JP5499577B2 - Laser welding equipment - Google Patents
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Description
本発明は、フィラーワイヤを供給しながら上下に重ね合わせられた二枚の金属板をレーザー溶接するレーザー溶接装置に関する。 The present invention relates to two metal plates which are stacked together vertically while supplying a filler wire to the laser welding equipment for laser welding.
近年、上下に重ね合わされた二枚の金属板の溶接方法として、レーザー溶接が利用されつつある。このレーザー溶接は、二枚の金属板の上側の金属板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二枚の金属板に対して移動させることにより、二枚の金属板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。 In recent years, laser welding is being used as a method for welding two metal plates stacked one above the other. This laser welding is performed by moving the laser light with respect to the two metal plates along a predetermined welding path while irradiating laser light toward the upper metal plate surface of the two metal plates. Two metal plates are melted to form a linear weld bead.
また、レーザー光が照射される被照射部位にフィラーワイヤを供給しながら上下に重ね合わせられた二枚の金属板をレーザー溶接することにより、金属板だけでなくフィラーワイヤも溶融させて、すなわち溶融金属を増加させて、二枚の金属板を連結させることも知られている。 Also, not only the metal plate but also the filler wire is melted, that is, melted by laser welding the two metal plates that are stacked one above the other while supplying the filler wire to the irradiated site that is irradiated with laser light. It is also known to connect two metal plates by increasing the metal.
このレーザー溶接におけるフィラーワイヤの供給に関して、例えば特許文献１には、溶接ワイヤの線径に応じて内径が異なる複数のワイヤノズルの取付位置または姿勢を調整することにより溶接ワイヤを溶接部へ導く１つのワイヤノズルを選択し、溶接ワイヤをビームスポットに供給することが開示されている。また、例えば特許文献２には、フィラーワイヤを巻回したワイヤドラムと、フィラーワイヤを送り出す送給ロールと、送り出されたフィラーワイヤを挿通するレベラとを直列状に配設し、このレベラの下方位置に設けた溶接トーチにフィラーワイヤをワイヤドラムから略直線状に供給することが開示されている。
Regarding the supply of filler wire in this laser welding, for example,
ところで、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は、フィラーワイヤを供給するためのワイヤ供給装置が用いられるが、このワイヤ供給装置において、フィラーワイヤを送り出すためのワイヤ供給モータが故障した場合などフィラーワイヤの供給異常が発生すると、フィラーワイヤを供給することができなくなり、このためにレーザー溶接を停止しなければならないという問題がある。 By the way, when performing laser welding while supplying a filler wire, a wire supply device for supplying the filler wire is used. In this wire supply device, when a wire supply motor for feeding the filler wire fails, etc. When the supply abnormality of the filler wire occurs, it becomes impossible to supply the filler wire, and there is a problem that the laser welding must be stopped for this reason.
そこで、本発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたものであり、フィラーワイヤを供給しながら上下に重ね合わせられた二枚の金属板をレーザー溶接する際に、フィラーワイヤの供給を停止させることなく、フィラーワイヤの供給の信頼性を向上させることができるレーザー溶接装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above technical problem, and stops supplying filler wire when laser welding two metal plates stacked one above the other while supplying filler wire. it not, it is an object to provide a laser welding equipment capable of improving the reliability of the supply of filler wire.
このため、本願の請求項１に係る発明は、フィラーワイヤを供給しながら上下に重ね合わせられた二枚の金属板をレーザー溶接するレーザー溶接装置であって、前記二枚の金属板のうち上側の金属板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前記二枚の金属板に対して相対的に移動し、該レーザー光によって前記金属板を溶融させて溶融金属が貯留されてなる溶融池を形成するレーザー照射手段と、該レーザー照射手段によって形成される前記溶融池に前記レーザー光よりも溶接進行方向後方側から第１のフィラーワイヤを供給する第１のワイヤ供給手段と、該第１のワイヤ供給手段によって前記溶融池に供給される前記第１のフィラーワイヤよりも溶接進行方向後方側から前記溶融池に第２のフィラーワイヤを供給する第２のワイヤ供給手段と、前記第１のワイヤ供給手段によって前記溶融池に前記第１のフィラーワイヤを供給する第１の状態と前記第２のワイヤ供給手段によって前記溶融池に前記第２のフィラーワイヤを供給する第２の状態とを選択的に切り替えるワイヤ供給切替手段と、を備え、前記第２のワイヤ供給手段は、前記第１のワイヤ供給手段によって前記溶融池に供給される前記第１のフィラーワイヤの前記溶融池への進入角度よりも小さい進入角度で前記溶融池へ前記第２のフィラーワイヤが進入するように前記溶融池に前記第２のフィラーワイヤを供給する、ことを特徴としたものである。
For this reason , the invention according to
また、本願の請求項２に係る発明は、フィラーワイヤを供給しながら上下に重ね合わせられた二枚の金属板をレーザー溶接するレーザー溶接装置であって、前記二枚の金属板のうち上側の金属板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前記二枚の金属板に対して相対的に移動し、該レーザー光によって前記金属板を溶融させて溶融金属が貯留されてなる溶融池を形成するレーザー照射手段と、該レーザー照射手段によって形成される前記溶融池に前記レーザー光よりも溶接進行方向後方側から第１のフィラーワイヤを供給する第１のワイヤ供給手段と、該第１のワイヤ供給手段によって前記溶融池に供給される前記第１のフィラーワイヤよりも溶接進行方向後方側から前記溶融池に第２のフィラーワイヤを供給する第２のワイヤ供給手段と、前記第１のワイヤ供給手段によって前記溶融池に前記第１のフィラーワイヤを供給する第１の状態と前記第２のワイヤ供給手段によって前記溶融池に前記第２のフィラーワイヤを供給する第２の状態とを選択的に切り替えるワイヤ供給切替手段と、前記第１のワイヤ供給手段及び前記第２のワイヤ供給手段の異常を検出するワイヤ供給異常検出手段とを備え、前記ワイヤ供給切替手段は、前記第１の状態において前記ワイヤ供給異常検出手段によって前記第１のワイヤ供給手段の異常を検出すると前記第１の状態から前記第２の状態に切り替え、前記第２の状態において前記ワイヤ供給異常検出手段によって前記第２のワイヤ供給手段の異常を検出すると前記第２の状態から前記第１の状態に切り替える、ことを特徴としたものである。
The invention according to
