JP7289509B2 - LASER WELDING METHOD AND LASER WELDING APPARATUS - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置に関する。 The present invention relates to a laser welding method and a laser welding apparatus.

金属部材同士の接合には、レーザ溶接技術が用いられることがある。レーザ溶接を用いた金属部材の接合は、レーザ光の照射により金属部材の一部を溶融させ、凝固させることでなされる。レーザ溶接を用いて金属部材同士を接合する場合には、抵抗溶接などを用いる場合に比べて、溶接速度が速く、熱影響が少ない、という優位性がある。また、レーザ溶接を用いて金属部材同士を接合する場合には、金属部材に対して非接触で溶接を行うことができ、加工効率が高く、連続溶接による剛性アップを図ることが可能である。 A laser welding technique is sometimes used to join metal members together. Joining of metal members using laser welding is performed by partially melting and solidifying metal members by irradiation with laser light. When metal members are joined using laser welding, there is an advantage over the case of using resistance welding or the like in that the welding speed is high and the heat effect is small. In addition, when laser welding is used to join metal members together, welding can be performed in a non-contact manner with respect to the metal members, processing efficiency is high, and rigidity can be increased by continuous welding.

ところで、溶接前の状態で互いの間に隙間が空いた金属部材同士をレーザ溶接によって接合する場合には、溶接部に大きな窪みができ、場合によってはえぐれ（アンダーフィル）や溶け落ちが発生することがある。また、上記のような状態で溶接を行った場合には、えぐれや溶け落ちには至らないまでも、溶接部の外周部分の肉厚が薄くなってしまい、薄肉化による急冷に起因しての脆弱組織の形成などの問題を生ずる場合も考えられる。 By the way, when laser welding is used to join metal members that have a gap between them before welding, a large dent is formed in the welded portion, and in some cases gouge (underfill) or burn-through occurs. Sometimes. In addition, when welding is performed in the above state, the thickness of the outer peripheral portion of the welded portion becomes thin, even though gouging and burn-through do not occur, resulting in rapid cooling due to thinning. Problems such as the formation of fragile tissue may occur.

このような問題に対して、特許文献１に開示された技術を採用することも考えられる。特許文献１に開示の技術では、所定領域に対してレーザ光を照射して溶融池を形成し、続いて溶融池に対してワイヤ（溶加材）を近づけるとともに、当該ワイヤの先端を溶融させてできた溶滴を溶融池の外周部分に堆積させている。そして、該技術では、溶滴が堆積された溶融池に対して再びレーザ光を照射して溶融池の表面を平滑化して溶接部を形成している。 It is conceivable to employ the technology disclosed in Patent Document 1 to address such a problem. In the technique disclosed in Patent Document 1, a predetermined region is irradiated with a laser beam to form a molten pool, then a wire (filler material) is brought close to the molten pool, and the tip of the wire is melted. The droplets formed by the welding are deposited on the outer peripheral portion of the molten pool. In this technique, the molten pool on which the droplets are deposited is irradiated with a laser beam again to smooth the surface of the molten pool, thereby forming a welded portion.

溶接前の状態で互いの間に隙間が空いた金属部材同士をレーザ溶接によって接合する場合において、溶接部の外周部分における薄肉化および脆弱組織化の抑制のために特許文献1に開示の技術を採用することも可能ではある。 In the case of joining metal members with a gap between them in a state before welding by laser welding, the technology disclosed in Patent Document 1 is used to suppress the thinning and fragile structure formation in the outer peripheral portion of the welded portion. It is also possible to adopt.

特開２０１６－１７９５００号公報JP 2016-179500 A

しかしながら、上記特許文献1に開示の技術を採用して外周部分での薄肉化および脆弱組織化を抑制しようとする場合には、作業効率の低下が問題となる。具体的に、上記特許文献１に開示の技術では、レーザ光の照射によって溶融池を形成し、その後にワイヤの先端を溶融して形成した溶滴を溶融池上に堆積させ、さらにその後にレーザ光を照射して表面の平坦化を行うため、高速で溶接を行うことが困難である。よって、上記特許文献1に開示の技術を採用する場合には、作業効率の低下が避けられないものと考えられる。 However, if the technology disclosed in Patent Document 1 is used to suppress thinning and weakening of the structure at the outer peripheral portion, a reduction in work efficiency becomes a problem. Specifically, in the technique disclosed in Patent Document 1, a molten pool is formed by irradiating a laser beam, and then droplets formed by melting the tip of a wire are deposited on the molten pool, and then a laser beam is formed. It is difficult to weld at high speed because the surface is flattened by irradiating. Therefore, if the technique disclosed in Patent Document 1 is adopted, it is considered that a decrease in work efficiency is unavoidable.

本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、溶接前の状態で互いの間に隙間が空いている場合であっても、金属部材同士を高い接合強度で且つ高い作業効率を以って接合可能なレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above problems, and even if there is a gap between each other before welding, the metal members can be joined with high bonding strength and It is an object of the present invention to provide a laser welding method and a laser welding apparatus capable of joining with high work efficiency.

本発明の一態様に係るレーザ溶接方法は、複数の金属部材をレーザ溶接により接合するレーザ溶接方法であって、レーザ光を発振し、当該発振されたレーザ光を溶接箇所に集光するレーザ光照射ステップと、前記レーザ光のスポットを走査する走査ステップと、金属からなり、前記レーザ光の照射によって溶融する溶加材を前記スポットの走査領域内に供給する溶加材供給ステップと、を備え、前記レーザ光のスポットを、所定箇所を中心としてその周りを周回するように走査して金属部材を溶融させた平面視ドット状の溶接部を形成するとともに、前記レーザ光のスポットが通過する前の箇所に前記溶加材を供給するとともに、前記溶接部への前記レーザ光の照射が終了する前に、前記溶加材を前記金属部材の溶融により形成された溶融池から離間させる。 A laser welding method according to an aspect of the present invention is a laser welding method for joining a plurality of metal members by laser welding, wherein a laser beam is oscillated and the oscillated laser beam is focused on a welding point. an irradiation step; a scanning step of scanning the spot of the laser light; and a filler material supply step of supplying a filler material made of metal and melted by the irradiation of the laser light into the scanning region of the spot. , scanning the spot of the laser beam so as to circulate around a predetermined location as a center to form a dot-shaped welding portion in a plan view in which the metal member is melted, and before the spot of the laser beam passes through While supplying the filler material to the location of (1), the filler material is separated from the molten pool formed by melting the metal member before the irradiation of the laser beam to the welded portion is completed.

先ず、上記態様に係るレーザ溶接方法では、複数の金属部材をレーザ溶接により接合するので、抵抗溶接などを用いる場合に比べて、溶接速度が速く、熱影響が少なく、また、金属部材に対して非接触で溶接を行うことができ、加工効率が高く、連続溶接による剛性アップを図ることが可能である。 First, in the laser welding method according to the above aspect, since a plurality of metal members are joined by laser welding, the welding speed is faster and the heat effect is less than when resistance welding or the like is used. Non-contact welding is possible, processing efficiency is high, and rigidity can be improved by continuous welding.

次に、上記態様に係るレーザ溶接方法では、走査ステップの実行により、レーザ光のスポットを所定箇所を中心としてその周りを周回させて当該部分の金属部材を溶融・攪拌して、溶接部を形成するので、溶接前の状態で金属部材同士の間に隙間が空いている場合であっても、溶融金属が金属部材間の隙間に流れ込むことになる。 Next, in the laser welding method according to the above aspect, by executing the scanning step, the spot of the laser beam is caused to circulate around a predetermined location, thereby melting and agitating the metal member at the location to form the welded portion. Therefore, even if there is a gap between the metal members before welding, the molten metal will flow into the gap between the metal members.

また、上記態様に係るレーザ溶接方法では、溶加材供給ステップの実行により、走査中のレーザ光により溶加材を溶融させて溶接部の一部とするので、凝固した後の溶接部にえぐれ（アンダーフィル）や溶け落ちが発生するのを抑制することができる。 In addition, in the laser welding method according to the above aspect, the filler material is melted by the laser beam during scanning to form a part of the welded portion by executing the filler material supply step. It is possible to suppress the occurrence of (underfill) and burn-through.

また、上記態様に係るレーザ溶接方法では、レーザ光のスポットを走査している間に（走査ステップの実行中に）、スポットの走査軌跡上に溶加材を供給して溶加材を溶融させるので（溶加材供給ステップを実行するので）、金属部材の溶融とは別ステップで溶加材の溶融を行う上記特許文献１に開示の技術よりも高い作業効率を実現することができる。 Further, in the laser welding method according to the above aspect, while the spot of the laser beam is being scanned (during the execution of the scanning step), the filler material is supplied onto the scanning trajectory of the spot to melt the filler material. Therefore, (because the filler material supply step is executed), it is possible to achieve higher work efficiency than the technique disclosed in the above Patent Document 1 in which the filler material is melted in a separate step from the melting of the metal member.

さらに、上記態様に係るレーザ溶接方法では、レーザ光の照射により溶加材が溶融されてなる溶融金属も、金属部材が溶融されてなる溶融金属とともに、レーザ光のスポットの周回走査により攪拌され溶融池の表面が平坦化される。このように、上記態様に係るレーザ溶接方法では、溶融池の平坦化についても連続したレーザ光のスポットの走査によりなされるので、溶加材を溶融させてなる溶滴を堆積後にレーザ光の照射を再開して表面の平坦化を行う上記特許文献１に開示の技術よりも、高い作業効率を実現することができる。 Furthermore, in the laser welding method according to the above aspect, the molten metal obtained by melting the filler material by irradiating the laser beam is also stirred and melted together with the molten metal obtained by melting the metal member by the circular scanning of the spot of the laser beam. The surface of the pond is flattened. As described above, in the laser welding method according to the above aspect, since the molten pool is also flattened by continuous laser beam spot scanning, the laser beam is irradiated after depositing the droplets formed by melting the filler material. It is possible to realize higher work efficiency than the technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, in which the surface is flattened by resuming the process.

従って、上記態様に係るレーザ溶接方法では、溶接前の状態で互いの間に隙間が空いている場合であっても、金属部材同士を高い接合強度で且つ高い作業効率を以って接合することが可能である。 Therefore, in the laser welding method according to the above aspect, even if there is a gap between the metal members before welding, the metal members can be joined with high joint strength and high work efficiency. is possible.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記溶接部を前記レーザ光の照射方向から平面視する場合に、前記溶加材の供給は、前記溶接部の外縁よりも内周側になされ、前記溶加材の先端は、前記レーザ光のスポットが通過することにより溶融して当該先端よりも根元側の部分から切り離される、との構成を採用することもできる。 In the laser welding method according to the above aspect, when the welded portion is viewed from the irradiation direction of the laser beam, the filler material is supplied to the inner peripheral side of the outer edge of the welded portion. It is also possible to employ a configuration in which the tip of the material is melted by the passage of the spot of the laser beam and separated from the portion closer to the base than the tip.

