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JP2002001557A - Butt welding method by laser beam - Google Patents

Butt welding method by laser beam

Info

Publication number
JP2002001557A
JP2002001557A JP2001107585A JP2001107585A JP2002001557A JP 2002001557 A JP2002001557 A JP 2002001557A JP 2001107585 A JP2001107585 A JP 2001107585A JP 2001107585 A JP2001107585 A JP 2001107585A JP 2002001557 A JP2002001557 A JP 2002001557A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
welding
straight portion
groove
butt
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.)
Pending
Application number
JP2001107585A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Nakajima
徹 中嶋
Naoki Mitsuyanagi
直毅 三柳
Shigeyuki Sakurai
茂行 櫻井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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 Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP2001107585A priority Critical patent/JP2002001557A/en
Publication of JP2002001557A publication Critical patent/JP2002001557A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/346Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
    • B23K26/348Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a working efficiency by reducing a number of welding processes and to realize a butt welding method capable of forming a stable excess weld metal. SOLUTION: A Y type opening part of a base material 8 is formed so that a width of a V type part bottom 13 and a straight zone 14 is welded by a laser beam from the opening end of V type part. Then, the V type part is welded. The back side of the base metal 8 is not recessed by the welding of the straight zone 14. Thus, the welding process to form the excess weld metal at the back side of the base metal by an arc heat reservoir or a laser beam is not required, and the welding process will be the first process of welding the straight zone 14 and the second process of welding the V type part. Therefore, the butt welding method can be improved by reducing the number of welding processes and can be realized by the laser beam capable of forming a stable excess weld metal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザの突き合わせ
溶接方法に関する。
The present invention relates to a laser butt welding method.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ溶接は、概ね出力1kW当たり約
1mmの溶け込みが得られ、高パワー密度であるため、
レーザを照射した材料表面で蒸発が起こる。
2. Description of the Related Art In laser welding, approximately 1 mm of penetration is obtained per 1 kW of power, and high power density is obtained.
Evaporation occurs on the surface of the material irradiated with the laser.

【0003】このため、図18に示すように、レーザ5
を照射した母材8の表面からの蒸発反力により溶融池内
に、溶融金属7の他にキーホール6と呼ばれる幅が狭く
溶込みの深い溶込みが得られる。
For this reason, as shown in FIG.
In addition to the molten metal 7, a narrow and deep penetration called a keyhole 6 can be obtained in the molten pool by the evaporation reaction force from the surface of the base material 8 irradiated with.

【0004】さらに、レーザ溶接は、アーク溶接と比べ
て高速で低歪みであることが特徴である溶接方法であ
る。
Further, laser welding is a welding method characterized by high speed and low distortion as compared with arc welding.

【0005】上記レーザによる溶接は、数mm程度の薄
板材について普及しており、さらに10mmを超えるよ
うな厚板材へ適用が望まれている。
[0005] The above-mentioned laser welding is widely used for thin plates having a thickness of about several mm, and is desired to be applied to thick plates exceeding 10 mm.

【0006】しかしながら、世間一般で広く使用されて
いる10kWクラス以下のレーザ加工機では溶け込み深
さは10mmが限界であり、さらに大出力の20kWク
ラスのレーザ加工機は非常に高価である。
However, a laser beam machine of 10 kW class or less widely used in the general public has a limit of penetration depth of 10 mm, and a laser beam machine of 20 kW class with high output is very expensive.

【0007】また、仮に20kWのレーザ加工機を使用
したとしても、溶け込み深さ20mm程度までの溶融が
限界であり、レーザ単独で溶融を行うには溶け込み深さ
には限界がある。
[0007] Even if a laser processing machine of 20 kW is used, melting to a penetration depth of about 20 mm is the limit, and there is a limit to the melting depth for melting with a laser alone.

【0008】そのレーザ単独による限界以上の溶け込み
を得るために、従来の技術として特開平7−32338
6号公報に記載されているものがある。
In order to obtain a penetration exceeding the limit by the laser alone, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-32338 discloses a conventional technique.
No. 6 is disclosed.