本願の請求項１に係る発明によれば、レーザー光によって金属板を溶融させて形成した溶融池に、第１のワイヤ供給手段によってレーザー光よりも溶接進行方向後方側から第１のフィラーワイヤを供給する第１の状態と、第２のワイヤ供給手段によって第１のフィラーワイヤよりも溶接進行方向後方側から第２のフィラーワイヤを供給する第２の状態とが選択的に切り替えられるので、第１のワイヤ供給手段及び第２のワイヤ供給手段の何れか一方のワイヤ供給手段が故障した場合においても、他方のワイヤ供給手段によってフィラーワイヤを供給することができ、フィラーワイヤの供給を停止させることなく、フィラーワイヤの供給の信頼性を向上させることができる。したがって、一方のワイヤ供給手段が故障した場合にも、溶接作業を中断する必要がない。また、第１のワイヤ供給手段及び第２のワイヤ供給手段の何れか一方のワイヤ供給手段によってフィラーワイヤを供給している際に、他方のワイヤ供給手段をメンテナンスすることが可能であるので、前記効果を有効に奏することができる。さらに、本願発明によれば、溶融池にレーザー光よりも後方側からフィラーワイヤが供給されるので、レーザー光が照射される被照射部位にフィラーワイヤが供給される場合や溶融池にレーザー光よりも前方側からフィラーワイヤが供給される場合に比してフィラーワイヤを供給する領域が広く、比較的容易にフィラーワイヤを安定して供給することができる。
また、第１のフィラーワイヤよりも溶融池の溶接進行方向後方側に供給される第２のフィラーワイヤが、前方側に供給される第１のフィラーワイヤの溶融池への進入角度よりも小さい進入角度で溶融池へ進入するように供給されるので、該第２のフィラーワイヤが、溶融池の溶接進行方向後端側の形状を形成する非溶融状態の被溶接部と接触し、フィラーワイヤが引っかかったり折れ曲がったりしてワイヤ供給状態が一定せず、溶接が不安定になることを防止することができる。
According to the invention of
Moreover, the 2nd filler wire supplied to the welding progress direction back side of a molten pool rather than a 1st filler wire approachs smaller than the approach angle to the molten pool of the 1st filler wire supplied to the front side. Since it is supplied so as to enter the molten pool at an angle, the second filler wire comes into contact with the welded portion in the non-molten state that forms the shape of the rear end side in the welding progress direction of the molten pool, and the filler wire It is possible to prevent the welding from becoming unstable because the wire supply state is not constant due to being caught or bent.
また、本願の請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様、レーザー光によって金属板を溶融させて形成した溶融池に、第１のワイヤ供給手段によってレーザー光よりも溶接進行方向後方側から第１のフィラーワイヤを供給する第１の状態と、第２のワイヤ供給手段によって第１のフィラーワイヤよりも溶接進行方向後方側から第２のフィラーワイヤを供給する第２の状態とが選択的に切り替えられるので、第１のワイヤ供給手段及び第２のワイヤ供給手段の何れか一方のワイヤ供給手段が故障した場合においても、他方のワイヤ供給手段によってフィラーワイヤを供給することができ、フィラーワイヤの供給を停止させることなく、フィラーワイヤの供給の信頼性を向上させることができる。したがって、一方のワイヤ供給手段が故障した場合にも、溶接作業を中断する必要がない。また、第１のワイヤ供給手段及び第２のワイヤ供給手段の何れか一方のワイヤ供給手段によってフィラーワイヤを供給している際に、他方のワイヤ供給手段をメンテナンスすることが可能であるので、前記効果を有効に奏することができる。さらに、本願発明によれば、溶融池にレーザー光よりも後方側からフィラーワイヤが供給されるので、レーザー光が照射される被照射部位にフィラーワイヤが供給される場合や溶融池にレーザー光よりも前方側からフィラーワイヤが供給される場合に比してフィラーワイヤを供給する領域が広く、比較的容易にフィラーワイヤを安定して供給することができる。
また、第１のワイヤ供給手段の異常を検出すると、第１のフィラーワイヤを供給する第１の状態から第２のフィラーワイヤを供給する第２の状態に切り替えられ、第２のワイヤ供給手段の異常を検出すると、前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えられるので、前記効果をより具体的に実現することができる。
Further , according to the invention according to
Further, when an abnormality is detected in the first wire supply means, the first state in which the first filler wire is supplied is switched to the second state in which the second filler wire is supplied. When an abnormality is detected, the second state is switched to the first state, so that the effect can be realized more specifically.
以下、本発明の実施形態に係るレーザー溶接装置について、添付図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, with the laser welding equipment according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図１は、本発明の実施形態に係るレーザー溶接装置の要部を概略的に示す側面図であり、図２は、前記レーザー溶接装置の制御構成図である。このレーザー溶接装置１０は、レーザー光ＬＢを発生するレーザー照射手段としてのレーザーヘッド２と、該レーザーヘッド２からのレーザー光被照射部位Ｌの後方にフィラーワイヤ（第１のフィラーワイヤ）Ｘ１を供給する第１のワイヤ供給手段としての第１のワイヤ供給装置３と、レーザー光被照射部位Ｌの後方においてフィラーワイヤＸ１よりも後方側からフィラーワイヤ（第２のフィラーワイヤ）Ｘ２を供給する第２のワイヤ供給手段としての第２のワイヤ供給装置４と、フィラーワイヤＸ１及びＸ２を所定温度に加熱するワイヤ加熱装置５と、レーザーヘッド２、第１のワイヤ供給装置３及び第２のワイヤ供給装置４を支持すると共にワークＷに対して相対的に移動させるアーム型の溶接ロボット６とを有している。なお、図１では、溶接ロボット６のロボットアーム６１の先端のみが示されている。
FIG. 1 is a side view schematically showing a main part of a laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a control configuration diagram of the laser welding apparatus. This
本実施形態では、ワークＷとしては、上下に重ね合わされた平板状の二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２を一例として示している。二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２は、複数のクランプ治具８によって把持されているが、二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２における対向する面は一般に完全な平面ではないので、金属板Ｗ１、Ｗ２の精度上、対向する面の間には少なからず隙間Ｚが生じている。 In the present embodiment, as the work W, two flat metal plates W1 and W2 that are stacked one above the other are shown as an example. The two metal plates W1 and W2 are held by a plurality of clamp jigs 8. However, since the opposing surfaces of the two metal plates W1 and W2 are generally not perfect planes, the metal plates W1 and W2 In terms of accuracy, there is a considerable gap Z between the opposing surfaces.
