JPH04339583A - 溶接缶胴の製造方法 - Google Patents
溶接缶胴の製造方法Info
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- JPH04339583A JPH04339583A JP3124569A JP12456991A JPH04339583A JP H04339583 A JPH04339583 A JP H04339583A JP 3124569 A JP3124569 A JP 3124569A JP 12456991 A JP12456991 A JP 12456991A JP H04339583 A JPH04339583 A JP H04339583A
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Classifications
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K26/21—Bonding by welding
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- B23K26/244—Overlap seam welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
- B23K26/262—Seam welding of rectilinear seams of longitudinal seams of tubes
Landscapes
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (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、コーヒ飲料缶、ジュー
ス缶、炭酸飲料缶、一般食缶等の缶詰等に用いられる缶
胴や、イージオープン缶蓋等を製造するのに適したレー
ザビーム溶接方法に関する。
ス缶、炭酸飲料缶、一般食缶等の缶詰等に用いられる缶
胴や、イージオープン缶蓋等を製造するのに適したレー
ザビーム溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザビームは狭い領域にエネルギーを
集中することが可能であるため、最近金属板の溶接等へ
の実用が拡ってきた。レーザビームを金属板の重ね合せ
部の溶接に適用する場合は、通常重ね合せ部に垂直にレ
ーザビームを照射して、一方の板を溶融し、さらに重ね
合せ部界面近傍の材料を溶融して溶接を行なう。このよ
うな方式の溶接では、溶接に寄与しない余分の材料を溶
融しなければならないため溶接効率が悪く、溶接速度を
上げるにはかなり大きなレーザ出力のレーザビーム発生
装置を必要とし、さらに溶融された一方の板には溶融痕
跡が残って外観を損ずるという問題を生ずる。
集中することが可能であるため、最近金属板の溶接等へ
の実用が拡ってきた。レーザビームを金属板の重ね合せ
部の溶接に適用する場合は、通常重ね合せ部に垂直にレ
ーザビームを照射して、一方の板を溶融し、さらに重ね
合せ部界面近傍の材料を溶融して溶接を行なう。このよ
うな方式の溶接では、溶接に寄与しない余分の材料を溶
融しなければならないため溶接効率が悪く、溶接速度を
上げるにはかなり大きなレーザ出力のレーザビーム発生
装置を必要とし、さらに溶融された一方の板には溶融痕
跡が残って外観を損ずるという問題を生ずる。
【0003】最近溶接すべき部分の近傍のみをレーザビ
ーム照射によって溶融する隅肉溶接法が提案されている
(特開昭57−112986号公報)。この方法はティ
ンフリースチールの隅肉溶接に適用されるものであるが
、重ね合せ部を冷却部材によって締め付けて、隅肉部に
レーザビームを照射して溶接を行なうものである。この
方式の溶接の場合は、余分の材料を溶融することがない
ので溶接効率は、前記の従来の方法の場合よりは高いが
、それでも材料表面からのレーザビームの反射による損
失のため、溶接効率は十分とはいい難い。
ーム照射によって溶融する隅肉溶接法が提案されている
(特開昭57−112986号公報)。この方法はティ
ンフリースチールの隅肉溶接に適用されるものであるが
、重ね合せ部を冷却部材によって締め付けて、隅肉部に
レーザビームを照射して溶接を行なうものである。この
方式の溶接の場合は、余分の材料を溶融することがない
ので溶接効率は、前記の従来の方法の場合よりは高いが
、それでも材料表面からのレーザビームの反射による損
失のため、溶接効率は十分とはいい難い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、比較的高い
溶接効率で、すなわち比較的出力の小さなレーザで高速
溶接を行なうことが可能な、重ね部のレーザビームによ
る溶接方法を提供することを目的とする。
溶接効率で、すなわち比較的出力の小さなレーザで高速
溶接を行なうことが可能な、重ね部のレーザビームによ
る溶接方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の重ね部のレーザ
ビーム溶接方法は、第1の面から端面に向って延びる傾
斜面または凹み面を形成された端縁部を有する第1の部
材の第1の面を第2の部材の表面に重ねて、接触部と、
接触部から端面に向って開いた微小な空隙部を有する重
ね部を形成し、接触部を軽く押圧しながら、第2の部材
