JPH0362516B2 - - Google Patents

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JPH0362516B2
JPH0362516B2 JP62321607A JP32160787A JPH0362516B2 JP H0362516 B2 JPH0362516 B2 JP H0362516B2 JP 62321607 A JP62321607 A JP 62321607A JP 32160787 A JP32160787 A JP 32160787A JP H0362516 B2 JPH0362516 B2 JP H0362516B2
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laser beam
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welding
manufacturing
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Furingusu Adamu
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Thyssen Stahl AG
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、厚さの異なる金属板、特に亜鉛等の
耐食金属皮膜を少なくとも片面に施された厚さの
異なる金属板を溶液した後にプレス成形または深
絞り成形した成形部材の製造方法に関する。
金属板を成形した成形部材は、通常、部位によ
つて異なる不均等負荷を受ける。このような不均
等負荷を受ける成形部材の例としては、自動車の
部材、特に底部のプレート等がある。仮にこのよ
うな構造部材の寸法を最大負荷に適合させれば、
材料を浪費するだけでなく、更に重大なことは成
形部材が不必要に重くなることである。このよう
な不都合は部位毎の寸法に応じて変えることによ
つて解消できる。
〔従来の技術および問題点〕
たとえば、厚さの異なる多数の金属板を成形し
た成形片から成形部材を作ることが公知である。
個々の成形片を互に縁部で重ね合わせ、抵抗溶接
または融接によつて溶接する。
抵抗溶接は、接合する部材の接触部を通じて通
電し、発生する抵抗熱を利用して加熱し、圧力を
加えて行う溶接であり、重ね抵抗溶接、突き合わ
せ抵抗溶接、抵抗ろう付けに大別される。
融接は、接合部を溶かして圧力を加えないで接
合する溶接であり、各種のアーク溶接、ガス溶
接、エレクトロスラグ溶接、テルミツト溶接、電
子ビーム溶接、レーザービーム溶接等がある。
このような成形部材では、材料の節約と軽量化
の利点が、非常に高い製造費用によつて相殺され
てしまう。個々の金属板を成形するために別個の
工具を多数必要とする。
金属板の重ね合わせる縁部を加工することもで
きるが、非常に労力を要するので、結局このよう
な加工をせずに継ぎ合わせるため、安定性の上か
らは実際には不要であつても重ね合わせ領域では
材料の厚さが２倍になる。金属板の表面に保護皮
膜が施されている場合には、切断縁は露出状態に
なり、表面保護は溶接継手によつて破壊される。
これは特に融接の場に重大である。更に、融接を
行なつた場合には、溶接の影響を受けない領域と
は組織と強度が異なる領域が比較的広く形成され
る。縁部領域を重ね合わせてスポツト溶接した場
合には溶接位置の間の領域は露出状態になるの
で、通常は付加的な被覆が必要になる。
そこで本発明の課題の１つは材料の節約と軽量
化とを行いながら、より簡単に且つ母材に比べて
品質低下を極めて少なくして、成形部材を製造す
る方法を提供することである。本発明のもう１つ
の課題は、このような成形部材を提供することで
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の課題を達成するために、本発明の成形部
材の製造方法は、負荷される荷重に応じて厚さの
異なる領域を有し且つ特に片側に金属質耐食保護
皮膜を被覆された成形部材の製造方法において、 ａ 該成形部材に負荷される荷重に応じた異なる
厚さの２枚の平担な板材を、溶加材を付加せず
にレーザービームによつて突き合わせ溶接して
１枚の平担な板材を形成する工程、および ｂ 上記溶接された１枚の板材を深絞り成形また
はプレス成形によつて該成形部材に成形する工
程 を行うことを特徴とする。
本発明に従つた方法においては、厚さの異なる
平担な金属板を溶加材を付加せずにレーザービー
ムで突き合わせ溶接する。この溶接は、レーザー
ビームの方向を該金属板の表面に対して傾斜させ
て且つレーザービームをより厚い方の金属板の切
