JP7067163B2 - 溶接方法及び溶接接合体 - Google Patents
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Description
ここで、状態変化部は、溶融凝固部とは異なり、接合のためではなく検査のために形成される。そのため、第2工程において状態変化部を形成する際のエネルギビームの強度や照射時間は、金属材の表面にエネルギビームが照射された痕跡が残る程度のものとすることができる。よって、溶融凝固部の形状は、当該溶融凝固部の形成時のエネルギビームの照射位置からの広がりが比較的大きな形状となりやすいのに対して、状態変化部の形状は、当該状態変化部の形成時のエネルギビームの照射位置(すなわち、検査用照射位置)からの広がりが比較的小さく抑えられた形状とすることができる。よって、溶融凝固部の形状から溶融凝固部の形成時における交差方向でのエネルギビームの照射位置を推定するよりも、状態変化部の形状から状態変化部の形成時における交差方向でのエネルギビームの照射位置を推定し、推定された照射位置から上記規定の位置関係を考慮して溶融凝固部の形成時の照射位置を推定する方が、照射位置の推定精度を高く確保しやすい。従って、検査工程においてこのような状態変化部の境界部に対する位置を検査することで、溶融凝固部の形成時の交差方向でのエネルギビームの照射位置の推定精度の向上を図ることができる。
補足説明すると、状態変化部は、溶融凝固部よりも交差方向の寸法が小さいため、溶融凝固部の形状から溶融凝固部の形成時における交差方向でのエネルギビームの照射位置を推定するよりも、状態変化部の形状から状態変化部の形成時における交差方向でのエネルギビームの照射位置を推定する方が、照射位置の推定精度を高く確保しやすい。よって、溶融凝固部と状態変化部とが、エネルギビームが交差方向において互いに規定の位置関係となる位置(例えば、交差方向の同じ位置)に照射されて形成されたものである場合に、溶融凝固部の形状ではなく状態変化部の形状に基づくことで、溶融凝固部の形成時の交差方向でのエネルギビームの照射位置の推定精度の向上を図ることができる。具体的には、状態変化部の形成時における交差方向でのエネルギビームの照射位置から、上記規定の位置関係を考慮して溶融凝固部の形成時の照射位置を推定することで、照射位置の推定精度の向上を図ることができる。
次に、溶接方法及び溶接接合体のその他の実施形態について説明する。
以下、上記において説明した溶接方法及び溶接接合体の概要について説明する。
ここで、状態変化部(50)は、溶融凝固部(40)とは異なり、接合のためではなく検査のために形成される。そのため、第2工程(S2)において状態変化部(50)を形成する際のエネルギビーム(30)の強度や照射時間は、金属材(11,12)の表面にエネルギビーム(30)が照射された痕跡が残る程度のものとすることができる。よって、溶融凝固部(40)の形状は、当該溶融凝固部(40)の形成時のエネルギビーム(30)の照射位置(31)からの広がりが比較的大きな形状となりやすいのに対して、状態変化部(50)の形状は、当該状態変化部(50)の形成時のエネルギビーム(30)の照射位置(31)(すなわち、検査用照射位置(P0))からの広がりが比較的小さく抑えられた形状とすることができる。よって、溶融凝固部(40)の形状から溶融凝固部(40)の形成時における交差方向(D)でのエネルギビーム(30)の照射位置(31)を推定するよりも、状態変化部(50)の形状から状態変化部(50)の形成時における交差方向(D)でのエネルギビーム(30)の照射位置(31)を推定し、推定された照射位置(31)から上記規定の位置関係を考慮して溶融凝固部(40)の形成時の照射位置(31)を推定する方が、照射位置(31)の推定精度を高く確保しやすい。従って、検査工程(S3)においてこのような状態変化部(50)の境界部(10)に対する位置を検査することで、溶融凝固部(40)の形成時の交差方向(D)でのエネルギビーム(30)の照射位置(31)の推定精度の向上を図ることができる。
また、上記の構成によれば、第1工程(S1)と第2工程(S2)とでエネルギビーム(30)の照射位置(31)を交差方向(D)において共通の位置とすることができるため、第1工程(S1)と第2工程(S2)とでエネルギビーム(30)の照射位置(31)を交差方向(D)に異ならせる場合に比べて、溶接設備の簡素化を図ることができるという利点もある。