の表面に対して中心軸が10〜60度の角度を有するレ
ーザビームを、少なくとも端面、および上記表面の空隙
部入口近傍部に当たるよう、重ね部の延びる方向に沿っ
て照射して溶接を行なうことを特徴とする。
ビーム溶接方法は、第1の面から端面に向って延びる傾
斜面または凹み面を形成された端縁部を有する第1の部
材の第1の面を第2の部材の表面に重ねて、接触部と、
接触部から端面に向って開いた微小な空隙部を有する重
ね部を形成し、接触部を軽く押圧しながら、第2の部材
の表面に対して中心軸が10〜60度の角度を有するレ
ーザビームを、少なくとも端面、および上記表面の空隙
部入口近傍部に当たるよう、重ね部の延びる方向に沿っ
て照射して溶接を行なうことを特徴とする。
【0006】さらに本発明の重ね部のレーザビーム溶接
方法は、第2の部材に対して傾いた第1の部材の端縁部
の第1の面を第2の部材の端面のコーナに接触させて、
接触部と、接触部から第1の部材の端面に向って開いた
微小な空隙部を有する重ね部を形成し、接触部を軽く押
圧しながら、第2の部材の表面に対して中心軸が10〜
60度の角度を有するレーザビームを、少なくとも第1
の部材の端面、および上記表面の空隙部入口近傍部に当
たるよう、重ね部の延びる方向に沿って照射して溶接を
行なうことを特徴とする。
方法は、第2の部材に対して傾いた第1の部材の端縁部
の第1の面を第2の部材の端面のコーナに接触させて、
接触部と、接触部から第1の部材の端面に向って開いた
微小な空隙部を有する重ね部を形成し、接触部を軽く押
圧しながら、第2の部材の表面に対して中心軸が10〜
60度の角度を有するレーザビームを、少なくとも第1
の部材の端面、および上記表面の空隙部入口近傍部に当
たるよう、重ね部の延びる方向に沿って照射して溶接を
行なうことを特徴とする。
【0007】
【作用】請求項1に係る記載の発明の場合、少なくとも
第1の部材の端面、および第2の部材の表面の空隙部入
口近傍部に当たるよう、重ね部の延びる方向に沿ってレ
ーザビームを照射する。所定の角度で第2の部材の表面
に当たったレーザビームは、第2の部材の表面の空隙部
入口近傍部を溶融し、また微小な、すなわちその高さと
深さが微小な空隙部内で有効に多重反射して、すなわち
空隙部の上下面の間で反射を繰り返して、空隙部の上下
面の部分を効率よく溶融する。同時に第1の部材の端面
に当たったレーザビームは端面近傍部を溶融する。
第1の部材の端面、および第2の部材の表面の空隙部入
口近傍部に当たるよう、重ね部の延びる方向に沿ってレ
ーザビームを照射する。所定の角度で第2の部材の表面
に当たったレーザビームは、第2の部材の表面の空隙部
入口近傍部を溶融し、また微小な、すなわちその高さと
深さが微小な空隙部内で有効に多重反射して、すなわち
空隙部の上下面の間で反射を繰り返して、空隙部の上下
面の部分を効率よく溶融する。同時に第1の部材の端面
に当たったレーザビームは端面近傍部を溶融する。
【0008】レーザビーム照射終了直後に、溶融した金
属は、主として表面張力によって流動して空隙部を埋め
て溶融接合部、すなわち溶接部を形成する。そのさい接
触部の空隙部近傍の部分は、溶融接合部の一部を形成す
る。接触部の溶融しない固相部分で熱伝導により溶融温
度に近い温度まで昇温した部分は、溶接中に軽く押圧さ
れるので、圧接されて圧接部となって溶接部の一部を形
成する。そのため高いエネルギー効率でレーザビーム溶
接を行なうことができる。接触部を設けるため、微小で
、正確な形状の空隙部を得ることができる。接触部の押
圧力は、溶接前の移動等の取扱により空隙部の形状が崩
れない範囲の大きさで、かつ溶接中の押し潰しにより、
溶融金属のはみ出しや飛散等が起こるおそれがない程度
に軽微に定められる。
属は、主として表面張力によって流動して空隙部を埋め
て溶融接合部、すなわち溶接部を形成する。そのさい接
触部の空隙部近傍の部分は、溶融接合部の一部を形成す
る。接触部の溶融しない固相部分で熱伝導により溶融温
度に近い温度まで昇温した部分は、溶接中に軽く押圧さ
れるので、圧接されて圧接部となって溶接部の一部を形
成する。そのため高いエネルギー効率でレーザビーム溶
接を行なうことができる。接触部を設けるため、微小で
、正確な形状の空隙部を得ることができる。接触部の押
圧力は、溶接前の移動等の取扱により空隙部の形状が崩
れない範囲の大きさで、かつ溶接中の押し潰しにより、
溶融金属のはみ出しや飛散等が起こるおそれがない程度
に軽微に定められる。
【0009】レーザビームの中心軸の第2の部材の表面
に対する角度が10度より小さいと、第2の部材の空隙
部内面および第2の部材の空隙部入口近傍部での溶融金
属の量が少なくなり、高速溶接時に空隙部に埋め残しを
生じ易くなるので好ましくない。また第2の部材の表面
に当たるレーザビームの長さが大きくなり、そのためレ
ーザビームに侵される該表面の面積が増加するので好ま
しくない。中心軸の角度が60度を越えると、空隙部内
に進入するレーザビームの量が減少し、空隙部の上下面
における溶融が遅くなるので、高速溶接が困難になり、
また第2の部材でレーザビームが直接照射される部分で
の板厚方向溶融深さが増大して、その部分近傍および反
対側表面の塗膜や表面処理被膜等の損傷や外観の悪化等
を招くので好ましくない。
に対する角度が10度より小さいと、第2の部材の空隙
部内面および第2の部材の空隙部入口近傍部での溶融金
属の量が少なくなり、高速溶接時に空隙部に埋め残しを
生じ易くなるので好ましくない。また第2の部材の表面