断縁に向けて行なう。次に、溶接された金属板を
プレス成形または深絞り成形によつて単一部材と
して成形する。
耐食金属皮膜（たとえば亜鉛皮膜）を少なくと
も片面に施された、厚さの異なる金属板を溶接し
た後にプレス成形または深絞り成形した成形部材
の場合には、本発明に従つた解決策では、該金属
板をレーザービーム突き合わせ溶接によつて互に
接合した後に単一部材として成形する。
本発明に従つた方法は従来の方法にくらべてい
くつかの理由で製造コストが安い。溶接中には金
属板は未だ成形されていないので、相互の位置合
わせに大きな労力を要さずに溶接を行なうことが
できる。成形は、溶接された単一部材に対して一
工程で行なわれるので、金属板の各々について別
個に行なうことはない。レーザービームによる突
き合わせ溶接の公知の方法（ドイツ特許公報第
P3502368A1号）によれば、溶接部を小さくして
且つ正確に調整して、溶接継手による材料の組織
および強度の変化領域を、溶接された部材全体に
対して無視し得るほどに小さくすることができ
る。レーザービーム溶接中には、溶接部の亜鉛等
の皮膜は蒸発してしまい、溶融部分に入り込むこ
とはなく、更に、継手の材料は基本的に組織変化
しないので、材料は継手の領域においても少なく
とも成形可能なままに維持される。溶加材を用い
ずに溶接される継手が占める領域は小さいので、
成形中に継手部分の材料自体が変形に寄与できな
ければ継手隣接部分の材料が代わりに変形する。
更に、レーザービーム溶接継手の占める領域が小
さいことは、間接保護効果を生ずる。すなわち、
継手の領域は、それ自体はたとえば亜鉛皮膜など
の耐食保護を直接には施されてはいないが、隣接
部分の耐食皮膜による保護効果を受ける。溶加材
を用いずにレーザービーム溶接される継手をでき
るだけ狭くできるためには、突き合わされる切断
縁は、金属板面内長手方向の波状凹凸が0.04mmを
超えてはならず、且つレーザービームのスポツト
は0.2mmを超えてはならない。
本発明の望ましい実施態様においては、金属板
の片面を相互にずらした状態にしてその面の側か
ら溶接を行なう。こうすることによつて、２枚の
金属板の表面は溝状に遷移する。
レーザービームの位置決めとレーザービームの
方向とによつて、両方の金属板において溶融する
材料の比率が影響を受け、それによつて溶接継手
の形成も影響を受ける。この場合、より厚い方の
金属板がより大きい比率で溶融領域を含むように
レーザービームを案内すると有利であることを見
出した。
レーザービームが反射して材料中への放射エネ
ルギーの流入が不安定になることを防止するため
に、厚い方の金属板の切断端から表面にかけての
遷移領域（溶接部からの熱で加熱されてはいるが
溶解はしていない領域）にレーザービームが当た
らないようにすべきである。もしレーザービーム
が反射して、加熱すべきでない部分に当たると、
金属板の内部組織が変わつてしまう恐れがある。
溶接位置のルート側での継手のルート側溶滴落
下やルート側引き込みの防止は、ガスクツシヨ
ン、特に不活性なガスのクツシヨン、を金属板の
裏側の溶接継手領域に少なくとも継手が溶融して
いる間に作用させれば、非常に単純に行なうこと
ができる。。
以下に、添付図面を参照して実施例によつて本
発明を更に詳しく説明する。
〔実施例〕
第１図に、比較のために、金属板を溶接側の表
面１，２を同一平面に揃えて溶接した例を示す
（以下「比較例」と呼称する）。これに対して、第
２図の実施例においては、金属板７，８は溶接側
の表面５，６を互にずらせた状態である。第１図
の比較例ではレーザービーム９の方向を表面１，
２に対して垂直に向けて溶接を行なつているが、
第２図の実施例ではレーザービーム１０の方向を
表面５，６に対して傾けており、レーザービーム
をより厚い方の金属材の露出された切断縁１１に
向けているが上部コーナー１２はレーザービーム
の影響を受けない。上記実施例の継手１４は、比
較例の継手１３にくらべて、止端割れの発生する
危険（特に継手のルート部での）が少ない。継手
１４の下側でのルート側溶滴落下やルート側引き
込みを防止するために、継手１４のこの部分をガ
スクツシヨン上に保持することができる。そのた
めに、第２図の実施例ではダクト２１を有する冷
却部材を２枚の金属板７，８の下側に配置してあ
る。ダクト２１は、継手１４の領域にあつて、余
剰圧力の不活性なガスで充填されている。不活性
なガスが継手１４の下側でのルート側溶滴落下を
防止する。もちろん、第１図の実施態様において
も、継手を溶接側とは反対の側で適当な冷却部材
で保持することは可能である。
第３図および第４図の各実施例は第１図の比較
例および第２図の実施例とは次の点で異なる。す
なわち、２枚の金属板２７，２８および３３，３