上記のような構成を採用する場合には、溶加材を溶接部の外縁よりも内周側に供給することにより、レーザ光のスポットが当該溶加材を通過することにより通過部分で溶加材が溶断されることになる。よって、溶加材の供給量の多少にかかわらず、溶融池からの溶加材の離間を容易に制御することができる。 When adopting the above configuration, by supplying the filler material to the inner peripheral side of the outer edge of the welded part, the spot of the laser beam passes through the filler material and is melted at the passing part. The material will be fused. Therefore, the separation of the filler material from the molten pool can be easily controlled regardless of the amount of filler material supplied.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記金属部材同士の間の隙間を測定する隙間測定ステップをさらに備え、前記溶加材の供給は、前記隙間が空いている場合に選択的になされる、との構成を採用することもできる。 The laser welding method according to the above aspect further includes a gap measurement step of measuring a gap between the metal members, and the filler material is selectively supplied when the gap is open. configuration can also be adopted.

上記のような構成を採用する場合には、金属部材間に隙間がなく、溶接部にえぐれや溶け落ちの問題が生じ難い場合にまで不所望に溶加材が供給されるような事態を避けることができる。 When adopting the above configuration, there is no gap between the metal members, and it is possible to avoid the situation where the filler material is undesirably supplied even when the problem of gouging or burn-through in the welded portion is unlikely to occur. be able to.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記溶加材供給ステップでは、前記隙間が相対的に大きいほど前記溶加材の供給量を相対的に多くする、との構成を採用することもできる。 In the laser welding method according to the aspect described above, in the filler material supply step, the supply amount of the filler material is relatively increased as the gap is relatively large.

上記のような構成を採用する場合には、隙間が相対的に大きいほど溶加材の供給量を相対的に多くする、換言すると、隙間の大小に応じて溶加材の供給量を調整するので、隙間が互いに異なる領域同士の間で、レーザ光の照射側から見た場合の溶接部の形態を揃えることができる。よって、上記のような構成を採用する場合には、高い接合強度を確保しながら、溶接部の高い外観品質を実現することができる。例えば、隙間が小さいにもかかわらず多くの溶加材を供給してしまった場合には、表面が大きく盛り上がった溶接部が形成されてしまうこととなるが、上記構成を採用することでこのような事態が避けられる。 When adopting the above configuration, the larger the gap is, the larger the amount of filler material supplied is. In other words, the amount of filler material supplied is adjusted according to the size of the gap. Therefore, between regions having different gaps, the form of the welded portion when viewed from the laser beam irradiation side can be made uniform. Therefore, when adopting the configuration as described above, it is possible to realize a high appearance quality of the welded portion while ensuring a high bonding strength. For example, if a large amount of filler material is supplied even though the gap is small, a welded portion with a greatly raised surface is formed. situation can be avoided.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記金属部材の溶融により形成された溶融池表面までの深さを測定する測定ステップをさらに備え、前記溶加材供給ステップでは、前記溶加材に対して前記レーザ光が照射される前の状態での前記深さが相対的に深いほど、前記溶加材の供給量を相対的に多くする、との構成を採用することもできる。 The laser welding method according to the above aspect further comprises a measuring step of measuring a depth to a molten pool surface formed by melting the metal member, and in the filler material supplying step, the filler material is subjected to the It is also possible to employ a configuration in which the amount of the filler material to be supplied is relatively increased as the depth is relatively deep before being irradiated with the laser beam.

ここで、上記における「溶融池表面までの深さ」とは、溶接前の状態の金属部材のレーザ光照射表面と溶接中の溶接池表面との距離である。 Here, the "depth to the surface of the weld pool" in the above is the distance between the surface of the metal member irradiated with laser light before welding and the surface of the weld pool during welding.

上記のような構成を採用する場合には、溶加材にレーザ光が照射される前の状態、換言すると、溶加材が溶融される前の状態の上記深さの大小に応じて溶加材の供給量を調整するので、金属部材同士の間の隙間の大小などにかかわらず、上記深さを予め設定した所定の深さとすることができる。よって、上記のような構成を採用する場合には、高い接合強度を確保しながら、溶接部の高い外観品質を実現することができる。 When adopting the configuration as described above, the state before the filler material is irradiated with the laser beam, in other words, the state before the filler material is melted depends on the size of the depth. Since the supply amount of the material is adjusted, the depth can be set to a predetermined depth regardless of the size of the gap between the metal members. Therefore, when adopting the configuration as described above, it is possible to realize a high appearance quality of the welded portion while ensuring a high bonding strength.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記溶加材および前記金属部材のそれぞれには、炭素を含む金属が用いられ、前記溶加材の炭素当量は、前記母材の炭素当量が相対的に大きいほど相対的に小さく、前記母材の炭素当量が相対的に小さいほど相対的に大きくなるように設定されている、との構成を採用することもできる。 In the laser welding method according to the above aspect, a metal containing carbon is used for each of the filler material and the metal member, and the carbon equivalent of the filler material is relatively large compared to the carbon equivalent of the base material. It is also possible to adopt a configuration in which the carbon equivalent of the base material is set to be relatively small, and the carbon equivalent of the base material is set to be relatively large.

上記のような構成を採用する場合には、母材の炭素当量が相対的に大きいほど炭素当量を少ない溶加材を供給することにより、溶融池の炭素量を希釈して組織が脆くなるのを抑制することができ、逆に母材の炭素当量が相対的に小さいほど炭素当量が多い溶加材を供給することにより、溶融池の炭素量を増やして接合部（溶接部）の強度向上を図ることができる。 When adopting the above configuration, by supplying a filler metal with a lower carbon equivalent as the carbon equivalent of the base metal is relatively higher, the carbon content in the molten pool is diluted and the structure becomes brittle. Conversely, the smaller the carbon equivalent of the base metal, the greater the carbon equivalent of the filler metal, which increases the carbon content of the molten pool and improves the strength of the joint (weld) can be achieved.

本発明の一態様に係るレーザ溶接装置は、複数の金属部材をレーザ溶接により接合するレーザ溶接装置であって、レーザ光を発振するレーザ発振器と、前記レーザ光を溶接箇所に集光する集光部と、前記レーザ光のスポットを走査する走査部と、金属からなり、前記レーザ光の照射によって溶融する溶加材を前記スポットの走査領域内に供給する溶加材供給部と、前記レーザ発振器、前記走査部、および前記溶加材供給部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記レーザ光のスポットを、所定箇所を中心としてその周りを周回するように走査して金属部材を溶融させた平面視ドット状の溶接部を形成するように前記レーザ発振器および前記走査部を制御するとともに、前記レーザ光のスポットが通過する前の箇所に前記溶加材を供給させるとともに、前記溶接部への前記レーザ光の照射が終了する前に、前記溶加材が前記金属部材の溶融により形成された溶融池から離間するように前記溶加材供給部を制御する。 A laser welding apparatus according to an aspect of the present invention is a laser welding apparatus that joins a plurality of metal members by laser welding, and includes a laser oscillator that oscillates a laser beam and a laser beam that is focused on a welding location. a scanning unit that scans the spot of the laser light; a filler material supply unit that supplies a filler material that is made of metal and is melted by irradiation of the laser beam into the scanning area of the spot; and the laser oscillator. , the scanning unit, and a control unit that controls the filler material supply unit, and the control unit scans the spot of the laser light so as to circulate around a predetermined location, thereby scanning the metal. Controlling the laser oscillator and the scanning unit so as to form a dot-shaped welded portion in which the member is melted in plan view, and supplying the filler material to a location before the spot of the laser beam passes through, The filler material supply unit is controlled so that the filler material is separated from the molten pool formed by melting the metal member before the irradiation of the laser beam to the welded portion ends.

先ず、上記態様に係るレーザ溶接装置は、複数の金属部材をレーザ溶接により接合するので、抵抗溶接などを用いる場合に比べて、溶接速度が速く、熱影響が少なく、また、金属部材に対して非接触で溶接を行うことができ、加工効率が高く、連続溶接による剛性アップを図ることが可能である。 First, since the laser welding apparatus according to the above aspect joins a plurality of metal members by laser welding, the welding speed is faster, the heat effect is less than when resistance welding is used, and the metal members are not affected by heat. Non-contact welding is possible, processing efficiency is high, and rigidity can be improved by continuous welding.

次に、上記態様に係るレーザ溶接装置では、レーザ光のスポットを所定箇所を中心としてその周りを周回させて当該部分の金属部材を溶融・攪拌して、溶接部を形成するので、溶接前の状態で金属部材同士の間に隙間が空いている場合であっても、溶融金属が金属部材間の隙間に流れ込むことになる。 Next, in the laser welding apparatus according to the above aspect, the spot of the laser beam is made to circulate around a predetermined location to melt and agitate the metal member at the location to form the welded portion. Even if there is a gap between the metal members in this state, the molten metal will flow into the gap between the metal members.

また、上記態様に係るレーザ溶接装置では、走査中のレーザ光により溶加材を溶融させて溶接部の一部とするので、凝固した後の溶接部にえぐれ（アンダーフィル）や溶け落ちが発生するのを抑制することができる。 In addition, in the laser welding apparatus according to the above aspect, since the filler material is melted by the laser beam during scanning and becomes a part of the welded portion, gouging (underfill) and burn-through occur in the welded portion after solidification. can be suppressed.

また、上記態様に係るレーザ溶接装置では、レーザ光のスポットを走査している間に、スポットの走査軌跡上に溶加材を供給して溶加材を溶融させるので、金属部材の溶融とは別ステップで溶加材の溶融を行う上記特許文献１に開示の技術よりも高い作業効率を実現することができる。 Further, in the laser welding apparatus according to the above aspect, while the spot of the laser beam is being scanned, the filler material is supplied onto the scanning locus of the spot to melt the filler material. It is possible to realize higher work efficiency than the technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, in which the filler material is melted in a separate step.

さらに、上記態様に係るレーザ溶接装置では、レーザ光の照射により溶加材が溶融されてなる溶融金属も、金属部材が溶融されてなる溶融金属とともに、レーザ光のスポットの周回走査により攪拌され溶融池の表面が平坦化される。このように、上記態様に係るレーザ溶接装置では、溶融池の平坦化についても連続したレーザ光のスポットの走査によりなされるので、溶加材を溶融させてなる溶滴を堆積後にレーザ光の照射を再開して表面の平坦化を行う上記特許文献１に開示の技術よりも、高い作業効率を実現することができる。 Furthermore, in the laser welding apparatus according to the above aspect, the molten metal obtained by melting the filler material by irradiating the laser beam is also stirred and melted together with the molten metal obtained by melting the metal member by the circular scanning of the spot of the laser beam. The surface of the pond is flattened. As described above, in the laser welding apparatus according to the above aspect, the molten pool is also flattened by continuous laser beam spot scanning. It is possible to realize higher work efficiency than the technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, in which the surface is flattened by resuming the process.

従って、上記態様に係るレーザ溶接装置では、溶接前の状態で互いの間に隙間が空いている場合であっても、金属部材同士を高い接合強度で且つ高い作業効率を以って接合することが可能である。 Therefore, with the laser welding apparatus according to the above aspect, even if there is a gap between the metal members before welding, the metal members can be joined with high joint strength and high work efficiency. is possible.

上記態様に係るレーザ溶接装置において、前記溶接部を前記レーザ光の照射方向から平面視する場合に、前記溶加材の供給は、前記溶接部の外縁よりも内周側になされ、前記溶加材の先端は、前記レーザ光のスポットが通過することにより溶融して当該先端よりも根元側の部分から切り離される、との構成を採用することもできる。 In the laser welding apparatus according to the above aspect, when the welded portion is viewed from the irradiation direction of the laser beam, the filler material is supplied to the inner peripheral side of the outer edge of the welded portion. It is also possible to employ a configuration in which the tip of the material is melted by the passage of the spot of the laser beam and separated from the portion closer to the base than the tip.