に当たるレーザビームの長さが大きくなり、そのためレ
ーザビームに侵される該表面の面積が増加するので好ま
しくない。中心軸の角度が60度を越えると、空隙部内
に進入するレーザビームの量が減少し、空隙部の上下面
における溶融が遅くなるので、高速溶接が困難になり、
また第2の部材でレーザビームが直接照射される部分で
の板厚方向溶融深さが増大して、その部分近傍および反
対側表面の塗膜や表面処理被膜等の損傷や外観の悪化等
を招くので好ましくない。
【0010】請求項2に係る発明の場合は、接触部が線
状であるので、圧接部が形成されない点以外は、その作
用は請求項1に係る発明とほぼ同様である。
状であるので、圧接部が形成されない点以外は、その作
用は請求項1に係る発明とほぼ同様である。
【0011】
【実施例】図1において、1は金属板よりなる第1の部
材、2は同じ金属板よりなる第2の部材であって、溶接
缶胴を形成する場合には、第1の部材1および第2の部
材2は、同一ブランクの対向する端縁部となる。第1の
部材1の端縁部1aには、下面1a2から端面4に向っ
て延びる傾斜面3が形成されている。金属板としては、
低炭素鋼板や、ティンフリースチール、錫めっき鋼板お
よびニッケルめっき鋼板等の表面処理鋼板、ならびにア
ルミニュウム(合金)薄板等が好ましく用いられる。
材、2は同じ金属板よりなる第2の部材であって、溶接
缶胴を形成する場合には、第1の部材1および第2の部
材2は、同一ブランクの対向する端縁部となる。第1の
部材1の端縁部1aには、下面1a2から端面4に向っ
て延びる傾斜面3が形成されている。金属板としては、
低炭素鋼板や、ティンフリースチール、錫めっき鋼板お
よびニッケルめっき鋼板等の表面処理鋼板、ならびにア
ルミニュウム(合金)薄板等が好ましく用いられる。
【0012】第1の部材1の下面1a2の傾斜部3近傍
の部分に、第2の部材2の端縁部2aの表面2a1の端
部が、上部押圧部材8と下部押圧部材9による軽い押圧
下に接触して、接触部6と断面V字状の空隙部7を有す
る重ね部10が形成されている。押圧部材8、9は、接
触部6を、溶接中の重ね部10が押し潰されない程度の
軽い押圧力で接触部6を押圧する。
の部分に、第2の部材2の端縁部2aの表面2a1の端
部が、上部押圧部材8と下部押圧部材9による軽い押圧
下に接触して、接触部6と断面V字状の空隙部7を有す
る重ね部10が形成されている。押圧部材8、9は、接
触部6を、溶接中の重ね部10が押し潰されない程度の
軽い押圧力で接触部6を押圧する。
【0013】11はレーザビームであって、11aはそ
の中心軸である。レーザビーム11は、第2の部材2の
端縁部2aの表面2a1と中心軸11aのなす角がθが
10〜60度、より好ましくは15〜45度となるよう
に、かつ少なくとも端面4および表面2a1の空隙部入
口近傍部12(端面4に対向する部分とその近傍部)に
当たり、かつ焦点面が重ね部10のほぼ空隙部入口近傍
部12にくるように照射される。図1ではレーザビーム
11は、第1の部材1の上面1a1の端面4近傍から空
隙部入口近傍部12にかけて照射される。レーザビーム
11のレーザとしては、炭酸ガスレーサ゛およびYAG
レーザ等が好ましく用いられる。
の中心軸である。レーザビーム11は、第2の部材2の
端縁部2aの表面2a1と中心軸11aのなす角がθが
10〜60度、より好ましくは15〜45度となるよう
に、かつ少なくとも端面4および表面2a1の空隙部入
口近傍部12(端面4に対向する部分とその近傍部)に
当たり、かつ焦点面が重ね部10のほぼ空隙部入口近傍
部12にくるように照射される。図1ではレーザビーム
11は、第1の部材1の上面1a1の端面4近傍から空
隙部入口近傍部12にかけて照射される。レーザビーム
11のレーザとしては、炭酸ガスレーサ゛およびYAG
レーザ等が好ましく用いられる。
【0014】レーザ照射部におけるレーザビーム11の
直径Dは、通常約0.1〜0.5mmである。ここにレ
ーザビームの直径Dとは、図1に示すように、レーザビ
ーム11が当たった、空隙部入口近傍部12の最外側の
部分12a、および端面4の最上部(第1の部材1の上
面1a1に当たる場合は、その最左側(図1における)
の部分1a1’)を通り、中心線11aと実質的に平行
な中心軸を有する仮想円筒5の直径をいう。直径が比較
的大きいレーザビーム11を用いるときには、レーザビ
ーム11は図1に示すように、空隙部入口近傍部12、
端面4、および上面1a1の一部にわたって照射される
。
直径Dは、通常約0.1〜0.5mmである。ここにレ
ーザビームの直径Dとは、図1に示すように、レーザビ
ーム11が当たった、空隙部入口近傍部12の最外側の
部分12a、および端面4の最上部(第1の部材1の上
面1a1に当たる場合は、その最左側(図1における)
の部分1a1’)を通り、中心線11aと実質的に平行
な中心軸を有する仮想円筒5の直径をいう。直径が比較
的大きいレーザビーム11を用いるときには、レーザビ
ーム11は図1に示すように、空隙部入口近傍部12、
端面4、および上面1a1の一部にわたって照射される
。
【0015】空隙部7の最大高さ(入口部高さ)hは、
レーザビーム11が進入できるように、使用するレーザ
の波長以上であり、かつ空隙部7の周囲に生じた溶融金
属によって適正に埋められる値以下であり、通常はレー
ザビームの照射部における直径Dの80%以下に定めら
れ、より好ましくはレーザの波長の3倍以上であり、か