４の表面２３〜２６および２９〜３２が相互にず
れた状態にあること、および第４図の実施例につ
いては、より厚い方の金属板３３の切断縁のコー
ナーを薄い方の金属板３４の厚さにほぼ合わせて
面取りしてあることである。このような厚さ調整
は、２枚の金属板の厚さがかなり異なる場合に便
利である。
第５図に本発明に従つた成形部材の例を示す。
この成形部材は厚さの異なる金属板３７，３８を
溶接した後に深絞り成形して製造された。継手３
９は深絞り成形で変形した部分に位置している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、比較のために溶接を行なつた継手お
よびその近傍の状態を示す部分断面図、第２図〜
第４図は、本発明に従つた溶接を行なつた継手お
よびその近傍の状態を示す部分断面図、および第
５図ａは本発明に従つて製造された成形部材の一
例を示す斜視図、第５図ｂは第５図ａの線Ａ−Ｂ
に沿つた部分断面図である。 ３，４，７，８，２７，２８，３３，３４…金
属板、９，１０…レーザービーム、１３，１４，
３５，３６，３９…継手。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 負荷される荷重に応じて厚さの異なる領域を
    有し且つ特に片側に金属質耐食保護皮膜を被覆さ
    れた成形部材の製造方法において、 ａ 該成形部材に負荷される荷重に応じた異なる
    厚さの２枚の平担な板材を、溶加材を付加せず
    にレーザービームによつて突き合わせ溶接して
    １枚の平担な板材を形成する工程、および ｂ 上記溶接された１枚の板材を深絞り成形また
    はプレス成形によつて該成形部材に成形する工
    程 を行うことを特徴とする成形部材の製造方法。 ２ 前記レーザービームによる溶接は、レーザー
    ビームの方向を前記金属板の表面に対して傾斜さ
    せ且つレーザービームをより厚い方の金属板の切
    断端に向けて行うことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項記載の成形部材の製造方法。 ３ 前記耐食保護皮膜が亜鉛の皮膜であることを
    特徴とする特許請求の範囲第２項記載の成形部材
    の製造方法。 ４ 前記金属板の片側の表面を相互にずらした状
    態にして該片側から溶接することを特徴とする特
    許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１
    項に記載の成形部材の製造方法。 ５ より厚い方の金属板がより大きい比率で溶融
    領域を含むようにレーザービームを案内すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項ま
    でのいずれか１項に記載の成形部材の製造方法。 ６ 露出した切断縁とより厚い方の金属板の表面
    との間の遷移領域からレーザービームを離した状
    態に維持することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項から第３項までのいずれか１項に記載の成形
    部材の製造方法。 ７ ガスクツシヨンを金属板の裏側の溶接継手領
    域に少なくとも継手が溶融している間に作用させ
    る、ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から
    第３項までのいずれか１項に記載の成形部材の製
    造方法。 ８ 前記ガスクツシヨンが不活性なガスによつて
    形成されることを特徴とする特許請求の範囲第７
    項記載の成形部材の製造方法。
JP62321607A 1986-12-22 1987-12-21 成形部材の製造方法 Granted JPS63168286A (ja)

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EP86117911A EP0279866B2 (de) 1986-12-22 1986-12-22 Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers aus Blechteilen unterschiedlicher Dicke
EP86117911.7 1986-12-22

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JPS63168286A JPS63168286A (ja) 1988-07-12
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