WO2021065063A1 - 溶接装置および溶接方法 - Google Patents

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WO2021065063A1
WO2021065063A1 PCT/JP2020/018458 JP2020018458W WO2021065063A1 WO 2021065063 A1 WO2021065063 A1 WO 2021065063A1 JP 2020018458 W JP2020018458 W JP 2020018458W WO 2021065063 A1 WO2021065063 A1 WO 2021065063A1
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WO
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laser
gas
welding
flow path
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/018458
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕企雄 佐藤
督生 川崎
郁馬 肥後
光彦 渡邉
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三菱電機株式会社
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Publication date
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    • 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
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/142—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor for the removal of by-products
    • 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
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding

Definitions

  • This disclosure relates to welding equipment and welding methods.
  • Design panel members reinforced with reinforcing members are used for the elevator landing doors, car doors, and car room walls.
  • the design panel and the reinforcing member were sometimes joined by spot welding or an adhesive. Spot welding requires the welding strain to be corrected with a grinder. Adhesives are excellent in finished condition, but inferior to spot welding in terms of fire resistance.
  • Patent Document 1 discloses an example in which 30 l / min argon gas is used as a shield gas as a laser welding condition. Further, since fume and spatter generated from a portion melted by the heat input of the laser beam cause a decrease in welding strength, a method for suppressing and removing the fume and spatter is required for precision welding.
  • the shield gas Since the shield gas is used for the purpose of removing oxygen from the welded part, it is used by spraying it toward the vicinity of the laser irradiation part. If the flow rate of the shield gas is increased, oxygen in the atmosphere may be involved in the molten portion, which may have an adverse effect, which may lead to poor welding quality, and it is not easy to obtain high-quality welding. In addition, the inert gas is expensive.
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned actual conditions, and an object of the present disclosure is to provide a welding apparatus and a welding method that enable high-quality welding by an inexpensive method even in high-precision welding.
  • the welding apparatus includes a laser emitting unit that emits a laser to a condensing point and a gas injection unit that injects gas toward a peripheral portion of the condensing point.
  • the emitting portion irradiates the welding target member with a laser while moving relative to the welding target member, and the gas injection portion flows on the surface of the condensing point in the welding target member in a direction opposite to the moving direction. Inject gas.
  • high-quality welding can be made possible by an inexpensive method even in high-precision welding.
  • the figure which shows the welding apparatus which concerns on 1st Embodiment The block diagram which shows the welding apparatus which concerns on 1st Embodiment Partial sectional view which shows the laser emission part and the gas injection part of the welding apparatus which concerns on 1st Embodiment.
  • the figure which shows the moving direction of the laser emitting part and the gas injection part and the direction of a gas injection part which concerns on 1st Embodiment The figure which shows the moving direction of the laser emitting part and the gas injection part and the direction of a gas injection part which concerns on 1st Embodiment.
  • FIG. Sectional drawing explaining the welding method which concerns on 2nd Embodiment Sectional drawing which shows the injection port of the gas injection part which concerns on 2nd modification Sectional drawing which shows the injection port of the gas injection part which concerns on 2nd modification Sectional drawing which shows the injection port of the gas injection part which concerns on 2nd modification Sectional drawing which shows the injection port of the gas injection part which concerns on 2nd modification
  • the welding apparatus 100 includes a laser emitting unit 10 that emits a laser L, a gas injection unit 20 that injects a gas G, a laser emitting unit 10 and a laser emitting unit 10.
  • a robot unit 30 that moves the gas injection unit 20, a surface plate 40 on which a first welding target member R1 and a second welding target member R2 that are overlapped are placed, a laser emitting unit 10, a gas injection unit 20, and a robot.
  • a control unit 50 that controls the unit 30 is provided.
  • the first welding target member R1 is a metal reinforcing member having a plate-shaped portion.
  • the second welding target member R2 is a metal design panel used for a landing door, a car door, or a car room wall of an elevator facility.
  • the back surface of the surface of the second welding target member R2 that comes into contact with the first welding target member R1 is a design surface DS that appears in the appearance.
  • the direction in which the laser emitting unit 10 moves is set to the x direction
  • the direction in which the laser emitting unit 10 irradiates the laser L is set to the z direction
  • the directions perpendicular to the x direction and the z direction are set to the y direction.
  • the xy plane is a plane parallel to the plane irradiated with the laser in the first member R1 to be welded.
  • the laser emitting unit 10 irradiates the first member R1 to be welded with the laser L, and is transmitted to a power source, a laser oscillator, and a mirror or an optical fiber that transmits the laser L oscillated by the laser oscillator.
  • a fiber or disc laser comprising an optical system including a condenser lens that condenses the laser L.
  • the position of the condensing point C in the z direction is adjusted by the robot unit 30 to a position where the robot unit 30 just focuses on the surface of the first welding target member R1 facing the laser emitting unit 10.
  • the output of the laser L of the laser emitting unit 10 is controlled by the control unit 50 to an output that does not cause a welding trace on the design surface DS of the second welding target member R2.
  • the bead width is preferably 0.5 mm or more and 1.0 mm or less
  • the penetration depth of the second welding target member R2 is 0.1 mm or more and 0.3 mm.
  • the output of the laser L is controlled below.
  • the laser output may be adjusted so that the light collecting diameter is appropriately increased to increase the bead width and the penetration depth.
  • the output of the laser L is preferably 100 W or more and 10 kW or less, and more preferably 500 W or more and 2 kW or less.
  • the gas injection unit 20 injects the gas G, which is compressed air, into the peripheral portion P1 of the condensing point C of the laser L.
  • the gas injection unit 20 is injected with a nozzle 21 having a flow path 22, a regulator 23 that controls the flow rate of the gas G, a rotating unit 24 that rotates the flow path 22 around a path through which the laser passes, and a gas G. It has an injection port 25, an internal space 26 through which the laser L passes, and a helicoid portion 27 that moves the nozzle 21 in the z direction.
  • the nozzle 21 has a semi-circular truncated cone shape centered on the central axis AX, and has a hollow tapered shape that shrinks in diameter as it advances in the z direction.
  • the central axis AX is a path through which the laser L passes.
  • the flow path 22 is a gas flow path that is arranged at a position away from the central axis AX and surrounds the central axis AX, and is a path that approaches the central axis AX along the laser L from the laser emitting portion 10 toward the focusing point C. Is formed in.
  • the gas G flowing through the flow path 22 is injected from the injection port 25.
  • the flow path 22 and the injection port 25 are formed in a region in the x direction from the central axis AX in the state shown in FIG.
  • the angle ⁇ formed by the flow path 22 and the z-axis is preferably 3 ° or more and 30 ° or less, and more preferably 5 ° or more and 20 ° or less.
  • the extension line of the flow path 22 intersects the peripheral portion P1 of the condensing point C where the laser L is irradiated to the first welding target member R1.
  • the peripheral portion P1 is a position deviated from the focusing point C in the x direction.
  • the inlet portion of the flow path 22 has a shape along a semicircular arc surrounding the central axis AX, as shown in FIG. 5A.
  • the injection port 25 has a slit-like shape along a semicircular arc surrounding the central axis AX, as shown in FIG. 5B.
  • the diameter r1 of the inlet portion of the flow path 22 is larger than the diameter r2 of the injection port 25, and preferably the diameter r1 with respect to the diameter r2 is 1.5 times or more and 3 times or less.
  • the diameter r2 is preferably 10 mm or more and 30 mm or less.
  • the gap w1 of the injection port 25 is preferably 1 mm or more and 2 mm or less.
  • the regulator 23 shown in FIG. 3 is controlled by the control unit 50 to adjust the flow rate of the gas G flowing through the flow path 22.
  • the control to open the regulator 23 is executed.
  • the gas G is injected from the injection port 25.
  • the flow rate of the gas G injected from the injection port 25 is at least a flow rate at which fume can be removed, which is larger than the flow rate when the shield gas is flowed, preferably 50 l / min or more and 200 l / min or less, and more preferably. It is 70 l / min or more and 150 l / min or less.
  • the helicoid unit 27 is controlled by the control unit 50 to move the nozzle 21 in the z direction.
  • the injection port 25 of the gas injection unit 20 approaches the first and second welding target members R1 and R2.
  • the rotating unit 24 has a servomotor or a stepping motor that rotates the flow path 22 and the injection port 25 around the central axis AX, and is controlled by the control unit 50.
  • the central portion CP of the injection port 25 Is arranged at a position separated from the central axis AX in the x direction as shown in FIG. 6A.
  • the positions of the flow path 22 and the injection port 25 in this case are set as reference positions.
  • the injection port 25 is rotated by 180 ° from the reference position about the central axis AX, and the central CP of the injection port 25 is arranged at a position separated from the central axis AX in the ⁇ x direction.
  • the central axis AX is set.
  • the flow path 22 is rotated 90 ° from the reference position at the center.
  • the flow path 22 is rotated by 45 ° from the reference position about the central axis AX.