上記のような構成を採用する場合には、溶加材を溶接部の外縁よりも内周側に供給することにより、レーザ光のスポットが当該溶加材を通過することにより通過部分で溶加材が溶断されることになる。よって、溶加材の供給量の多少にかかわらず、溶融池からの溶加材の離間を容易に制御することができる。 When adopting the above configuration, by supplying the filler material to the inner peripheral side of the outer edge of the welded part, the spot of the laser beam passes through the filler material and is melted at the passing part. The material will be fused. Therefore, the separation of the filler material from the molten pool can be easily controlled regardless of the amount of filler material supplied.

上記態様に係るレーザ溶接装置において、前記金属部材同士の間の隙間を測定し、測定結果を前記制御部に送出する隙間測定部をさらに備え、前記制御部は、前記隙間が空いていると判断した場合に、前記溶加材供給部に対して前記溶加材を供給させる、との構成を採用することもできる。 The laser welding apparatus according to the aspect described above further includes a gap measuring unit that measures a gap between the metal members and sends a measurement result to the control unit, and the control unit determines that the gap is open. In this case, it is also possible to employ a configuration in which the filler material is supplied to the filler material supply unit.

上記のような構成を採用する場合には、金属部材同士の間に隙間がなく、溶接部にえぐれ（アンダーフィル）や溶け落ちの問題が生じ難い場合にまで不所望に溶加材が供給されるような事態を避けることができる。 When adopting the above-described configuration, the filler material is undesirably supplied even when there is no gap between the metal members and the problem of gouging (underfill) or burn-through in the welded portion is unlikely to occur. You can avoid such situations.

上記態様に係るレーザ溶接装置において、前記制御部は、前記隙間が相対的に大きいほど前記溶加材の供給量が相対的に多くなるように、前記溶加材供給部を制御する、との構成を採用することもできる。 In the laser welding device according to the above aspect, the control unit controls the filler material supply unit so that the supply amount of the filler material is relatively increased as the gap is relatively large. Configurations can also be employed.

上記のような構成を採用する場合には、隙間が相対的に大きいほど溶加材の供給量を相対的に多くする、換言すると、隙間の大小に応じて溶加材の供給量を調整するので、隙間が互いに異なる領域同士の間で、レーザ光の照射側から見た場合の溶接部の形態を揃えることができる。よって、上記のような構成を採用する場合には、高い接合強度を確保しながら、溶接部の高い外観品質を実現することができる。例えば、隙間が小さいにもかかわらず多くの溶加材を供給してしまった場合には、表面が大きく盛り上がった溶接部が形成されてしまうこととなるが、上記構成を採用することでこのような事態が避けられる。 When adopting the above configuration, the larger the gap is, the larger the amount of filler material supplied is. In other words, the amount of filler material supplied is adjusted according to the size of the gap. Therefore, between regions having different gaps, the form of the welded portion when viewed from the laser beam irradiation side can be made uniform. Therefore, when adopting the configuration as described above, it is possible to realize a high appearance quality of the welded portion while ensuring a high bonding strength. For example, if a large amount of filler material is supplied even though the gap is small, a welded portion with a greatly raised surface is formed. situation can be avoided.

上記態様に係るレーザ溶接装置において、前記金属部材の溶融により形成された溶融池表面までの深さを測定する深さ測定部をさらに備え、前記制御部は、前記溶加材に対して前記レーザ光が照射される前の状態での前記深さが相対的に深いほど、前記溶加材の供給量が相対的に多くなるように、前記溶加材供給部を制御する、との構成を採用することもできる。 The laser welding apparatus according to the above aspect further includes a depth measuring unit that measures a depth to the surface of the molten pool formed by melting the metal member, and the control unit controls the laser beam to the filler material. A configuration in which the filler material supply unit is controlled so that the amount of the filler material supplied is relatively increased as the depth in the state before light irradiation is relatively deep. can also be adopted.

上記のような構成を採用する場合には、溶加材にレーザ光が照射される前の状態、換言すると、溶加材が溶融される前の状態の上記深さの大小に応じて溶加材の供給量を調整するので、金属部材同士の間の隙間の大小などにかかわらず、上記深さを予め設定した所定の深さとすることができる。よって、上記のような構成を採用する場合には、高い接合強度を確保しながら、溶接部の高い外観品質を実現することができる。 When adopting the configuration as described above, the state before the filler material is irradiated with the laser beam, in other words, the state before the filler material is melted depends on the size of the depth. Since the supply amount of the material is adjusted, the depth can be set to a predetermined depth regardless of the size of the gap between the metal members. Therefore, when adopting the configuration as described above, it is possible to realize a high appearance quality of the welded portion while ensuring a high bonding strength.

上記の各態様では、溶接前の状態で互いの間に隙間が空いている場合であっても、金属部材同士を高い接合強度で且つ高い作業効率を以って接合することが可能である。 In each of the above aspects, even if there is a gap between the metal members before welding, it is possible to join the metal members together with high joint strength and high work efficiency.

本発明の第１実施形態に係るレーザ溶接装置の概略構成を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows schematic structure of the laser welding apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 溶接前の板材の配置状態を示す模式側面図である。FIG. 4 is a schematic side view showing an arrangement state of plate materials before welding; 第１実施形態に係るレーザ溶接装置を用いたレーザ溶接方法を説明するための模式平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the laser welding method using the laser welding apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図３のＩＶ－ＩＶ線断面を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a cross section taken along line IV-IV of FIG. 3; 図４のＡ部を拡大して示す模式断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion A of FIG. 4 ; 比較例に係るレーザ溶接方法を用いて溶接を行った場合の溶接部の外周部分の構成を示す模式断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the outer peripheral portion of a welded portion when welding is performed using a laser welding method according to a comparative example; 本発明の第２実施形態に係るレーザ溶接方法を説明するための模式断面図である。It is a schematic cross section for demonstrating the laser welding method which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係るレーザ溶接装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the laser welding apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. （ａ）は、本発明の第４実施形態に係るレーザ溶接方法を説明するための模式平面図であり、（ｂ）は、本発明の第５実施形態に係るレーザ溶接方法を説明するための模式平面図である。(a) is a schematic plan view for explaining a laser welding method according to a fourth embodiment of the present invention; (b) is a schematic plan view for explaining a laser welding method according to a fifth embodiment of the present invention; It is a schematic plan view. （ａ）は、本発明の第６実施形態に係る溶接形態を示す模式図である、（ｂ）は、本発明の第７実施形態に係る溶接形態を示す模式図であり、（ｃ）は、本発明の第８実施形態に係る溶接形態を示す模式図である。(a) is a schematic diagram showing a welding form according to a sixth embodiment of the present invention, (b) is a schematic diagram showing a welding form according to a seventh embodiment of the present invention, and (c) is a and FIG. 11 is a schematic diagram showing a welding form according to an eighth embodiment of the present invention. （ａ）は、本発明の第９実施形態に係る溶接形態を示す模式図である、（ｂ）は、本発明の第１０実施形態に係る溶接形態を示す模式図であり、（ｃ）は、本発明の第１１実施形態に係る溶接形態を示す模式図である。(a) is a schematic diagram showing a welding form according to a ninth embodiment of the present invention, (b) is a schematic diagram showing a welding form according to a tenth embodiment of the present invention, and (c) is a and FIG. 11 is a schematic diagram showing a welding form according to an eleventh embodiment of the present invention.

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一例であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, embodiment of this invention is described, considering drawing into consideration. In addition, the form described below is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following forms except for its essential configuration.

［第１実施形態］
１．レーザ溶接装置１の概略構成
本発明の第１実施形態に係るレーザ溶接装置１の概略構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るレーザ溶接装置１の概略構成を示す模式図である。 [First embodiment]
1. Schematic Configuration of Laser Welding Apparatus 1 A schematic configuration of a laser welding apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a laser welding device 1 according to this embodiment.

図１に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接装置１は、レーザ発振器１０と光路１１と集光部（走査部）１２とを備える。レーザ発振器１０は、当該レーザ発振器１０に接続されたコントローラ（制御部）１６からの指令に従ってレーザ光を発振する。 As shown in FIG. 1 , a laser welding device 1 according to this embodiment includes a laser oscillator 10 , an optical path 11 and a condensing section (scanning section) 12 . The laser oscillator 10 oscillates laser light according to instructions from a controller (control section) 16 connected to the laser oscillator 10 .

レーザ発振器１０で発振されたレーザ光は、光路１１を通り集光部１２へと伝搬される。集光部１２では、伝搬されてきたレーザ光が板材積層体５００における板材（金属部材）５０１の表面に集光される（スポットが形成される）。そして、集光部１２は、コントローラ１６からの指令に従って、板材５０１の表面でレーザ光のスポットを走査する。 A laser beam oscillated by a laser oscillator 10 is propagated through an optical path 11 to a condensing section 12 . In the condensing unit 12 , the propagated laser light is condensed (formed into a spot) on the surface of the plate material (metal member) 501 in the plate material laminate 500 . Then, the condensing unit 12 scans the laser light spot on the surface of the plate member 501 in accordance with a command from the controller 16 .

なお、本実施形態では、光路１１の一例として光ファイバーケーブルを用いているが、これ以外にもミラーを用いた光反射による伝搬など、種々の光路を採用することができる。ここで、本実施形態では、溶接の対象としての板材積層体５００は、板材（金属部材）５０１と板材（金属部材）５０２との積層体である。 In addition, although an optical fiber cable is used as an example of the optical path 11 in this embodiment, various other optical paths such as propagation by light reflection using a mirror can be adopted. Here, in the present embodiment, the plate material laminate 500 to be welded is a laminate of a plate material (metal member) 501 and a plate material (metal member) 502 .

また、レーザ溶接装置１は、溶接ロボット１３と、該溶接ロボット１３の駆動に係る駆動回路部１４と、を備える。溶接ロボット１３は、その先端部分に集光部１２が取り付けられており、駆動回路部１４に接続されたコントローラ１６からの指令に従って、集光部１２を３次元で移動させることができる。 The laser welding device 1 also includes a welding robot 13 and a drive circuit section 14 for driving the welding robot 13 . The welding robot 13 has a condensing part 12 attached to its tip, and can move the condensing part 12 three-dimensionally according to a command from a controller 16 connected to a drive circuit part 14 .

さらに、本実施形態に係るレーザ溶接装置１は、溶接ロボット１３の先端部分に取り付けられたワイヤ供給機（溶加材供給部）１５を備える。ワイヤ供給機１５は、溶接箇所に向けて溶加材であるワイヤ２０を供給する。なお、ワイヤ供給機１５は、コントローラ１６からの指令に従って、溶接箇所へのワイヤ２０の供給と、溶接箇所（溶融池）からのワイヤ２０の離間とを実行する。 Furthermore, the laser welding apparatus 1 according to this embodiment includes a wire feeder (filler material feeder) 15 attached to the tip portion of the welding robot 13 . A wire feeder 15 feeds a wire 20, which is a filler material, toward the welding location. The wire feeder 15 feeds the wire 20 to the welding point and separates the wire 20 from the welding point (molten pool) in accordance with commands from the controller 16 .

２．板材積層体５００の概略構成
板材積層体５００の概略構成について、図２を用い説明する。図２は、板材積層体５００を構成する板材５０１，５０２の溶接前における配置状態を示す模式側面図である。 2. Schematic Configuration of Plate Laminated Body 500 A schematic configuration of the plate laminated body 500 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic side view showing the state of arrangement of plate materials 501 and 502 constituting the plate material laminate 500 before welding.