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。また、レーザー光Ｌの焦点位置は可変であるが、本実施形態においては下側の金属板Ｗ２の下面に設定されている。レーザーヘッド２は、ロボットアーム６１の先端に取付ブラケット６２を介して取り付けられている。この取付ブラケット６２は、平面状に形成され、ロボットアーム６１に沿って延び略矩形状に形成される矩形部６２ａと該矩形部６２ａから溶接進行方向後方側に湾曲して延びる湾曲部６２ｂとを備え、矩形部６２ａにレーザーヘッド２が取り付けられている。
The
第１のワイヤ供給装置３は、レーザー光ＬＢよりも溶接進行方向後方側においてレーザー光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３１と、フィラーワイヤＸ１が巻回されたワイヤロール３２と、図示しないワイヤ供給モータにより駆動され、該ワイヤロール３２からフィラーワイヤＸ１を繰り出す一対の繰り出しローラ３３と、該繰り出しローラ３３とワイヤ供給ノズル３１との間に設けられ、該繰り出しローラ３３により繰り出されたフィラーワイヤＸ１をワイヤ供給ノズル３１まで誘導するチューブ３４とを有している。この第１のワイヤ供給装置３は、後述する溶融池にレーザー光ＬＢよりも溶接進行方向後方側からフィラーワイヤＸ１を供給することができるようになっている。なお、第１のワイヤ供給装置３のワイヤ供給モータは、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、被溶接部位へのフィラーワイヤＸ１の供給量が調整可能になっている。
The first wire supply device 3 includes a
第２のワイヤ供給装置４もまた、第１のワイヤ供給装置３と同様の構成を備えており、第２のワイヤ供給装置４は、ワイヤ供給ノズル３１よりも溶接進行方向後方側に配置されたワイヤ供給ノズル４１と、フィラーワイヤＸ２が巻回されたワイヤロール４２と、図示しないワイヤ供給モータにより駆動され、該ワイヤロール４２からフィラーワイヤＸ２を繰り出す一対の繰り出しローラ４３と、該繰り出しローラ４３とワイヤ供給ノズル４１との間に設けられ、該繰り出しローラ４３により繰り出されたフィラーワイヤＸ２をワイヤ供給ノズル４１まで誘導するチューブ４２とを有している。この第２のワイヤ供給装置４は、溶融池にフィラーワイヤＸ１よりも溶接進行方向後方側からフィラーワイヤＸ２を供給することができるようになっている。なお、第２のワイヤ供給装置４のワイヤ供給モータもまた、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、被溶接部位へのフィラーワイヤＸ２の供給量が調整可能になっている。
The second wire supply device 4 also has the same configuration as that of the first wire supply device 3, and the second wire supply device 4 is arranged behind the
第１のワイヤ供給装置３のワイヤ供給ノズル３１と第２のワイヤ供給装置４のワイヤ供給ノズル４１とはともに、ロボットアーム６１の先端に取付ブラケット６２を介して取り付けられ、取付ブラケット６２の湾曲部６２ｂに、レーザーヘッド２の溶接進行方向後方側にワイヤ供給ノズル３１が取り付けられ、ワイヤ供給ノズル３１の溶接進行方向後方側にワイヤ供給ノズル４１が取り付けられている。
The
本実施形態では、後述するように、ワイヤ供給ノズル３１は、フィラーワイヤＸ１の溶融池への進入角度がθ１となるように取り付けられ、ワイヤ供給ノズル４１は、フィラーワイヤＸ２の溶融池への進入角度がθ２となるように取り付けられ、ワイヤ供給ノズル３１と４１とは、フィラーワイヤＸ２の進入角度θ２がフィラーワイヤＸ１の進入角度θ１よりも小さくなるように取り付けられている。
In the present embodiment, as will be described later, the
このようにして、レーザーヘッド２及びワイヤ供給ノズル３１、４１がロボットアーム６１の先端に取り付けられ、ワイヤ供給ノズル３１、４１は、レーザーヘッド２の溶接進行方向後方側に配置され、レーザーヘッド２とともに移動されるようになっている。また、レーザーヘッド２及びワイヤ供給ノズル３１、４１は、レーザーヘッド２から照射されるレーザー光ＬＢの中心ＬＢｃとワイヤ供給ノズル３１、４１から供給されるフィラーワイヤＸ１、Ｘ２が溶接経路Ｒに沿って移動するように位置調整されている。
In this way, the
ワイヤ加熱装置５は、フィラーワイヤＸ１、Ｘ２に通電することにより、該ワイヤＸ１、Ｘ２に生じるジュール熱で該ワイヤＸ１、Ｘ２を加熱するものであり、加熱電源装置５１と、該加熱電源装置５１とワイヤ供給ノズル３１及び４１とをそれぞれ接続するノズル接続ケーブル５２及び５４と、該加熱電源装置５１とクランプ治具８とを接続する、すなわち加熱電源装置５１と金属板Ｗ１、Ｗ２とを接続する金属板接続ケーブル５３とを有している。
The wire heating device 5 heats the wires X1 and X2 by Joule heat generated in the wires X1 and X2 by energizing the filler wires X1 and X2, and includes a heating
このワイヤ加熱装置５は、フィラーワイヤＸ１及びＸ２の何れか一方を加熱することができるようになっており、フィラーワイヤＸ１を加熱する際には、加熱電源装置５１から流れる電流が、ノズル接続ケーブル５２、ワイヤ供給ノズル３１、フィラーワイヤＸ１、金属板Ｗ１、Ｗ２、クランプ治具８、金属板接続ケーブル５３を介して加熱電源装置５１に戻るようになっており、フィラーワイヤＸ２を加熱する際には、加熱電源装置５１から流れる電流が、ノズル接続ケーブル５４、ワイヤ供給ノズル４１、フィラーワイヤＸ２、金属板Ｗ１、Ｗ２、クランプ治具８、金属板接続ケーブル５３を介して加熱電源装置５１に戻るようになっている。なお、逆回りに電流が流れるように構成してももちろんよい。
The wire heating device 5 can heat any one of the filler wires X1 and X2, and when the filler wire X1 is heated, the current flowing from the heating
ここで、前記所定温度は、フィラーワイヤＸ１、Ｘ２の端部が、後述する図３及び図４に示す溶融池ＷＹに供給されたときに、ワイヤ加熱装置５による熱と溶融池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Ｘ１、Ｘ２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。 Here, when the end portions of the filler wires X1 and X2 are supplied to the molten pool WY shown in FIGS. 3 and 4 to be described later, the predetermined temperature is the heat generated by the wire heating device 5 and the heat of the molten pool WY. The temperature is set to melt at The current value for heating the filler wires X1 and X2 to a predetermined temperature may be derived by conducting an experiment or the like.