その上で、上記の構成によれば、境界部(10)に対する状態変化部(50)の位置を認識可能なデータが第1工程(S1)の前に取得されるため、第1工程(S1)の後に検査工程(S3)を実行する場合に、当該データを用いて境界部(10)に対する状態変化部(50)の位置を検査することができる。
なお、このように、第1工程(S1)において、エネルギビーム(30)の照射範囲の中心(32)が境界部(10)に対して第1金属材(11)の側に位置するようにエネルギビーム(30)が照射される場合であっても、第1工程(S1)で形成される溶融凝固部(40)と、第2工程(S2)で形成される状態変化部(50)とは、エネルギビーム(30)が交差方向(D)において互いに規定の位置関係となる位置(例えば、交差方向(D)の同じ位置)に照射されて形成される。そのため、このような構成においても、検査工程(S3)において状態変化部(50)の境界部(10)に対する位置を検査することで、溶融凝固部(40)の形成時の交差方向(D)でのエネルギビーム(30)の照射位置(31)の推定精度の向上を図ることができる。
補足説明すると、状態変化部(50)は、溶融凝固部(40)よりも交差方向(D)の寸法が小さいため、溶融凝固部(40)の形状から溶融凝固部(40)の形成時における交差方向(D)でのエネルギビーム(30)の照射位置(31)を推定するよりも、状態変化部(50)の形状から状態変化部(50)の形成時における交差方向(D)でのエネルギビーム(30)の照射位置(31)を推定する方が、照射位置(31)の推定精度を高く確保しやすい。よって、溶融凝固部(40)と状態変化部(50)とが、エネルギビーム(30)が交差方向(D)において互いに規定の位置関係となる位置(例えば、交差方向(D)の同じ位置)に照射されて形成されたものである場合に、溶融凝固部(40)の形状ではなく状態変化部(50)の形状に基づくことで、溶融凝固部(40)の形成時の交差方向(D)でのエネルギビーム(30)の照射位置(31)の推定精度の向上を図ることができる。具体的には、状態変化部(50)の形成時における交差方向(D)でのエネルギビーム(30)の照射位置(31)から、上記規定の位置関係を考慮して溶融凝固部(40)の形成時の照射位置(31)を推定することで、照射位置(31)の推定精度の向上を図ることができる。
また、上記の構成によれば、状態変化部(50)が、第1金属材(11)のみが状態変化して形成されたものとすることができるため、状態変化部(50)の形状を、状態変化部(50)の形成時におけるエネルギビーム(30)の照射位置(31)の推定精度を高く確保しやすい形状(例えば、真円度が高い点状等)とすることもできる。
10:境界部
11:第1金属材
12:第2金属材
30:エネルギビーム
31:照射位置
32:照射中心(照射範囲の中心)
33:照射領域
40:溶融凝固部
50:状態変化部
60:回転電機
61:ロータコア
61a:軸方向端面
61b:内周面
62:エンドプレート
63:支持部材
B1:第1方向(境界部に沿う方向)
D:交差方向(境界部に交差する方向)
P0:検査用照射位置
S1:第1工程
S2:第2工程
S3:検査工程
Claims (17)
- 第1金属材と第2金属材との境界部にエネルギビームを照射して、前記第1金属材と前記第2金属材とを溶接する溶接方法であって、
前記第1金属材と前記第2金属材とを溶融凝固させて、点状又は前記境界部に沿った線状の溶融凝固部を形成する第1工程と、
前記第1工程の前又は後に、前記エネルギビームの照射位置を、前記境界部に交差する方向において前記第1工程での前記エネルギビームの照射位置に対して規定の位置関係となる位置にして、前記第1工程での前記エネルギビームの照射領域の内側又は外側の検査用照射位置に前記エネルギビームを照射し、前記検査用照射位置の状態を変化させて、点状又は前記境界部に沿った線状の状態変化部を形成する第2工程と、
前記第1工程及び前記第2工程の後に、前記境界部に対する前記状態変化部の位置を検査する検査工程と、を備える溶接方法。 - 前記第1工程では、前記エネルギビームの照射範囲の中心が前記境界部に対して前記第1金属材の側に位置するように、前記エネルギビームを照射する請求項1に記載の溶接方法。