  • the robot unit 30 shown in FIG. 1 has a rail 31 extending in the x direction, a first drive unit that drives in the x direction along the rail 31, and a second drive unit that drives in the z direction, and is a control unit. Under the control of 50, the laser emitting unit 10 and the gas injection unit 20 are moved in the x direction or the ⁇ x direction along the rail 31. Further, the robot unit 30 moves the laser emitting unit 10 and the gas injection unit 20 in the z direction according to the thickness and shape of the first and second welding target members R1 and R2, and the light collecting point C in the z direction. Is adjusted to the surface of the first welding target member R1 facing the laser emitting portion 10.
  • the surface plate 40 has a surface 41 parallel to the xy plane, and mounts the first and second welding target members R1 and R2.
  • the first and second welding target members R1 and R2 are pressed and fixed to the surface plate 40 by a jig or a roller. When a roller is used, the unwelded portions of the first and second welding target members R1 and R2 are pressed against the surface plate 40 with a force of 10 kgf or more and 30 kgf or less.
  • the control unit 50 shown in FIG. 2 includes a CPU (Central Processing Unit) 51 for executing a program, a ROM (Read Only Memory) 52 for storing the program, and a RAM (Random Access) used as a work area for executing the program.
  • a CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access
  • control unit 50 controls the laser emission unit 10, the gas injection unit 20, and the robot unit 30 based on the materials, shapes, and welding positions of the first and second welding target members R1 and R2.
  • the control unit 50 measures the thicknesses of the first and second welding target members R1 and R2 and data indicating the materials of the first and second welding target members R1 and R2 in order to further improve the welding quality. Is acquired, and the output is controlled to irradiate the laser L suitable for the thickness and material. Further, the control unit 50 controls the robot unit 30 to move the laser emitting unit 10 and the gas injection unit 20 in the x direction or the ⁇ x direction.
  • the control unit 50 arranges the flow path 22 at a reference position.
  • the rotating portion 24 is controlled and the flow path 22 is arranged at a position rotated by 180 ° from the reference position.
  • the helicoid portion 27 is controlled to move the nozzle 21 in the z direction.
  • the first welding target member R1 is a reinforcing member having a hat-shaped cross-sectional shape, and is a steel plate or stainless steel mainly composed of iron.
  • the thickness of the first welding target member R1 has a thickness that secures the strength used as the reinforcing member.
  • the second welding target member R2 is a steel plate or stainless steel mainly made of iron, like the first welding target member R1.
  • the second welding target member R2 is a design panel used for a landing door, a car door, or a car chamber wall of an elevator facility, and is in contact with the first welding target member R1 in the second welding target member R2.
  • the back surface of the surface to be welded is the design surface DS that appears in the exterior.
  • the first welding target member R1 and the second welding target member R2 are overlapped by an operator and arranged so as to be aligned with the surface plate 40 of the welding apparatus 100.
  • the welding device 100 starts the welding process shown in FIG. 8 in response to an instruction from the user to start the process.
  • the welding process executed by the welding apparatus 100 will be described with reference to a flowchart.
  • the flow path 22 and the injection port 25 are arranged at reference positions.
  • the control unit 50 of the welding apparatus 100 acquires welding data indicating the materials and shapes of the first and second welding target members R1 and R2, and the planned welding positions T1 and T2 (step S101). ).
  • the acquired welding data is stored in the RAM 53.
  • the welding data includes data indicating whether or not to irradiate the laser while moving, data indicating whether to irradiate the laser L while moving in the x direction or ⁇ x direction, and data indicating the moving distance.
  • the planned welding position T1 is moved in the x direction and the planned welding position T2 is moved in the ⁇ x direction while being welded.
  • control unit 50 determines whether or not to irradiate the laser L while moving based on the welding data for welding the scheduled welding position T1 (step S102). In this example, it is determined that the laser L is irradiated while moving (step S102; Yes), and it is determined whether or not to irradiate the laser L while moving in the x direction (step S103).
  • step S104 it is determined that the laser L is irradiated while moving in the x direction (step S103; Yes), and the control unit 50 executes control to open the regulator 23 shown in FIG. 3 (step S104).
  • the flow path 22 and the injection port 25 are arranged at the reference positions, so that the gas G injected from the injection port 25 is sprayed onto the peripheral portion P1 and the surface of the focusing point C of the laser L. Since it flows in the ⁇ x direction, which is the direction of stroking, a stable airflow AF that does not disturb the molten pool is generated.
  • the control unit 50 controls the robot unit 30 to start moving the laser emitting unit 10 and the gas injection unit 20 in the x direction (step S105).
  • the control unit 50 controls the laser emitting unit 10 to transfer the laser L to the first and second welding target members R1 and R2. Irradiate (step S112).
  • the fume and spatter generated from the melted portion due to the heat input of the laser L are blown off by the airflow AF of the gas G in the ⁇ x direction opposite to the x direction, which is the moving direction, and are removed from the focusing point C of the laser L. .. Further, since the fume and spatter are blown to the upper part of the welded region that has already been welded, the fume and spatter are less in the upper part of the unwelded region to be welded.
  • the control unit 50 controls the laser emitting unit 10 to stop the irradiation of the laser L and end the welding process.
  • the planned welding positions T1 of the first and second welding target members R1 and R2 are welded, and a design panel to which the reinforcing member is welded is obtained.
  • it is determined whether or not welding is completed step S113).
  • the planned welding position T2 has not been welded, it is determined that the welding has not been completed (step S113; No), and the process returns to step S102.
  • control unit 50 Since the control unit 50 includes data indicating that the laser L is irradiated while moving in the ⁇ x direction in the welding data for welding the planned welding position T2, it is determined that the laser L is irradiated while moving (step S102). Yes), it is determined that the laser L is irradiated while moving in the ⁇ x direction (step S103; No).
  • the control unit 50 controls the rotating unit 24 and rotates the flow path 22 by 180 ° from the reference position as shown in FIG. (Step S106). As a result, the central CP of the flow path 22 is arranged at a position separated from the central axis AX in the ⁇ x direction.
  • the control unit 50 executes control for opening the regulator 23 (step S107).
  • the control unit 50 controls the robot unit 30 to start moving the laser emitting unit 10 and the gas injection unit 20 in the ⁇ x direction (step S108).
  • the control unit 50 controls the laser emitting unit 10 to shift the laser L to the first and second welding target members R1 and R2.
  • Step S112 The fume and spatter generated from the melted portion due to the heat input of the laser L are blown off by the airflow AF of the gas G in the x direction opposite to the ⁇ x direction, which is the moving direction, and are removed from the focusing point C of the laser L. .. Further, since the fume and spatter are blown off to the upper part of the already welded welded region Z1, the upper part of the unwelded region Z2 to be welded from now on has less fume and spatter.
  • the control unit 50 controls the laser emitting unit 10 to stop the irradiation of the laser L, determines that the welding is completed (step S113; Yes), and the flow path 22. And the injection port 25 is returned to the reference position, and the welding process is completed.
  • control unit 50 determines that the laser L is irradiated without moving (step S102; No).
  • control unit 50 controls the helicoid unit 27 and moves the nozzle 21 in the z direction (step S109).
  • the injection port 25 of the gas injection unit 20 approaches the first and second welding target members R1 and R2.
  • the control unit 50 executes control for opening the regulator 23 (step S110). As a result, as shown in FIG.
  • the control unit 50 controls the robot unit 30 to move the laser emission unit 10 and the gas injection unit 20 to the planned welding positions (step S111).
  • the control unit 50 controls the laser emitting unit 10 to irradiate the first and second welding target members R1 and R2 with the laser L (step S112). Fume and spatter generated from the portion melted by the heat input of the laser L are removed from the condensing point C of the laser L by the airflow AF of the gas G.
  • the control unit 50 controls the laser emitting unit 10 to stop the irradiation of the laser L and end the welding process.
  • the gas G is sprayed on the peripheral portion P1 or the peripheral portion P2 and flows in the direction of stroking the surface of the condensing point C of the laser L.
  • Stable airflow AF that does not disturb the molten pool is generated. This makes it possible to remove fume and spatter that cause poor welding quality from the focusing point C of the laser L. In particular, it is highly effective in removing fume that causes a phenomenon called defocus in which the focusing point C of the laser L shifts in the ⁇ z direction.
  • the fume F generated from the portion melted by the heat input of the laser L remains, and the focusing point C of the laser L is in the ⁇ z direction.
  • a phenomenon called defocus that shifts occurs.
  • the condensing point C is defocused, the energy density is low and the molten state is deteriorated, which may lead to welding defects including unwelded or sparse welding.
  • the laser L is scattered by the fume F and the sputter S, the energy density of the laser L becomes low, which may cause welding failure.
  • the shield gas since the shield gas is used for the purpose of removing oxygen from the focusing point C of the laser L, it is used by spraying it on a wide region including the focusing point C. Therefore, if the flow rate of the shield gas per unit area is reduced, there is a problem that the fume F and the spatter S cannot be sufficiently removed. If the flow rate is increased, oxygen in the atmosphere is entrained in the molten portion, which has an adverse effect and may lead to poor welding quality.