本実施形態に係るレーザー溶接装置１０にはさらに、第１のワイヤ供給装置３及び第２のワイヤ供給装置４の異常を検出するワイヤ供給異常検出手段としてのワイヤ供給異常検出装置７が備えられている。このワイヤ供給異常検出装置７は、第１のワイヤ供給装置３のワイヤ供給モータが故障した場合など第１のワイヤ供給装置３によるフィラーワイヤＸ１の供給異常を検出することができるとともに、第２のワイヤ供給装置４のワイヤ供給モータが故障した場合など第２のワイヤ供給装置４によるフィラーワイヤＸ２の供給異常を検出することができるようになっている。
The
また、レーザー溶接装置１０には、図２に示すように、レーザーヘッド２、第１のワイヤ供給装置３、具体的には第１のワイヤ供給装置３のワイヤ供給モータ、第２のワイヤ供給装置４、具体的には第２のワイヤ供給装置４のワイヤ供給モータ、ワイヤ加熱装置５及び溶接ロボット６の作動など、レーザー溶接装置１０に関係する構成を総合的に制御するコントロールユニット７０が備えられている。
Further, as shown in FIG. 2, the
コントロールユニット７０は、フィラーワイヤを供給する第１のワイヤ供給装置３及び第２のワイヤ供給装置４の何れか一方のワイヤ供給装置を選択し、第１のワイヤ供給装置３によって溶融池にフィラーワイヤＸ１を供給する第１の状態と第２のワイヤ供給装置４によって溶融池にフィラーワイヤＸ２を供給する第２の状態とを選択的に切り替えるワイヤ供給切替手段としてのワイヤ供給切替部７１を備えており、ワイヤ供給切替部７１において、フィラーワイヤを供給するために用いるワイヤ供給装置のワイヤ供給モータが選択される、すなわちワイヤ供給装置３のワイヤ供給モータ又はワイヤ供給装置４のワイヤ供給モータが選択される。
The
また、ワイヤ供給切替部７１は、所定の条件において前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替えることができるようになっており、前記第１の状態においてワイヤ供給異常検出装置７によって第１のワイヤ供給装置３の異常を検出すると、前記第１の状態から前記第２の状態に切り替え、前記第２の状態においてワイヤ供給異常検出装置７によって第２のワイヤ供給装置４の異常を検出すると、前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えることができるようになっている。なお、コントロールユニット７０は、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成されている。
In addition, the wire
このようにして構成されるレーザー溶接装置１０を用いてレーザー溶接する際には、図１に示すように、先ず、平板状の二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２を上下に重ね合わせた状態で二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２を所定位置においてクランプ治具８によって把持する。この二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２の対向する面の間には、前述したように隙間Ｚが生じている。
When laser welding is performed using the
次に、コントロールユニット７０のワイヤ供給切替部７１において、フィラーワイヤを供給するワイヤ供給装置３又は４、具体的にはワイヤ供給装置３のワイヤ供給モータ又はワイヤ供給装置４のワイヤ供給モータが選択される。すなわち、第１のワイヤ供給装置３によって第１のフィラーワイヤＸ１を供給する第１の状態又は第２のワイヤ供給装置４によって第２のフィラーワイヤＸ２を供給する第２の状態が選択される。
Next, in the wire
その後、レーザーヘッド２から二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２のうち上側の金属板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を溶接経路に沿ってこれら二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２に対して相対的に移動させ、これにより、上下の金属板Ｗ１、Ｗ２のレーザー光被照射部位Ｌを溶融させて上下の金属板Ｗ１、Ｗ２の溶融金属が貯留されてなる溶融池を形成する。そして、溶融池の熱とで溶融するように加熱されたフィラーワイヤＸ１又はＸ２をレーザー光ＬＢよりも溶接進行方向後方側から溶融池に供給し、これにより、フィラーワイヤＸ１又はＸ２を溶融させて溶融池に溶融金属を追加供給する。
Then, while irradiating the laser beam LB from the
図３は、第１のフィラーワイヤを供給しながらレーザー溶接中にある二枚の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図であり、図３の（ａ）は、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、図３の（ｂ）は、図３（ａ）のＹ３ｂ−Ｙ３ｂ線に沿った断面図である。 FIG. 3 is a view showing a portion irradiated with laser light of two metal plates during laser welding while supplying the first filler wire, and a state in the vicinity thereof. FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line Y3b-Y3b in FIG. 3A. FIG.
図３では、コントロールユニット７０のワイヤ供給切替部７１において第１のワイヤ供給装置３が選択され、第１のフィラーワイヤＸ１が供給される第１の状態が示されている。この第１の状態では、ワイヤ加熱装置５は、第１のフィラーワイヤＸ１を加熱するようになっている。
FIG. 3 shows a first state in which the first wire supply device 3 is selected in the wire
図３を参照しつつ詳しく説明すると、先ず、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ＬＢの中心ＬＢｃ近傍の金属が溶融され、溶融金属Ｗｙが生成されている。レーザー光ＬＢが照射されるレーザー光被照射部位Ｌ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キーホールＷＫが形成されている。 Describing in detail with reference to FIG. 3, first, in the vicinity of the front of the center LBc of the laser beam LB in the welding path R, the metal in the vicinity of the center LBc of the laser beam LB in the upper metal plate W1 is melted, and the molten metal Wy is formed. Has been generated. In the laser beam irradiated portion L irradiated with the laser beam LB, the metal is turned into a plasma state by the laser beam LB, and the keyhole WK is formed by pushing the molten metal Wy around by the pressure.
溶接経路Ｒにおけるレーザー光中心ＬＢｃ位置では、キーホール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て溶融金属Ｗｙが生成されている。また、上側の金属板Ｗ１の溶融金属Ｗｙは、重力により下側の金属板Ｗ２側に垂下し始めている。 At the position of the laser beam center LBc in the welding path R, the keyhole WK passes through the upper metal plate W1 and reaches the lower metal plate W2. In the lower metal plate W2, the metal in the vicinity of the laser beam center LBc is melted to produce a molten metal Wy. Further, the molten metal Wy of the upper metal plate W1 starts to hang down to the lower metal plate W2 side due to gravity.