【0009】つまり、この公報記載の技術は、突き合わ
せ溶接の際にY開先を設けて、Y字状の突き合わせ部
は、V型部分とI型部分つまりストレート部分とに分け
ることができるが、ストレート部をレーザで溶接後に、
残りのV型開先部分をレーザとフィラーとの併用溶接や
アーク溶接にて埋めるといった方法である。
In other words, according to the technique described in this publication, a Y groove is provided at the time of butt welding, and the Y-shaped butt portion can be divided into a V-shaped portion and an I-shaped portion, that is, a straight portion. After welding the straight part with laser,
In this method, the remaining V-shaped groove is filled with a combination of laser and filler welding or arc welding.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図19
に示すように、開先形状をY型とし、ストレート部上方
のV型部分が鋭角であると、このストレート部を完全溶
接する際にレーザを開先の上方から下向きに照射した場
合、図21に示すように、レーザ照射面に窪みが生じる
とともに、母材8の裏側には裏波(余盛又は凸状部)は
形成されず、窪み4が発生している。
However, FIG.
As shown in FIG. 21, when the groove shape is Y-shaped and the V-shaped portion above the straight portion is an acute angle, when the laser is irradiated downward from above the groove when completely welding the straight portion, FIG. As shown in (1), a dent is formed on the laser irradiation surface, and a back fold (surplus or convex portion) is not formed on the back side of the base material 8, and the dent 4 is generated.

【0011】一方、ストレート部の長さが同じ平板の突
き合わせ溶接では、V型部が無く、レーザ照射面に余盛
が形成され、裏側には裏波が形成される。
On the other hand, in the butt welding of flat plates having the same length of the straight portion, there is no V-shaped portion, a margin is formed on the laser-irradiated surface, and a rim is formed on the back side.

【0012】この二つの材料の開先形状の違いは、Y開
先にストレート部の上方にV型の開先を設けたことであ
る。開先形状をY開先とした場合の突き合わせ溶接と、
単にストレート部のみの平板の突き合わせ溶接とにおけ
る溶け込み形状の違いは、ストレート部上方のV型の開
先による影響と考え、その現象はV型部の角度を鋭角と
した場合、次のように考えることができる。
The difference between the groove shapes of these two materials is that a V-shaped groove is provided above the straight portion at the Y groove. Butt welding when the groove shape is Y groove,
The difference in penetration shape between the butt welding of a flat plate with only a straight portion is considered to be the effect of the V-shaped groove above the straight portion, and the phenomenon is considered as follows when the angle of the V-shaped portion is an acute angle. be able to.

【0013】つまり、図19に示すように、溶融金属に
対する開先の幅11が狭い場合には、レーザを、開先側
(V型部側)から照射することによりレーザによって加
熱、溶融され液体となった金属が、幅の狭い開先内のス
トレート部に浸入する。
That is, as shown in FIG. 19, when the width 11 of the groove with respect to the molten metal is narrow, the laser is irradiated from the groove side (V-shaped part side) to be heated and melted by the laser to be melted. Metal invades the straight portion in the narrow groove.

【0014】この場合、あたかも液体の中に細い管が差
込んである形となるため、図20に示すような毛管現象
(液体の自由表面に細管を立てると、表面張力と液体と
固体との間の付着力により管内の液体が管内を上昇、下
降する現象)により、溶融金属がストレート部から開先
側に上昇する。
In this case, since a thin tube is inserted into the liquid, the capillary phenomenon as shown in FIG. A phenomenon in which the liquid in the tube rises and falls in the tube due to the adhesive force between them) causes the molten metal to rise from the straight portion to the groove side.

【0015】ここで、表面張カをT、管の直径をd、液
体の壁に対する接触角をθ、液の密度をρ、水面の平均
高さをhとすると、次の関係式(1)が成立する。 h=(4Tcosθ)/(ρgd) −−−(1) 上記(1)式から、液面の高さhは、管の直径dに反比
例し、図19の溶融面の幅11が狭い場合に、管の直径
dの値が小さいとみなせる。
Here, if the surface tension is T, the diameter of the pipe is d, the contact angle of the liquid with the wall is θ, the density of the liquid is ρ, and the average height of the water surface is h, the following relational expression (1) Holds. h = (4Tcos θ) / (ρgd) (1) From the above equation (1), the height h of the liquid surface is inversely proportional to the diameter d of the tube, and when the width 11 of the molten surface in FIG. , The value of the tube diameter d can be considered small.