  • the gas injection unit 20 may have at least one injection port.
  • the gas injection unit 20 may have injection ports 61 and 62 in which the injection port 25 is divided into two.
  • the injection ports 61 to 62 are arranged side by side in the circumferential direction.
  • the injection ports 61 to 62 may each include a regulator that controls the flow rate of the gas independently.
  • the gas injection unit 20 may include a plurality of circular injection ports 81 along the circumference.
  • the shape of the injection port 81 is not limited to a circle, but may be an ellipse or a polygon. By doing so, the flow velocity of the gas can be increased without increasing the flow rate of the gas.
  • first welding target member R1 is a reinforcing member having a hat-shaped cross section and the second welding target member R2 is a design panel of an elevator facility has been described.
  • the shapes of the first welding target member R1 and the second welding target member R2 are not particularly limited as long as they can be welded on top of each other.
  • the shapes of the first welding target member R1 and the second welding target member R2 may include a curved surface shape as long as they can be welded on top of each other.
  • the gas injection unit 20 may inject a gas G capable of removing fume and spatter, and the type of the gas G is not limited. Nitrogen gas may be used, and in this case, the strength of the welded portion can be further prevented from being lowered due to oxidation.
  • the robot unit 30 directs the laser emitting unit 10 and the gas injection unit 20 in the x direction with respect to the first welding target member R1 and the second welding target member R2 fixed to the surface plate 40. And an example of moving in the y direction has been described.
  • the welding device 100 may move the laser emitting unit 10 and the gas injection unit 20 relative to the first welding target member R1 and the second welding target member R2 in the x direction or the y direction.
  • the laser emitting unit 10 and the gas injection unit 20 may be fixed, and the first welding target member R1 and the second welding target member R2 may be moved in the x direction and the y direction. As shown in FIG.
  • the rotating portion 24 is controlled and the flow path 22 is set to a reference position. It rotates 180 ° from and executes control to open the regulator 23. By doing so, the gas G flows in the x direction, which is the direction of stroking the surface of the condensing point C of the laser L, along the movement of the first welding target member R1, so that the molten pool is disturbed. No stable airflow AF occurs.
  • the fume and spatter generated from the portion melted by the heat input of the laser L are blown off in the x direction, which is the moving direction of the first welding target member R1, by the airflow AF of the gas G, and the condensing point of the laser L. Removed from C. Further, since the fume and spatter are blown off to the upper part of the already welded welded region Z1, the fume and spatter are not present in the upper part of the unwelded region Z2 to be welded from now on.
  • the gas injection unit 20 has one injection port 25 and one injection port 25 of the gas injection unit 20 is rotated by the rotating unit 24 from the reference position.
  • the gas injection unit 20 only needs to be able to flow the gas G in the direction of stroking the surface of the condensing point C of the laser L, and the welding apparatus 100 of the second embodiment has a rotating unit 24 in the gas injection unit 20. Instead, it comprises a coaxial nozzle 28 having a first flow path 22A and a second flow path 22B.
  • the configuration other than the gas injection unit 20 is the same as the configuration of the welding apparatus 100 of the first embodiment.
  • the gas injection unit 20 injects gas G, which is compressed air, into peripheral portions P1 and P2 of the condensing point C of the laser L.
  • the gas injection unit 20 injects a coaxial nozzle 28 having a first flow path 22A and a second flow path 22B, a first regulator 23A and a second regulator 23B for controlling the flow rate of the gas G, and a gas G. It has a first injection port 25A and a second injection port 25B, an internal space 26 through which the laser L passes, and a helicoid portion 27 that moves the coaxial nozzle 28 in the z direction.
  • the coaxial nozzle 28 is a rotationally symmetric body centered on the central axis AX, and has a hollow tapered shape that shrinks in diameter as it advances in the z direction.
  • the central axis AX is a path through which the laser L passes.
  • the first flow path 22A and the second flow path 22B are gas flow paths that surround the central axis AX, divide the central axis AX in the circumferential direction, and go from the laser emitting portion 10 toward the condensing point C. It is formed along the laser L in a path approaching the central axis AX.
  • the gas G flowing through the first flow path 22A is injected from the first injection port 25A.
  • the gas G flowing through the second flow path 22B is injected from the second injection port 25B.
  • the first flow path 22A and the first injection port 25A are formed in a region in the x direction from the central axis AX.
  • the second flow path 22B and the second injection port 25B are formed in a region in the ⁇ x direction from the central axis AX.
  • the angle ⁇ formed by the first flow path 22A or the second flow path 22B and the z-axis is preferably 3 ° or more and 30 ° or less, and more preferably 5 ° or more and 20 ° or less.
  • the extension line of the first flow path 22A intersects the peripheral portion P1 of the condensing point C where the laser L is irradiated to the first welding target member R1.
  • the extension line of the second flow path 22B intersects the peripheral portion P2 of the condensing point C where the laser L irradiates the first welding target member R1.
  • the peripheral portion P1 is a position deviated from the condensing point C in the x direction
  • the peripheral portion P2 is a position deviated from the condensing point C in the ⁇ x direction.
  • the inlet portions of the first flow path 22A and the second flow path 22B each have a shape along a semicircular arc surrounding the central axis AX, as shown in FIG. 18A.
  • the first injection port 25A and the second injection port 25B each have a slit-like shape along a semicircular arc surrounding the central axis AX, as shown in FIG. 18B, when viewed in the z direction.
  • the first regulator 23A shown in FIG. 16 is controlled by a control unit (not shown) to adjust the flow rate of the gas G flowing through the first flow path 22A.
  • the second regulator 23B is controlled by the control unit 50 to adjust the flow rate of the gas G flowing through the second flow path 22B.
  • the gas G is blown to the peripheral portion P1 and flows in the ⁇ x direction, which is the direction of stroking the surface of the condensing point C of the laser L, so that a stable airflow AF that does not disturb the molten pool is generated.
  • the control of closing the first regulator 23A and opening the second regulator 23B is executed.
  • the gas G is injected from the second injection port 25B, and the gas G is sprayed on the peripheral portion P2 and flows in the x direction, which is the direction of stroking the surface of the condensing point C of the laser L.
  • the control for opening the first regulator 23A and the second regulator 23B is executed.
  • the gas G is injected from the first injection port 25A and the second injection port 25B.
  • the helicoid portion 27 is controlled by a control portion (not shown) to move the coaxial nozzle 28 in the z direction.
  • the first injection port 25A and the second injection port 25B of the gas injection unit 20 approach the first and second welding target members R1 and R2.
  • the gas G injected from the first and second injection ports 25A and 25B is blown to the peripheral portions P1 and P2 and flows in a direction away from the condensing point C of the laser L, thereby disturbing the molten pool. Stable airflow AF is generated.
  • the gas G is applied to the peripheral portion P1 or the peripheral portion P2 as in the welding apparatus 100 and the welding method of the first embodiment. Since it is blown and flows in the direction of stroking the surface of the condensing point C of the laser L, a stable airflow AF that does not disturb the molten pool is generated. Thereby, the welding apparatus 100 and the welding method of the second embodiment can obtain the same effect as the welding apparatus 100 and the welding method of the first embodiment.
  • the gas injection unit 20 may have at least a plurality of injection ports. As shown in FIG. 20, the gas injection unit 20 may have injection ports 61 and 62 in which the first injection port 25A is divided into two and injection ports 63 and 64 in which the second injection port 25B is divided into two. ..
  • the injection ports 61 to 64 are arranged side by side in the circumferential direction.
  • the injection ports 61 to 64 are provided with regulators that independently control the flow rate of the gas.
  • the robot unit 30 can move the laser emitting unit 10 and the gas injection unit 20 in the x-direction and the y-direction.
  • gas G is injected from the injection port 61 and the injection port 62.
  • gas G is injected from the injection port 61 and the injection port 63.
  • the injection ports 71 to 78 having the circumference divided into eight may be provided. In this case, even if the laser emitting unit 10 and the gas injection unit 20 are moved obliquely, the case can be dealt with.
  • the gas injection unit 20 may include a plurality of circular injection ports 81 along the circumference.
  • the gas G is injected from the injection ports 81 of the regions 82 and 83.
  • the shape of the injection port 81 is not limited to a circle, and may be an ellipse or a polygon.
  • the laser emitting unit 10 uses a laser oscillator of a fiber laser or a disk laser that is excited by a semiconductor laser and emits a laser L.
  • the laser emitting unit 10 may irradiate the laser L that can be used for welding.
  • the laser emitting unit 10 may use a transmitter that oscillates a laser by irradiating an optical fiber having a rare earth element added to the core with excitation light, or may use a transmitter using a YAG crystal. Further, the laser emitting unit 10 may irradiate an excimer laser or a CO 2 laser.
  • first and second welding target members R1 and R2 are metal members.
  • the first and second welding target members R1 and R2 may be glass plates or resin plates as long as they can be joined by welding.
  • first and second welding target members R1 and R2 are used as a design panel for elevator equipment.
