JPH06102276B2 - レ−ザ溶接方法 - Google Patents

レ−ザ溶接方法

Info

Publication number
JPH06102276B2
JPH06102276B2 JP60252326A JP25232685A JPH06102276B2 JP H06102276 B2 JPH06102276 B2 JP H06102276B2 JP 60252326 A JP60252326 A JP 60252326A JP 25232685 A JP25232685 A JP 25232685A JP H06102276 B2 JPH06102276 B2 JP H06102276B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
axis
welding method
members
laser welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60252326A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62110885A (ja
Inventor
潔 井上
Original Assignee
株式会社井上ジャパックス研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社井上ジャパックス研究所 filed Critical 株式会社井上ジャパックス研究所
Priority to JP60252326A priority Critical patent/JPH06102276B2/ja
Publication of JPS62110885A publication Critical patent/JPS62110885A/ja
Publication of JPH06102276B2 publication Critical patent/JPH06102276B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ照射による溶接方法である。
〔従来の技術〕
レーザ発振器から発振したレーザ光を集光レンズによっ
て集束し、被加工体に照射しつつ溶接、又は切断、溝、
凹部、表面削り等を行なうレーザ加工は公知であり、現
在様々な分野で利用されている。その中で、特にレーザ
溶接はレーザの照射により金属表面の温度が上昇すると
次第にレーザの吸収率が高くなり、溶融が始まると同時
に蒸発現象も伴い、更に穿孔された壁面の反射によりレ
ーザビームを深部に導くと同時に壁面の溶込みを始める
ようになる。このようなレーザ溶接は表面点熱波の伝導
熱によらないで穴の底部まで直接エネルギを与えながら
溶接を進行させる所謂キーホール溶接をすることができ
ることが知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
レーザ溶接ではキーホール溶接により滑らかな膨みのあ
るビートが形成され、又熱影響が少ないことと、十分な
溶接強度が得られるという利点を有しているが、この有
効な溶接が開始される前には、レーザビームを移動させ
て新たな溶接部分を照射するときに、照射したレーザの
殆んどが金属表面で反射され、照射したエネルギの数%
しか有効に利用されていないので溶接速度が遅くなる欠
点がある。
又、溶接によらないで金属部品の組立てをするにあたっ
ては夫々の部品の接合面を切削加工等によって仕上げ、
その切削加工面をヤスリやキサゲで仕上げるか、研摩仕
上げした面を合せてボルトにより接合するのが一般にな
されている。このように部品をボルトで接合する場合に
は、その為に突出したフランジ部分を設けて、ここにボ
ルトを貫通させ、ナットにより締め合せるか、一方の部
品にボルトの貫通孔を設け、他方の部品にネジ孔を設け
て、このネジ孔に前記ボルト孔を貫通させたボルトをネ
ジ込んで締結している。このように従来のボルトによる
部品の接合方法によると、ボルトを通すフランジ部分を
設けたり、ボルト孔やネジ孔の加工をしなければならな
い。そして部品の形状もボルトを挿入する関係上、ボル
トを挿入する側の孔の上方に、それを遮る構造物を設け
ることができなかった。そのようなことから部品を溶接
によって接合することが望まれている。
このような問題点に鑑み、本発明は、従来よりも溶接速
度を高め得るレーザ溶接方法の提供を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的を達成するため、本発明のレーザ溶接方法は、
接合する両部材の両接合面を対向させて所定位置に保持
し、前記両部材と照射レーザとを相対的に移動させるこ
とにより前記対向する接合部位に沿ってレーザを照射し
て溶接するレーザ溶接方法に於て、前記両接合面に予め
放電加工により多数のクレータを形成することを特徴と
する。
又、前記両接合面に金属、合金の粉粒あるいは磁化した
磁性体の粉粒を介在させる。又、前記両部材と照射レー
ザとの相対的な移動を数値制御により行なう。
又、前記両部材と照射レーザとの相対的な移動を的確に
行なうために、組立てる各部品を正確に保持した状態で
互いに直角なX軸,Y軸方向に数値制御移動するように
し、更にX軸,Y軸平面に直角なR軸に於て回動するよう
に装着した。一方レーザの集束レンズを保持するハウジ
ングはX軸と平行なR′軸を中心に回動し、且つZ軸方
向に上下動するアームの先端部分にR′軸と直角に摺動