溶接経路Ｒにおけるレーザー光ＬＢの中心ＬＢｃの後方近傍では、上側の金属板Ｗ１の溶融金属Ｗｙが重力により下方へ垂下し、溶融経路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キーホールＷＫに運ばれ、溶融金属Ｗｙが貯留されてなる溶融池ＷＹが上側の金属板Ｗ１の上面から下側の金属板Ｗ２の下面にわたって形成されている。 In the vicinity of the rear of the center LBc of the laser beam LB in the welding path R, the molten metal Wy of the upper metal plate W1 hangs down due to gravity, and in the position behind the laser beam center LBc in the melting path R, the molten metal Wy. However, the molten pool WY, which is carried to the previously formed keyhole WK and stores the molten metal Wy, is formed from the upper surface of the upper metal plate W1 to the lower surface of the lower metal plate W2.
レーザー光ＬＢよりも溶接進行方向後方側では、ワイヤ供給切替部７１において第１のワイヤ供給装置３によって第１のフィラーワイヤＸ１を供給する第１の状態が選択されているので、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Ｘ１が、レーザー光ＬＢよりも溶接進行方向後方側から溶融池ＷＹに供給され、フィラーワイヤＸ１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が点線の矢印で示すように下方へ押しやられて、該溶融金属Ｗｙの隙間Ｚを超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により連結されることとなる。
Since the first state in which the first filler wire X1 is supplied by the first wire supply device 3 in the wire
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、Ｗｙ’が下側から固化し始め、さらに後方においては、溶融池ＷＹの溶融金属Ｗｙ、Ｗｙ’が上から下まで全て固化し、非溶融状態の被溶接部ＷＢが形成されることとなる。なお、図３及び図４では、溶融池ＷＹの溶接進行方向後端側の形状をＳ１として表している。 At a position further rearward than the laser beam center LBc in the welding path R, the molten metals Wy and Wy ′ in the molten pool WY begin to solidify from below, and further at the rear, the molten metals Wy and Wy ′ in the molten pool WY are solidified. All from the top to the bottom is solidified, and a non-molten welded portion WB is formed. 3 and 4, the shape of the weld pool WY on the rear end side in the welding progress direction is represented as S1.
ここで、溶融池ＷＹへのフィラーワイヤＸ１の供給についてさらに説明すると、フィラーワイヤＸ１は、溶接経路Ｒに沿って溶融池ＷＹに供給されるとともに、矢印β１で示すように前下がりに傾斜した状態で溶融池ＷＹ内に進入するように供給される。より詳しくは、フィラーワイヤＸ１は、溶融池ＷＹに対するフィラーワイヤＸ１の進入位置、すなわちフィラーワイヤＸ１が溶融池ＷＹの上面と交差する溶接進行方向前端位置ＸＰ１が、レーザー光中心ＬＢｃから溶接経路Ｒ後方の距離Ｄ１となるように供給され、溶融池ＷＹに対するフィラーワイヤＸ１の進入角度、すなわちフィラーワイヤＸ１と溶融池ＷＹの上面とのなす角度がθ１となるように供給される。 Here, the supply of the filler wire X1 to the molten pool WY will be further described. The filler wire X1 is supplied to the molten pool WY along the welding path R and is inclined forward and downward as indicated by an arrow β1. Is supplied so as to enter the molten pool WY. More specifically, the filler wire X1 is entry position of the filler wire X1 for the molten pool WY, that is, the welding direction front end position X P1 of the filler wire X1 intersects the upper surface of the molten pool WY, welding from the laser beam center LBc path R It is supplied so that the distance D1 is the rear, and the angle of entry of the filler wire X1 with respect to the molten pool WY, that is, the angle formed between the filler wire X1 and the upper surface of the molten pool WY is supplied to be θ1.
一方、後述する図４に示すように、ワイヤ供給切替部７１において第２のワイヤ供給装置４が選択され、第２のワイヤ供給装置４によって第２のフィラーワイヤＸ２を供給する第２の状態に切り替えられた場合には、フィラーワイヤＸ２が、溶接経路Ｒに沿って溶融池ＷＹに供給されるとともに、矢印β２で示すように前下がりに傾斜した状態で溶融池ＷＹ内に進入するように供給され、溶融池ＷＹに対するフィラーワイヤＸ２の進入位置ＸＰ２が、レーザー光中心ＬＢｃから溶接経路Ｒ後方の距離Ｄ２となるように供給され、溶融池ＷＹに対するフィラーワイヤＸ２の進入角度がθ２となるように供給される。
On the other hand, as shown in FIG. 4 to be described later, the second wire supply device 4 is selected in the wire
なお、本実施形態では、フィラーワイヤＸ１の進入位置ＸＰ１は、例えば距離Ｄ１が２ｍｍに設定され、フィラーワイヤＸ２の進入位置ＸＰ２は、例えば距離Ｄ２が６ｍｍとなるように設定され、フィラーワイヤＸ２の進入位置ＸＰ２が、フィラーワイヤＸ１の進入位置ＸＰ１よりも溶接進行方向後方側に設定される。また、フィラーワイヤＸ１の進入角度θ１が、例えば７０°に設定され、フィラーワイヤＸ２の進入角度θ２が、例えば４０°に設定され、フィラーワイヤＸ２の進入角度θ２が、フィラーワイヤＸ１の進入角度θ１よりも小さい進入角度に設定される。 In the present embodiment, entry position X P1 of the filler wire X1, for example the distance D1 is set to 2 mm, entry position X P2 of filler wire X2, for example the distance D2 is set to be 6 mm, filler wire approach position X P2 of X2 is set to the welding direction is behind the entry position X P1 of the filler wire X1. Further, the entry angle θ1 of the filler wire X1 is set to 70 °, for example, the entry angle θ2 of the filler wire X2 is set to 40 °, for example, and the entry angle θ2 of the filler wire X2 is set to the entry angle θ1 of the filler wire X1. Is set to a smaller approach angle.
このようにして、フィラーワイヤＸ１を供給しながら二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２をレーザー溶接することにより、金属板Ｗ１、Ｗ２の溶融金属ＷｙにフィラーワイヤＸ１の溶融金属Ｗｙ’を加えて溶融金属量を増大させることができるとともに、溶融池ＷＹ内へのフィラーワイヤＸ１の進入によって上側の金属板Ｗ１の溶融金属Ｗｙの下方への垂下を促進させることができ、二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２間に比較的大きい隙間Ｚが生じている場合においても、上下の金属板Ｗ１、Ｗ２を良好に連結させることができる。 In this way, the molten metal Wy ′ of the filler wire X1 is added to the molten metal Wy of the metal plates W1 and W2 by laser welding the two metal plates W1 and W2 while supplying the filler wire X1. It is possible to increase the amount, and by allowing the filler wire X1 to enter the molten pool WY, it is possible to promote the downward droop of the molten metal Wy of the upper metal plate W1, and the two metal plates W1, W2 Even when a relatively large gap Z is generated therebetween, the upper and lower metal plates W1 and W2 can be well connected.