  • the equipment in which the first and second welding target members R1 and R2 are used is not limited, and the first and second welding target members R1 and R2 are indoors provided in a self-standing board including a switchboard and a control board, and an air conditioner. It may be used for machines and outdoor units, water heaters, lighting equipment, and the like.

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Abstract

溶接装置は、レーザ出射部（１０）と、ガス噴射部（２０）と、を備える。レーザ出射部（１０）は、集光点（Ｃ）にレーザ（Ｌ）を出射する。ガス噴射部（２０）は、集光点（Ｃ）の周辺部（Ｐ１）に向けてガス（Ｇ）を噴射する。レーザ出射部（１０）は、溶接対象部材（Ｒ１、Ｒ２）に対して相対的に移動しながら溶接対象部材（Ｒ１、Ｒ２）にレーザ（Ｌ）を照射する。ガス噴射部（２０）は、溶接対象部材（Ｒ１、Ｒ２）における集光点（Ｃ）の表面を移動方向とは逆向きの方向に流れるガス（Ｇ）を噴射する。

Description

溶接装置および溶接方法
　この開示は、溶接装置および溶接方法に関する。
　エレベーターの乗場の戸、かごの戸およびかご室壁には、補強部材で補強された意匠パネル部材が用いられている。意匠パネルと補強部材とは、スポット溶接または接着剤により接合されることがあった。スポット溶接は、溶接歪みをグラインダで修正する必要がある。接着剤は、仕上がりの状態が優れているが、耐火性の点でスポット溶接に比べて劣る。
　レーザ溶接は、レーザの急峻なエネルギー密度分布により狭いビードと深い溶け込み形状を得ることに優れているため、鋼板材およびステンレス材を含む材質の薄鋼板であっても、高速且つ精密な入熱制御による深溶込み溶接が可能で、熱影響が小さい。また、設備の自動化が容易であるため、より能率的であるという利点がある。
　レーザ溶接技術を用いる際、酸化による溶接箇所の腐食による強度低下の防止のため、窒素およびアルゴンを含むアシストガスであるシールドガスが用いられる。特許文献１は、レーザ溶接条件として３０ｌ／ｍｉｎのアルゴンガスをシールドガスとして用いる実施例を開示している。また、レーザ光の入熱で溶融した箇所から発生するヒュームおよびスパッタが、溶接強度の低下要因となるため、精密溶接を行うには、その抑制および除去方法が必要となる。
特開２００７－０００８８８号公報
　シールドガスは、溶接箇所から酸素を除去する目的で用いられるため、レーザの照射箇所付近に向けて吹き付けて用いられる。シールドガスの流量を多くすると、溶融箇所に大気中の酸素を巻き込むことにより逆効果となることもあって、溶接品質の不良に繋がる虞があり高品質な溶接を得ることが容易でない。また、不活性ガスは高コストである。
　本開示は、上記実状に鑑みてなされたものであり、高精度溶接においても安価な方法で高品質な溶接を可能とする溶接装置および溶接方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示に係る溶接装置は、集光点にレーザを出射するレーザ出射部と、集光点の周辺部に向けてガスを噴射するガス噴射部と、を備え、レーザ出射部は、溶接対象部材に対して相対的に移動しながら溶接対象部材にレーザを照射し、ガス噴射部は、溶接対象部材における集光点の表面を移動方向とは逆向きの方向に流れるガスを噴射する。
　本開示によれば、高精度溶接においても安価な方法で高品質な溶接を可能とすることができる。
第１の実施の形態に係る溶接装置を示す図 第１の実施の形態に係る溶接装置を示すブロック図 第１の実施の形態に係る溶接装置のレーザ出射部とガス噴射部を示す部分断面図 第１の実施の形態に係る溶接方法のノズルを示す図 図３のＡ－Ａ断面図 図３のＢ－Ｂ断面図 第１の実施の形態に係るレーザ出射部およびガス噴射部の移動方向とガス噴射部の向きを示す図 第１の実施の形態に係るレーザ出射部およびガス噴射部の移動方向とガス噴射部の向きを示す図 第１の実施の形態に係るレーザ出射部およびガス噴射部の移動方向とガス噴射部の向きを示す図 第１の実施の形態に係るレーザ出射部およびガス噴射部の移動方向とガス噴射部の向きを示す図 第１の実施の形態に係る第１の溶接対象部材と第２の溶接対象部材とを示す図 第１の実施の形態に係る溶接処理を示すフローチャート 第１の実施の形態に係る溶接方法を説明する断面図 第１の実施の形態に係る溶接方法を説明する断面図 比較例に係る溶接方法を説明する断面図 第１の変形例に係るガス噴射部の噴射口を示す断面図 第１の変形例に係るガス噴射部の噴射口を示す断面図 第１の変形例に係るガス噴射部の噴射口を示す断面図 第１の変形例に係る溶接方法を説明する断面図 第２の実施の形態に係る溶接装置のレーザ出射部とガス噴射部を示す部分断面図 第２の実施の形態に係る溶接方法の同軸ノズルを示す図 図１６のＣ－Ｃ断面図 図１６のＤ－Ｄ断面図 第２の実施の形態に係る溶接方法を説明する断面図 第２の変形例に係るガス噴射部の噴射口を示す断面図 第２の変形例に係るガス噴射部の噴射口を示す断面図 第２の変形例に係るガス噴射部の噴射口を示す断面図
　以下、本開示の実施の形態に係る溶接装置および溶接方法について説明する。
（第１の実施の形態）
　第１の実施の形態に係る溶接装置１００は、図１および図２に示すように、レーザＬを出射するレーザ出射部１０と、ガスＧを噴射するガス噴射部２０と、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０を移動するロボット部３０と、重ねられた第１の溶接対象部材Ｒ１と第２の溶接対象部材Ｒ２を載置する定盤４０と、レーザ出射部１０、ガス噴射部２０およびロボット部３０を制御する制御部５０と、を備える。第１の溶接対象部材Ｒ１は、板状の部分を有する金属製の補強部材である。第２の溶接対象部材Ｒ２は、エレベーター設備の乗り場の戸、かごの戸、またはかご室壁に用いられる金属製の意匠パネルである。第２の溶接対象部材Ｒ２における、第１の溶接対象部材Ｒ１と接触する面の裏面は、外観に表れる意匠面ＤＳである。
　理解を容易にするために、相互に直交するｘｙｚ座標を設定し、適宜参照する。レーザ出射部１０が移動する方向をｘ方向、レーザ出射部１０がレーザＬを照射する方向をｚ方向、ｘ方向およびｚ方向に垂直な方向をｙ方向、と設定する。ｘｙ平面は、第１の溶接対象部材Ｒ１におけるレーザが照射される面に平行な面である。
　レーザ出射部１０は、第１の溶接対象部材Ｒ１にレーザＬを照射するものであり、電源と、レーザ発振器と、レーザ発振器で発振されたレーザＬを伝送するミラーまたは光ファイバと、伝送されたレーザＬを集光する集光レンズを含む光学系と、を有するファイバーレーザまたはディスクレーザである。これらの方式によりレーザを発振することで、第１の溶接対象部材Ｒ１に垂直にレーザを容易に照射することができる。レーザ出射部１０から出射されたレーザＬの集光径は、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。ｚ方向における集光点Ｃの位置は、ロボット部３０により第１の溶接対象部材Ｒ１のレーザ出射部１０に向かい合う面にジャストフォーカスする位置に調整される。レーザ出射部１０のレーザＬの出力は、第２の溶接対象部材Ｒ２の意匠面ＤＳに溶接痕跡を生じさせない出力に制御部５０により制御される。たとえば、厚さ１．５ｍｍの薄鋼板を重ね溶接する場合、好ましくは、ビード幅を０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、第２の溶接対象部材Ｒ２の溶け込み深さを０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下に、レーザＬの出力を制御する。薄鋼板の厚みが大きくなる場合は、適宜集光径を大きくしてビード幅と溶け込み深さを大きくするようにレーザ出力を調整すればよい。レーザＬの出力は、好ましくは１００Ｗ以上１０ｋＷ以下であり、より好ましくは５００Ｗ以上２ｋＷ以下である。
　ガス噴射部２０は、図３および図４に示すように、レーザＬの集光点Ｃの周辺部Ｐ１に圧縮空気であるガスＧを噴射するものである。ガス噴射部２０は、流路２２を有するノズル２１と、ガスＧの流量を制御するレギュレータ２３と、レーザが通過する経路を中心に流路２２を回転する回転部２４と、ガスＧが噴射される噴射口２５と、レーザＬが通過する内部空間２６と、ノズル２１をｚ方向に移動するヘリコイド部２７と、を有する。
　ノズル２１は、中心軸ＡＸを中心とする半円錐台形状を有し、ｚ方向に進むにつれて縮径する中空のテーパ状の形状を有する。中心軸ＡＸは、レーザＬが通過する経路である。