つ直径Dの60%以下に定められる。炭酸ガスレーザを
用いる場合、最大高さhは0.01〜0.20mm、よ
り好ましくは0.03mm以上で0.15mm以下であ
ることが望ましい。
レーザビーム11が進入できるように、使用するレーザ
の波長以上であり、かつ空隙部7の周囲に生じた溶融金
属によって適正に埋められる値以下であり、通常はレー
ザビームの照射部における直径Dの80%以下に定めら
れ、より好ましくはレーザの波長の3倍以上であり、か
つ直径Dの60%以下に定められる。炭酸ガスレーザを
用いる場合、最大高さhは0.01〜0.20mm、よ
り好ましくは0.03mm以上で0.15mm以下であ
ることが望ましい。
【0016】空隙部7の深さ(奥行)dは、レーザビー
ム11が空隙部7内で有効に多重反射するように、直径
Dの0.3倍以上で4倍以下程度であることが望ましい
。炭酸ガスレーザを用いる場合は、通常0.1〜0.6
mm、より好ましくは0.15〜0.5mmである。空
隙部7の最大高さhおよび深さdの最適値は、金属板の
種類、板厚、溶接速度、レーザの波長、レーザの出力、
レーザビームの照射部における直径およびレーザビーム
のエネルギー分布等の影響を受けるので、これらの要因
に基づいて実験により定められる。
ム11が空隙部7内で有効に多重反射するように、直径
Dの0.3倍以上で4倍以下程度であることが望ましい
。炭酸ガスレーザを用いる場合は、通常0.1〜0.6
mm、より好ましくは0.15〜0.5mmである。空
隙部7の最大高さhおよび深さdの最適値は、金属板の
種類、板厚、溶接速度、レーザの波長、レーザの出力、
レーザビームの照射部における直径およびレーザビーム
のエネルギー分布等の影響を受けるので、これらの要因
に基づいて実験により定められる。
【0017】重ね部10の溶接は次のようにして行なわ
れる。重ね部10を押圧部材8,9により、適度の軽い
押圧力で押圧しながら紙面に直角方向に移動しながら、
レーザビーム11を照射すると、第2の部材の表面2a
1および傾斜面3に当たったレーザビーム11は、空隙
部7内で多重反射して、すなわち空隙部7の下面(表面
2a1)と上面(傾斜面3)に当たって反射を繰り返し
て空隙部7の上下の金属を溶融する。またレーザビーム
11が当たった端面4近傍の金属も溶融する。これら溶
融した金属は、空隙部7の高さhおよび深さdが微小な
ので、照射終了直後に主として表面張力により合体し、
空隙部7を埋め、図2に示すように、比較的滑らかな外
表面を有する溶融接合部すなわち溶接部15を形成する
。
れる。重ね部10を押圧部材8,9により、適度の軽い
押圧力で押圧しながら紙面に直角方向に移動しながら、
レーザビーム11を照射すると、第2の部材の表面2a
1および傾斜面3に当たったレーザビーム11は、空隙
部7内で多重反射して、すなわち空隙部7の下面(表面
2a1)と上面(傾斜面3)に当たって反射を繰り返し
て空隙部7の上下の金属を溶融する。またレーザビーム
11が当たった端面4近傍の金属も溶融する。これら溶
融した金属は、空隙部7の高さhおよび深さdが微小な
ので、照射終了直後に主として表面張力により合体し、
空隙部7を埋め、図2に示すように、比較的滑らかな外
表面を有する溶融接合部すなわち溶接部15を形成する
。
【0018】空隙部7を通過し、接触部6に到達したレ
ーザビーム11のエネルギーレベルが、接触部6の全長
を溶融するに十分高ければ、図2に示すように、接触部
6全体も溶融して溶融接合部となる。一方接触部6に到
達したレーザビーム11のエネルギーレベルが減衰して
いる場合でも、レーザビーム照射による温度上昇と、空
隙部7の溶融金属からの熱伝導によって、約1000℃
以上に温度が上がった接触部6の固相部分は押圧部材8
、9の押圧によって圧接されて、圧接部(図示されない
)となって、溶接部の一部を形成する。
ーザビーム11のエネルギーレベルが、接触部6の全長
を溶融するに十分高ければ、図2に示すように、接触部
6全体も溶融して溶融接合部となる。一方接触部6に到
達したレーザビーム11のエネルギーレベルが減衰して
いる場合でも、レーザビーム照射による温度上昇と、空
隙部7の溶融金属からの熱伝導によって、約1000℃
以上に温度が上がった接触部6の固相部分は押圧部材8
、9の押圧によって圧接されて、圧接部(図示されない
)となって、溶接部の一部を形成する。
【0019】上記押圧のさいの押圧力は、軽度であって
、溶接中の重ね部10を押し潰す程大きくないので、溶
融状態の溶接部15が押し潰されて溶融金属がはみだし
たり、あるいは飛散するおそれはない。同じ出力のレー
ザビーム11を用いても、溶接速度が高くなる程、接触
部6に到達するレーザビームのエネルギーレベルは小さ
くなるので、接触部6の全長を溶接するには、接触部6
の幅を、実用上重ね部10形成に支障のない範囲で、で
きるたけ小さくすることが好ましい。
、溶接中の重ね部10を押し潰す程大きくないので、溶
融状態の溶接部15が押し潰されて溶融金属がはみだし
たり、あるいは飛散するおそれはない。同じ出力のレー
ザビーム11を用いても、溶接速度が高くなる程、接触
部6に到達するレーザビームのエネルギーレベルは小さ
くなるので、接触部6の全長を溶接するには、接触部6
の幅を、実用上重ね部10形成に支障のない範囲で、で
きるたけ小さくすることが好ましい。
【0020】図3に示すように、第1の部材1の端縁部
1aに、下面1a2から端面4に向って延びる、断面半