【0016】これにより、水面の平均高さhが増加し、
溶融金属は図21に示すように、表面張力Tが矢印2の
方向に作用し、開先面に沿って上方に作用し、それに伴
いレーザによって溶融した溶融金属全体が、開先面に沿
って上方に引き上げられる。
As a result, the average height h of the water surface increases,
As shown in FIG. 21, the surface tension T acts on the molten metal in the direction of arrow 2 and acts upward along the groove surface, so that the entire molten metal melted by the laser is moved along the groove surface. Raised upward.

【0017】したがって、母材の、レーザ照射側の面と
は反対側の面には、図21に示すように、窪み4が生じ
てしまい、母材の裏側に安定した裏波(余盛)の形成が
困難となってしまう。
Therefore, as shown in FIG. 21, a depression 4 is formed on the surface of the base material opposite to the surface on the laser irradiation side, and a stable back wave (surplus) is formed on the back side of the base material. Formation becomes difficult.

【0018】そこで、上記母材裏面に発生した窪み4で
ある溶接不良を除去するために、特開昭59−2326
90号公報に記載されているように、レーザ照射側の反
対側からアーク熱源によりビードを整える必要があっ
た。
Therefore, in order to remove the poor welding which is the depression 4 generated on the back surface of the base material, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-2326 has been proposed.
As described in Japanese Patent Publication No. 90, it was necessary to prepare a bead from the side opposite to the laser irradiation side with an arc heat source.

【0019】また、特開平6−114587号公報に
は、図22に示すように、レーザ5を母材8の裏側から
照射して、余盛を形成する方法が記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-114587 discloses a method of irradiating a laser 5 from the back side of a base material 8 to form a margin as shown in FIG.

【0020】しかしながら、これら公報記載の技術にあ
っては、開先側からレーザによりストレート部を溶接し
た後、次に、母材の裏面をアーク熱源又はレーザによ
り、余盛を形成した後に、V型部分をレーザ等により溶
接しなければならず、溶接作業としては3工程必要であ
った。
However, according to the techniques described in these publications, after welding the straight portion from the groove side with a laser, and then forming an extra layer on the back surface of the base material with an arc heat source or a laser, The mold portion had to be welded with a laser or the like, and three steps were required for the welding operation.

【0021】したがって、レーザによる突き合わせ溶接
の従来技術にあっては、溶接工程が多く、ワーク(母
材)の反転や位置合わせなどの手順が面倒で、溶接作業
効率の向上の障害となっていた。
Therefore, in the prior art of butt welding using a laser, the number of welding steps is large, and procedures such as reversal and alignment of a work (base material) are troublesome, which hinders improvement of welding work efficiency. .

【0022】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、溶接工程数を削減して作業効率を
向上を図ることができるとともに、安定した余盛の形成
が可能なレーザによる突き合わせ溶接方法を実現するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to reduce the number of welding steps to improve work efficiency and to form a laser capable of forming a stable margin. Is to realize a butt welding method.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成される。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

【0024】(1)開口部とストレート部とを併せ持つ
開先形状の突き合わせ溶接であり、そのストレート部を
レーザで溶接するレーザによる突き合わせ溶接方法にお
いて、開先底面部の幅を、レーザによりストレート部を
溶接するときに、ストレート部が毛管現象を発生しない
寸法以上とする。
(1) A butt welding of a groove shape having both an opening and a straight portion. In a butt welding method using a laser for welding the straight portion with a laser, the width of the bottom surface of the groove is reduced by the laser. When welding is performed, the size of the straight portion should be equal to or larger than a size that does not cause capillary action.

【0025】(2)開口部とストレート部とを併せ持つ
開先形状の突き合わせ溶接であり、そのストレート部を
レーザで溶接するレーザによる突き合わせ溶接方法にお
いて、 開先は、レーザによりストレート部を溶接する
ときに、ストレート部が毛管現象を発生しない曲率半径
を有する壁面から形成する。
(2) A butt welding in the form of a groove having both an opening and a straight part. In a butt welding method using a laser for welding the straight part with a laser, the groove is used for welding a straight part with a laser. In addition, the straight portion is formed from a wall surface having a radius of curvature that does not cause a capillary phenomenon.

【0026】開先の底面部の幅を、ストレート部が毛管
現象を発生しない寸法以上となるように、突き合わせ部
を形成し、開先側からレーザ照射を行い、ストレート部
の溶接を行えば、開先面とは反対側の面には窪みは発生
しない。
If the width of the bottom portion of the groove is set to be equal to or larger than the dimension where the straight portion does not cause the capillary phenomenon, a laser beam is irradiated from the groove side, and the straight portion is welded. No depression occurs on the surface opposite to the groove surface.