　流路２２は、中心軸ＡＸから離れた位置に配置され、中心軸ＡＸを取り囲むガス流路であり、レーザ出射部１０から集光点Ｃに向かうレーザＬに沿って、中心軸ＡＸに近づく経路に形成されている。流路２２を流れるガスＧは、噴射口２５から噴射される。流路２２および噴射口２５は、図３に示す状態では中心軸ＡＸよりｘ方向の領域に形成されている。流路２２と、ｚ軸と、の為す角度θは、好ましくは３°以上３０°以下であり、より好ましくは、５°以上２０°以下である。流路２２の延長線は、第１の溶接対象部材Ｒ１にレーザＬが照射される集光点Ｃの周辺部Ｐ１と交わる。周辺部Ｐ１は、集光点Ｃよりｘ方向にずれた位置である。流路２２の入口部分は、ｚ方向に見ると、図５Ａに示すように、中心軸ＡＸを囲む半円の弧に沿った形状を有する。また、噴射口２５は、ｚ方向に見ると、図５Ｂに示すように、中心軸ＡＸを囲む半円の弧に沿ったスリット状の形状を有する。流路２２の入口部分の直径ｒ１は、噴射口２５の直径ｒ２より大きく、好ましくは、直径ｒ２に対する直径ｒ１は、１．５倍以上３倍以下である。また、直径ｒ２は、好ましくは１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。また、噴射口２５の隙間ｗ１は、好ましくは１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
　図３に示すレギュレータ２３は、制御部５０により制御され流路２２に流れるガスＧの流量を調整する。レーザ出射部１０からレーザＬを照射する場合、レギュレータ２３を開放する制御を実行する。これにより、噴射口２５からガスＧが噴射される。噴射口２５から噴射されるガスＧの流量は、少なくともヒュームを除去できる流量であり、シールドガスを流す場合の流量より大きく、好ましくは、５０ｌ／ｍｉｎ以上２００ｌ／ｍｉｎ以下であり、より好ましくは、７０ｌ／ｍｉｎ以上１５０ｌ／ｍｉｎ以下である。ヘリコイド部２７は、スポット溶接する場合、制御部５０により制御されノズル２１をｚ方向に移動する。これにより、ガス噴射部２０の噴射口２５は、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２に接近する。
　回転部２４は、中心軸ＡＸを中心に流路２２および噴射口２５を回転するサーボモータまたはステッピングモータを有し、制御部５０により制御される。第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２に対して相対的にｘ方向に移動しながら第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２にレーザを照射する場合、噴射口２５の中心部ＣＰは、図６Ａに示すように、中心軸ＡＸからｘ方向に離れた位置に配置される。この場合の流路２２および噴射口２５の位置を基準位置とする。噴射口２５が基準位置に配置された状態で流路２２にガスＧが流されると、ガスＧは、周辺部Ｐ１に吹き付けられ、レーザＬの集光点Ｃの表面を撫でる向きである－ｘ方向に流れる。このため、溶融池を乱すことのない安定した気流ＡＦが発生する。第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２に対して相対的に－ｘ方向に移動しながら第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２にレーザＬを照射する場合、回転部２４は、図６Ｂに示すように、中心軸ＡＸを中心に噴射口２５を基準位置から１８０°回転し、噴射口２５の中心部ＣＰは、中心軸ＡＸから－ｘ方向に離れた位置に配置される。また、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２に対して相対的にｙ方向に移動しながら溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２にレーザを照射する場合、図６Ｃに示すように、中心軸ＡＸを中心に流路２２を基準位置から９０°回転する。また、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２に対して相対的にｘ方向から４５°傾いた方向に移動しながら第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２にレーザを照射する場合、図６Ｄに示すように、中心軸ＡＸを中心に流路２２を基準位置から４５°回転する。
　図１に示すロボット部３０は、ｘ方向に延びるレール３１と、レール３１に沿ってｘ方向に駆動する第１の駆動部と、ｚ方向に駆動する第２の駆動部を有し、制御部５０の制御により、レール３１に沿って、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｘ方向または－ｘ方向に移動するものである。また、ロボット部３０は、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２の厚みおよび形状に応じて、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｚ方向に移動し、ｚ方向における集光点Ｃの位置を第１の溶接対象部材Ｒ１のレーザ出射部１０に向かい合う面に調整する。
　定盤４０は、ｘｙ平面に平行な面４１を有するものであり、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２を載置するものである。第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２は、治工具またはローラにより定盤４０に押圧されて固定される。ローラを用いる場合、１０ｋｇｆ以上３０ｋｇｆ以下の力で第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２の未溶接部分を定盤４０に押圧する。
　図２に示す制御部５０は、プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）５２と、プログラムを実行するための作業領域として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）５３と、を有し、ＲＯＭ５２に記憶したプログラムを実行することにより、レーザ出射部１０のレーザの出力、ガス噴射部２０から噴射されるガスＧの流量およびロボット部３０を制御する。
　詳細には、制御部５０は、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２の材質、形状、溶接位置に基づいて、レーザ出射部１０、ガス噴射部２０およびロボット部３０を制御する。制御部５０は、溶接品質をより向上させるために、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２の厚みを測定したデータおよび第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２の材質を示すデータを取得して、当該厚みおよび材質に適合したレーザＬを照射する出力に制御する。また、制御部５０は、ロボット部３０を制御してレーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｘ方向または－ｘ方向に移動する。制御部５０は、ロボット部３０によりｘ方向に移動しながらレーザ出射部１０からレーザＬを出射する場合、流路２２を基準位置に配置する。一方、－ｘ方向に移動しながらレーザＬを照射する場合、回転部２４を制御し、流路２２を基準位置から１８０°回転した位置に配置する。また、移動せずにレーザＬを照射する場合、ヘリコイド部２７を制御して、ノズル２１をｚ方向に移動する。
　つぎに、以上の構成を有する溶接装置１００が、第１の溶接対象部材Ｒ１と第２の溶接対象部材Ｒ２とを溶接する例について、溶接装置１００が実行する溶接処理を説明する。
　第１の溶接対象部材Ｒ１は、図７に示すように、ハット形の断面形状を有する補強部材であり、鉄を主体とする鋼板またはステンレスである。第１の溶接対象部材Ｒ１の厚みは、補強部材として用いる強度を確保する厚みを有する。
　第２の溶接対象部材Ｒ２は、第１の溶接対象部材Ｒ１と同様に、鉄を主体とする鋼板またはステンレスである。第２の溶接対象部材Ｒ２は、エレベーター設備の乗り場の戸、かごの戸、またはかご室壁に用いられる意匠パネルであり、第２の溶接対象部材Ｒ２における、第１の溶接対象部材Ｒ１と接触する面の裏面は、外観に表れる意匠面ＤＳである。
　第１の溶接対象部材Ｒ１と第２の溶接対象部材Ｒ２は、作業者により重ねられて溶接装置１００の定盤４０に位置合わせして配置される。
　溶接装置１００は、ユーザによる処理を開始させる指示に応答し、図８に示す溶接処理を開始する。以下、溶接装置１００が実行する溶接処理をフローチャートを用いて説明する。なお、初期状態では、流路２２および噴射口２５は基準位置に配置されている。
　溶接処理が開始されると、溶接装置１００の制御部５０は、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２の材質、形状、溶接予定位置Ｔ１、Ｔ２を示す溶接データを取得する（ステップＳ１０１）。取得した溶接データは、ＲＡＭ５３に格納する。溶接データは、移動しながらレーザ照射するか否かを示すデータ、ｘ方向および－ｘ方向の何れに移動しながらレーザＬを照射するかを示すデータ、および移動距離を示すデータを含む。この例では、溶接予定位置Ｔ１はｘ方向、溶接予定位置Ｔ２は－ｘ方向に移動しながら溶接される。まず、制御部５０は、溶接予定位置Ｔ１を溶接するための溶接データに基づいて、移動しながらレーザＬを照射するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。この例では、移動しながらレーザＬを照射すると判定し（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ｘ方向に移動しながらレーザＬを照射するか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