また、本実施形態に係るレーザー溶接装置１０では、フィラーワイヤＸ１を供給しながら二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２をレーザー溶接する際に、第１のワイヤ供給装置３の第１のワイヤ供給モータが故障した場合など第１のワイヤ供給装置３によるフィラーワイヤＸ１の供給異常が発生すると、第１のワイヤ供給装置３の異常がワイヤ供給異常検出装置７によって検出される。
In the
そして、ワイヤ供給異常検出装置７によって第１のワイヤ供給装置３の異常を検出すると、コントロールユニット７０のワイヤ供給切替部７１において、フィラーワイヤを供給するワイヤ供給装置として第２のワイヤ供給装置４が選択され、第１のワイヤ供給装置３から第２のワイヤ供給装置４に切り替えられ、第１のワイヤ供給装置３によって溶融池ＷＹにフィラーワイヤＸ１を供給する第１の状態から第２のワイヤ供給装置４によって溶融池ＷＹにフィラーワイヤＸ２を供給する第２の状態に切り替えられる。また、これに伴って、ワイヤ供給装置５では、フィラーワイヤＸ１を加熱する状態から、フィラーワイヤＸ２を加熱する状態に切り替えられる。
When the abnormality in the first wire supply device 3 is detected by the wire supply
第２のワイヤ供給装置４によって第２のフィラーワイヤＸ２が供給される第２の状態においても、第１のワイヤ供給装置３によって第１のフィラーワイヤＸ１が供給される場合と同様に、レーザーヘッド２から二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２のうち上側の金属板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を溶接経路に沿ってこれら二枚の金属板Ｗ１、Ｗ２に対して相対的に移動させ、これにより、上下の金属板Ｗ１、Ｗ２のレーザー光被照射部位Ｌを溶融させて上下の金属板Ｗ１、Ｗ２の溶融金属が貯留されてなる溶融池ＷＹを形成する。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Ｘ２をレーザー光ＬＢよりも溶接進行方向後方側から溶融池に供給し、これにより、フィラーワイヤＸ２を溶融させて溶融池ＷＹに溶融金属を追加供給する。 In the second state in which the second filler wire X2 is supplied by the second wire supply device 4, the laser head is the same as in the case where the first filler wire X1 is supplied by the first wire supply device 3. While irradiating the laser beam LB toward the upper metal plate W1 surface of the two metal plates W1 and W2, the laser beam LB is applied to the two metal plates W1 and W2 along the welding path. By moving relatively, the laser beam irradiated portions L of the upper and lower metal plates W1 and W2 are melted to form a molten pool WY in which the molten metals of the upper and lower metal plates W1 and W2 are stored. Then, the filler wire X2 heated so as to be melted by the heat of the molten pool WY is supplied to the molten pool from the rear side in the welding progress direction with respect to the laser beam LB, and thereby the filler wire X2 is melted to melt the molten pool WY. To supply additional molten metal.
図４は、第２のフィラーワイヤを供給しながらレーザー溶接中にある二枚の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図であり、図４の（ａ）は、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、図４の（ｂ）は、図４（ａ）のＹ４ｂ−Ｙ４ｂ線に沿った断面図である。 FIG. 4 is a diagram showing a laser beam irradiated portion of two metal plates during laser welding while supplying a second filler wire, and a state in the vicinity thereof. FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line Y4b-Y4b in FIG. 4A. FIG.
図４では、コントロールユニット７０のワイヤ供給切替部７１において第２のワイヤ供給装置４が選択され、第２のフィラーワイヤＸ２が供給される第２の状態が示されている。この第２の状態では、前述したように、ワイヤ加熱装置５は、第２のフィラーワイヤＸ２を加熱するようになっている。
FIG. 4 shows a second state in which the second wire supply device 4 is selected in the wire
図４に示すように、ワイヤ供給切替部７１において第２のワイヤ供給装置４によって第２のフィラーワイヤＸ２を供給する第２の状態が選択されている場合には、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Ｘ２が、レーザー光ＬＢよりも溶接進行方向後方側から溶融池ＷＹに供給され、フィラーワイヤＸ２が溶融して溶融金属Ｗｙ’’が生成され、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が点線の矢印で示すように下方へ押しやられて、該溶融金属Ｗｙの隙間Ｚを超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により連結されることとなる。
As shown in FIG. 4, when the second state in which the second filler wire X2 is supplied by the second wire supply device 4 in the wire
そして、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では、溶融池ＷＹの溶融金属Ｗｙ、Ｗｙ’’が下側から固化し始め、さらに後方においては、溶融池ＷＹの溶融金属Ｗｙ、Ｗｙ’’が上から下まで全て固化し、非溶融状態の被溶接部ＷＢが形成されることとなる。 Then, at a position further rearward than the laser beam center LBc in the welding path R, the molten metal Wy, Wy '' of the molten pool WY starts to solidify from below, and further, the molten metal Wy, Wy of the molten pool WY is further rearward. All of '' is solidified from the top to the bottom, and a non-molten welded portion WB is formed.
前述したように、フィラーワイヤＸ２は、矢印β２で示すように前下がりに傾斜した状態で溶融池ＷＹ内に進入するように供給され、溶融池ＷＹに対するフィラーワイヤＸ２の進入位置ＸＰ２が、フィラーワイヤＸ１の進入位置ＸＰ１よりも溶接進行方向後方側でレーザー光中心ＬＢｃから溶接経路Ｒ後方の距離Ｄ２となるように供給され、溶融池ＷＹに対するフィラーワイヤＸ２の進入角度θ２が、フィラーワイヤＸ１の進入角度θ１よりも小さい進入角度で供給される。 As described above, the filler wire X2 is supplied to enter the molten pool in WY while inclined forwardly downwardly as indicated by arrow .beta.2, the entry position X P2 filler wire X2 for the molten pool WY, filler than entry position X P1 wires X1 is supplied such that the welding path from the laser beam center LBc R behind the distance D2 in the welding direction rear side, the entry angle θ2 of the filler wire X2 for the molten pool WY is, the filler wire X1 Is supplied at an approach angle smaller than the approach angle θ1.