【0027】このため、開先側からレーザによりストレ
ート部を溶接した後に、裏面をアーク熱源又はレーザに
より余盛を形成する工程は不要となり、溶接工程として
は、ストレート部を溶接する工程と、開先部を溶接する
工程との2つの工程となり、溶接工程を簡略することが
できる。
For this reason, after welding the straight portion from the groove side with a laser, there is no need for a step of forming an extra layer on the back surface with an arc heat source or a laser. There are two steps, that is, a step of welding the front part, and the welding step can be simplified.

【0028】したがって、溶接工程数を削減して作業効
率を向上を図ることができるとともに、安定した余盛の
形成が可能なレーザによる突き合わせ溶接方法を実現す
ることができる。
Therefore, it is possible to improve the working efficiency by reducing the number of welding steps, and to realize a butt welding method using a laser capable of forming a stable margin.

【0029】(3)開口部とストレート部とを併せ持つ
開先形状の突き合わせ溶接であり、そのストレート部を
レーザで溶接するレーザによる突き合わせ溶接方法にお
いて、 突き合わせ面の、開口部が形成される面とは反
対側の面からレーザを照射して、ストレート部を溶接
し、上記開口部が形成される面から、レーザとガスシー
ルドアークとの併用溶接あるいはレーザとフィラーワイ
ヤとの併用によるフィラー溶接を行い、開先内部を溶接
にて埋める。
(3) A groove-shaped butt welding having both an opening and a straight portion, and in a butt welding method using a laser for welding the straight portion with a laser, Irradiates laser from the opposite side, welds the straight part, and performs joint welding of laser and gas shield arc or filler welding by combination of laser and filler wire from the surface where the opening is formed Fill the inside of the groove with welding.

【0030】開口部が形成される面とは反対側の面から
レーザを、ストレート部に照射することにより、レーザ
によって溶融された溶融金属が、下方向に重力が作用
し、液体となった溶融金属が下方に引張られる。
By irradiating the straight portion with a laser from the surface opposite to the surface on which the opening is formed, the molten metal melted by the laser is subjected to gravity in the downward direction, and the molten metal is turned into a liquid. The metal is pulled down.

【0031】そして、溶融金属は、レーザ照射面に溶け
落ちて瞬時に凝固し、レーザ照射側に余盛が形成され
る。
Then, the molten metal melts down on the laser irradiation surface and solidifies instantaneously, so that a margin is formed on the laser irradiation side.

【0032】したがって、裏面をアーク熱源又はレーザ
により余盛を形成する工程は不要となり、溶接工程とし
ては、ストレート部を溶接する工程と、開先部を溶接す
る工程との2つの工程となる。
Therefore, there is no need for a step of forming a margin on the back surface with an arc heat source or a laser, and the welding step includes two steps of welding a straight portion and welding a groove.

【0033】したがって、溶接工程数を削減して作業効
率を向上を図ることができるとともに、安定した余盛の
形成が可能なレーザによる突き合わせ溶接方法を実現す
ることができる。
Therefore, it is possible to improve the working efficiency by reducing the number of welding steps, and to realize a butt welding method using a laser capable of forming a stable margin.

【0034】(4)開口部とストレート部とを併せ持つ
開先形状の突き合わせ溶接であり、そのストレート部を
レーザで溶接するレーザによる突き合わせ溶接方法にお
いて、 上記ストレート部の長さ寸法を、レーザ単独で
溶接し得る長さの1倍を超え2倍以下とし、突き合わせ
面の、開口部が形成された面側からレーザを照射して、
ストレート部を部分的に溶接し、上記開口部が形成され
た面とは反対側の面からレーザを照射して、ストレート
部を溶接し、上記開口部が形成された面からレーザとガ
スシールドアークとの併用溶接あるいはレーザとフィラ
ーワイヤとの併用によるフィラー溶接を行い、開先内部
を溶接にて埋める。
(4) A butt welding of a groove shape having both an opening portion and a straight portion. In a butt welding method using a laser for welding the straight portion with a laser, the length dimension of the straight portion is determined by using the laser alone. More than 1 times the length that can be welded and less than 2 times, and irradiate laser from the side of the butted surface where the opening is formed,
The straight portion is partially welded, and a laser is irradiated from the surface opposite to the surface on which the opening is formed, and the straight portion is welded, and the laser and the gas shield arc are irradiated from the surface on which the opening is formed. And filler welding using laser and filler wire is performed, and the inside of the groove is filled with welding.