　この例では、ｘ方向に移動しながらレーザＬを照射すると判定し（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、制御部５０は、図３に示すレギュレータ２３を開放する制御を実行する（ステップＳ１０４）。この状態では流路２２および噴射口２５は基準位置に配置されているので、これにより、噴射口２５から噴射されたガスＧは、周辺部Ｐ１に吹き付けられ、レーザＬの集光点Ｃの表面を撫でる向きである－ｘ方向に流れるため、溶融池を乱すことのない安定した気流ＡＦが発生する。つぎに、制御部５０は、ロボット部３０を制御して、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｘ方向に移動を開始する（ステップＳ１０５）。つぎに、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｘ方向に移動しながら、制御部５０は、レーザ出射部１０を制御して、レーザＬを第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２に照射する（ステップＳ１１２）。レーザＬの入熱で溶融した箇所から発生するヒュームおよびスパッタは、ガスＧの気流ＡＦにより移動方向であるｘ方向と逆の－ｘ方向に吹き飛ばされ、レーザＬの集光点Ｃから除去される。また、ヒュームおよびスパッタは、すでに溶接された溶接済み領域の上部に吹き飛ばされるため、これから溶接する未溶接領域の上部には、ヒュームおよびスパッタが少ない状態になる。レーザ出射部１０およびガス噴射部２０が溶接データに含まれる移動距離を移動すると、制御部５０は、レーザ出射部１０を制御して、レーザＬの照射を停止し、溶接処理を終了する。その結果、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２の溶接予定位置Ｔ１が溶接され、補強部材が溶接された意匠パネルが得られる。つぎに、溶接が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１３）。ここでは、溶接予定位置Ｔ２を溶接していないので、溶接を終了していないと判定し（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻る。
　制御部５０は、溶接予定位置Ｔ２を溶接するための溶接データに－ｘ方向に移動しながらレーザＬを照射することを示すデータを含むので、移動しながらレーザＬを照射すると判定し（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、－ｘ方向に移動しながらレーザＬを照射すると判定する（ステップＳ１０３；Ｎｏ）。つぎに、制御部５０は、回転部２４を制御し、図９に示すように、流路２２を基準位置から１８０°回転する。（ステップＳ１０６）。これにより、流路２２の中心部ＣＰは、中心軸ＡＸからみて－ｘ方向に離れたた位置に配置される。つぎに、制御部５０は、レギュレータ２３を開放する制御を実行する（ステップＳ１０７）。これにより、基準位置から１８０°回転した噴射口２５から噴射されたガスＧは、周辺部Ｐ２に吹き付けられ、レーザＬの集光点Ｃの表面を撫でる向きであるｘ方向に流れるため、溶融池を乱すことのない安定した気流ＡＦが発生する。そのため、溶融池の酸化を促進することはない。つぎに、制御部５０は、ロボット部３０を制御して、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０を－ｘ方向に移動を開始する（ステップＳ１０８）。つぎに、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０を－ｘ方向に移動しながら、制御部５０は、レーザ出射部１０を制御して、レーザＬを第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２に照射する（ステップＳ１１２）。レーザＬの入熱で溶融した箇所から発生するヒュームおよびスパッタは、ガスＧの気流ＡＦにより移動方向である－ｘ方向と逆のｘ方向に吹き飛ばされ、レーザＬの集光点Ｃから除去される。また、ヒュームおよびスパッタは、すでに溶接された溶接済み領域Ｚ１の上部に吹き飛ばされるため、これから溶接する未溶接領域Ｚ２の上部には、ヒュームおよびスパッタが少ない状態になる。溶接データに含まれる移動距離を移動すると、制御部５０は、レーザ出射部１０を制御して、レーザＬの照射を停止し、溶接を終了したと判定し（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、流路２２および噴射口２５を基準位置に戻し、溶接処理を終了する。
　制御部５０は、溶接データに移動せずにレーザＬを照射するスポット溶接であることを示すデータを含む場合、移動せずにレーザＬを照射すると判定する（ステップＳ１０２；Ｎｏ）。つぎに、制御部５０は、ヘリコイド部２７を制御し、ノズル２１をｚ方向に移動する（ステップＳ１０９）。これにより、ガス噴射部２０の噴射口２５は、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２に接近する。つぎに、制御部５０は、レギュレータ２３を開放する制御を実行する（ステップＳ１１０）。これにより、図１０に示すように、噴射口２５から噴射されたガスＧは、周辺部Ｐ１に吹き付けられ、レーザＬの集光点Ｃの表面を撫でる向きに流れるため、溶融池を乱すことのない安定した気流ＡＦが発生する。つぎに、制御部５０は、ロボット部３０を制御して、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０を溶接予定位置に移動する（ステップＳ１１１）。つぎに、制御部５０は、レーザ出射部１０を制御して、レーザＬを第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２に照射する（ステップＳ１１２）。レーザＬの入熱で溶融した箇所から発生するヒュームおよびスパッタは、ガスＧの気流ＡＦによりレーザＬの集光点Ｃから除去される。その後、制御部５０は、レーザ出射部１０を制御して、レーザＬの照射を停止し、溶接処理を終了する。
　以上のように、第１の実施の形態の溶接装置１００および溶接方法によれば、ガスＧを周辺部Ｐ１または周辺部Ｐ２に吹き付け、レーザＬの集光点Ｃの表面を撫でる向きに流れるため、溶融池を乱すことのない安定した気流ＡＦが発生する。これにより、溶接品質の不良の原因となるヒュームおよびスパッタをレーザＬの集光点Ｃから除去することが可能となる。特に、レーザＬの集光点Ｃが－ｚ方向にシフトするデフォーカスという現象の原因となるヒュームの除去に高い効果を発揮する。また、スポット溶接する場合、ガス噴射部２０を下げた状態でガスＧを周辺部Ｐ１に吹き付けることにより、ヒュームおよびスパッタをレーザＬの集光点Ｃから除去することが可能となる。この結果、シールドガスを用いることなく低コストで高品質な溶接装置および溶接方法を提供することができる。また、エレベーター設備に用いられる意匠パネルを含む意匠品においては、ヒュームを除去することにより、レーザＬのフォーカスがシフトしないことから集光点が安定して照射エネルギー密度が安定し、意匠面ＤＳに溶接痕跡を生じさせない出力に、溶融部の溶け込み深さを容易に制御でき、意匠性と接合強度の双方を満たすことができる。
　これに対して、ガスＧを吹き付けないとすると、図１１に示すように、レーザＬの入熱で溶融した箇所から発生したヒュームＦが残存し、レーザＬの集光点Ｃが－ｚ方向にシフトするデフォーカスという現象が生じる。集光点Ｃがデフォーカスすると、エネルギー密度が低く溶融の状態が悪化し、未溶接または疎ら溶接を含む溶接欠陥に繋がる虞がある。
また、ヒュームＦおよびスパッタＳによりレーザＬが散乱されることにより、レーザＬのエネルギー密度が低くなることも溶接不良の原因となる虞がある。また、窒素およびアルゴンを含むシールドガスを用いる場合、シールドガスは、レーザＬの集光点Ｃから酸素を除去する目的で用いられることから、集光点Ｃを含む広い領域に吹き付けて用いられる。
このため、シールドガスの単位面積当たりの流量を小さくすると、ヒュームＦおよびスパッタＳを十分除去できないという問題がある。流量を大きくすると、溶融箇所に大気中の酸素を巻き込むことにより逆効果となり、溶接品質の不良に繋がる虞もある。
　（第１の実施の形態の変形例）
　上述の実施の形態では、ガス噴射部２０が、噴射口２５を有する例について説明した。ガス噴射部２０は、少なくとも一つの噴射口を有すればよい。ガス噴射部２０は、図１２に示すように、噴射口２５を２分割した噴射口６１、６２を有してもよい。噴射口６１～６２は周方向に並んで配置される。噴射口６１～６２は、それぞれ独立してガスの流量を制御するレギュレータを備えてもよい。レーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｘ方向に移動する場合、噴射口６１および噴射口６２からガスＧを噴射する。レーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｙ方向に移動する場合、流路２２および噴射口２５を基準位置から９０°回転し、噴射口２５の中心部ＣＰをｙ方向に配置し、噴射口６１および噴射口６２からガスＧを噴射する。また、図１３に示すように、円周を４分割した噴射口７１～７４を有してもよい。また、ガス噴射部２０は、図１４に示すように、円周に沿って円形の噴射口８１を複数備えてもよい。この場合、噴射口８１の形状は、円形に限定されず、楕円または多角形であってもよい。このようにすることで、ガスの流量を大きくせず、ガスの流速を大きくすることができる。