可能に取付けられ、そのハウジング自体の軸心方向に数
値制御移動するようにしてハウジングの回転半径を変更
することとができるようにした。
〔作用〕
溶接される両接合面に放電加工により多数の微小なクレ
ータ(凹凸)が形成されていることにより、接合面に於
ける照射レーザの反射率が低減し、レーザエネルギが従
来よりも効率良く接合面に吸収されて溶接速度が向上す
る。
又、溶接される両接合面に放電加工によるクレータを形
成すると共に、両接合面に金属、合金の粉粒を注入ある
いは塗着により介在させることにより、レーザエネルギ
の吸収効率が更に向上して溶接速度が向上する。
又、両接合面に介在させる粉粒を磁化された磁性体とす
れば、接合部材が磁性体のときに磁気吸着力により金
属、合金粉粒の接合部位への固定が容易に行われる。
又、溶接される両部材を、接合する両接合面を接触等対
向させて所定位置に位置出ししてテーブル上に固定保持
し、該テーブルをプログラムされた数値制御により互い
に直角なX及びY軸方向に移動制御あるいは更にX、Y
軸と直交するR軸を中心として回動制御し、又更に、レ
ーザの集束レンズを保持するハウジング、すなわち照射
レーザの光軸をX、Y軸方向に直角なZ軸を含むZ−Y
平面内で、これと直角なX軸と平行な軸を中心として回
動する軸R′の回動を制御し、且つ該ハウジングの回動
半径を変更調整する等してレーザを接合部位に沿って照
射することにより、両接合面を正確に精度良く溶接する
ことができ、溶接による同一形状の大量の部品組立てを
一様に高速度に行なうことができる。
又、溶接部の深さはレーザのエネルギによって達するこ
とができるキーホールの深さの範囲内で調整する。又溶
接の際にアルゴン等の不活性ガスを吹き付けて酸化を防
止すると同時にレーザが金属蒸気に吸収されるのを防ぐ
ようにする。
〔実施例〕
本発明を例示した図に基づいて説明する。第1図に於
て、ベット1の上にX軸方向にガイド面を有するX軸ス
ライドテーブル2を固定し、そこにサーボモータ3でX
軸方向に移動するサドル4を装着する。サドル4はX軸
と直角のY軸方向のガイド面を有し、そこにサーボモー
タ5でY軸方向に移動するテーブル6を装着する。この
テーブル6の上にサーボモータ7で、X軸,Y軸と直角な
R軸で回動し割出しするテーブル8を着脱可能にして取
付け、その上に両者の溶接する両接合面を対向させて所
定位置に位置出しして固定する。ベット1に固定したコ
ラム11にはサーボモータ12で回動するスクリュ13によっ
てX軸、Y軸に直角な鉛直であるZ軸方向に移動するヘ
ッド14があって、そこにサーボモータ15で、X軸と平行
なR′軸を中心に回動するアーム16を設ける。そのアー
ム16の基端部にレーザ発振器17を設け、その先端部には
サーボモータ18でZ−Y平面と平行なR′軸の回動面と
平行な方向に摺動可能にハウジング19が設けてあり、ハ
ウジング19はアーム16の回動に伴って旋回するととも
に、R′軸の回動面と平行な方向の摺動によりその旋回
する回転半径を変更調整可能になっている。21は今まで
述べたサーボモータ3,5,7,12,15,18とレーザ発振器17を
制御するNC装置(数値制御装置)である。
第2図で、第1図で説明した部分を更に詳細に説明す
る。スクリュ13はヘッド14に固着したナット22と螺合し
てヘッド14を上下動する。サーボモータ15によって回動
する軸23に設けた図示していないウォームと噛合うウォ
ームホイール24は軸25にナット26で固着し、その軸25は
プレート27でヘッド14に封入されている軸受28により回
転自在に支持されている。そして軸25と一体的に設けた
円板29にアーム16を固着する。レーザ発振器17には特開
昭60−107,877号公報、同107,878号公報、同107,880号
公報、同170,991号公報、同115,280号公報に開示したも
のが利用でき、このレーザ発振器17から発射したレーザ
20は反射鏡30,31によって光路を変更し、集光レンズ32
により集束して部品9,10の溶接部分に集光する。集光レ
ンズ32をレンズ固定部材33で固定しているハウジング19
はアーム16に摺動可能に保持してあり、その摺動はハウ
ジング19に固着してスライドキーの作用を兼ねたヘリカ
ルラック34と噛合うヘリカルギャ35を軸36を介してサー
ボモータ18で回動することにより行なう。このハウジン
グ19の摺動により、変化する部品9,10の溶接位置にレー
ザを集束する。又、部品9,10の接合部位の形状によって
は、アーム16の回動に伴いハウジング19を旋回させ、更
にハウジング19の摺動によりその旋回する回転半径を変
更調整することにより、レーザを部品9,10の両接合面に
沿って照射するようにする。この部品9,10の溶接位置の
検出はノズル37に取付けてある検出器38によってなさ
れ、その検出信号は図示していない増幅器等を介してNC
装置21に入力し、各部を制御する信号の1つとする。検
出器38は1つしか図示していないが、1つに限るもので
はなく、複数個設けて、レーザを照射する高さと位置と
方向とを正確に設定するようにする。例えば、部品9,10
と集光レンズ32との距離は、赤外線を利用して、溶融金
属の発する赤外線の最も濃くなる位置を検出するとか超
音波による検出器が利用でき、又、部品9,10の相対向す
る両接合面間に磁化した磁性粉を挿入、塗着、あるいは
テープ状にした貼付により介在させ、この磁性粉の磁気
を検出することにより接合部位の検出を行ない、この検
出信号をNC装置21に入力し、部品9,10と照射レーザとの