- 第1金属材と第2金属材との境界部にエネルギビームを照射して、前記第1金属材と前記第2金属材とを溶接する溶接方法であって、
前記第1金属材と前記第2金属材とを溶融凝固させて、点状又は前記境界部に沿った線状の溶融凝固部を形成する第1工程と、
前記第1工程の前又は後に、前記エネルギビームの照射位置を、前記境界部に交差する方向において前記第1工程での前記エネルギビームの照射位置に対して規定の位置関係となる位置にして、前記第1工程での前記エネルギビームの照射領域の内側又は外側の検査用照射位置に前記エネルギビームを照射し、前記検査用照射位置の状態を変化させて、点状又は前記境界部に沿った線状の状態変化部を形成する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記境界部に対する前記状態変化部の位置を検査する検査工程と、を備え、
前記第1工程では、前記エネルギビームの照射範囲の中心が前記境界部に対して前記第1金属材の側に位置するように、前記エネルギビームを照射する溶接方法。 - 前記第1金属材は、前記第2金属材よりも溶融凝固後の耐脆化性能が高い金属材である請求項2又は3に記載の溶接方法。
- 前記第1金属材は、前記第2金属材よりも、炭素量又は炭素当量が少ない金属材である請求項4に記載の溶接方法。
- 前記第1金属材はステンレス鋼材であり、前記第2金属材は炭素鋼材である請求項4又は5に記載の溶接方法。
- 前記第1金属材は、回転電機が備える円筒状のロータコアの軸方向端面に取り付けられるエンドプレートであり、前記第2金属材は、前記ロータコアの内周面に接するように配置されて前記ロータコアを支持する支持部材である請求項4から6のいずれか一項に記載の溶接方法。
- 前記第2工程では、前記エネルギビームの照射位置を、前記境界部に交差する方向において前記第1工程での前記エネルギビームの照射位置と同じ位置にする、請求項1から7のいずれか一項に記載の溶接方法。
- 前記第2工程では、前記溶融凝固部よりも前記境界部に交差する方向の寸法が小さい前記状態変化部を形成する、請求項1から8のいずれか一項に記載の溶接方法。
- 前記第2工程では、前記溶融凝固部と前記状態変化部とが前記境界部に沿う方向に離れて形成されるように、前記第1工程での前記エネルギビームの照射領域の外側の前記検査用照射位置に前記エネルギビームを照射する請求項1から9のいずれか一項に記載の溶接方法。
- 前記第2工程を前記第1工程の前に実行すると共に、前記第2工程では、前記第1工程での前記エネルギビームの照射領域の内側の前記検査用照射位置に前記エネルギビームを照射し、
前記第2工程の後であって前記第1工程の前に、前記境界部に対する前記状態変化部の位置を認識可能なデータを取得する、請求項1から9のいずれか一項に記載の溶接方法。 - 第1金属材と第2金属材との溶接接合体であって、
前記第1金属材と前記第2金属材とが溶融凝固してなる、点状又は前記第1金属材と前記第2金属材との境界部に沿った線状の溶融凝固部が形成され、
前記溶融凝固部の前記境界部に交差する方向の中央部は、前記境界部よりも前記第1金属材の側に位置し、
前記溶融凝固部から前記境界部に沿って離れた位置に、前記第1金属材と前記第2金属材との少なくとも一方の状態が変化してなる、前記溶融凝固部よりも前記境界部に交差する方向の寸法が小さい状態変化部が形成されている、溶接接合体。 - 前記状態変化部は、前記境界部に交差する方向に前記境界部から前記第1金属材の側に離れた位置に形成されている請求項12に記載の溶接接合体。
- 前記第1金属材は、前記第2金属材よりも溶融凝固後の耐脆化性能が高い金属材である請求項12又は13に記載の溶接接合体。
- 前記第1金属材は、前記第2金属材よりも、炭素量又は炭素当量が少ない金属材である請求項14に記載の溶接接合体。
- 前記第1金属材はステンレス鋼材であり、前記第2金属材は炭素鋼材である請求項14又は15に記載の溶接接合体。
- 前記第1金属材は、回転電機が備える円筒状のロータコアの軸方向端面に取り付けられるエンドプレートであり、前記第2金属材は、前記ロータコアの内周面に接するように配置されて前記ロータコアを支持する支持部材である請求項14から16のいずれか一項に記載の溶接接合体。
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