板材５０１と板材５０２とは板厚方向（Ｚ方向）に重ね合わされているが、溶接前のこれらの間には、図２に示すように、例えば最大で１ｍｍ程度の隙間Ｇが存在する。 The plate material 501 and the plate material 502 are overlaid in the plate thickness direction (Z direction), but there is a gap G of about 1 mm at most, for example, between them before welding, as shown in FIG.

３．レーザ溶接装置１を用いたレーザ溶接
本実施形態に係るレーザ溶接装置１を用いたレーザ溶接について、図を用いて説明する。図３は、レーザ溶接装置１を用いたレーザ溶接方法を説明するための模式平面図である。 3. Laser Welding Using Laser Welding Apparatus 1 Laser welding using the laser welding apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic plan view for explaining a laser welding method using the laser welding device 1. FIG.

図３に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接装置１を用いた溶接では、コントローラ１６がレーザ発振器１０にレーザ光を発振する旨の指令（レーザ光照射ステップの実行指令）を出した状態で、レーザ光のスポットが周回中心（所定箇所）ＡｘＬＢ１を中心としてその周りを平面視略円形に周回するように集光部１２を制御する。即ち、コントローラ１６は、板材積層体５００の溶接において、所謂、レーザスクリュ溶接を実行するように集光部１２を制御してレーザ光のスポットの走査を行い（走査ステップの実行指令）、溶接部１００における板材５０１，５０２の溶融・攪拌を実行する。 As shown in FIG. 3, in welding using the laser welding apparatus 1 according to the present embodiment, the controller 16 issues a command to the laser oscillator 10 to oscillate a laser beam (command to execute a laser beam irradiation step). Then, the condensing unit 12 is controlled so that the spot of the laser light circulates around the circulating center (predetermined point) Ax LB1 in a substantially circular shape in plan view. That is, the controller 16 controls the light collecting unit 12 so as to perform so-called laser screw welding in the welding of the plate material laminate 500 to scan the spot of the laser beam (execution command of the scanning step), and the welding part The plate materials 501 and 502 in 100 are melted and stirred.

また、コントローラ１６は、ワイヤ２０の先端がレーザ光のスポットの走査領域（形成しようとする溶接部１００）の外縁１００ｂよりも内周側となるように、ワイヤ供給機１５を制御する。 Further, the controller 16 controls the wire feeder 15 so that the tip of the wire 20 is located inside the outer edge 100b of the scanning area of the laser beam spot (the welded portion 100 to be formed).

なお、本実施形態に係るレーザ光のスポットの走査は、周回中心ＡｘＬＢ１側である内周側から外周部分１００ａに向けて連続的に行うものであって、ワイヤ２０の先端を当該領域（外周部分１００ａ）内に供給する。 Note that the scanning of the laser beam spot according to the present embodiment is performed continuously from the inner peripheral side, which is the side of the rotation center Ax LB1 , toward the outer peripheral portion 100a. It feeds into part 100a).

ここで、コントローラ１６は、少なくともレーザ光のスポットが通過する前に、当該スポットが通過する箇所にワイヤ２０の先端が位置するようにし、レーザ光の照射が終了する前にワイヤ２０（ワイヤ２０の溶融した先端を除く根元側部分）を溶融池から離間させる。 Here, at least before the spot of the laser light passes, the controller 16 positions the tip of the wire 20 at the point where the spot passes, and before the irradiation of the laser light ends, the wire 20 (the tip of the wire 20 is The root side portion (excluding the melted tip) is separated from the molten pool.

４．溶接部１００の形態
図３を用いて説明したようなレーザ光照射を行って形成された溶接部１００の形態について、図４～図６を用いて説明する。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面を示す模式断面図であり、図５は、図４のＡ部を拡大して示す模式断面図である。図６は、比較例に係るレーザ溶接方法を用いて溶接を行った場合の溶接部の外周部分の構成を示す模式断面図である。 4. Form of Welded Portion 100 The form of the welded portion 100 formed by laser beam irradiation as described with reference to FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4 to 6. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a cross section taken along line IV-IV of FIG. 3, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion A of FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the outer peripheral portion of the welded portion when welding is performed using the laser welding method according to the comparative example.

図４に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接により形成された溶接部１００は、レーザ光の照射により板材５０１，５０２が溶融・攪拌・凝固されることで形成されたベース部１０１と、レーザ光の照射によりワイヤ２０の先端が溶融・攪拌・凝固されることで形成された増肉部１０２と、からなる。溶融金属の一部は、隙間Ｇにも流れ込み、ベース部１０１がレーザ光を照射した領域の周囲の隙間Ｇにも形成されている。 As shown in FIG. 4, the welded portion 100 formed by laser welding according to the present embodiment includes a base portion 101 formed by melting, stirring, and solidifying plate materials 501 and 502 by irradiation with laser light, and a thickened portion 102 formed by melting, stirring, and solidifying the tip of the wire 20 by laser light irradiation. Part of the molten metal also flows into the gap G, and is also formed in the gap G around the region of the base portion 101 irradiated with the laser beam.

なお、図４では、説明の便宜のためにベース部１０１と増肉部１０２との間に境界が存在するように図示をしているが、実際にはベース部１０１と増肉部１０２とが一体的に形成されて溶接部１００が形成されている。 In FIG. 4, for convenience of explanation, a boundary is shown between the base portion 101 and the thickened portion 102, but in reality, the base portion 101 and the thickened portion 102 are separated. A welded portion 100 is formed integrally.

図４に示すように、本実施形態では、先端がレーザ光のスポットの走査領域（形成しようとする溶接部１００）の外縁１００ｂよりも内周側となる外周部分１００ａにワイヤ２０を供給しているので、レーザ光の照射によりワイヤ２０の先端が溶融し、根元側部分から分離される。 As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the tip of the wire 20 is supplied to the outer peripheral portion 100a, which is the inner peripheral side of the outer edge 100b of the laser beam spot scanning area (the welded portion 100 to be formed). Therefore, the tip of the wire 20 is melted by the irradiation of the laser beam and separated from the root portion.

次に、図５に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法を採用した場合には、溶接部１００における径方向外側部分の外周部分１００ａにおいて、肉厚が薄肉化されるのが抑制されている。これは、ベース部１０１に加えて増肉部１０２により溶接部１００が形成され、また、レーザ光のスポットを周回走査することで溶融金属が攪拌されることによるものである。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法を用いる場合には、外周部分１００ａの薄肉化が抑制され、応力集中が緩和されるとともに、これによって当該部分が急冷されるのが抑制されて脆弱組織となることも抑制される。 Next, as shown in FIG. 5, when the laser welding method according to the present embodiment is adopted, the thickness of the outer peripheral portion 100a of the radially outer portion of the welded portion 100 is suppressed from being thinned. ing. This is because the welded portion 100 is formed by the thickened portion 102 in addition to the base portion 101, and the molten metal is agitated by circularly scanning the spot of the laser beam. Therefore, when the laser welding method according to the present embodiment is used, thinning of the outer peripheral portion 100a is suppressed, stress concentration is alleviated, and rapid cooling of the portion is suppressed, thereby forming a fragile structure. is also suppressed.

一方、レーザ光の照射の際にワイヤを供給しなかった比較例の場合には、図６に示すように、溶接部９００の外周部分９００ａの肉厚が本実施形態に係る外周部分１００ａの肉厚よりも薄くなってしまう。このため、溶接対象となる板材９０１の板厚や板材間の隙間が本実施形態と同じであったとしても、外周部分９００ａの薄肉化が生じ、これによって急冷されることに起因して該部分に脆弱組織が形成される場合がある。 On the other hand, in the case of the comparative example in which the wire was not supplied during laser light irradiation, as shown in FIG. It becomes thinner than it is thick. Therefore, even if the thickness of the plate material 901 to be welded and the gap between the plate materials are the same as in the present embodiment, the thickness of the outer peripheral portion 900a is reduced, and this causes the portion to be rapidly cooled. Vulnerable tissue may be formed in

５．効果
本実施形態に係るレーザ溶接装置１およびこれを用いたレーザ溶接方法では、レーザ溶接により板材５０１と板材５０２とを接合するので、抵抗溶接などを用いる場合に比べて、溶接速度が速く、熱影響が少なく、また、板材５０１，５０２に対して非接触で溶接を行うことができ、加工効率が高く、連続溶接による剛性アップを図ることが可能である。 5. Effect In the laser welding apparatus 1 according to the present embodiment and the laser welding method using the same, the plate material 501 and the plate material 502 are joined by laser welding. There is little influence, and the plate materials 501 and 502 can be welded without contact, the processing efficiency is high, and it is possible to increase the rigidity by continuous welding.

また、本実施形態に係るレーザ溶接装置１およびこれを用いたレーザ溶接方法では、レーザ光のスポットを周回中心ＡｘＬＢ１周りを周回させて当該部分の金属部材を溶融・攪拌して、溶接部１００を形成するので、溶接前の状態で板材５０１と板材５０２との間に隙間Ｇが空いている場合であっても、溶融金属が隙間Ｇに流れ込むことになる。 Further, in the laser welding apparatus 1 and the laser welding method using the laser welding apparatus 1 according to the present embodiment, the laser beam spot is rotated around the rotation center Ax LB1 to melt and agitate the metal member of the portion, thereby welding the welded portion 100. is formed, the molten metal flows into the gap G even if there is a gap G between the plate material 501 and the plate material 502 before welding.

また、本実施形態に係るレーザ溶接装置１およびこれを用いたレーザ溶接方法では、走査中のレーザ光によりワイヤ２０の先端を溶融させて増肉部（溶接部１００の一部）１０２とするので、凝固した後の溶接部１００にえぐれ（アンダーフィル）や溶け落ちが発生するのを抑制することができる。 Further, in the laser welding apparatus 1 according to the present embodiment and the laser welding method using the same, the tip of the wire 20 is melted by the laser beam during scanning to form the thickened portion (a part of the welded portion 100) 102. , it is possible to suppress the occurrence of gouging (underfill) and burn-through in the welded portion 100 after solidification.

また、本実施形態に係るレーザ溶接装置１およびこれを用いたレーザ溶接方法では、レーザ光のスポットを走査している間に、レーザ光走査軌跡ＬＮＬＢ上に先端が配されるようにワイヤ２０を供給してレーザ光の照射によりワイヤ２０の先端を溶融させるので、板材の溶融とは別ステップでワイヤの溶融を行う上記特許文献１に開示の技術よりも高い作業効率を実現することができる。 Further, in the laser welding apparatus 1 according to the present embodiment and the laser welding method using the same, the wire 20 is arranged such that the tip thereof is arranged on the laser beam scanning locus LN LB while the spot of the laser beam is being scanned. is supplied and the tip of the wire 20 is melted by irradiation with a laser beam, so that the wire is melted in a separate step from the melting of the plate material. .