【0035】(5)開口部とストレート部とを併せ持つ
開先形状の突き合わせ溶接であり、そのストレート部を
レーザで溶接するレーザによる突き合わせ溶接方法にお
いて、 上記ストレート部の長さ寸法を、レーザ単独で
溶接し得る長さの1倍を超え2倍以下とし、突き合わせ
面の、開口部が形成された面とは反対側の面からレーザ
を照射して、ストレート部を部分的に溶接し、上記開口
部が形成された面からレーザを照射して、ストレート部
を溶接し、上記開口部が形成された面からレーザとガス
シールドアークとの併用溶接あるいはレーザとフィラー
ワイヤとの併用によるフィラー溶接を行い、開先内部を
溶接にて埋める。
(5) A butt welding of a groove shape having both an opening portion and a straight portion. In a butt welding method using a laser for welding the straight portion with a laser, the length dimension of the straight portion is determined by using the laser alone. More than one time and less than two times the length that can be welded, the straight part is partially welded by irradiating a laser from the surface of the butted surface opposite to the surface where the opening is formed. Laser is irradiated from the surface where the part is formed, the straight part is welded, and the welding with the laser and gas shield arc or the filler welding with the laser and the filler wire is performed from the surface where the opening is formed. Fill the inside of the groove with welding.

【0036】厚板材の突き合わせ溶接においては、一方
向からのレーザ照射のみで溶接し得る厚み寸法以上の板
材を溶接対象物とする場合がある。
In the butt welding of a thick plate material, a plate material having a thickness greater than or equal to a thickness which can be welded only by laser irradiation from one direction may be used as a welding target.

【0037】この場合、ストレート部を一方向からのレ
ーザのみで溶接し得る寸法の1倍を超え2倍以下とした
場合、レーザは溶接対象物を貫通することは無い。した
がって、溶接対象物の裏面に窪みが発生することは無
い。
In this case, if the size of the straight portion is set to be more than one time and twice or less the size that can be welded only by the laser from one direction, the laser does not penetrate the welding object. Therefore, no dent is generated on the back surface of the welding object.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形
態であるレーザによる突き合わせ溶接方法の説明図、図
3、図4は、本発明の第1の実施形態の原理を導き出す
ための実験の説明図及び実験データを示すグラフであ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a laser butt welding method according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are explanatory views and experiments of an experiment for deriving the principle of the first embodiment of the present invention. It is a graph which shows data.

【0039】図3において、溶融金属幅dは、母材8ど
おしの付き合わせ部分におけるV型部の底面(開先
底)、つまり、V型部とストレート部との境界部分であ
り、ストレート部分の長さ方向にほぼ直交する方向の幅
である。
In FIG. 3, the molten metal width d is the bottom surface (groove bottom) of the V-shaped portion in the abutting portion of the base materials 8, that is, the boundary portion between the V-shaped portion and the straight portion. The width in a direction substantially perpendicular to the length direction of the straight portion.

【0040】また、裏ビード位置は、母材8の裏面か
ら、溶融金属7に発生した窪みの最も窪んだ部分までの
距離(mm)を示す。
The back bead position indicates the distance (mm) from the back surface of the base material 8 to the most recessed portion of the recess formed in the molten metal 7.

【0041】なお、この実験における溶接条件は次のと
おりである。レーザ5は、開先のV型部分側から照射
し、レーザ5の出力は5kW、溶接速度は1.0m/m
in、レーザ5のフォーカス位置は開先底、ルート長さ
は4mm、レーザビーム角度は15°である。
The welding conditions in this experiment are as follows. The laser 5 irradiates from the V-shaped portion side of the groove, the output of the laser 5 is 5 kW, and the welding speed is 1.0 m / m.
In, the focus position of the laser 5 is the groove bottom, the route length is 4 mm, and the laser beam angle is 15 °.

