JPH04279289A - 突合わせ溶接方法 - Google Patents
突合わせ溶接方法Info
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- JPH04279289A JPH04279289A JP3041976A JP4197691A JPH04279289A JP H04279289 A JPH04279289 A JP H04279289A JP 3041976 A JP3041976 A JP 3041976A JP 4197691 A JP4197691 A JP 4197691A JP H04279289 A JPH04279289 A JP H04279289A
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
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Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームや電子ビ
ームを用いて母材相互を突合わせ溶接する突合わせ溶接
方法に関する。
ームを用いて母材相互を突合わせ溶接する突合わせ溶接
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザビームや電子ビームを用い
て母材相互を突合わせ溶接する場合には、例えば、図５
及び図６に示すように、母材１，２を互いに突合わせ、
矢印で示す水平方向に一定の速度で移動させると共に、
母材１，２の突合部３に沿って、レーザビームや電子ビ
ームの溶接ビーム４を移動方向に対して略直角な重力Ｇ
に並行する方向から照射し、母材１，２を突合せ溶接し
ていた。
て母材相互を突合わせ溶接する場合には、例えば、図５
及び図６に示すように、母材１，２を互いに突合わせ、
矢印で示す水平方向に一定の速度で移動させると共に、
母材１，２の突合部３に沿って、レーザビームや電子ビ
ームの溶接ビーム４を移動方向に対して略直角な重力Ｇ
に並行する方向から照射し、母材１，２を突合せ溶接し
ていた。
【０００３】このように、母材の移動方向に対して略直
角方向から溶接ビームを照射するのは、エネルギを溶接
部の微小区域に集中することができ、少ないビームパワ
ーで深い溶け込みを得られる等の利点があることによる
。
角方向から溶接ビームを照射するのは、エネルギを溶接
部の微小区域に集中することができ、少ないビームパワ
ーで深い溶け込みを得られる等の利点があることによる
。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この溶接方
法は、前記のように溶融部における溶け込みが深いこと
から、母材の厚みが薄くなるに従い、母材の溶融部が裏
面側に抜け、裏面側においてビード形状が不良となった
り、溶接部の厚みが溶接方向に沿って不均一になり溶接
部の裏面側に僅かな凹凸が発生する等の不具合があった
。また、かかる状態が更に進むと、母材の溶融部が裏面
側に溶け落ちて、溶接部に孔が開く等の問題が生ずる。
法は、前記のように溶融部における溶け込みが深いこと
から、母材の厚みが薄くなるに従い、母材の溶融部が裏
面側に抜け、裏面側においてビード形状が不良となった
り、溶接部の厚みが溶接方向に沿って不均一になり溶接
部の裏面側に僅かな凹凸が発生する等の不具合があった
。また、かかる状態が更に進むと、母材の溶融部が裏面
側に溶け落ちて、溶接部に孔が開く等の問題が生ずる。
【０００５】本発明は以上のような点に鑑みてなされた
もので、薄肉の母材を突き合わせ溶接する場合であって
も溶融部の溶け落ちがなく、且つ、溶接部が平坦で美麗
に仕上がる突合わせ溶接方法を提供することを目的とす
る。
もので、薄肉の母材を突き合わせ溶接する場合であって
も溶融部の溶け落ちがなく、且つ、溶接部が平坦で美麗
に仕上がる突合わせ溶接方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため本発明によれば、互いに突合わされた母材の突
合部に沿って溶接ビームを照射し、母材相互を溶接する
突合わせ溶接方法において、前記母材に対する溶接ビー
ムの照射角度及び前記母材の傾斜角度を所定範囲に保持
して溶接する構成としたものである。
するため本発明によれば、互いに突合わされた母材の突
合部に沿って溶接ビームを照射し、母材相互を溶接する
突合わせ溶接方法において、前記母材に対する溶接ビー
ムの照射角度及び前記母材の傾斜角度を所定範囲に保持
して溶接する構成としたものである。
【０００７】本発明は、溶接ビームの照射角度と母材の
傾斜角度を所定範囲に保持して溶接することに特徴があ
る。本発明方法によれば、溶接ビームから見た母材の厚
みが相対的に厚くなり、また溶接ビームの照射によって
溶けた母材の溶融部を非溶融部が支え、母材の溶融部が