さらに、本実施形態に係るレーザ溶接装置１およびこれを用いたレーザ溶接方法では、レーザ光の照射によりワイヤ２０が溶融されてなる溶融金属も、板材５０１，５０２が溶融されてなる溶融金属とともに、レーザ光のスポットの周回走査により攪拌され溶融池の表面が平坦化される。このように、本実施形態では、溶融池の平坦化についても連続したレーザ光のスポットの走査によりなされるので、ワイヤを溶融させてなる溶滴を堆積させ、その後にレーザ光の照射を再開して溶融池の表面を平坦化する上記特許文献１に開示の技術よりも、高い作業効率を実現することができる。 Furthermore, in the laser welding apparatus 1 according to the present embodiment and the laser welding method using the same, the molten metal obtained by melting the wire 20 by the irradiation of the laser light and the molten metal obtained by melting the plate materials 501 and 502 are The surface of the molten pool is flattened by being agitated by the circular scanning of the spot of the laser beam. As described above, in the present embodiment, since the molten pool is also flattened by continuous laser light spot scanning, the wire is melted to deposit droplets, and then the laser light irradiation is resumed. It is possible to realize higher work efficiency than the technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 in which the surface of the molten pool is flattened.

本実施形態に係るレーザ溶接装置１およびこれを用いたレーザ溶接方法では、ワイヤ２０を溶接部１００の外縁１００ｂよりも内周側の外周部分１００ａに供給することにより、レーザ光のスポットがワイヤ２０の先端に照射されることによりレーザ光の照射部分でワイヤ２０が溶断されることになる。よって、ワイヤ２０の供給量の多少にかかわらず、溶融池からのワイヤ２０の離間を容易に制御することができる。 In the laser welding apparatus 1 according to the present embodiment and the laser welding method using the same, by supplying the wire 20 to the outer peripheral portion 100a on the inner peripheral side of the outer edge 100b of the welded portion 100, the spot of the laser beam is formed on the wire 20. By irradiating the tip of the laser beam, the wire 20 is fused at the portion irradiated with the laser beam. Therefore, regardless of the amount of wire 20 supplied, the separation of wire 20 from the molten pool can be easily controlled.

［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係るレーザ溶接方法を説明する模式断面図である。 [Second embodiment]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the laser welding method according to the second embodiment of the present invention.

図７に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、板材（金属部材）５０６と板材（金属部材）５０７とを略直交する方向に突き合わせ、突き合わせに係るコーナー部分をレーザ溶接して突合体５０５を形成する、所謂、隅肉溶接方法である。なお、本実施形態においても、溶接前の状態で板材５０６と板材５０７との間には、例えば最大１ｍｍ程度の隙間Ｇが存在する。 As shown in FIG. 7, in the laser welding method according to the present embodiment, a plate material (metal member) 506 and a plate material (metal member) 507 are butted in a direction substantially perpendicular to each other, and the corner portions related to the butt are laser-welded to form a butt joint. It is the so-called fillet welding method that forms the coalescence 505 . Also in this embodiment, there is a gap G of about 1 mm at maximum, for example, between the plate members 506 and 507 before welding.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、板材５０６の延在方向（Ｚ方向）と板材５０７の延在方向（Ｘ方向）の両方向に交差する周回中心ＡｘＬＢ２を中心としてその周りをスポットが周回するようにレーザ光を照射する。 In the laser welding method according to the present embodiment, the spot rotates around the rotation center Ax LB2 that intersects both the extension direction (Z direction) of the plate member 506 and the extension direction (X direction) of the plate member 507. Irradiate the laser light as follows.

本実施形態でも、先端がレーザ光のスポットの走査領域（形成しようとする溶接部１０５）の外縁よりも内周側の外周部分１０５ａにワイヤ２０を供給する。特に、本実施形態のレーザ溶接方法では、隅肉溶接を行うことからワイヤ２０の供給量が少量であるので、ワイヤ２０の挿入（前進）および引き離し（後退）に係るワイヤ２０の移動量が極わずかであるが、ワイヤ２０を外縁よりも内周側の外周部分１０５ａに供給することでレーザ光の照射によりワイヤ２０をカットする（切り離す）ことができるので、制御が容易である。 In this embodiment as well, the tip of the wire 20 is supplied to the outer peripheral portion 105a on the inner peripheral side of the outer edge of the laser beam spot scanning area (the welded portion 105 to be formed). In particular, in the laser welding method of the present embodiment, since fillet welding is performed, the amount of supply of the wire 20 is small. By supplying the wire 20 to the outer peripheral portion 105a on the inner peripheral side of the outer edge, although slightly, the wire 20 can be cut (separated) by the irradiation of the laser light, so control is easy.

本実施形態では、以上のようなレーザ溶接方法を採用することにより、ベース部１０６と増肉部１０７とからなる溶接部１０５を形成することができる。なお、本実施形態においても、溶融金属の一部が隙間Ｇに流れ込んでいる。 In this embodiment, the welded portion 105 including the base portion 106 and the thickened portion 107 can be formed by adopting the laser welding method as described above. It should be noted that part of the molten metal flows into the gap G also in this embodiment.

隅肉溶接を行う本実施形態においても上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。 The same effects as those of the first embodiment can be obtained in this embodiment in which fillet welding is performed.

［第３実施形態］
図８は、本発明の第３実施形態に係るレーザ溶接装置２の概略構成を示す模式図である。 [Third embodiment]
FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a laser welding device 2 according to a third embodiment of the invention.

図８に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接装置２は、上記第１実施形態に係るレーザ溶接装置１と同様に、レーザ発振器１０、光路１１、集光部（走査部）１２、溶接ロボット１３、駆動回路部１４、ワイヤ供給機（溶加材供給部）１５、およびコントローラ（制御部）１６を備える。 As shown in FIG. 8, the laser welding apparatus 2 according to the present embodiment includes a laser oscillator 10, an optical path 11, a condensing section (scanning section) 12, a welding A robot 13 , a drive circuit section 14 , a wire feeder (filler material feeder) 15 , and a controller (control section) 16 are provided.

さらに、本実施形態に係るレーザ溶接装置２は、撮像カメラ（隙間測定部）２５を備える。撮像カメラ２５は、積層体５１０を構成する板材（金属部材）５１１と板材（金属部材）５１２との間の境界部分を撮像し、隙間の有無、および隙間がある場合にはその大きさを測定して測定結果をコントローラ１６に送出する。 Furthermore, the laser welding device 2 according to this embodiment includes an imaging camera (gap measurement unit) 25 . The image capturing camera 25 captures an image of the boundary portion between the plate material (metal member) 511 and the plate material (metal member) 512 that constitute the laminate 510, and measures the presence or absence of a gap and, if there is a gap, its size. and send the measurement result to the controller 16 .

本実施形態に係るレーザ溶接装置２では、コントローラ１６が、撮像カメラ２５からの隙間測定結果を受けて、板材５１１と板材５１２との間に隙間がある場合に選択的にワイヤ２０を供給するようにワイヤ供給機１５を制御する。換言すると、コントローラ１６は、板材５１１と板材５１２との間に隙間がない場合にはワイヤ２０の供給を行わないようにワイヤ供給機１５を制御する。 In the laser welding apparatus 2 according to this embodiment, the controller 16 receives the gap measurement result from the imaging camera 25 and selectively supplies the wire 20 when there is a gap between the plate members 511 and 512. , the wire feeder 15 is controlled. In other words, the controller 16 controls the wire feeder 15 so as not to feed the wire 20 when there is no gap between the plate material 511 and the plate material 512 .

また、本実施形態に係るレーザ溶接装置２では、コントローラ１６が、板材５１１と板材５１２との間の隙間の大きさに応じてワイヤ２０の供給量を調整するようにワイヤ供給機１５を制御する。具体的に、コントローラ１６は、板材５１１と板材５１２との間の隙間が相対的に大きいほどワイヤ２０の供給量を相対的に多く、隙間が相対的に小さいほどワイヤ２０の供給量を相対的に少なくするように、ワイヤ供給機１５を制御する。 Further, in the laser welding apparatus 2 according to the present embodiment, the controller 16 controls the wire feeder 15 so as to adjust the feed amount of the wire 20 according to the size of the gap between the plate members 511 and 512. . Specifically, the controller 16 relatively increases the supply amount of the wire 20 as the gap between the plate members 511 and 512 is relatively large, and relatively increases the supply amount of the wire 20 as the gap is relatively small. The wire feeder 15 is controlled so as to reduce the

本実施形態に係るレーザ溶接装置２およびこれを用いたレーザ溶接方法では、上記第１実施形態および上記第２実施形態と同様の効果を得ることができるのに加えて、次のような効果を得ることができる。 The laser welding apparatus 2 according to the present embodiment and the laser welding method using the same can obtain the same effects as those of the first embodiment and the second embodiment, and also have the following effects. Obtainable.

本実施形態に係るレーザ溶接装置２およびこれを用いたレーザ溶接方法では、板材５１１，５１２間に隙間がなく、溶接部にえぐれ（アンダーフィル）や溶け落ちの問題が生じ難い場合にワイヤ２０が供給されるような事態を避けることができる。これにより、必要に応じてワイヤ２０を供給することで、板材５１１，５１２間の隙間の有無にかかわらず、高い接合強度を確保することができる。 In the laser welding apparatus 2 and the laser welding method using the laser welding apparatus 2 according to the present embodiment, the wire 20 can be welded when there is no gap between the plates 511 and 512 and the problem of gouging (underfill) or burn-through is unlikely to occur in the welded portion. It is possible to avoid the situation of being supplied. Accordingly, by supplying the wire 20 as necessary, high bonding strength can be ensured regardless of the presence or absence of a gap between the plate members 511 and 512 .

また、本実施形態に係るレーザ溶接装置２およびこれを用いたレーザ溶接方法では、板材５１１，５１２間の隙間の大小に応じてワイヤ２０の供給量を調整することで、隙間が互いに異なる領域同士の間で、レーザ光の照射側から見た場合の溶接部の形態を揃えることができる。よって、本実施形態では、例えば、隙間が小さいにもかかわらず多くの溶加材を供給することで溶接部の表面が大きく盛り上がるようなことを抑制できる。なお、板材５１１，５１２間の隙間が大きい場合に、ワイヤ２０の供給量が多くなるように制御することで、十分な量の溶融金属で当該隙間を充填することが可能となり、板材同士の高い接合強度を確保することができる。 In addition, in the laser welding apparatus 2 according to the present embodiment and the laser welding method using the same, by adjusting the supply amount of the wire 20 according to the size of the gap between the plate members 511 and 512, regions having different gaps can be separated from each other. , the shape of the welded portion viewed from the laser beam irradiation side can be made uniform. Therefore, in the present embodiment, for example, it is possible to prevent the surface of the welded portion from being greatly raised by supplying a large amount of filler material even though the gap is small. When the gap between the plate members 511 and 512 is large, by controlling the supply amount of the wire 20 to increase, it becomes possible to fill the gap with a sufficient amount of molten metal. Bonding strength can be ensured.

［第４実施形態］
図９（ａ）は、本発明の第４実施形態に係るレーザ溶接方法を説明するための模式平面図である。 [Fourth embodiment]
FIG. 9(a) is a schematic plan view for explaining the laser welding method according to the fourth embodiment of the present invention.