【0042】図4に示すように、溶融金属幅dが2mm
を超えれば、裏ビード位置は、マイナスの値となる、つ
まり、裏波を発生させることができた。
As shown in FIG. 4, the molten metal width d is 2 mm.
Beyond, the back bead position became a negative value, that is, a back wave could be generated.

【0043】これは、溶融金属幅dが2mmを超える
と、図20に示した毛管現象において、hの増加が抑制
され、レーザ5によって溶融された溶融金属が毛管堤象
により上方に引き上げられることがないためである。
This is because when the width d of the molten metal exceeds 2 mm, the increase in h is suppressed in the capillary phenomenon shown in FIG. 20, and the molten metal melted by the laser 5 is pulled upward by the capillary embankment. Because there is no.

【0044】したがって、溶融金属の底が上側に引張ら
れた形状になることがなく、また、図5に示すように、
溶融金属7には下向きの力である重力9が作用するた
め、レーザ照射により加熱され溶融し液体となった溶融
金属7が重力によって下方に引張られる。
Therefore, the bottom of the molten metal does not have a shape pulled upward, and as shown in FIG.
Since gravity 9 which is a downward force acts on the molten metal 7, the molten metal 7 that has been heated and melted into a liquid by laser irradiation is pulled downward by gravity.

【0045】そして、溶融金属7が母材8の裏側に溶け
落ち大気中に触れた瞬間に、その温度差により瞬時に凝
固し安定した裏波の形成が可能となる。
When the molten metal 7 melts down on the back side of the base material 8 and comes into contact with the atmosphere, it instantaneously solidifies due to the temperature difference, and a stable backwash can be formed.

【0046】したがって、図1に示すように、V型部の
底面13の幅(溶融金属幅d)を2mm以上となるよう
に、母材8のY型開先部を形成し、開先のV型部分から
レーザ照射を行い、ストレート部14の溶接を行う。
Therefore, as shown in FIG. 1, the Y-shaped groove portion of the base material 8 is formed so that the width (the molten metal width d) of the bottom surface 13 of the V-shaped portion is 2 mm or more. Laser irradiation is performed from the V-shaped portion to weld the straight portion 14.

【0047】この場合、上記実験結果から、従来技術の
ように、母材8の裏面には窪みは発生しない。このた
め、開先側からレーザ5によりストレート部14を溶接
した後に、従来行われていたような、母材8の裏面をア
ーク熱源又はレーザにより余盛を形成する工程は不要と
なる。
In this case, from the above experimental results, no dent is formed on the back surface of the base material 8 as in the prior art. For this reason, after welding the straight part 14 with the laser 5 from the groove side, the step of forming an excess on the back surface of the base material 8 with an arc heat source or a laser, which is conventionally performed, becomes unnecessary.

【0048】そして、開先側からレーザ5によりストレ
ート部14を溶接した後、図2に示すように、V型部分
15をレーザ5と、フィラー12等により溶接する。
Then, after welding the straight portion 14 with the laser 5 from the groove side, as shown in FIG. 2, the V-shaped portion 15 is welded with the laser 5 and the filler 12 or the like.

【0049】このように、本発明の第1の実施形態によ
れば、V型部の底面13の幅を2mm以上となるよう
に、母材8のY型開先部を形成し、開先のV型部分から
レーザ照射を行い、ストレート部14の溶接を行うの
で、母材8の裏面には窪みは発生しない。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the Y-shaped groove portion of the base material 8 is formed so that the width of the bottom surface 13 of the V-shaped portion is 2 mm or more. Since laser irradiation is performed from the V-shaped portion and the straight portion 14 is welded, no dent is generated on the back surface of the base material 8.

【0050】このため、開先側からレーザ5によりスト
レート部14を溶接した後に、母材8の裏面をアーク熱
源又はレーザにより余盛を形成する工程は不要となり、
溶接工程としては、ストレート部14を溶接する第1工
程と、V型部を溶接する第2工程との2つの工程とな
り、従来技術に比較して、一工程不要となる。
For this reason, after welding the straight portion 14 with the laser 5 from the groove side, there is no need to form a margin on the back surface of the base material 8 with an arc heat source or laser.
The welding process includes a first process for welding the straight portion 14 and a second process for welding the V-shaped portion, and one process is not required as compared with the conventional technology.