割蒲鉾状の凹み面16を予め形成した後、第2の部材2
と重ねて、接触部6および空隙部7を有する重ね部10
を形成して、レーザビーム11を照射してもよい。また
図4に示すように、第1の部材1の端縁部1aの端面4
近傍を折曲げて傾斜面17を形成し、第2の部材2と重
ねて、空隙部7および比較的長い(短くてもよい)接触
部6を有する重ね部10を形成して、レーザビーム11
を照射してもよい。本明細書においては、このような傾
斜面17をも、端面に向って延びるものとする。
1aに、下面1a2から端面4に向って延びる、断面半
割蒲鉾状の凹み面16を予め形成した後、第2の部材2
と重ねて、接触部6および空隙部7を有する重ね部10
を形成して、レーザビーム11を照射してもよい。また
図4に示すように、第1の部材1の端縁部1aの端面4
近傍を折曲げて傾斜面17を形成し、第2の部材2と重
ねて、空隙部7および比較的長い(短くてもよい)接触
部6を有する重ね部10を形成して、レーザビーム11
を照射してもよい。本明細書においては、このような傾
斜面17をも、端面に向って延びるものとする。
【0021】さらに図5に示すように、上部押圧部材1
8とバックアップ部材19によって、端縁部1aに加工
を加えられていない第1の部材1を斜めに挾持して、そ
の端縁部1aの下面1a2を、下部押圧部材21の上に
水平に保持された第2の部材2の端縁部2aの端面の上
部コーナ2bに接触させて、線状の接触部6と空隙部7
を有する重ね部20を形成して、レーザビーム11を照
射してもよい。なおバックアップ部材19は、スプリン
グ22によるバイアス下に、下部押圧部材21に設けら
れた孔部21aを摺動可能になっている。
8とバックアップ部材19によって、端縁部1aに加工
を加えられていない第1の部材1を斜めに挾持して、そ
の端縁部1aの下面1a2を、下部押圧部材21の上に
水平に保持された第2の部材2の端縁部2aの端面の上
部コーナ2bに接触させて、線状の接触部6と空隙部7
を有する重ね部20を形成して、レーザビーム11を照
射してもよい。なおバックアップ部材19は、スプリン
グ22によるバイアス下に、下部押圧部材21に設けら
れた孔部21aを摺動可能になっている。
【0022】次に溶接缶胴を製造するための、より具体
的な実施例について述べる。図6、図7、図8において
、23はフィンガー23aによって金属筒状体13を押
して、矢印A方向に移動させるための無限循環チエーン
コンベア、25は、押さえバー24a、24b、24c
(図7;図6では図示を省略した)と協力して、金属筒
状体13の外側端縁部(図3の端縁部1aに対応する)
と内側端縁部(図3の端縁部2aに対応する)を移動中
に互いに徐々に接近させて重ね部10を形成するための
所謂Z字状バー、26はZ字状バー25や下部押圧部材
9等の支持具、8は上部押圧部材、9は下部押圧部材で
ある。8aは上部押圧部材8に対して押圧力を与えるた
めのスプリングである。
的な実施例について述べる。図6、図7、図8において
、23はフィンガー23aによって金属筒状体13を押
して、矢印A方向に移動させるための無限循環チエーン
コンベア、25は、押さえバー24a、24b、24c
(図7;図6では図示を省略した)と協力して、金属筒
状体13の外側端縁部(図3の端縁部1aに対応する)
と内側端縁部(図3の端縁部2aに対応する)を移動中
に互いに徐々に接近させて重ね部10を形成するための
所謂Z字状バー、26はZ字状バー25や下部押圧部材
9等の支持具、8は上部押圧部材、9は下部押圧部材で
ある。8aは上部押圧部材8に対して押圧力を与えるた
めのスプリングである。
【0023】上部押圧部材8と下部押圧部材9の間に、
レーザビーム照射孔27が設けられている。支持具26
および下部押圧部材9は、水冷却孔28を備えている。 照射孔27に対向してレーザビームガン29が、重ね部
10に対して所定の位置に、かつ所定の角度でレーザビ
ーム11を照射できるように配設されている(図8)。 支持具26の下流に一対の押潰しロール30が設けられ
ている。
レーザビーム照射孔27が設けられている。支持具26
および下部押圧部材9は、水冷却孔28を備えている。 照射孔27に対向してレーザビームガン29が、重ね部
10に対して所定の位置に、かつ所定の角度でレーザビ
ーム11を照射できるように配設されている(図8)。 支持具26の下流に一対の押潰しロール30が設けられ
ている。
【0024】図9は凹み面16を有するブランクを形成
するための装置の例を示したものである。31が金属帯
板または金属大板、32が凹み面16に対応する断面形
状部32aを周縁部に有する刻印ロールであって、ブラ
ンクの幅に等しい中心間隔をあけて複数個がシャフト3
2bに着設されている。刻印ロール32とバックアップ
ロール33の間で金属帯板または金属大板31を走行さ
せながら押圧して凹み部34を形成した後、点線に沿っ
て切断することにより、図10に示すように、端縁部1
aに凹み面16、端縁部2aにミニ凹み面16’を有す
るブランク35が得られる。
するための装置の例を示したものである。31が金属帯
板または金属大板、32が凹み面16に対応する断面形
状部32aを周縁部に有する刻印ロールであって、ブラ
ンクの幅に等しい中心間隔をあけて複数個がシャフト3
2bに着設されている。刻印ロール32とバックアップ
ロール33の間で金属帯板または金属大板31を走行さ
せながら押圧して凹み部34を形成した後、点線に沿っ