受ける重力の作用を弱めることができ、溶融部の裏面側
への抜け落ちのない突合わせ溶接が可能となる。
傾斜角度を所定範囲に保持して溶接することに特徴があ
る。本発明方法によれば、溶接ビームから見た母材の厚
みが相対的に厚くなり、また溶接ビームの照射によって
溶けた母材の溶融部を非溶融部が支え、母材の溶融部が
受ける重力の作用を弱めることができ、溶融部の裏面側
への抜け落ちのない突合わせ溶接が可能となる。
【０００８】ここで、本明細書において溶接ビームの照
射角度とは、母材側を移動させる場合及び溶接ビームの
発生源を移動させる場合を含め、図１に示すように、母
材１の相対移動方向を２点鎖線で示したときに、母材１
と溶接ビーム４とが照射点Ｉにおいてなす角度θＩ を
いい、母材１の傾斜角度とは、相対移動方向と重力Ｇと
のなす角度θＧ をいうものとする。
射角度とは、母材側を移動させる場合及び溶接ビームの
発生源を移動させる場合を含め、図１に示すように、母
材１の相対移動方向を２点鎖線で示したときに、母材１
と溶接ビーム４とが照射点Ｉにおいてなす角度θＩ を
いい、母材１の傾斜角度とは、相対移動方向と重力Ｇと
のなす角度θＧ をいうものとする。
【０００９】本発明方法においては、図２に示すように
、母材の傾斜角度θＧ が０〜４５°の場合には、照射
角度θＩ を４５〜７０°とする。好ましくは照射角度
θＩ は４５〜６０°とする。一方、図１に示したよう
に、母材の傾斜角度θＧ が４５〜１３５°の場合には
、照射角度θＩ を２０〜７０°とする。好ましくは照
射角度θＩ は３０〜６０°、より好ましくは４０〜５
０°とする。
、母材の傾斜角度θＧ が０〜４５°の場合には、照射
角度θＩ を４５〜７０°とする。好ましくは照射角度
θＩ は４５〜６０°とする。一方、図１に示したよう
に、母材の傾斜角度θＧ が４５〜１３５°の場合には
、照射角度θＩ を２０〜７０°とする。好ましくは照
射角度θＩ は３０〜６０°、より好ましくは４０〜５
０°とする。
【００１０】照射角度θＩ が７０°より大きくなると
、従来方法のように溶融部における溶け込みが深くなる
うえ、溶接ビームの突合部に対する位置合わせが難しく
なって好ましくない。また、照射角度θＩ が小さくな
ると、突合わせ溶接する母材の突合部に溶接ビームを均
一に照射することができず、溶融部が不均一になるとい
う不具合が生ずる。
、従来方法のように溶融部における溶け込みが深くなる
うえ、溶接ビームの突合部に対する位置合わせが難しく
なって好ましくない。また、照射角度θＩ が小さくな
ると、突合わせ溶接する母材の突合部に溶接ビームを均
一に照射することができず、溶融部が不均一になるとい
う不具合が生ずる。
【００１１】溶接ビームとしては、電子ビームやレーザ
ビームを使用する。電子ビームは、溶接部の幅に比べて
溶け込みが非常に深くなる点で好ましく、レーザビーム
は、電子ビームと異なり、大気中で使用できるうえ、非
常に強い集光性があり、エネルギ密度が高い点でより好
ましい。使用するレーザビームとしては、ＹＡＧレーザ
、炭酸ガスレーザ等種々のレーザが使用できるが、金属
素材の突合わせ溶接の場合には、短波長の方がエネルギ
の吸収率が高いことからＹＡＧレーザが望ましい。また
、レーザ光は、パルス光源の方が熱の無駄がなく、必要
以上に母材の温度を上昇させないので好ましい。
ビームを使用する。電子ビームは、溶接部の幅に比べて
溶け込みが非常に深くなる点で好ましく、レーザビーム
は、電子ビームと異なり、大気中で使用できるうえ、非
常に強い集光性があり、エネルギ密度が高い点でより好
ましい。使用するレーザビームとしては、ＹＡＧレーザ
、炭酸ガスレーザ等種々のレーザが使用できるが、金属
素材の突合わせ溶接の場合には、短波長の方がエネルギ
の吸収率が高いことからＹＡＧレーザが望ましい。また
、レーザ光は、パルス光源の方が熱の無駄がなく、必要
以上に母材の温度を上昇させないので好ましい。
【００１２】母材の素材としては、金属、特に熱伝導性
に優れたアルミニウムが好ましいが、高温超伝導体等に
も使用可能であり、また溶接ビームがレーザビームの場
合には非金属素材、例えば、セラミックス等にも使用可
能である。
に優れたアルミニウムが好ましいが、高温超伝導体等に
も使用可能であり、また溶接ビームがレーザビームの場
合には非金属素材、例えば、セラミックス等にも使用可
能である。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図３及び図４に基
づいて詳細に説明する。図３は、本発明方法を実施する
レーザ溶接器の概略構成図で、レーザ溶接器は、集光レ
ンズ１０でレーザビーム１１を集光して互いに突合わさ
れた母材１，２の突合部３に照射すると共に、ガスノズ
ル１２からシールドガス（不活性ガス）を噴出させて溶
融部をシールドしながら、互いに突合わされ、図中矢印
方向に移動される母材１，２を突合わせ溶接する。