【0051】したがって、本発明の第1の実施形態によ
れば、溶接工程数を削減して作業効率を向上を図ること
ができるとともに、安定した余盛の形成が可能なレーザ
による突き合わせ溶接方法を実現することができる。
Therefore, according to the first embodiment of the present invention, a butt welding method using a laser capable of reducing the number of welding steps and improving the working efficiency, and capable of forming a stable margin is provided. Can be realized.

【0052】なお、V型部の角度(開先角度)θは、レ
ーザビームの角度が15°であれば、溶接の効率や入熱
量の関係から、15°又はそれ以上の角度とすることが
好ましい。
The angle θ of the V-shaped portion (groove angle) may be set to 15 ° or more from the viewpoint of welding efficiency and heat input if the angle of the laser beam is 15 °. preferable.

【0053】また、上述した例においては、突き合わせ
形状を、Y形状としたが、その他の形状でも、本発明は
適用可能である。
Further, in the above-described example, the butted shape is the Y shape, but the present invention is applicable to other shapes.

【0054】図6〜図9は、突き合わせ形状がY形状以
外の形状の例を示す図である。図6は、開先部分が母材
8の表面にほぼ直交する壁面となっている例であり、こ
の場合においても、底面13の幅dは、2mmを超える
ものとする。
6 to 9 are diagrams showing examples of shapes in which the butted shapes are other than the Y shape. FIG. 6 shows an example in which the groove portion has a wall surface that is substantially perpendicular to the surface of the base material 8. In this case, the width d of the bottom surface 13 is assumed to exceed 2 mm.

【0055】図7は、開先部分が階段状となっている場
合の例であり、この場合においても、底面13の幅d
は、2mmを超えるものとする。図8は、開先部分が曲
線状となっている場合の例であり、この場合において
も、底面13の幅dは、2mmを超えるものとする。
FIG. 7 shows an example in which the groove portion is stepped. In this case as well, the width d of the bottom surface 13 is also shown.
Shall exceed 2 mm. FIG. 8 shows an example in which the groove portion has a curved shape. In this case as well, it is assumed that the width d of the bottom surface 13 exceeds 2 mm.

【0056】図9は、開先部分が曲線状となっている場
合の例であるが、図8の例と異なり、底面13は直線状
とはなっていない場合の例である。この図9の例におい
ては、開先部分の曲線を、ストレート部分14に毛管減
少が発生しない程度の曲率半径を有するように形成され
る。
FIG. 9 shows an example in which the groove portion is curved, but unlike the example in FIG. 8, the bottom surface 13 is not linear. In the example of FIG. 9, the curve of the groove portion is formed so that the straight portion 14 has a radius of curvature that does not cause capillary reduction.

【0057】次に、本発明の第2の実施形態であるレー
ザによる突き合わせ溶接方法について説明する。
Next, a butt welding method using a laser according to a second embodiment of the present invention will be described.

【0058】厚板を突合せ溶接するにあたり、開先をY
型のような上方に開口部をもち下方にストレート部を併
せ持つ開先角が鋭角である開先形状において、突合せ面
のストレー卜部を完全溶接する第1工程を行う際、図1
0に示すように、レーザ5を母材8の裏側から上向きに
照射し、つまり、ストレート部14側から照射する。
When butt welding a thick plate, the groove is set to Y
When performing the first step of completely welding the straight portion of the butt surface in a groove shape having an opening at the top and a straight portion at the bottom, such as a mold, and having a sharp bevel angle, FIG.
As shown at 0, the laser 5 is irradiated upward from the back side of the base material 8, that is, irradiated from the straight portion 14 side.

【0059】次いで、第2工程において、母材8の表面
の開口部からストレート部14までの開先内部をレーザ
とガスシールドアーク溶接の併用溶接を行う、あるいは
レーザとフィラーワイヤ併用によるフィラー溶接にて埋
めることにより厚板の突合せ溶接を可能とするものであ
る。
Next, in the second step, the inside of the groove from the opening on the surface of the base material 8 to the straight portion 14 is welded by using both laser and gas shielded arc welding, or by filler welding using both laser and filler wire. By burying it, butt welding of a thick plate is enabled.

【0060】ストレート部14を完全溶接するための、
第1工程におけるレーザを裏側から上向きに母材8に照
射することにより、レーザ5によって溶融された溶融金
属7が、図10に示すように下方向に重力9が作用し、
液体となった溶融金属7が重力9により下方に引張られ
る。
For completely welding the straight portion 14,
By irradiating the base material 8 with the laser in the first step upward from the back side, the molten metal 7 melted by the laser 5 causes gravity 9 to act downward as shown in FIG.
The molten metal 7 that has become liquid is pulled downward by gravity 9.