相対的移動を制御して、照射レーザが接合部位に対して
常に直角方向から照射されるように接合部位を追従させ
るようにすることも可能である。磁性粉の利用は溶接部
位の検出に有効であるだけでなく、部品9,10が磁性材の
場合に粉粒が両接合面間に磁気吸着力により固定される
作用もなす。又、両接合面間に介在させる金属、合金の
粉粒が磁化されないものであっても、該粉粒を存在させ
ることによりレーザエネルギの吸収効率を高めて溶接速
度を向上させる作用をなす。又、通常、部品9,10と照射
レーザとの相対的移動は、予めプログラミングされた数
値制御により行なわれ、この場合、プログラミングされ
た相対移動位置に両接合面が位置するように部品9,10を
テーブル上に位置出しして固定保持する。金属、合金の
粉粒としては、酸化物の還元により得ることができるW,
Mo,Fe,Ni,Coの粉、水溶液からの還元により作ることが
できるCu,Ni粉、金属カルボニルの熱分解によって得る
ことができるFe,Niの粉、溶融塩の電解によって得るこ
とができるCu,Ag,Fe粉、粉砕によって得た超硬材料の
粉、その他ノズルから流出する溶湯流に水、空気、不活
性ガス等を吹き付けて粉化することにより得た合金粉末
を利用することができる。又、これ等の金属、合金粉粒
をCMC等の有機物や、硼砂、硼酸等の活性剤と混合して
利用することができる。又、パイプ39を通してノズル37
の中にアルゴン等の不活性ガスを送りレーザ20の周囲か
ら吹き出して溶接部の酸化を防止すると同時にレーザが
金属蒸気に吸収されるのを防ぐようにする。
〔発明の効果〕
以上述べた通り、本発明によれば、所定位置に対向して
保持される両接合面に予め放電加工により多数のクレー
タを形成しておくことにより、接合面に於ける照射レー
ザの反射を減少させ、レーザエネルギの吸収効率を高め
て、溶接速度を向上させることができる。又、両接合面
間に金属、合金の粉粒を介在させることにより、更にレ
ーザエネルギの吸収効率を高めて溶接速度を向上させる
ことができる。
又接合する部品とレーザとの相対的位置をX,Y軸、X,Y,Z
軸若しくは更にX,Y,Z,R軸をNC制御することにより、溶
接を自動化することができ、溶接による大量の同一形状
の部品組立てを一様に精度良く高速度に行なうことがで
きる。又、金属、合金の粉粒として磁化した磁性体を用
いるようにすれば、該粉粒の磁気を検出することにより
接合部位にレーザを追従させて溶接することも可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の外観図、第2図は第1図の要部を断面
した図である。 1……ベット 6……テーブル 8……回転テーブル 9,10……部品 16……アーム 17……レーザ発振器 19……ハウジング 20……レーザ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接合する両部材の両接合面を対向させて所
    定位置に保持し、前記両部材と照射レーザとを相対的に
    移動させることにより前記対向する接合部位に沿ってレ
    ーザを照射して溶接するレーザ溶接方法に於て、前記両
    接合面に予め放電加工により多数のクレータを形成する
    ことを特徴とするレーザ溶接方法。
  2. 【請求項2】前記両部材が、互いに直角なX及びY軸方
    向に移動制御される特許請求の範囲第1項記載のレーザ
    溶接方法。
  3. 【請求項3】前記両部材が、互いに直角なX及びY軸方
    向に移動制御され、且つX,Y軸と直交するR軸を中心と
    して回転制御される特許請求の範囲第1項記載のレーザ
    溶接方法。
  4. 【請求項4】前記両部材と照射レーザ間の相対移動が、
    前記照射レーザの光軸がX軸に平行な軸の廻りに且つZ
    −Y平面内に於て回動するように前記レーザを照射する
    集束レンズを有するハウジングを回動制御することによ
    って行われるものである特許請求の範囲第1項記載のレ
    ーザ溶接方法。
  5. 【請求項5】前記両接合面が、金属、合金の粉粒を有す
    る特許請求の範囲第1項記載のレーザ溶接方法。
  6. 【請求項6】前記両接合面が、磁化した磁性体からなる
    粉粒を有する特許請求の範囲第1項記載のレーザ溶接方
    法。
  7. 【請求項7】前記両部材と照射レーザとの相対的な移動
    が、数値制御により行なわれる特許請求の範囲第1項記
    載のレーザ溶接方法。
JP60252326A 1985-11-11 1985-11-11 レ−ザ溶接方法 Expired - Lifetime JPH06102276B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60252326A JPH06102276B2 (ja) 1985-11-11 1985-11-11 レ−ザ溶接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60252326A JPH06102276B2 (ja) 1985-11-11 1985-11-11 レ−ザ溶接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62110885A JPS62110885A (ja) 1987-05-21
JPH06102276B2 true JPH06102276B2 (ja) 1994-12-14

