIG. 5 shows a schematic diagram of an embodiment of laser arc hybrid welding prepared for comparison. In FIG. 5, welding is performed without changing the focal position of the laser in the width direction. FIG. 6 shows a schematic perspective cross-sectional view of a welded body welded by the laser arc hybrid welding method of FIG. FIG. 7 shows a cross-sectional view of the welded body. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In the comparative example, the laser welding 110 and the arc welding 120 are moved along the contact line L and are welded. The welding speed was about 0.6 m / min. As a result, a blow hole 20 as shown in FIG. 6 is formed. In FIG. 7 showing the AA cross section of FIG. 6, it can be confirmed that the blow holes 20 are periodically formed. In Patent Document 1 and Patent Document 2, focusing on this periodicity and changing the output fluctuation and focal length in a period that cancels it, it is difficult to realize as shown in the problem. Changes are also observed depending on the material properties.

そこで、第１実施形態では、レーザ溶接１１０及びアーク溶接１２０の光軸軌跡ＷＬを、当接線Ｌを軸として等しく振幅するような波形が描かれるように移動させている。この光軸軌跡ＷＬは例えば正弦波や余弦波形状であっても良い。こうすることで、溶接部分１５に生じる脈動を抑え、安定して連続した湯流れを得ることができる。図１と図５では、溶融池１６の周囲に形成される熱影響層１６ａ（線で表されているが、実際には所定の厚みが形成される）の間隔が異なっている。これは、即ち図７に示すような周期ｘの脈動が発生して湯流れが不安定になっている状況を、第１実施形態の構成によって、即ちレーザ溶接１１０の光軸軌跡ＷＬを図４に示すような軌跡を描いて移動させることで、改善している為である。 Therefore, in the first embodiment, the optical axis trajectories WL of the laser welding 110 and the arc welding 120 are moved so as to draw a waveform having the same amplitude with the contact line L as an axis. This optical axis locus WL may be, for example, a sine wave or cosine wave shape. By carrying out like this, the pulsation which arises in the welding part 15 can be suppressed, and the continuous hot water flow can be obtained. In FIG. 1 and FIG. 5, the distance between the heat-affected layers 16 a (represented by lines, which are actually formed with a predetermined thickness) formed around the molten pool 16 is different. This is a situation where a pulsation having a period x as shown in FIG. 7 is generated and the molten metal flow is unstable, and the optical axis locus WL of the laser welding 110 is shown in FIG. This is because it has been improved by drawing and moving a locus as shown in FIG.

具体的には、図７に示すように溶融池の幅３Ｈｚの周期（１秒間に３回の脈動が発生）で脈動しているとすると、溶接部分に凝固ムラができ、これが結果的に図６に示すようなブローホール２０を形成する。そこで、図４に示すような光軸軌跡ＷＬを描く、即ちレーザ溶接１１０及びアーク溶接１２０の位置変動を行うことで５〜１０Ｈｚの振動を与える。変動幅は前述した通り１〜５ｍｍ程度。図３に示す溶接部分１５の幅、つまり溶接線の幅は約１５ｍｍ程度になるため、その３割程度の幅でレーザ光１１１を振幅させている。 Specifically, as shown in FIG. 7, assuming that the molten pool is pulsating at a cycle of 3 Hz (three pulsations per second), solidification unevenness occurs in the welded portion, and this results in FIG. A blow hole 20 as shown in FIG. Therefore, the vibration of 5 to 10 Hz is given by drawing the optical axis locus WL as shown in FIG. 4, that is, by changing the position of the laser welding 110 and the arc welding 120. As described above, the fluctuation range is about 1 to 5 mm. Since the width of the welded portion 15 shown in FIG. 3, that is, the width of the weld line is about 15 mm, the laser beam 111 is amplified with a width of about 30%.

溶接時の溶け込み幅変化は、被溶接物１０の素材によっても異なった発現の仕方をすることが確認されており、材料特有の周期を持っていると推察される。しかし、その周期とは無関係に所定の幅でレーザ光１１１の焦点の位置を変位させることで、溶接時の溶け込み幅を均一化させ、溶接部分１５にブローホール２０が形成されることを防ぐことが可能となる。 It has been confirmed that the penetration width change at the time of welding is expressed differently depending on the material of the work piece 10 and has a period peculiar to the material. However, by displacing the focal position of the laser beam 111 by a predetermined width regardless of the period, the penetration width at the time of welding is made uniform, and the formation of the blow hole 20 in the welded portion 15 is prevented. Is possible.