これにより、フィラーワイヤＸ１よりも溶融池ＷＹの溶接進行方向後方側に供給されるフィラーワイヤＸ２が、溶融池ＷＹの溶接進行方向後端側の形状Ｓ１を形成する非溶融状態の被溶接部ＷＢと接触し、フィラーワイヤＸ２が引っかかったり折れ曲がったりしてワイヤ供給状態が一定せず、溶接が不安定になることを防止することができる。 Thereby, the filler wire X2 supplied to the rear side in the welding progress direction of the molten pool WY rather than the filler wire X1 forms the shape S1 on the rear end side in the welding progress direction of the molten pool WY. It is possible to prevent welding from becoming unstable because the wire supply state is not constant due to the filler wire X2 being caught or bent.
本実施形態では、第１のワイヤ供給装置３によってフィラーワイヤＸ１が供給される第１の状態においてレーザー溶接が行われ、レーザー溶接中に第１のワイヤ供給装置３によるフィラーワイヤＸ１の供給異常を検出すると、第１の状態から第２のワイヤ供給装置４によってフィラーワイヤＸ２が供給される第２の状態に切り替えられ、第２の状態においてレーザー溶接が行われているが、第２のワイヤ供給装置４によってフィラーワイヤＸ２を供給する第２の状態においてレーザー溶接を行い、レーザー溶接中に第２のワイヤ供給装置４によるフィラーワイヤＸ２の供給異常を検出すると、第２の状態から第１の状態に切り替え、第１の状態においてレーザー溶接を行うようにしてもよい。 In the present embodiment, laser welding is performed in the first state in which the filler wire X1 is supplied by the first wire supply device 3, and supply abnormality of the filler wire X1 by the first wire supply device 3 is detected during laser welding. When detected, the second state is switched from the first state to the second state where the filler wire X2 is supplied by the second wire supply device 4, and laser welding is performed in the second state. When laser welding is performed in the second state in which the filler wire X2 is supplied by the device 4, and supply abnormality of the filler wire X2 by the second wire supply device 4 is detected during the laser welding, the first state is changed from the second state. The laser welding may be performed in the first state.
このように、本実施形態においては、レーザー光ＬＢによって金属板Ｗ１、Ｗ２を溶融させて形成した溶融池ＷＹに、第１のワイヤ供給装置３によってレーザー光ＬＢよりも溶接進行方向後方側から第１のフィラーワイヤＸ１を供給する第１の状態と、第２のワイヤ供給装置４によって第１のフィラーワイヤＸ１よりも溶接進行方向後方側から第２のフィラーワイヤＸ２を供給する第２の状態とが選択的に切り替えられるので、第１のワイヤ供給装置３及び第２のワイヤ供給装置４の何れか一方のワイヤ供給装置が故障した場合においても、他方のワイヤ供給装置によってフィラーワイヤを供給することができ、フィラーワイヤの供給を停止させることなく、フィラーワイヤの供給の信頼性を向上させることができる。したがって、一方のワイヤ供給装置が故障した場合にも、溶接作業を中断する必要がない。また、第１のワイヤ供給装置３及び第２のワイヤ供給装置４の何れか一方のワイヤ供給装置によってフィラーワイヤを供給している際に、他方のワイヤ供給装置をメンテナンスすることが可能であるので、前記効果を有効に奏することができる。さらに、溶融池ＷＹにレーザー光ＬＢよりも後方側からフィラーワイヤが供給されるので、レーザー光ＬＢが照射される被照射部位Ｌにフィラーワイヤが供給される場合や溶融池ＷＹにレーザー光ＬＢよりも前方側からフィラーワイヤが供給される場合に比してフィラーワイヤを供給する領域が広く、比較的容易にフィラーワイヤを安定して供給することができる。 As described above, in the present embodiment, the first wire supply device 3 forms a weld pool WY formed by melting the metal plates W1 and W2 with the laser beam LB from the rear side in the welding progress direction with respect to the laser beam LB. A first state in which one filler wire X1 is supplied, and a second state in which the second filler wire X2 is supplied from the rear side in the welding progress direction with respect to the first filler wire X1 by the second wire supply device 4. Is selectively switched, so that even when one of the first wire supply device 3 and the second wire supply device 4 fails, the filler wire is supplied by the other wire supply device. Thus, the reliability of filler wire supply can be improved without stopping the filler wire supply. Therefore, it is not necessary to interrupt the welding operation even when one of the wire supply devices fails. In addition, when the filler wire is supplied by any one of the first wire supply device 3 and the second wire supply device 4, the other wire supply device can be maintained. The effect can be effectively achieved. Further, since the filler wire is supplied to the molten pool WY from the rear side of the laser beam LB, when the filler wire is supplied to the irradiated portion L irradiated with the laser beam LB, or from the laser beam LB to the molten pool WY. However, the filler wire is supplied in a wider area than when the filler wire is supplied from the front side, and the filler wire can be supplied stably and relatively easily.
本実施形態では、フィラーワイヤＸ２の溶融池ＷＹへの進入角度θ２が、フィラーワイヤＸ１の溶融池ＷＹへの進入角度θ１よりも小さく設定されているが、フィラーワイヤＸ１の進入角度θ１とフィラーワイヤＸ２の進入角度θ２とを等しく設定するようにしてもよい。 In this embodiment, the entry angle θ2 of the filler wire X2 into the molten pool WY is set to be smaller than the entry angle θ1 of the filler wire X1 into the molten pool WY. The approach angle θ2 of X2 may be set equal.
また、本実施形態では、レーザー溶接装置１０を用いてレーザー溶接を行っている際に、ワイヤ供給装置３、４の異常を検出すると、第１のワイヤ供給装置３によって第１のフィラーワイヤＸ１を供給する第１の状態と第２のワイヤ供給装置４によって第２のフィラーワイヤＸ２を供給する第２の状態とが選択的に切り替えられるが、例えば一定のサイクル毎など所定の条件において前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替えるようにすることも可能である。
In the present embodiment, when laser welding is performed using the
さらに、前述した実施形態では、ワイヤ供給切替部７１においてフィラーワイヤを供給するために用いるワイヤ供給装置３、４のワイヤ供給モータを選択し切り替えているが、一対の繰り出しローラ３３、４３にそれぞれ、該繰り出しローラ３３、４３をフィラーワイヤＸ１、Ｘ２に対して接触及び離間させる、すなわちフィラーワイヤＸ１、Ｘ２に接触する接触位置とフィラーワイヤＸ１、Ｘ２から離間する離間位置との間で移動させることができるフィラーワイヤ接触・離間手段（不図示）を連結し、第１のワイヤ供給装置３のワイヤ供給モータ及び第２のワイヤ供給装置４のワイヤ供給モータをともに作動させた状態で、繰り出しローラ３３及び３４の一方を接触位置に移動させ他方を離間位置に移動させるように前記フィラーワイヤ接触・離間手段の作動を制御し、フィラーワイヤを供給する第１のワイヤ供給装置３又は第２のワイヤ供給装置４を選択して切り替えるようにすることも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the wire
以上のように、本発明は、例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。 As described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and it goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明は、二枚の金属板を重ね合わせてレーザー溶接を行う場合に、フィラーワイヤの供給を停止させることなく、フィラーワイヤの供給の信頼性を向上させることができるレーザー溶接装置を提供することができ、自動車産業の他、二枚の金属板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。
The present invention provides in the case of performing overlapped by laser welding two metal plates, without stopping the supply of the filler wire, the laser welding equipment capable of improving the reliability of the supply of filler wire It can be widely used not only in the automobile industry but also in industries that require welding of two metal plates.