　上述の実施の形態では、第１の溶接対象部材Ｒ１がハット形の断面を有する補強部材であり、第２の溶接対象部材Ｒ２が、エレベーター設備の意匠パネルである例について説明した。第１の溶接対象部材Ｒ１と第２の溶接対象部材Ｒ２の形状は、互いに重ねて溶接できる形状であれば、特に限定されない。第１の溶接対象部材Ｒ１と第２の溶接対象部材Ｒ２の形状は、互いに重ねて溶接できれば、曲面形状を含んでもよい。
　上述の実施の形態では、ガス噴射部２０が、圧縮空気であるガスＧを噴射する例について説明した。ガス噴射部２０は、ヒュームおよびスパッタを除去できるガスＧを噴射できればよく、ガスＧの種類は限定されない。窒素ガスを用いてもよく、この場合、酸化による溶接箇所の強度低下をより防止できる。
　上述の実施の形態では、ロボット部３０が、定盤４０に固定された第１の溶接対象部材Ｒ１と第２の溶接対象部材Ｒ２に対して、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｘ方向およびｙ方向に移動する例を説明した。溶接装置１００は、第１の溶接対象部材Ｒ１と第２の溶接対象部材Ｒ２に対してレーザ出射部１０およびガス噴射部２０を相対的にｘ方向またはｙ方向に移動できればよい。レーザ出射部１０およびガス噴射部２０を固定し、第１の溶接対象部材Ｒ１と第２の溶接対象部材Ｒ２をｘ方向およびｙ方向に移動してもよい。図１５に示すように、第１の溶接対象部材Ｒ１と第２の溶接対象部材Ｒ２をｘ方向に移動しながらレーザＬを照射する場合は、回転部２４を制御し、流路２２を基準位置から１８０°回転し、レギュレータ２３を開放する制御を実行する。このようにすることで、ガスＧは、第１の溶接対象部材Ｒ１の動きに沿って、レーザＬの集光点Ｃの表面を撫でる向きであるｘ方向に流れるため、溶融池を乱すことのない安定した気流ＡＦが発生する。これにより、レーザＬの入熱で溶融した箇所から発生するヒュームおよびスパッタは、ガスＧの気流ＡＦにより第１の溶接対象部材Ｒ１の移動方向であるｘ方向に吹き飛ばされ、レーザＬの集光点Ｃから除去される。また、ヒュームおよびスパッタは、すでに溶接された溶接済み領域Ｚ１の上部に吹き飛ばされるため、これから溶接する未溶接領域Ｚ２の上部には、ヒュームおよびスパッタが存在しない状態になる。
　（第２の実施の形態）
　第１の実施の形態では、ガス噴射部２０が１つの噴射口２５を有し、ガス噴射部２０の１つの噴射口２５が基準位置から回転部２４により回転する例について説明した。ガス噴射部２０は、レーザＬの集光点Ｃの表面を撫でる向きにガスＧを流すことができればよく、第２の実施の形態の溶接装置１００は、ガス噴射部２０において回転部２４を有さない代わりに、第１の流路２２Ａおよび第２の流路２２Ｂを有する同軸ノズル２８を備える。ガス噴射部２０以外の構成は第１の実施の形態の溶接装置１００の構成と同様である。
　ガス噴射部２０は、図１６および図１７に示すように、レーザＬの集光点Ｃの周辺部Ｐ１、Ｐ２に圧縮空気であるガスＧを噴射するものである。ガス噴射部２０は、第１の流路２２Ａおよび第２の流路２２Ｂを有する同軸ノズル２８と、ガスＧの流量を制御する第１のレギュレータ２３Ａおよび第２のレギュレータ２３Ｂと、ガスＧが噴射される第１の噴射口２５Ａおよび第２の噴射口２５Ｂと、レーザＬが通過する内部空間２６と、同軸ノズル２８をｚ方向に移動するヘリコイド部２７と、を有する。
　同軸ノズル２８は、中心軸ＡＸを中心とする回転対称体であり、ｚ方向に進むにつれて縮径する中空のテーパ状の形状を有する。中心軸ＡＸは、レーザＬが通過する経路である。
　第１の流路２２Ａと第２の流路２２Ｂとは、中心軸ＡＸを取り囲むガス流路であり、周方向に中心軸ＡＸを分割しており、レーザ出射部１０から集光点Ｃに向かうレーザＬに沿って、中心軸ＡＸに近づく経路に形成されている。第１の流路２２Ａを流れるガスＧは、第１の噴射口２５Ａから噴射される。第２の流路２２Ｂを流れるガスＧは、第２の噴射口２５Ｂから噴射される。第１の流路２２Ａおよび第１の噴射口２５Ａは、中心軸ＡＸよりｘ方向の領域に形成されている。第２の流路２２Ｂおよび第２の噴射口２５Ｂは、中心軸ＡＸより－ｘ方向の領域に形成されている。第１の流路２２Ａまたは第２の流路２２Ｂと、ｚ軸と、の為す角度θは、好ましくは３°以上３０°以下であり、より好ましくは、５°以上２０°以下である。第１の流路２２Ａの延長線は、第１の溶接対象部材Ｒ１にレーザＬが照射される集光点Ｃの周辺部Ｐ１と交わる。第２の流路２２Ｂの延長線は、第１の溶接対象部材Ｒ１にレーザＬが照射される集光点Ｃの周辺部Ｐ２と交わる。周辺部Ｐ１は、集光点Ｃよりｘ方向にずれた位置であり、周辺部Ｐ２は、集光点Ｃより－ｘ方向にずれた位置である。第１の流路２２Ａと第２の流路２２Ｂの入口部分は、ｚ方向に見ると、図１８Ａに示すように、それぞれ中心軸ＡＸを囲む半円の弧に沿った形状を有する。また、第１の噴射口２５Ａおよび第２の噴射口２５Ｂは、ｚ方向に見ると、図１８Ｂに示すように、それぞれ中心軸ＡＸを囲む半円の弧に沿ったスリット状の形状を有する。
　図１６に示す第１のレギュレータ２３Ａは、図示しない制御部により制御され第１の流路２２Ａに流れるガスＧの流量を調整する。第２のレギュレータ２３Ｂは、制御部５０により制御され第２の流路２２Ｂに流れるガスＧの流量を調整する。レーザ出射部１０およびガス噴射部２０がｘ方向に移動しながらからレーザＬを照射する場合、第２のレギュレータ２３Ｂを閉じ、第１のレギュレータ２３Ａを開放する制御を実行する。これにより、第１の噴射口２５ＡからガスＧが噴射される。この場合、ガスＧは、周辺部Ｐ１に吹き付けられ、レーザＬの集光点Ｃの表面を撫でる向きである－ｘ方向に流れるため、溶融池を乱すことのない安定した気流ＡＦが発生する。一方、－ｘ方向に移動しながらレーザＬを照射する場合、第１のレギュレータ２３Ａを閉じ、第２のレギュレータ２３Ｂを開放する制御を実行する。これにより、第２の噴射口２５ＢからガスＧが噴射され、ガスＧは、周辺部Ｐ２に吹き付けられ、レーザＬの集光点Ｃの表面を撫でる向きであるｘ方向に流れる。また、移動せずにレーザＬを照射する場合、第１のレギュレータ２３Ａおよび第２のレギュレータ２３Ｂを開放する制御を実行する。これにより、図１９に示すように、第１の噴射口２５Ａおよび第２の噴射口２５ＢからガスＧが噴射される。また、ヘリコイド部２７は、スポット溶接する場合、図示しない制御部により制御され同軸ノズル２８をｚ方向に移動する。これにより、ガス噴射部２０の第１の噴射口２５Ａおよび第２の噴射口２５Ｂは、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２に接近する。これにより、第１と第２の噴射口２５Ａ、２５Ｂから噴射されたガスＧは、周辺部Ｐ１、Ｐ２に吹き付けられ、レーザＬの集光点Ｃから離れる向きに流れるため、溶融池を乱すことのない安定した気流ＡＦが発生する。
　以上のように、第２の実施の形態の溶接装置１００および溶接方法によれば、第１の実施の形態の溶接装置１００および溶接方法と同様に、ガスＧを周辺部Ｐ１または周辺部Ｐ２に吹き付け、レーザＬの集光点Ｃの表面を撫でる向きに流れるため、溶融池を乱すことのない安定した気流ＡＦが発生する。これにより、第２の実施の形態の溶接装置１００および溶接方法は、第１の実施の形態の溶接装置１００および溶接方法と同様の効果を得ることができる。
（第２の実施の形態の変形例）
　第２の実施の形態では、ガス噴射部２０が、第１の噴射口２５Ａと第２の噴射口２５Ｂとを有する例について説明した。ガス噴射部２０は、少なくとも複数の噴射口を有すればよい。ガス噴射部２０は、図２０に示すように、第１の噴射口２５Ａを２分割した噴射口６１、６２および第２の噴射口２５Ｂを２分割した噴射口６３、６４を有してもよい。噴射口６１～６４は周方向に並んで配置される。噴射口６１～６４は、それぞれ独立してガスの流量を制御するレギュレータを備える。この場合、ロボット部３０は、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｘ方向およびｙ方向に移動することができる。レーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｘ方向に移動する場合、噴射口６１および噴射口６２からガスＧを噴射する。レーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｙ方向に移動する場合、噴射口６１および噴射口６３からガスＧを噴射する。また、図２１に示すように、円周を８分割した噴射口７１～７８を有してもよい。この場合、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０を斜めに移動する場合であっても対応できる。
　上述の実施の形態では、ガス噴射部２０は、スリット状の噴射口を有する例について説明した。ガス噴射部２０は、図２２に示すように、円周に沿って円形の噴射口８１を複数備えてもよい。この場合、レーザ出射部１０およびガス噴射部２０をｘ方向に移動する際領域８２と領域８３の噴射口８１からガスＧを噴射する。また、この場合、噴射口８１の形状は、円形に限定されず、楕円または多角形であってもよい。
（変形例）