て切断することにより、図10に示すように、端縁部1
aに凹み面16、端縁部2aにミニ凹み面16’を有す
るブランク35が得られる。
【0025】常法によりブランク35の端縁部1aと端
縁部2aが向かい合うように丸めて形成された金属筒状
体13は、チエーンコンベア23によって矢印A方向に
高速で移動しながら、Z字状バー25を通過するさい徐
々に端縁部1aと端縁部2a間を接近させられた後(図
7)、上部押圧部材8と下部押圧部材9によって、接触
部6と空隙部7を有する重ね部10を形成され(図11
)、照射孔27に達したとき、重ね部10にレーザビー
ム11を照射され(図8、図12)、溶接部15を形成
される。溶接部15は押潰しロール30に達するまでに
凝固し、溶接部15は押潰しロール30によって押し潰
されて、図13に示すように、段差が実質的にない溶接
部15’となって、溶接缶胴14が製造される。ミニ凹
み面16’の存在は、段差の減少を容易にするのに役立
つ。
縁部2aが向かい合うように丸めて形成された金属筒状
体13は、チエーンコンベア23によって矢印A方向に
高速で移動しながら、Z字状バー25を通過するさい徐
々に端縁部1aと端縁部2a間を接近させられた後(図
7)、上部押圧部材8と下部押圧部材9によって、接触
部6と空隙部7を有する重ね部10を形成され(図11
)、照射孔27に達したとき、重ね部10にレーザビー
ム11を照射され(図8、図12)、溶接部15を形成
される。溶接部15は押潰しロール30に達するまでに
凝固し、溶接部15は押潰しロール30によって押し潰
されて、図13に示すように、段差が実質的にない溶接
部15’となって、溶接缶胴14が製造される。ミニ凹
み面16’の存在は、段差の減少を容易にするのに役立
つ。
【0026】以下にこの場合の具体的データを示す。端
縁部1aに凹み面16を形成された、板厚が0.12m
mのティンフリースチールのブランク35を作製し、こ
のブランク35を内径が65.3mmの金属筒状体13
に形成した。この筒状体13を、チエーンコンベア23
により毎分50mの速度で移動させながら、最大高さh
が0.06mmで、深さdが0.2mmである空隙部7
、および幅が0.05mmの接触部6有する重ね部10
を形成した。 出力が1.2kwで焦点距離が95.3mmのレンズで
集光した、直径Dが0.2mmの炭酸ガスレーザを照射
角θが25度になるようにして、重ね部10に照射して
溶接を行なった。得られた溶接部15を直径が40mm
の押潰しロール30で40kgfの加圧力で押圧して、
段差が実質的に消失した溶接部15’を有する溶接缶胴
14を作製した。この溶接缶胴14の溶接部は図12,
図13に示すように、重ね部の全域にわたって溶接され
ており、十分に満足な溶接強度を有していた。
縁部1aに凹み面16を形成された、板厚が0.12m
mのティンフリースチールのブランク35を作製し、こ
のブランク35を内径が65.3mmの金属筒状体13
に形成した。この筒状体13を、チエーンコンベア23
により毎分50mの速度で移動させながら、最大高さh
が0.06mmで、深さdが0.2mmである空隙部7
、および幅が0.05mmの接触部6有する重ね部10
を形成した。 出力が1.2kwで焦点距離が95.3mmのレンズで
集光した、直径Dが0.2mmの炭酸ガスレーザを照射
角θが25度になるようにして、重ね部10に照射して
溶接を行なった。得られた溶接部15を直径が40mm
の押潰しロール30で40kgfの加圧力で押圧して、
段差が実質的に消失した溶接部15’を有する溶接缶胴
14を作製した。この溶接缶胴14の溶接部は図12,
図13に示すように、重ね部の全域にわたって溶接され
ており、十分に満足な溶接強度を有していた。
【0027】図14は溶接缶胴を製造する他の具体的実
施例を示すものである。図の右方側に配設された整形装
置(図示されない)によってブランクより丸められた金
属筒状体36は、一対の押圧ロール37a、37b(図
15)およびその下流に近接して配設された一対の押圧
ロール38a、38b(図16)によって、図5に示す
タイプの重ね部20を形成、保持されながら矢印B方向
に送られる。レーザビーム11が、押圧ロール37a、
37bおよび押圧ロール38a、38bの間の重ね部2
0に、図1の場合と同様に所定の角度θで照射されて、
溶接部15を有する溶接缶胴14が製造される。溶接部
15を、押圧ロール38a、38bの下流に設けられた
押潰しロール(図示されない)によって、実質的に段差
が消失するように押潰してもよい。
施例を示すものである。図の右方側に配設された整形装
置(図示されない)によってブランクより丸められた金
属筒状体36は、一対の押圧ロール37a、37b(図
15)およびその下流に近接して配設された一対の押圧
ロール38a、38b(図16)によって、図5に示す
タイプの重ね部20を形成、保持されながら矢印B方向
に送られる。レーザビーム11が、押圧ロール37a、
37bおよび押圧ロール38a、38bの間の重ね部2
0に、図1の場合と同様に所定の角度θで照射されて、
溶接部15を有する溶接缶胴14が製造される。溶接部
15を、押圧ロール38a、38bの下流に設けられた
押潰しロール(図示されない)によって、実質的に段差
が消失するように押潰してもよい。
【0028】図17は、蓋本体40に摘みタブ41を本
発明の方法により溶接して形成されたイージオープン缶
蓋42を示す。43は環状スコア線、44は初期開口の