図９（ａ）に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法においても、溶接しようとする板材（金属部材）のうちの一方の板材表面に対して、周回中心（所定箇所）ＡｘＬＢ３を中心としてその周りを周回するようにレーザ光のスポットを走査してレーザ光を照射する。これにより、レーザ光を照射した部分の金属部材を溶融・攪拌し、平面視で略角丸多角形（本実施形態では、一例として角丸四角形）の溶接部１１０を形成する。そして、本実施形態においても、レーザ光のスポットを走査する領域（溶接部１１０）の外周部分にワイヤ２０を供給する。 As shown in FIG. 9A, in the laser welding method according to the present embodiment as well, the center of rotation (predetermined point) Ax LB3 is positioned on the surface of one of the plate materials (metal members) to be welded. A spot of laser light is scanned so as to circulate around the center, and the laser light is irradiated. As a result, the portion of the metal member irradiated with the laser beam is melted and agitated to form the welded portion 110 having a substantially rounded polygonal shape (a rounded square in this embodiment as an example) in a plan view. Also in this embodiment, the wire 20 is supplied to the outer peripheral portion of the area (welded portion 110) scanned with the spot of the laser beam.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、レーザ光のスポットを角丸多角形に走査する点で上記第１実施形態から上記第３実施形態とは異なっている。 The laser welding method according to the present embodiment differs from the first to third embodiments in that the spot of laser light is scanned in a rounded polygonal shape.

以上のようなレーザ溶接方法でも、上記第１実施形態などと同様の効果を得ることができる。 Even with the laser welding method as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

［第５実施形態］
図９（ｂ）は、本発明の第５実施形態に係るレーザ溶接方法を説明するための模式平面図である。 [Fifth embodiment]
FIG. 9(b) is a schematic plan view for explaining the laser welding method according to the fifth embodiment of the present invention.

図９（ｂ）に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法においても、溶接しようとする板材（金属部材）のうちの一方の板材表面に対して、周回中心（所定箇所）ＡｘＬＢ４を中心としてその周りを周回するようにレーザ光のスポットを走査してレーザ光を照射する。これにより、レーザ光を照射した部分の金属部材を溶融・攪拌し、平面視略楕円形の溶接部１１５を形成する。そして、本実施形態においても、レーザ光のスポットを走査する領域（溶接部１１５）の外周部分にワイヤ２０を供給する。 As shown in FIG. 9(b), in the laser welding method according to the present embodiment as well, the center of rotation (predetermined point) Ax LB4 is positioned on the surface of one of the plate materials (metal members) to be welded. A spot of laser light is scanned so as to circulate around the center, and the laser light is irradiated. As a result, the portion of the metal member irradiated with the laser beam is melted and agitated to form a welded portion 115 having a substantially elliptical shape in plan view. Also in this embodiment, the wire 20 is supplied to the outer peripheral portion of the area (welded portion 115) scanned with the spot of the laser beam.

以上のようなレーザ溶接方法でも、上記第１実施形態などと同様の効果を得ることができる。 Even with the laser welding method as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

［第６実施形態］
図１０（ａ）は、本発明の第６実施形態に係る溶接形態を示す模式図である。 [Sixth embodiment]
FIG. 10(a) is a schematic diagram showing a welding form according to the sixth embodiment of the present invention.

図１０（ａ）に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、レーザ溶接を行うことにより、平面視略円形のスクリュ部１２１と、スクリュ部１２１に連続しＸ方向に平面視線状に延びる線状部１２２と、線状部１２２に連続し平面視略円形のスクリュ部１２３と、からなる溶接部（ナゲット）１２０を形成する。 As shown in FIG. 10( a ), in the laser welding method according to the present embodiment, by performing laser welding, a screw portion 121 having a substantially circular shape in a plan view and a screw portion 121 which is continuous with the screw portion 121 and arranged in a plane line of sight in the X direction are formed. A welding portion (nugget) 120 is formed, which includes an extending linear portion 122 and a screw portion 123 which is continuous with the linear portion 122 and has a substantially circular shape in plan view.

スクリュ部１２１およびスクリュ部１２３の形成については、上記第１実施形態などと同様に、所定箇所周りに周回するようにレーザ光のスポットを走査することによりなされる。なお、本実施形態では、スクリュ部１２１の金属部材が凝固する前に、線状部１２２へのレーザ光の照射を連続して行い、線状部１２２の金属部材が凝固する前に、他方のスクリュ部１２３へのレーザ光の照射を連続して行う。 The formation of the screw portion 121 and the screw portion 123 is performed by scanning a spot of laser light so as to circulate around a predetermined position in the same manner as in the first embodiment. In this embodiment, before the metal member of the screw portion 121 is solidified, the linear portion 122 is continuously irradiated with laser light, and before the metal member of the linear portion 122 is solidified, the other The irradiation of the laser beam to the screw portion 123 is continuously performed.

図１０（ａ）では、詳細な図示を省略しているが、レーザ光のスポットの走査領域内に先端が配されるようにワイヤ（溶加材）の供給を行う。 Although detailed illustration is omitted in FIG. 10(a), the wire (filler material) is supplied so that the tip thereof is arranged within the scanning area of the spot of the laser beam.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、上記第１実施形態などと同様の効果を得ることができるのに加えて、次のような効果を得ることができる。 In the laser welding method according to this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the same effects as those of the first embodiment.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、スクリュ部１２１の金属部材が凝固する前に、線状部１２２へのレーザ光の照射を連続して行い、線状部１２２の金属部材が凝固する前に、スクリュ部１２３へのレーザ光の照射を連続して行うので、溶接前の状態において重ね合わせた金属部材同士の間に隙間が空いている場合にあっても、スクリュ部１２１の形成で溶融された金属部材に加えて、ワイヤが溶融してなる溶融金属が線状部１２２を形成しようとする部分の部材間の隙間に流れ込む。よって、本実施形態では、金属部材間に隙間が空いる場合であっても、スクリュ部のみならず、線状部についても高い強度で接合することが可能である。 In the laser welding method according to the present embodiment, before the metal member of the screw portion 121 is solidified, the linear portion 122 is continuously irradiated with laser light, and before the metal member of the linear portion 122 is solidified, Since the screw portion 123 is continuously irradiated with the laser beam, even if there is a gap between the metal members that are overlapped before welding, the metal members are melted by forming the screw portion 121. In addition to the metal members, the molten metal formed by melting the wire flows into the gap between the members at the portion where the linear portion 122 is to be formed. Therefore, in this embodiment, even if there is a gap between the metal members, not only the screw portion but also the linear portion can be joined with high strength.

また、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、上記第１実施形態などと同様に、スクリュ部１２１，１２３の形成に際してワイヤ（溶加材）を供給し、溶融させたワイヤを溶接部１２０の一部とするので、凝固した後の溶接部１２０にえぐれ（アンダーフィル）や溶け落ちが発生するのを抑制することができる。 Also in the laser welding method according to the present embodiment, as in the first embodiment and the like, a wire (filler material) is supplied when forming the screw portions 121 and 123, and the melted wire is used as one portion of the weld portion 120. As a result, it is possible to suppress the occurrence of gouging (underfill) and burn-through in the welded portion 120 after solidification.

また、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、レーザ光のスポットを走査している間に、スポットの走査軌跡上にワイヤを供給して当該ワイヤの先端を溶融させるので、板材（金属部材）の溶融とは別ステップでワイヤの溶融を行う上記特許文献１に開示の技術よりも高い作業効率を実現することができる。 Also in the laser welding method according to the present embodiment, while the spot of the laser beam is being scanned, the wire is supplied on the scanning locus of the spot and the tip of the wire is melted. It is possible to realize higher work efficiency than the technique disclosed in the above Patent Document 1, in which the wire is melted in a separate step from the melting.

さらに、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、レーザ光の照射によりワイヤが溶融されてなる溶融金属も、板材（金属部材）が溶融されてなる溶融金属とともに、レーザ光のスポットの周回走査により攪拌され溶融池の表面が平坦化される。 Furthermore, in the laser welding method according to the present embodiment, the molten metal obtained by melting the wire by irradiating the laser beam is stirred together with the molten metal obtained by melting the plate material (metal member) by the circular scanning of the spot of the laser beam. and the surface of the molten pool is flattened.

［第７実施形態］
図１０（ｂ）は、本発明の第７実施形態に係る溶接形態を示す模式図である。 [Seventh embodiment]
FIG.10(b) is a schematic diagram which shows the welding form which concerns on 7th Embodiment of this invention.

図１０（ｂ）に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、レーザ溶接を行うことにより、平面視略円形のスクリュ部１２６と、スクリュ部１２６に連続し平面視線状に延びる線状部１２７と、線状部１２７に連続し平面視略円形のスクリュ部１２８と、からなる溶接部（ナゲット）１２５を形成する。 As shown in FIG. 10(b), in the laser welding method according to the present embodiment, laser welding is performed to form a substantially circular screw portion 126 in a plan view and a linear screw portion 126 that is continuous with the screw portion 126 and extends in a plane line of sight. A welded portion (nugget) 125 including a portion 127 and a substantially circular screw portion 128 continuous with the linear portion 127 is formed.

本実施形態に係るレーザ溶接方法は、基本的に上記第６実施形態と同様である。 The laser welding method according to this embodiment is basically the same as that of the sixth embodiment.

ただし、図１０（ｂ）に示すように、本実施形態に係る溶接部１２５の線状部１２７は、スクリュ部１２６およびスクリュ部１２８に対する接続箇所が上記第６実施形態とは異なっている。即ち、本実施形態に係る溶接部１２５においては、線状部１２７がスクリュ部１２６およびスクリュ部１２８の各々における径方向の一方側端部（Ｙ方向外縁部）において接線を形成するように接続されている。 However, as shown in FIG. 10(b), the linear portion 127 of the welded portion 125 according to the present embodiment is different from the sixth embodiment in connection points to the screw portion 126 and the screw portion 128. FIG. That is, in the welded portion 125 according to the present embodiment, the linear portion 127 is connected to form a tangent line at one radial end portion (Y-direction outer edge portion) of each of the screw portion 126 and the screw portion 128. ing.

本実施形態に係る溶接方法では、上記第６実施形態と同様の効果を得ることができる。 In the welding method according to this embodiment, the same effects as those of the sixth embodiment can be obtained.

［第８実施形態］
図１０（ｃ）は、本発明の第８実施形態に係る溶接形態を示す模式図である。 [Eighth embodiment]
FIG.10(c) is a schematic diagram which shows the welding form which concerns on 8th Embodiment of this invention.

図１０（ｃ）に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接装置では、レーザ溶接を行うことにより、平面視略円形のスクリュ部１３１と、スクリュ部１３１に連続し平面視線状に延びる線状部１３２と、線状部１３２に連続し平面視略円形のスクリュ部１３３と、スクリュ部１３３に連続し平面視線状に延びる線状部１３４と、線状部１３４に連続し平面視略円形のスクリュ部１３５と、を含む溶接部（ナゲット）１３０を形成する。なお、図１０（ｃ）では、３か所のスクリュ部１３１，１３３，１３５と２つの線状部１３２，１３４からなる溶接部１３０を形成する一例を示しているが、スクリュ部および線状部がさらに連続する形態とすることも勿論可能である。 As shown in FIG. 10C, the laser welding apparatus according to the present embodiment performs laser welding to form a substantially circular screw portion 131 in a plan view and a linear screw portion 131 that is continuous with the screw portion 131 and extends in a plane line of sight. a screw portion 133 that is continuous with the linear portion 132 and is substantially circular in plan view; a linear portion 134 that is continuous with the screw portion 133 and extends in a plane view; and a linear portion 134 that is substantially circular in plan view. A weld (nugget) 130 including a screw portion 135 is formed. FIG. 10(c) shows an example of forming a welded portion 130 consisting of three screw portions 131, 133, 135 and two linear portions 132, 134. Of course, it is also possible to adopt a form in which .