つまり、溶融池１６に安定した大きな脈動が発生するのを抑制する事で、連続した湯流れを安定的に得ることが可能となり、ブローホール２０の形成を防ぐことが可能である。よって、レーザアークハイブリッド溶接１００による第１ワーク１１及び第２ワーク１２の溶接において、ブローホール２０の様な溶接欠陥の発生を抑制する事ができる。 That is, by suppressing the generation of stable and large pulsations in the molten pool 16, it is possible to stably obtain a continuous hot water flow and prevent the formation of the blow hole 20. Therefore, in the welding of the first workpiece 11 and the second workpiece 12 by the laser arc hybrid welding 100, the occurrence of a welding defect such as the blow hole 20 can be suppressed.

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態の構成とほぼ同じであるが、光軸軌跡ＷＬが図４に示した形態とは異なる。以下に説明を行う。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is substantially the same as the configuration of the first embodiment, but the optical axis trajectory WL is different from that shown in FIG. A description will be given below.

図８に、第２実施形態の、レーザ光の軌跡を模式図に示す。第２実施形態では、レーザヘッド１１２及びノズル１２３の位置を、図８に示すような略コイル状の軌跡を描くように移動させている。振幅は１〜５ｍｍ程度としている。この結果、光軸軌跡ＷＬが図８に示すような軌跡を描いて形成される。この結果、第１実施形態と同様の効果が得られる。ただし、第２実施形態の光軸軌跡ＷＬはクロスする部分がある分、溶接速度が低下するが、代わりにより品質を安定させることができる。 FIG. 8 is a schematic diagram showing the locus of laser light according to the second embodiment. In the second embodiment, the positions of the laser head 112 and the nozzle 123 are moved so as to draw a substantially coiled locus as shown in FIG. The amplitude is about 1 to 5 mm. As a result, the optical axis locus WL is formed so as to draw a locus as shown in FIG. As a result, the same effect as the first embodiment can be obtained. However, although the optical axis trajectory WL of the second embodiment has a crossing portion, the welding speed is reduced, but the quality can be stabilized instead.

この理由として、溶融池１６の深部の溶け込み幅（ビード幅）が広くなり、溶け込み不良が発生しにくくなることが影響していると考えられる。また、溶融金属の流れの周期をコントロールすることができ、ブローホール２０の発生を抑制できることや、溶融金属の流れの周期をコントロールすることができ、均一な深部の溶け込み幅（ビード幅）を得ることができる為、凝固割れを抑制出来ることも理由として考えられる。無論、第１実施形態と第２実施形態の何れの手法を選ぶかは、被溶接物１０の材質等に応じて適宜判断されるべきである。 The reason for this is considered to be that the penetration width (bead width) in the deep part of the molten pool 16 is widened and it is difficult to cause poor penetration. In addition, the cycle of the molten metal can be controlled, generation of the blowhole 20 can be suppressed, the cycle of the molten metal can be controlled, and a uniform deep penetration width (bead width) can be obtained. Therefore, it can be considered that the solidification cracking can be suppressed. Of course, which method of the first embodiment or the second embodiment should be selected should be appropriately determined according to the material of the workpiece 10 or the like.

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態の構成とほぼ同じであるが、レーザヘッド１１２より照射するレーザ光１１１の出力を変動させる点で異なる。レーザ光１１１の出力変動は、レーザ発信器の外部変調入力を用いて行っている。出力変調は７５％〜１２５％程度の範囲で行っている。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is substantially the same as the configuration of the first embodiment, but differs in that the output of the laser beam 111 emitted from the laser head 112 is varied. The output fluctuation of the laser beam 111 is performed using the external modulation input of the laser transmitter. Output modulation is performed in a range of about 75% to 125%.