づいて詳細に説明する。図３は、本発明方法を実施する
レーザ溶接器の概略構成図で、レーザ溶接器は、集光レ
ンズ１０でレーザビーム１１を集光して互いに突合わさ
れた母材１，２の突合部３に照射すると共に、ガスノズ
ル１２からシールドガス（不活性ガス）を噴出させて溶
融部をシールドしながら、互いに突合わされ、図中矢印
方向に移動される母材１，２を突合わせ溶接する。
【００１４】本実施例においては、溶接する母材１，２
として厚さ０．３ｍｍのアルミニウム板を、図４に示す
ように水平状態で突合わせ（母材１，２の傾斜角度θＧ
＝９０°）、ＹＡＧレーザのパルス光をレーザビーム
１１の照射角度θＩ が４５°となるように突合部３に
照射して突合わせ溶接を行った。かかるレーザ溶接器に
おける溶接条件は、以下の通りであった。
として厚さ０．３ｍｍのアルミニウム板を、図４に示す
ように水平状態で突合わせ（母材１，２の傾斜角度θＧ
＝９０°）、ＹＡＧレーザのパルス光をレーザビーム
１１の照射角度θＩ が４５°となるように突合部３に
照射して突合わせ溶接を行った。かかるレーザ溶接器に
おける溶接条件は、以下の通りであった。
【００１５】
集光レンズ１０の焦点距離
１２０ｍｍ（焦点位置にて照射） レーザビーム１
１の直径 ３０ｍｍ
レーザビーム１１のピークパワー
２ｋＷ（平均パワー１５０Ｗ） レーザビーム１１
のパルス幅 ５ｍｓｅｃ
周波数
１５Ｈｚ（１秒当りのパルス数
） ガスノズル１２の直径Ｄ（図３参照）
６ｍｍ シールドガス
アルゴンガス シールドガス
の流量 ３０
ｌ／分 ノズル１２先端より 突合部３までの距離Ｌ（図３参照）
５ｍｍ 突合部３の溶接長
３０ｃｍ 母材１，２の移動
速度 １３０ｍｍ／分
以上の溶接条件の下に母材１，２を突合わせ溶接した結
果、母材１，２の溶融部の溶け落ちは発生しなかった。
１２０ｍｍ（焦点位置にて照射） レーザビーム１
１の直径 ３０ｍｍ
レーザビーム１１のピークパワー
２ｋＷ（平均パワー１５０Ｗ） レーザビーム１１
のパルス幅 ５ｍｓｅｃ
周波数
１５Ｈｚ（１秒当りのパルス数
） ガスノズル１２の直径Ｄ（図３参照）
６ｍｍ シールドガス
アルゴンガス シールドガス
の流量 ３０
ｌ／分 ノズル１２先端より 突合部３までの距離Ｌ（図３参照）
５ｍｍ 突合部３の溶接長
３０ｃｍ 母材１，２の移動
速度 １３０ｍｍ／分
以上の溶接条件の下に母材１，２を突合わせ溶接した結
果、母材１，２の溶融部の溶け落ちは発生しなかった。
【００１６】上記実施例との比較のために厚さ０．３ｍ
ｍのアルミニウム板を水平状態で突合わせ、照射角度θ
Ｉ を９０°に設定して突合部３に沿って３０ｃｍ溶接
したところ、３ヵ所の溶融部において抜け落ちが発生し
ており、溶接方向に沿った溶接部の厚みが不均一であっ
た。尚、上記実施例においては、溶接ビーム側を固定し
、母材を突合部の溶接方向に沿って移動させることによ
り、突合わせ溶接を行った。しかし、これとは逆に、溶
接ビーム側を突合部の溶接方向に沿って移動させて溶接
を行っても良いことは言うまでもない。
ｍのアルミニウム板を水平状態で突合わせ、照射角度θ
Ｉ を９０°に設定して突合部３に沿って３０ｃｍ溶接
したところ、３ヵ所の溶融部において抜け落ちが発生し
ており、溶接方向に沿った溶接部の厚みが不均一であっ
た。尚、上記実施例においては、溶接ビーム側を固定し
、母材を突合部の溶接方向に沿って移動させることによ
り、突合わせ溶接を行った。しかし、これとは逆に、溶
接ビーム側を突合部の溶接方向に沿って移動させて溶接
を行っても良いことは言うまでもない。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば母材に対する溶接ビームの照射角度及び前記母材
の傾斜角度を所定範囲に保持して突合わせ溶接するので
、薄肉の母材を突合わせ溶接する場合であっても、溶け
落ちの少ない均一な溶接部を得る事ができ、仕上が良好
な溶接部を得ることができる。
よれば母材に対する溶接ビームの照射角度及び前記母材
の傾斜角度を所定範囲に保持して突合わせ溶接するので
、薄肉の母材を突合わせ溶接する場合であっても、溶け
落ちの少ない均一な溶接部を得る事ができ、仕上が良好
な溶接部を得ることができる。
【図１】本発明方法を説明するもので、母材の傾斜角度
が４５〜１３５°の場合における溶接ビームの照射角度
との関係を示す側面図である。
が４５〜１３５°の場合における溶接ビームの照射角度
との関係を示す側面図である。
【図２】母材の傾斜角度が０〜４５°の場合における溶
接ビームの照射角度との関係を示す側面図である。
接ビームの照射角度との関係を示す側面図である。
【図３】母材の突合わせ溶接をするレーザ溶接器の概略
構成図である。
構成図である。
【図４】図３において母材の傾斜角度と溶接ビームの照
射角度との関係を示す側面図である。
射角度との関係を示す側面図である。
【図５】従来の突合わせ溶接方法を示す平面図である。