各スクリュ部１３１，１３３，１３５および各線状部１３２，１３４の形成については、上記第６実施形態および上記第７実施形態と同様の方法である。 The screw portions 131, 133, 135 and the linear portions 132, 134 are formed by the same method as in the sixth embodiment and the seventh embodiment.

本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、上記第６実施形態および上記第７実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、上記第６実施形態および上記第７実施形態よりも多くのスクリュ部１３１，１３３，１３５および線状部１３２，１３４を含む溶接部１３０を形成することで、溶接速度の高速化を図りながら、より高い接合強度を確保することができる。 The laser welding method according to this embodiment can also provide the same effects as those of the sixth and seventh embodiments. Further, in the present embodiment, by forming the welded portion 130 including more screw portions 131, 133, 135 and linear portions 132, 134 than in the sixth and seventh embodiments, the welding speed can be reduced. Higher bonding strength can be ensured while increasing the speed.

［第９実施形態］
図１１（ａ）は、本発明の第９実施形態に係る溶接形態を示す模式図である。 [Ninth Embodiment]
FIG. 11(a) is a schematic diagram showing a welding form according to the ninth embodiment of the present invention.

図１１（ａ）に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接装置では、レーザ溶接を行うことにより、平面視略円形のスクリュ部１４１と、スクリュ部１４１に連続し平面視線状に延びる線状部１４２と、からなる溶接部（ナゲット）１４０を形成する。 As shown in FIG. 11(a), the laser welding apparatus according to the present embodiment performs laser welding to form a substantially circular screw portion 141 in a plan view and a linear screw portion 141 that is continuous with the screw portion 141 and extends in a plane line of sight. A welded portion (nugget) 140 consisting of a portion 142 is formed.

スクリュ部１４１および線状部１４２のそれぞれの形成については、上記第６実施形態から上記第８実施形態と同様の方法によりなされる。また、本実施形態に係るレーザ溶接方法においても、上記第６実施形態から上記第８実施形態と同様に、溶接部１４０の形成に際して、スクリュ部１４１の金属部材が凝固する前に、線状部１４２へのレーザ光の照射を連続して行う。 Each of the screw portion 141 and the linear portion 142 is formed by the same method as in the sixth to eighth embodiments. Also in the laser welding method according to the present embodiment, as in the sixth to eighth embodiments, when forming the welded portion 140, before the metal member of the screw portion 141 solidifies, the linear portion Laser light irradiation to 142 is performed continuously.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、上記第６実施形態などと同様の効果を得ることができる。 In the laser welding method according to this embodiment, the same effects as those of the sixth embodiment can be obtained.

［第１０実施形態］
図１１（ｂ）は、本発明の第１０実施形態に係る溶接形態を示す模式図である。 [Tenth embodiment]
FIG. 11(b) is a schematic diagram showing a welding form according to the tenth embodiment of the present invention.

図１１（ｂ）に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接装置では、レーザ溶接を行うことにより、平面視略円形のスクリュ部１４６と、スクリュ部１４６に連続し平面視線状に延びる線状部１４７と、からなる溶接部（ナゲット）１４５を形成する。 As shown in FIG. 11(b), in the laser welding apparatus according to the present embodiment, by laser welding, a substantially circular screw portion 146 in a plan view and a linear screw portion 146 continuous with the screw portion 146 and extending in a plane line of sight are formed. A welded portion (nugget) 145 consisting of a portion 147 is formed.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、溶接部１４５の線状部１４７の、スクリュ部１４６に対する接続箇所が上記第９実施形態とは異なり、スクリュ部１４６における径方向の一方側端部（Ｙ方向外縁部）において接線方向に延びるように接続されている。 In the laser welding method according to the present embodiment, the connecting portion of the linear portion 147 of the welding portion 145 to the screw portion 146 is different from that in the ninth embodiment described above. tangentially at the outer edge).

なお、スクリュ部１４６および線状部１４７のそれぞれの形成については、上記第６実施形態から上記第９実施形態と同様の方法によりなされる。また、本実施形態に係るレーザ溶接方法においても、上記第６実施形態から上記第９実施形態と同様に、溶接部１４５の形成に際して、スクリュ部１４６の金属部材が凝固する前に、線状部１４７へのレーザ光の照射を連続して行う。 The formation of each of the screw portion 146 and the linear portion 147 is performed in the same manner as in the sixth to ninth embodiments. Also in the laser welding method according to the present embodiment, as in the sixth to ninth embodiments, when forming the welded portion 145, before the metal member of the screw portion 146 solidifies, the linear portion Laser light irradiation to 147 is performed continuously.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、上記第６実施形態などと同様の効果を得ることができる。 In the laser welding method according to this embodiment, the same effects as those of the sixth embodiment can be obtained.

［第１１実施形態］
図１１（ｃ）は、本発明の第１１実施形態に係る溶接形態を示す模式図である。 [Eleventh embodiment]
FIG. 11(c) is a schematic diagram showing a welding form according to the eleventh embodiment of the present invention.

図１１（ｃ）に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接装置では、レーザ溶接により、平面視略円形のスクリュ部１５２と、該スクリュ部１５２から当該スクリュ部１５２の径方向の一方側に向けて離間するように（矢印Ｂ２で示すように）延びる平面視線状の線状部１５１と、スクリュ部１５２から径方向の他方側に向けて離間するように（矢印Ｂ１で示すように）延びる平面視線状の線状部１５３と、からなる溶接部１５０を形成する。 As shown in FIG. 11(c), in the laser welding apparatus according to the present embodiment, the screw portion 152, which is substantially circular in plan view, and one side of the screw portion 152 in the radial direction from the screw portion 152, are welded by laser welding. A line-shaped linear portion 151 extending toward and away from the screw portion 152 (as indicated by arrow B2 ), and a linear portion 151 extending away from the screw portion 152 toward the other side in the radial direction (as indicated by arrow B1) . ) and a linear portion 153 extending in a line-of-sight shape.

なお、スクリュ部１５２および線状部１５１，１５３のそれぞれの形成については、上記第６実施形態から上記第１０実施形態と同様の方法によりなされる。また、本実施形態では、線状部１５１でのレーザ溶接の開始および線状部１５３でのレーザ溶接の開始との両方を、スクリュ部１５２の溶融金属が凝固する前に行う。 The screw portion 152 and the linear portions 151 and 153 are formed by the same methods as in the sixth to tenth embodiments. Further, in the present embodiment, both the start of laser welding on the linear portion 151 and the start of laser welding on the linear portion 153 are performed before the molten metal of the screw portion 152 solidifies.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、上記第６実施形態などと同様の効果を得ることができる。 In the laser welding method according to this embodiment, the same effects as those of the sixth embodiment can be obtained.

［変形例］
以下では、変形例に係るレーザ溶接装置およびこれを用いたレーザ溶接方法について、説明する。 [Modification]
A laser welding apparatus according to a modification and a laser welding method using the same will be described below.

本変形例に係るレーザ溶接装置は、上記第１実施形態に係るレーザ溶接装置１または上記第２実施形態に係るレーザ溶接装置２が採用される。 The laser welding device 1 according to the first embodiment or the laser welding device 2 according to the second embodiment is adopted as the laser welding device according to this modification.

本変形例では、溶接対象である金属部材が共に炭素を含む金属材料からなる。具体的には、炭素鋼からなる金属部材を溶接対象としている。また、本変形例では、溶加材であるワイヤも炭素を含む金属材料からなる。 In this modification, the metal members to be welded are both made of a metal material containing carbon. Specifically, the object to be welded is a metal member made of carbon steel. In addition, in this modification, the wire, which is the filler material, is also made of a metal material containing carbon.

そして、本変形例では、溶接対象である金属部材の炭素当量に応じて炭素当量が設定されてなるワイヤが供給される。具体的には、溶接対象である金属部材の炭素当量が相対的に大きい場合に炭素当量が相対的に小さいワイヤが供給され、金属部材の炭素当量が相対的に小さい場合に炭素当量が相対的に大きいワイヤが供給される。 In this modified example, the wire is supplied with the carbon equivalent set according to the carbon equivalent of the metal member to be welded. Specifically, when the carbon equivalent of the metal member to be welded is relatively large, a wire with a relatively small carbon equivalent is supplied, and when the carbon equivalent of the metal member is relatively small, the carbon equivalent is relatively low. is supplied with a large wire.

本変形例では、溶接対象である金属部材の炭素当量が相対的に大きい場合には炭素当量が相対的に小さいワイヤを供給することで溶融池の炭素量を希釈して組織が脆くなるのを抑制することができ、逆に金属部材の炭素当量が相対的に小さい場合には炭素当量が相対的に大きい溶加材を供給することで溶融池の炭素量を増やして溶接部の強度向上を図ることができる。 In this modification, when the carbon equivalent of the metal member to be welded is relatively large, a wire having a relatively small carbon equivalent is supplied to dilute the amount of carbon in the molten pool, thereby preventing the structure from becoming brittle. Conversely, if the carbon equivalent of the metal member is relatively small, supplying a filler metal with a relatively large carbon equivalent increases the carbon content of the weld pool and improves the strength of the weld. can be planned.

なお、本変形例においては、一例として、金属部材の炭素当量が０．２５％の場合を閾値として、ワイヤの炭素当量の大小を変化させる。 In addition, in this modified example, as an example, the carbon equivalent of the wire is changed using the case where the carbon equivalent of the metal member is 0.25% as the threshold value.

［その他の変形例］
上記第１実施形態から上記第１１実施形態では、レーザ光のスポットを走査するために集光部１２を制御することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、溶接ロボット１３の先端部分を駆動制御することでレーザ光のスポットを走査してもよいし、Ｘ－Ｙテーブルなどを用いてレーザ光のスポットを走査させることとしてもよい。また、上記第１実施形態から上記第１１実施形態では、集光部１２を制御してレーザ光のスポットを移動させることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、溶接に供される金属部材を移動させてレーザ光のスポットを走査することとしてもよい。また、一定範囲の溶接であれば、溶接ロボット１３を用いず、集光部１２の走査のみによっても所望位置への溶接が可能である。 [Other Modifications]
In the above-described first to eleventh embodiments, the condensing section 12 is controlled in order to scan the spot of the laser beam, but the present invention is not limited to this. For example, the laser beam spot may be scanned by driving and controlling the tip portion of the welding robot 13, or the laser beam spot may be scanned using an XY table or the like. Further, in the above-described first to eleventh embodiments, the focusing unit 12 is controlled to move the spot of the laser beam, but the present invention is not limited to this. For example, a laser beam spot may be scanned by moving a metal member to be welded. Further, if the welding is performed within a certain range, welding to a desired position can be performed only by scanning the condensing part 12 without using the welding robot 13 .

また、上記第１実施形態から上記第１１実施形態では、２つの金属部材同士の接合を行うこととしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、３つ以上の金属部材を接合するのにも本発明を適用すれば上記同様の効果を得ることができる。 Also, in the above-described first to eleventh embodiments, two metal members are joined together, but the present invention is not limited to this. For example, if the present invention is applied to joining three or more metal members, the same effect as described above can be obtained.

また、上記第３実施形態に係るレーザ用溶接装置２では、撮像カメラ２５により隙間の有無および隙間の大小を測定することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、超音波などにより隙間を測定することとしてもよい。 Further, in the laser welding apparatus 2 according to the third embodiment, the presence or absence of the gap and the size of the gap are measured by the imaging camera 25, but the present invention is not limited to this. For example, the gap may be measured using ultrasonic waves.