Family

ID=17235705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60252326A Expired - Lifetime JPH06102276B2 (ja) 1985-11-11 1985-11-11 レ−ザ溶接方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06102276B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101008901B1 (ko) * 2010-07-07 2011-01-17 레이져라이팅(주) 도광판 레이저 가공장치

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4973819A (en) * 1989-09-26 1990-11-27 Mcdonnell Douglas Corporation Gantry with a laser mounted numerically controlled carriage
JP2575937B2 (ja) * 1990-08-14 1997-01-29 株式会社椿本チエイン レーザ加工機のワーク回転装置
US5437936A (en) * 1991-05-13 1995-08-01 Johnson; Jeffrey D. Honeycomb core structure and method and apparatus relating thereto
DE102005004787B4 (de) * 2005-02-01 2009-05-20 Daimler Ag Verwendung eines Bleches und Verfahren zur Herstellung einer Laserschweißnaht mit verkleinerten Endkrater
US9492990B2 (en) * 2011-11-08 2016-11-15 Picosys Incorporated Room temperature glass-to-glass, glass-to-plastic and glass-to-ceramic/semiconductor bonding
CN104475976B (zh) * 2014-11-19 2016-04-06 江苏大学 磁粉诱导式激光等离子刻蚀绝缘透明材料的方法和装置
JP6781391B1 (ja) 2019-11-22 2020-11-04 株式会社東京精密 表面形状測定機、及び表面形状測定方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57118830A (en) * 1981-01-16 1982-07-23 Toshiba Corp Manufacture of metallic die
JPS6096382A (ja) * 1983-10-27 1985-05-29 Nippon Steel Corp レ−ザによる極薄鋼板の溶接方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101008901B1 (ko) * 2010-07-07 2011-01-17 레이져라이팅(주) 도광판 레이저 가공장치
WO2012005477A2 (ko) * 2010-07-07 2012-01-12 레이져라이팅(주) 도광판 레이저 가공장치
WO2012005477A3 (ko) * 2010-07-07 2012-05-03 레이져라이팅(주) 도광판 레이저 가공장치

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62110885A (ja) 1987-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2787990B2 (ja) レーザ光線を用いて加工品に凹所を形成する方法および装置
Rajagopal et al. Machining aerospace alloys with the aid of a 15 kW laser
US3619550A (en) Laser beam machine tool with beam manipulating apparatus
JPH02290685A (ja) レーザ加工機
JP4020099B2 (ja) レーザ加工方法
JPS59134682A (ja) マニピュレ−タ装置
EP0191203A2 (en) Cutting tool structures, apparatus and method for making same
JP2003220484A (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JPH06102276B2 (ja) レ−ザ溶接方法
CN214518189U (zh) 一种高精度五轴激光焊接机床
JPH08332582A (ja) レーザ溶接方法
JP2000329885A5 (ja)
JP2891378B2 (ja) レーザ溶接ノズル装置
WO2022075212A1 (ja) レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置
JPH11123583A (ja) レーザ切断装置およびレーザ切断方法
JPH05138377A (ja) レーザー加工装置
JP2001191189A (ja) レーザ溶接装置
JPH0258038B2 (ja)
JPH0639571A (ja) レーザ切断方法および装置
US20230249290A1 (en) Laser deburring and chamfering method and system
JPS6163387A (ja) レ−ザ加工装置
Hella Material processing with high power lasers
JPH0462834B2 (ja)
CN213135431U (zh) 一种自动追踪焦点位置的激光焊接装置
JP3526964B2 (ja) 高反射率材料のレーザー溶接方法