ためのタブ41のノーズ部、45は溶接部である。溶接
は次のようにして行なわれる。図18に示すように、蓋
本体40を支持台46に載置し、蓋本体40の所定の位
置に摘みタブ41を押圧工具47で固定する。図19に
示すように、溶接部45となるべき部分には、接触部6
と断面V字状の空隙部7よりなる重ね部50が形成れて
いる。支持台46を紙面に直角の方向に移動させながら
、図19に示すように、レーザビーム11を所定の角度
θで照射することにより重ね部50に溶接部15を形成
することができる。
発明の方法により溶接して形成されたイージオープン缶
蓋42を示す。43は環状スコア線、44は初期開口の
ためのタブ41のノーズ部、45は溶接部である。溶接
は次のようにして行なわれる。図18に示すように、蓋
本体40を支持台46に載置し、蓋本体40の所定の位
置に摘みタブ41を押圧工具47で固定する。図19に
示すように、溶接部45となるべき部分には、接触部6
と断面V字状の空隙部7よりなる重ね部50が形成れて
いる。支持台46を紙面に直角の方向に移動させながら
、図19に示すように、レーザビーム11を所定の角度
θで照射することにより重ね部50に溶接部15を形成
することができる。
【0029】蓋本体40には表面処理鋼板またはアルミ
ニュウム(合金)薄板等が用いられる。蓋本体40が表
面処理鋼板よりなる場合は、タブ41は通常表面処理鋼
鈑またはステンレス鋼からなるものが用いられる。蓋本
体40には、通常塗料等の有機被膜層(図示されない)
が形成されているが、レーザビーム11が照射される部
分は金属を露出させておき、溶接後有機被膜を塗布して
補修する。本方法では、溶接は蓋本体40とタブ41の
界面で行なわれるので、蓋本体40の内面側の温度上昇
は小さく、特に支持台46を冷却しておけば、上記温度
上昇は極く小さい。さらに押圧工具47による押圧力も
軽度であるので、蓋本体40内面側の有機塗膜層の損傷
は実質的に起らない。
ニュウム(合金)薄板等が用いられる。蓋本体40が表
面処理鋼板よりなる場合は、タブ41は通常表面処理鋼
鈑またはステンレス鋼からなるものが用いられる。蓋本
体40には、通常塗料等の有機被膜層(図示されない)
が形成されているが、レーザビーム11が照射される部
分は金属を露出させておき、溶接後有機被膜を塗布して
補修する。本方法では、溶接は蓋本体40とタブ41の
界面で行なわれるので、蓋本体40の内面側の温度上昇
は小さく、特に支持台46を冷却しておけば、上記温度
上昇は極く小さい。さらに押圧工具47による押圧力も
軽度であるので、蓋本体40内面側の有機塗膜層の損傷
は実質的に起らない。
【0030】本発明は、以上の実施例によって制約され
るものでなく、例えば凹み面は、好ましくは空隙部の高
さが入口側に向って極端に小さくなる部分を含まない範
囲で、適宜の断面形状であってよい。また傾斜面または
凹み面が第1の部材の上面(1a1)と交差していても
よい。この場合は、端面に相当する部分は交差線である
が、本明細書においては、この交差線を含めて端面とよ
ぶことにする。
るものでなく、例えば凹み面は、好ましくは空隙部の高
さが入口側に向って極端に小さくなる部分を含まない範
囲で、適宜の断面形状であってよい。また傾斜面または
凹み面が第1の部材の上面(1a1)と交差していても
よい。この場合は、端面に相当する部分は交差線である
が、本明細書においては、この交差線を含めて端面とよ
ぶことにする。
【0031】
【発明の効果】本発明の重ね部のレーザビームによる溶
接方法は、比較的高い溶接効率で、すなわち比較的出力
の小さなレーザで高速溶接を行なうことができるという
効果を奏する。
接方法は、比較的高い溶接効率で、すなわち比較的出力
の小さなレーザで高速溶接を行なうことができるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における第1の態様である重ね部に、レ
ーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図である
。 【図2】図1の重ね部がレーザビーム照射により溶接部
に形成された状態を示す縦断面図である。 【図3】本発明における第2の態様である重ね部に、レ
ーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図である
。 【図4】本発明における第3の態様である重ね部に、レ
ーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図である
。 【図5】本発明における第4の態様である重ね部に、レ
ーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図である
。 【図6】本発明の方法により溶接缶胴を製造する装置の
第1の例の説明用正面図である。 【図7】図6
のVII−VII線に沿う縦断面図である。 【図8】図6のVIII−VIII線に沿う縦断面図で
ある。 【図9】図3に示す凹み面を形成された端縁部を有する
ブランクを作製するための装置の例の要部正面図である
。 【図10】図9の装置により形成されたブランクの縦断
面図である。 【図11】図6の装置において形成された重ね部の拡大
縦断面図である。 【図12】図11の重ね部にレーザビームを照射して溶
接部が形成された状態を示す縦断面図である。 【図13】図12の溶接部を押し潰した状態を示す縦断
面図である。 【図14】本発明の方法により溶接缶胴を製造する装置