　上述の実施の形態では、レーザ出射部１０が、半導体レーザにより励起させられレーザＬを発信するファイバーレーザまたはディスクレーザのレーザ発振器を用いる例について説明した。レーザ出射部１０は、溶接に用いることができるレーザＬを照射できればよい。レーザ出射部１０は、コアに希土類を添加した光ファイバに励起光を照射してレーザ発振する発信器を用いてもよく、ＹＡＧ結晶を用いた発信器を用いてもよい。また、レーザ出射部１０は、エキシマレーザまたはＣＯ２レーザを照射するものであってもよい。
　上述の実施の形態では、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２が、金属製の部材である例について説明した。第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２は、溶接により接合できるものであればよく、ガラス板または樹脂板であってもよい。
　上述の実施の形態では、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２が、エレベーター設備の意匠パネルとして用いられる例について説明した。第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２が用いられる設備は限定されず、第１と第２の溶接対象部材Ｒ１、Ｒ２は、配電盤および制御盤を含む自立盤、空調機器に備えられる室内機および室外機、給湯機、照明機器、に用いられてもよい。
　本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。
　本出願は、２０１９年１０月３日に出願された、日本国特許出願特願２０１９-１８２６５６号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１９-１８２６５６号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
１０　レーザ出射部、２０　ガス噴射部、２１　ノズル、２２　流路、２２Ａ　第１の流路、２２Ｂ　第２の流路、２３　レギュレータ、２３Ａ　第１のレギュレータ、２３Ｂ　第２のレギュレータ、２４　回転部、２５噴射口、２５Ａ　第１の噴射口、２５Ｂ　第２の噴射口、２６　内部空間、２７　ヘリコイド部、２８　同軸ノズル、３０　ロボット部、３１　レール、４０　定盤、４１　面、５０　制御部、５１　ＣＰＵ、５２　ＲＯＭ、５３　ＲＡＭ、６１～６４、７１～７８、８１　噴射口、８２～８５領域、１００　溶接装置、Ｒ１　第１の溶接対象部材、Ｒ２　第２の溶接対象部材、Ｌ　レーザ、Ｃ　集光点、Ｇ　ガス、Ｐ１、Ｐ２　周辺部、ＤＳ　意匠面、θ　角度、ＡＸ　中心軸、ＡＦ　気流、ＣＰ　中心部、ｒ１、ｒ２　直径、ｗ１　隙間、Ｔ１、Ｔ２　溶接予定位置、Ｆ　ヒューム、Ｓ　スパッタ、Ｚ１　溶接済み領域、Ｚ２　未溶接領域。

Claims (20)

  1. 　集光点にレーザを出射するレーザ出射部と、
    　前記集光点の周辺部に向けてガスを噴射するガス噴射部と、を備え、
    　前記レーザ出射部は、溶接対象部材に対して相対的に移動しながら前記溶接対象部材に前記レーザを照射し、前記ガス噴射部は、前記溶接対象部材における前記集光点の表面を移動方向とは逆向きの方向に流れるガスを噴射する、
    　溶接装置。
  2. 　前記ガス噴射部は、前記レーザが通過する経路から離れた位置に配置されたガス流路と、前記レーザが通過する経路を中心に前記ガス流路を回転する回転部と、を有する、
    　請求項１に記載の溶接装置。
  3. 　前記ガス流路は、前記レーザ出射部から前記集光点に向かう前記レーザに沿って、前記レーザが通過する経路に近づく、
    　請求項２に記載の溶接装置。
  4. 　前記レーザが通過する経路に垂直な面で切断した前記ガス流路は、前記レーザが通過する経路を囲む半円の弧に沿った形状を有する、
    　請求項２または３に記載の溶接装置。
  5. 　前記回転部を制御する制御部を備え、
    　前記制御部は、前記レーザ出射部を前記溶接対象部材に対して相対的に第１の方向に移動しながら前記溶接対象部材に前記レーザを照射する場合、前記回転部を制御し、前記レーザが通過する経路からみて第１の方向にガス流路の中心部を配置する、
    　請求項２から４の何れか１項に記載の溶接装置。
  6. 　前記制御部は、前記レーザ出射部を前記溶接対象部材に対して相対的に前記第１の方向とは逆向きの第２の方向に移動しながら前記溶接対象部材に前記レーザを照射する場合、前記回転部を制御し、前記第１の方向に前記ガス流路の中心部を配置した状態から前記ガス流路を１８０°回転し、前記レーザが通過する経路からみて前記第２の方向にガス流路の中心部を配置する、
    　請求項５に記載の溶接装置。
  7. 　前記ガス噴射部は、前記レーザが通過する経路を囲む半円の弧に沿ったスリット状の形状を有する噴射口を備える、
    　請求項１から６の何れか１項に記載の溶接装置。
  8. 　前記ガス噴射部は、前記レーザが通過する経路の周囲を周方向に分割して並ぶ第１のガス流路と第２のガス流路と、前記第１のガス流路に流れるガスの流量を制御する第１のレギュレータと、前記第２のガス流路に流れるガスの流量を制御する第２のレギュレータと、前記第１のガス流路を流れるガスを噴射する第１の噴射口と、前記第２のガス流路を流れるガスを噴射する第２の噴射口と、を有し、
    　前記第１の噴射口は、前記溶接対象部材における前記集光点の表面を第１の方向とは逆向きの第２の方向に流れるガスを噴射し、
    　前記第２の噴射口は、前記溶接対象部材における前記集光点の表面を前記第１の方向に流れるガスを噴射する、
    　請求項１に記載の溶接装置。
  9. 　前記ガス噴射部を制御する制御部を備え、
    　前記制御部は、前記レーザ出射部を前記溶接対象部材に対して相対的に前記第１の方向に移動しながら前記溶接対象部材に前記レーザを照射する場合、前記第１のレギュレータおよび前記第２のレギュレータを制御し、前記第１の噴射口からガスを噴射させる、
    　請求項８に記載の溶接装置。
  10. 　前記制御部は、前記レーザ出射部を前記溶接対象部材に対して相対的に前記第２の方向に移動しながら前記溶接対象部材に前記レーザを照射する場合、前記第１のレギュレータおよび前記第２のレギュレータを制御し、前記第２の噴射口からガスを噴射させる、
    　請求項９に記載の溶接装置。
  11. 　前記制御部は、前記レーザ出射部を移動せずに前記溶接対象部材に前記レーザを照射し、スポット溶接する場合、前記第１のレギュレータおよび前記第２のレギュレータを制御し、前記第１の噴射口および前記第２の噴射口からガスを噴射させる、
    　請求項９または１０に記載の溶接装置。
  12. 　前記第１の噴射口および前記第２の噴射口は、前記レーザが通過する経路を囲む円の弧に沿ったスリット状の形状を有する、
    　請求項８から１１の何れか１項に記載の溶接装置。
  13. 　前記ガス噴射部から噴射されるガスの流量は、少なくともヒュームを除去できる流量である、
    　請求項１から１２の何れか１項に記載の溶接装置。
  14. 　集光点にレーザを出射するレーザ出射部と、
    　前記集光点の周辺部に向けてガスを噴射するガス噴射部と、
    　を備える溶接装置を用い、
    　前記レーザ出射部を溶接対象部材に対して相対的に移動しながら、前記ガス噴射部から前記溶接対象部材における前記集光点の表面に移動方向とは逆向きの方向に流れるガスを噴射し、前記表面に前記ガスが流れる前記溶接対象部材に前記レーザを照射する、
    　溶接方法。
  15. 　前記レーザ出射部を前記溶接対象部材に対して相対的に第１の方向に移動しながら前記溶接対象部材に前記レーザを照射する場合、前記ガス噴射部から前記溶接対象部材における前記集光点の表面を前記第１の方向とは逆向きの第２の方向に流れるガスを噴射する、
    　請求項１４に記載の溶接方法。
  16. 　前記ガス噴射部は、前記レーザが通過する経路から離れた位置に配置されたガス流路と、前記レーザが通過する経路を中心に前記ガス流路を回転する回転部と、を有し、
    　前記レーザ出射部を前記溶接対象部材に対して相対的に前記第１の方向に移動しながら前記溶接対象部材に前記レーザを照射する場合、前記回転部を制御し、前記レーザが通過する経路からみて第１の方向にガス流路の中心部を配置する、
    　請求項１５に記載の溶接方法。
  17. 　前記レーザ出射部を前記溶接対象部材に対して相対的に前記第１の方向とは逆向きの前記第２の方向に移動しながら前記溶接対象部材に前記レーザを照射する場合、前記回転部を制御し、前記第１の方向に前記ガス流路の中心部を配置した状態から前記ガス流路を１８０°回転し、前記レーザが通過する経路からみて前記第２の方向にガス流路の中心部を配置する、
    　請求項１６に記載の溶接方法。
  18. 　前記ガス噴射部から噴射されるガスの流量は、少なくとも前記レーザの入熱で溶融した箇所から発生するヒュームを除去できる流量である、
    　請求項１４から１７の何れか１項に記載の溶接方法。
  19. 　前記ガス噴射部から噴射されたガスは、前記レーザの入熱で溶融した箇所から発生するヒュームおよびスパッタを、前記溶接対象部材におけるこれから溶接する未溶接領域からすでに溶接された溶接済み領域に吹き飛ばす、
    　請求項１４から１８の何れか１項に記載の溶接方法。
  20. 　前記ガス噴射部から噴射するガスは、空気である、
    　請求項１４から１９の何れか１項に記載の溶接方法。
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