【図６】図５の側面図である。
１，２ 母材
３ 突合部
４ 溶接ビーム
θＩ 溶接ビームの照射角度
θＧ 母材の傾斜角度
Claims (7)
- 【請求項１】 互いに突合わされた母材の突合部に沿
って溶接ビームを照射し、母材相互を溶接する突合わせ
溶接方法において、前記母材に対する溶接ビームの照射
角度及び前記母材の傾斜角度を所定範囲に保持して溶接
することを特徴とする突合わせ溶接方法。 - 【請求項２】 前記傾斜角度が０〜４５°の場合に、
前記照射角度を４５〜７０°とする、請求項１記載の突
合わせ溶接方法。 - 【請求項３】 前記傾斜角度が４５〜１３５°の場合
に、前記照射角度を２０〜７０°とする、請求項１記載
の突合わせ溶接方法。 - 【請求項４】 前記溶接ビームが電子ビームである、
請求項１記載の突合わせ溶接方法。 - 【請求項５】 前記溶接ビームがレーザビームである
、請求項１記載の突合わせ溶接方法。 - 【請求項６】 前記母材が金属素材である、請求項１
記載の突合わせ溶接方法。 - 【請求項７】 前記金属素材がアルミニウムである、
請求項６記載の突合わせ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041976A JPH04279289A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 突合わせ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041976A JPH04279289A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 突合わせ溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04279289A true JPH04279289A (ja) | 1992-10-05 |
Family
ID=12623229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3041976A Pending JPH04279289A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 突合わせ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04279289A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1380379A3 (de) * | 2002-07-09 | 2005-11-23 | Airbus Deutschland GmbH | Anordnung und Verfahren zur Regelung der Nahtlage eines laserstrahlgefügten Profils |
| JP2013116478A (ja) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Jfe Steel Corp | レーザ溶接方法 |
| CN103308207A (zh) * | 2012-03-06 | 2013-09-18 | 株式会社电装 | 温度传感器 |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP3041976A patent/JPH04279289A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1380379A3 (de) * | 2002-07-09 | 2005-11-23 | Airbus Deutschland GmbH | Anordnung und Verfahren zur Regelung der Nahtlage eines laserstrahlgefügten Profils |
| JP2013116478A (ja) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Jfe Steel Corp | レーザ溶接方法 |
| CN103308207A (zh) * | 2012-03-06 | 2013-09-18 | 株式会社电装 | 温度传感器 |
| JP2013185878A (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Denso Corp | 温度センサ |
| US9417135B2 (en) | 2012-03-06 | 2016-08-16 | Denso Corporation | Temperature sensor |
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