の第2の例の要部斜視図である。 【図15】図14のXV−XV線に沿う縦断面図である
。 【図16】図14のXVI−XVI線に沿う縦断面図で
ある。 【図17】本発明の方法により摘みタブが溶接されたイ
ージオープン缶蓋の例の平面図である。 【図18】図17の缶蓋を作製するため、レーザビーム
を照射している状態を示す図17のXVIII−XVI
II線に沿う部分を含む縦断面図である。 【図19】図18のD部の拡大図面である。 【符号の説明】 1 第1の部材 1a 端縁部 1a2 下面(第1の面) 2 第2の部材 2a1 表面 2b 上部コーナ(コーナ) 3 傾斜面 4 端面 6 接触部 7 空隙部 10 重ね部 11 レーザビーム 11a 中心軸 12 空隙部入口近傍部 15 溶接部 16 凹み面 17 傾斜面 20 重ね部 45 溶接部 50 重ね部
ーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図である
。 【図2】図1の重ね部がレーザビーム照射により溶接部
に形成された状態を示す縦断面図である。 【図3】本発明における第2の態様である重ね部に、レ
ーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図である
。 【図4】本発明における第3の態様である重ね部に、レ
ーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図である
。 【図5】本発明における第4の態様である重ね部に、レ
ーザビームを照射開始直後の状態を示す縦断面図である
。 【図6】本発明の方法により溶接缶胴を製造する装置の
第1の例の説明用正面図である。 【図7】図6
のVII−VII線に沿う縦断面図である。 【図8】図6のVIII−VIII線に沿う縦断面図で
ある。 【図9】図3に示す凹み面を形成された端縁部を有する
ブランクを作製するための装置の例の要部正面図である
。 【図10】図9の装置により形成されたブランクの縦断
面図である。 【図11】図6の装置において形成された重ね部の拡大
縦断面図である。 【図12】図11の重ね部にレーザビームを照射して溶
接部が形成された状態を示す縦断面図である。 【図13】図12の溶接部を押し潰した状態を示す縦断
面図である。 【図14】本発明の方法により溶接缶胴を製造する装置
の第2の例の要部斜視図である。 【図15】図14のXV−XV線に沿う縦断面図である
。 【図16】図14のXVI−XVI線に沿う縦断面図で
ある。 【図17】本発明の方法により摘みタブが溶接されたイ
ージオープン缶蓋の例の平面図である。 【図18】図17の缶蓋を作製するため、レーザビーム
を照射している状態を示す図17のXVIII−XVI
II線に沿う部分を含む縦断面図である。 【図19】図18のD部の拡大図面である。 【符号の説明】 1 第1の部材 1a 端縁部 1a2 下面(第1の面) 2 第2の部材 2a1 表面 2b 上部コーナ(コーナ) 3 傾斜面 4 端面 6 接触部 7 空隙部 10 重ね部 11 レーザビーム 11a 中心軸 12 空隙部入口近傍部 15 溶接部 16 凹み面 17 傾斜面 20 重ね部 45 溶接部 50 重ね部
Claims (2)
- 【請求項1】第1の面から端面に向って延びる傾斜面ま
たは凹み面を形成された端縁部を有する第1の部材の第
1の面を第2の部材の表面に重ねて、接触部と、接触部
から端面に向って開いた微小な空隙部を有する重ね部を
形成し、接触部を軽く押圧しながら、第2の部材の表面
に対して中心軸が10〜60度の角度を有するレーザビ
ームを、少なくとも端面、および上記表面の空隙部入口
近傍部に当たるよう、重ね部の延びる方向に沿って照射
して溶接を行なうことを特徴とする重ね部のレーザビー
ム溶接方法。 - 【請求項2】第2の部材に対して傾いた第1の部材の端
縁部の第1の面を第2の部材の端面のコーナに接触させ
て、接触部と、接触部から第1の部材の端面に向って開
いた微小な空隙部を有する重ね部を形成し、接触部を軽
く押圧しながら、第2の部材の表面に対して中心軸が1
0〜60度の角度を有するレーザビームを、少なくとも
第1の部材の端面、および上記表面の空隙部入口近傍部
に当たるよう、重ね部の延びる方向に沿って照射して溶
接を行なうことを特徴とする重ね部のレーザビーム溶接
方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3124569A JP2799783B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 溶接缶胴の製造方法 |
EP92302988A EP0511746B1 (en) | 1991-04-30 | 1992-04-03 | Method of making articles by laser beam welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3124569A JP2799783B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 溶接缶胴の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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