図４又は図８に示したような光軸軌跡ＷＬの軌跡を描く他に、レーザヘッド１１２より照射するレーザ光１１１の出力を変調させることで、より溶接部分１５の形成に大きな刺激を与えることが可能となる。第１実施形態や第２実施形態のようなレーザ光１１１の位置を変位させるだけでなく、レーザ光１１１の出力を変調させることで、よりきめ細かい湯流れの制御が可能となる。 In addition to drawing the trajectory of the optical axis trajectory WL as shown in FIG. 4 or FIG. 8, by modulating the output of the laser beam 111 irradiated from the laser head 112, a greater stimulus is given to the formation of the welded portion 15. Is possible. In addition to displacing the position of the laser beam 111 as in the first embodiment and the second embodiment, by modulating the output of the laser beam 111, finer control of the hot water flow becomes possible.

以上、本発明に係るレーザアークハイブリッド溶接の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。説明の都合上、第１実施形態乃至第３実施形態では被溶接物１０を第１ワーク１１と第２ワーク１２との突き合わせ溶接としているが、被溶接物１０の形態はこれに捕われる必要は無い。つまり、第１ワーク１１と第２ワーク１２との形状が異なり、例えば鋼管にキー材を溶接するような形態であっても本発明の適用が可能である。 As mentioned above, although embodiment of the laser arc hybrid welding which concerns on this invention was described, this invention is not necessarily limited to this, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning. For convenience of explanation, in the first to third embodiments, the work piece 10 is a butt weld of the first work 11 and the second work 12, but the form of the work piece 10 needs to be captured by this. No. That is, the first workpiece 11 and the second workpiece 12 are different in shape, and the present invention can be applied even when the key material is welded to a steel pipe, for example.

また、レーザ光１１１の振幅や出力変動幅に関しても、例示される数字に関わらず適宜変更することを妨げない。また、第１実施形態乃至第３実施形態では、アーク溶接１２０を先行させ、レーザ溶接１１０を後行させて溶接を行っているが、この順番を入れ替えても本発明の適用は可能である。 In addition, the amplitude and output fluctuation range of the laser beam 111 are not prevented from being appropriately changed regardless of the exemplified numbers. In the first to third embodiments, arc welding 120 is preceded and laser welding 110 is followed, and welding is performed. However, the present invention can be applied even if this order is changed.

１０被溶接物
１１、１２第１ワーク、第２ワーク
１３当接面
１５溶接部分
１６溶融池
１６ａ熱影響層
２０ブローホール
１００レーザアークハイブリッド溶接
１１０レーザ溶接
１１１レーザ光
１１２レーザヘッド
１２０アーク溶接
１２１アーク
１２２ワイヤ
１２３ノズル
Ｌ当接線
ＷＬ光軸軌跡
ｘ脈動幅 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Workpiece 11 and 12 1st workpiece | work, 2nd workpiece | work 13 Contact surface 15 Weld part 16 Weld pool 16a Heat affected layer 20 Blowhole 100 Laser arc hybrid welding 110 Laser welding 111 Laser beam 112 Laser head 120 Arc welding 121 Arc 122 Wire 123 Nozzle L Contact line WL Optical axis trajectory x Pulsation width

Claims

アーク溶接とレーザ溶接を用いて、第１被溶接体と第２被溶接体との当接面を深溶込溶接するレーザアークハイブリッド溶接方法において、
前記アーク溶接と前記レーザ溶接を同一溶接線上にて行い、
前記レーザ溶接に用いるレーザの焦点の位置を、前記当接面が形成する当接線上の幅方向に周期性を持たせて変化させること、
を特徴とするレーザアークハイブリッド溶接方法。 In the laser arc hybrid welding method in which the contact surfaces of the first and second welded bodies are deep penetration welded using arc welding and laser welding,
The arc welding and the laser welding are performed on the same welding line,
Changing the position of the focal point of the laser used for the laser welding with periodicity in the width direction on the contact line formed by the contact surface;
A laser arc hybrid welding method characterized by the above.

請求項１に記載のレーザアークハイブリッド溶接方法において、
前記レーザ溶接の出力を周期的に変調させること、
を特徴とするレーザアークハイブリッド溶接方法。 In the laser arc hybrid welding method according to claim 1,
Periodically modulating the output of the laser welding;
A laser arc hybrid welding method characterized by the above.

請求項１又は請求項２に記載のレーザアークハイブリッド溶接において、
前記レーザ溶接の光軸の軌跡が、波形を描いていること、
を特徴とするレーザアークハイブリッド溶接方法。 In the laser arc hybrid welding according to claim 1 or 2,
The locus of the optical axis of the laser welding draws a waveform,
A laser arc hybrid welding method characterized by the above.