２ レーザーヘッド
３ 第１のワイヤ供給装置
４ 第２のワイヤ供給装置
７ ワイヤ供給異常検出装置
１０ レーザー溶接装置
７１ ワイヤ供給切替部
ＬＢ レーザー光
Ｗ１、Ｗ２ 金属板
Ｗｙ、Ｗｙ’、Ｗｙ’’ 溶融金属
ＷＹ 溶融池
Ｘ１ 第１のフィラーワイヤ
Ｘ２ 第２のフィラーワイヤ
θ１、θ２ フィラーワイヤの進入角度
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記二枚の金属板のうち上側の金属板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前記二枚の金属板に対して相対的に移動し、該レーザー光によって前記金属板を溶融させて溶融金属が貯留されてなる溶融池を形成するレーザー照射手段と、
該レーザー照射手段によって形成される前記溶融池に前記レーザー光よりも溶接進行方向後方側から第１のフィラーワイヤを供給する第１のワイヤ供給手段と、
該第１のワイヤ供給手段によって前記溶融池に供給される前記第１のフィラーワイヤよりも溶接進行方向後方側から前記溶融池に第２のフィラーワイヤを供給する第２のワイヤ供給手段と、
前記第１のワイヤ供給手段によって前記溶融池に前記第１のフィラーワイヤを供給する第１の状態と前記第２のワイヤ供給手段によって前記溶融池に前記第２のフィラーワイヤを供給する第２の状態とを選択的に切り替えるワイヤ供給切替手段と、
を備え、
前記第２のワイヤ供給手段は、前記第１のワイヤ供給手段によって前記溶融池に供給される前記第１のフィラーワイヤの前記溶融池への進入角度よりも小さい進入角度で前記溶融池へ前記第２のフィラーワイヤが進入するように前記溶融池に前記第２のフィラーワイヤを供給する、
ことを特徴とするレーザー溶接装置。 A laser welding apparatus for laser welding two metal plates stacked one above the other while supplying a filler wire,
The laser beam is moved relative to the two metal plates along a predetermined welding path while irradiating the laser beam toward the upper metal plate surface of the two metal plates, and the laser Laser irradiation means for melting the metal plate with light to form a molten pool in which molten metal is stored; and
First wire supply means for supplying a first filler wire to the molten pool formed by the laser irradiation means from the rear side in the welding progress direction with respect to the laser beam;
Second wire supply means for supplying a second filler wire to the molten pool from the rear side in the welding progress direction with respect to the first filler wire supplied to the molten pool by the first wire supply means;
A first state in which the first filler wire is supplied to the molten pool by the first wire supply means, and a second state in which the second filler wire is supplied to the molten pool by the second wire supply means. Wire supply switching means for selectively switching the state;
With
The second wire supply means is configured to move the first filler wire supplied to the molten pool by the first wire supply means to the molten pool at an entrance angle smaller than an entrance angle to the molten pool. Supplying the second filler wire to the molten pool so that two filler wires enter;
A laser welding apparatus characterized by that.
前記二枚の金属板のうち上側の金属板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前記二枚の金属板に対して相対的に移動し、該レーザー光によって前記金属板を溶融させて溶融金属が貯留されてなる溶融池を形成するレーザー照射手段と、
該レーザー照射手段によって形成される前記溶融池に前記レーザー光よりも溶接進行方向後方側から第１のフィラーワイヤを供給する第１のワイヤ供給手段と、
該第１のワイヤ供給手段によって前記溶融池に供給される前記第１のフィラーワイヤよりも溶接進行方向後方側から前記溶融池に第２のフィラーワイヤを供給する第２のワイヤ供給手段と、
前記第１のワイヤ供給手段によって前記溶融池に前記第１のフィラーワイヤを供給する第１の状態と前記第２のワイヤ供給手段によって前記溶融池に前記第２のフィラーワイヤを供給する第２の状態とを選択的に切り替えるワイヤ供給切替手段と、
前記第１のワイヤ供給手段及び前記第２のワイヤ供給手段の異常を検出するワイヤ供給異常検出手段とを備え、
前記ワイヤ供給切替手段は、前記第１の状態において前記ワイヤ供給異常検出手段によって前記第１のワイヤ供給手段の異常を検出すると前記第１の状態から前記第２の状態に切り替え、前記第２の状態において前記ワイヤ供給異常検出手段によって前記第２のワイヤ供給手段の異常を検出すると前記第２の状態から前記第１の状態に切り替える、
ことを特徴とするレーザー溶接装置。 A laser welding apparatus for laser welding two metal plates stacked one above the other while supplying a filler wire,
The laser beam is moved relative to the two metal plates along a predetermined welding path while irradiating the laser beam toward the upper metal plate surface of the two metal plates, and the laser Laser irradiation means for melting the metal plate with light to form a molten pool in which molten metal is stored; and
First wire supply means for supplying a first filler wire to the molten pool formed by the laser irradiation means from the rear side in the welding progress direction with respect to the laser beam;
Second wire supply means for supplying a second filler wire to the molten pool from the rear side in the welding progress direction with respect to the first filler wire supplied to the molten pool by the first wire supply means;
A first state in which the first filler wire is supplied to the molten pool by the first wire supply means, and a second state in which the second filler wire is supplied to the molten pool by the second wire supply means. Wire supply switching means for selectively switching the state;
E Bei a wire supply abnormality detecting means for detecting an abnormality of the first wire feeding means and the second wire feeding means,
The wire supply switching means switches from the first state to the second state when the abnormality of the first wire supply means is detected by the wire supply abnormality detection means in the first state, and the second state When the abnormality of the second wire supply means is detected by the wire supply abnormality detection means in the state, the second state is switched to the first state.
A laser welding apparatus characterized by that.
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