また、溶接部に測定用のレーザ光を照射し、溶接部表面の溶接によって形成される窪みの深さ（溶接前の状態の金属部材のレーザ光照射表面と溶接中の溶接池表面との距離）をリアルタイムに測定する（測定ステップを実行する）深さ測定部を更に具備しておき、測定した窪みの深さ（ワイヤにレーザ光が照射される前の状態での深さ）に合わせて供給するワイヤ（溶加材）の量を制御することとしてもよい。 In addition, the weld zone is irradiated with a laser beam for measurement, and the depth of the recess formed by welding on the weld zone surface (the distance between the laser beam irradiated surface of the metal member before welding and the weld pool surface during welding) ) is further provided with a depth measurement unit that measures (performs the measurement step) in real time, and according to the measured depth of the recess (the depth before the wire is irradiated with the laser beam) The amount of wire (filler material) to be supplied may be controlled.

また、本発明では、上記第１実施形態から上記第１１実施形態を相互に組み合わせて適用することも可能である。 Further, in the present invention, it is also possible to combine the first to eleventh embodiments with each other.

１、２ レーザ溶接装置
１０ レーザ発振器
１２ 集光部（走査部）
１３ 溶接ロボット
１５ ワイヤ供給機（溶加材供給部）
１６ コントローラ（制御部）
２０ ワイヤ（溶加材）
２５ 撮像カメラ（隙間測定部）
１００，１０５，１１０，１１５，１２０，１２５，１３０，１４０，１４５，１５０ 溶接部
１００ａ，１０５ａ 外周部分
１００ｂ，１０５ｂ 外縁
１０１，１０６ ベース部
１０２，１０７ 増肉部
１２１，１２３，１２６，１２８，１３１，１３３，１３５，１４１，１４６，１５２ スクリュ部
１２２，１２７，１３２，１３４，１４２，１４７，１５１，１５３ 線状部
５０１，５０２，５０６，５０７，５１１，５１２ 板材（金属部材）
ＡｘＬＢ１，ＡｘＬＢ２，ＡｘＬＢ３，ＡｘＬＢ４ 周回中心（所定箇所）
Ｇ 隙間
ＬＮＬＢ レーザ光走査軌跡 Reference Signs List 1, 2 laser welding device 10 laser oscillator 12 condensing section (scanning section)
13 welding robot 15 wire feeder (filler material feeder)
16 controller (control unit)
20 wire (filler material)
25 imaging camera (gap measurement unit)
100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 140, 145, 150 Welded portion 100a, 105a Outer peripheral portion 100b, 105b Outer edge 101, 106 Base portion 102, 107 Thickened portion 121, 123, 126, 128, 131 , 133, 135, 141, 146, 152 Screw portion 122, 127, 132, 134, 142, 147, 151, 153 Linear portion 501, 502, 506, 507, 511, 512 Plate material (metal member)
Ax LB1 , Ax LB2 , Ax LB3 , Ax LB4 rotation center (predetermined location)
G Gap LN LB laser beam scanning trajectory

Claims (11)

複数の金属部材をレーザ溶接により接合するレーザ溶接方法であって、
レーザ光を発振し、当該発振されたレーザ光を溶接箇所に集光するレーザ光照射ステップと、
前記レーザ光のスポットを走査する走査ステップと、
金属からなり、前記レーザ光の照射によって溶融する溶加材を前記スポットの走査領域内に供給する溶加材供給ステップと、
を備え、
前記レーザ光のスポットを、所定箇所を中心としてその周りを周回するように走査して金属部材を溶融させた平面視ドット状の溶接部を形成するとともに、前記レーザ光のスポットが通過する前の箇所に前記溶加材を供給するとともに、前記溶接部への前記レーザ光の照射が終了する前に、前記溶加材を前記金属部材の溶融により形成された溶融池から離間させる、
レーザ溶接方法。 A laser welding method for joining a plurality of metal members by laser welding,
a laser beam irradiation step of oscillating a laser beam and condensing the oscillated laser beam onto a welding point;
a scanning step of scanning the spot of the laser light;
A filler material supply step of supplying a filler material made of metal and melted by irradiation of the laser beam into the scanning area of the spot;
with
The spot of the laser beam is scanned so as to circulate around a predetermined location as a center to form a dot-shaped welded portion in a plan view in which the metal member is melted, and the spot of the laser beam passes before the laser beam passes through. The filler material is supplied to the location, and the filler material is separated from the molten pool formed by melting the metal member before the irradiation of the laser beam to the weld ends.
laser welding method. 請求項１に記載のレーザ溶接方法において、
前記溶接部を前記レーザ光の照射方向から平面視する場合に、前記溶加材の供給は、前記溶接部の外縁よりも内周側になされ、
前記溶加材の先端は、前記レーザ光のスポットが通過することにより溶融して当該先端よりも根元側の部分から切り離される、
レーザ溶接方法。 In the laser welding method according to claim 1,
When the welded portion is viewed from the irradiation direction of the laser beam, the filler material is supplied to the inner peripheral side of the outer edge of the welded portion,
The tip of the filler material is melted by the passage of the laser beam spot and separated from the portion on the root side of the tip.
laser welding method. 請求項１または請求項２に記載のレーザ溶接方法において、
前記金属部材同士の間の隙間を測定する隙間測定ステップをさらに備え、
前記溶加材の供給は、前記隙間が空いている場合に選択的になされる、
レーザ溶接方法。 In the laser welding method according to claim 1 or claim 2,
Further comprising a gap measurement step of measuring the gap between the metal members,
The supply of the filler material is selectively made when the gap is vacant.
laser welding method. 請求項３に記載のレーザ溶接方法において、
前記溶加材供給ステップでは、前記隙間が相対的に大きいほど前記溶加材の供給量を相対的に多くする、
レーザ溶接方法。 In the laser welding method according to claim 3,
In the filler material supply step, the supply amount of the filler material is relatively increased as the gap is relatively large,
laser welding method. 請求項１または請求項２に記載のレーザ溶接方法において、
前記金属部材の溶融により形成された溶融池表面までの深さを測定する測定ステップをさらに備え、
前記溶加材供給ステップでは、前記溶加材に対して前記レーザ光が照射される前の状態での前記深さが相対的に深いほど、前記溶加材の供給量を相対的に多くする、
レーザ溶接方法。 In the laser welding method according to claim 1 or claim 2,
Further comprising a measuring step of measuring the depth to the surface of the molten pool formed by melting the metal member,
In the filler material supply step, the amount of the filler material supplied is relatively increased as the depth of the filler material before the laser beam is irradiated is relatively deep. ,
laser welding method. 請求項１から請求項５の何れかに記載のレーザ溶接方法において、
前記溶加材および前記金属部材のそれぞれには、炭素を含む金属が用いられ、
前記溶加材の炭素当量は、前記母材の炭素当量が相対的に大きいほど相対的に小さく、前記母材の炭素当量が相対的に小さいほど相対的に大きくなるように設定されている、
レーザ溶接方法。 In the laser welding method according to any one of claims 1 to 5,
A metal containing carbon is used for each of the filler material and the metal member,
The carbon equivalent of the filler material is relatively small as the carbon equivalent of the base material is relatively large, and is set to be relatively large as the carbon equivalent of the base material is relatively small.
laser welding method. 複数の金属部材をレーザ溶接により接合するレーザ溶接装置であって、
レーザ光を発振するレーザ発振器と、
前記レーザ光を溶接箇所に集光する集光部と、
前記レーザ光のスポットを走査する走査部と、
金属からなり、前記レーザ光の照射によって溶融する溶加材を前記スポットの走査領域内に供給する溶加材供給部と、
前記レーザ発振器、前記走査部、および前記溶加材供給部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記レーザ光のスポットを、所定箇所を中心としてその周りを周回するように走査して金属部材を溶融させた平面視ドット状の溶接部を形成するように前記レーザ発振器および前記走査部を制御するとともに、前記レーザ光のスポットが通過する前の箇所に前記溶加材を供給させるとともに、前記溶接部への前記レーザ光の照射が終了する前に、前記溶加材が前記金属部材の溶融により形成された溶融池から離間するように前記溶加材供給部を制御する、
レーザ溶接装置。 A laser welding device for joining a plurality of metal members by laser welding,
a laser oscillator that oscillates laser light;
a condensing part for condensing the laser light onto the welding spot;
a scanning unit that scans the spot of the laser light;
A filler material supply unit that supplies a filler material made of metal and melted by irradiation of the laser beam into the scanning area of the spot;
a control unit that controls the laser oscillator, the scanning unit, and the filler material supply unit;
with
The controller controls the laser oscillator and the laser beam so as to scan the spot of the laser beam so as to circulate around a predetermined location, thereby forming dot-shaped welded portions in plan view in which metal members are melted. The scanning unit is controlled, the filler material is supplied to a location before the spot of the laser beam passes through, and the filler material is supplied to the spot before the irradiation of the laser beam to the welded portion is completed. Controlling the filler material supply unit to separate from the molten pool formed by melting the metal member;
Laser welding equipment. 請求項７に記載のレーザ溶接装置において、
前記溶接部を前記レーザ光の照射方向から平面視する場合に、前記溶加材の供給は、前記溶接部の外縁よりも内周側になされ、
前記溶加材の先端は、前記レーザ光のスポットが通過することにより溶融して当該先端よりも根元側の部分から切り離される、
レーザ溶接装置。 In the laser welding device according to claim 7,
When the welded portion is viewed from the irradiation direction of the laser beam, the filler material is supplied to the inner peripheral side of the outer edge of the welded portion,
The tip of the filler material is melted by the passage of the laser beam spot and separated from the portion on the root side of the tip.
Laser welding equipment. 請求項７または請求項８に記載のレーザ溶接装置において、
前記金属部材同士の間の隙間を測定し、測定結果を前記制御部に送出する隙間測定部をさらに備え、
前記制御部は、前記隙間が空いていると判断した場合に、前記溶加材供給部に対して前記溶加材を供給させる、
レーザ溶接装置。 In the laser welding device according to claim 7 or claim 8,
further comprising a gap measurement unit that measures the gap between the metal members and sends the measurement result to the control unit;
When the control unit determines that the gap is empty, the control unit causes the filler material supply unit to supply the filler material.
Laser welding equipment. 請求項９に記載のレーザ溶接装置において、
前記制御部は、前記隙間が相対的に大きいほど前記溶加材の供給量が相対的に多くなるように、前記溶加材供給部を制御する、
レーザ溶接装置。 In the laser welding device according to claim 9,
The control unit controls the filler material supply unit so that the supply amount of the filler material is relatively increased as the gap is relatively large.
Laser welding equipment. 請求項７または請求項８に記載のレーザ溶接装置において、
前記金属部材の溶融により形成された溶融池表面までの深さを測定する深さ測定部をさらに備え、
前記制御部は、前記溶加材に対して前記レーザ光が照射される前の状態での前記深さが相対的に深いほど、前記溶加材の供給量が相対的に多くなるように、前記溶加材供給部を制御する、
レーザ溶接装置。 In the laser welding device according to claim 7 or claim 8,
Further comprising a depth measuring unit for measuring the depth to the surface of the molten pool formed by melting the metal member,
The controller controls the amount of the filler material supplied so that the relatively deeper the depth in the state before the laser beam is irradiated to the filler material, the greater the supply amount of the filler material. controlling the filler material supply;
Laser welding equipment.
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