【0061】そして、溶融金属7は、レーザ照射面に溶
け落ち、さらに、溶融金属7とシールドガス及び大気に
よる温度差による冷却効果により瞬時に凝固し、レーザ
照射側に余盛が形成される。
Then, the molten metal 7 melts down on the laser irradiation surface, and is instantaneously solidified by a cooling effect due to a temperature difference between the molten metal 7 and the shield gas and the atmosphere, so that a margin is formed on the laser irradiation side.

【0062】以上のように、本発明の第2の実施形態に
よれば、レーザによりY型形状の突き合わせ部を溶接す
る第1工程において、Y型形状部のストレート部分側
(母材8の裏面側)から、レーザによりストレート部分
を溶接し、その後、第2工程において、Y型形状部のV
型部分を溶接するように構成したので、母材8の裏面を
アーク熱源又はレーザにより余盛を形成する工程は不要
となり、溶接工程としては、ストレート部14を溶接す
る第1工程と、V型部を溶接する第2工程との2つの工
程となり、従来技術に比較して、一工程不要となる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, in the first step of welding the Y-shaped butt portion by the laser, the straight portion side of the Y-shaped portion (the back surface of the base material 8) Side), the straight portion is welded by laser, and then, in the second step, the V-shaped portion of the Y-shaped portion is welded.
Since the mold portion is configured to be welded, a process of forming an extra layer on the back surface of the base material 8 by using an arc heat source or a laser is unnecessary, and a welding process includes a first process of welding the straight portion 14 and a V-shaped process. There are two steps, a second step for welding the part, and one step is not required as compared with the prior art.

【0063】したがって、本発明の第2の実施形態にお
いても、第1の実施形態と同様に、溶接工程数を削減し
て作業効率を向上を図ることができるとともに、安定し
た余盛の形成が可能なレーザによる突き合わせ溶接方法
を実現することができる。
Therefore, also in the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment, the number of welding steps can be reduced to improve the working efficiency, and a stable margin can be formed. A possible laser butt welding method can be realized.

【0064】なお、熱影響及び溶着量、溶接時間の低減
のため開先角度は出来る限り小さい方が望ましいが、レ
ーザを下から上向きにY開先のストレート部に向けて照
射することにより開先の角度に関係なく良好な裏波が得
られるため、その開先角度の範囲は第2工程でV開先を
埋める溶接方法に依存される。
It is desirable that the groove angle be as small as possible in order to reduce the influence of heat, the amount of welding, and the welding time. However, the groove is irradiated by irradiating a laser upward from the bottom toward the straight portion of the Y groove. Irrespective of the angle, the range of the groove angle depends on the welding method for filling the V groove in the second step.

【0065】Y開先の場合、開先の角度を必要以上に小
さくすると、従来の溶接方法では開先の底の部分に未溶
着部が生じ、溶接欠陥となるため、開先を狭開先である
10°とすることは困難であった。
In the case of the Y-groove, if the angle of the groove is made smaller than necessary, an unwelded portion occurs at the bottom of the groove in the conventional welding method, resulting in welding defects. Of 10 °, which is difficult.

【0066】これに対して、本発明の第2の実施形態に
よれば、母材8の裏側からストレート部分を溶接した後
に、V型部分を溶接するため、このV型部分の溶接を、
レーザとアークの併用溶接あるいはレーザとフィラーの
併用溶接を用いて行うことにより、開先角度は最小で1
0°の狭開先の溶接が可能となる。
On the other hand, according to the second embodiment of the present invention, after the straight portion is welded from the back side of the base material 8, the V-shaped portion is welded.
By using laser and arc combined welding or laser and filler combined welding, the groove angle can be minimized to 1
Welding of a narrow groove of 0 ° becomes possible.

【0067】つまり、レーザとアークとを組み合わせた
場合にはアークによって発生するプラズマをレーザによ
って開先の底に導くことにより10°という従来のアー
ク溶接では溶融が困難であった超狭開先においても開先
の充填が可能となるものである。
That is, when the laser and the arc are combined, the plasma generated by the arc is guided to the bottom of the groove by the laser. Can be filled with a groove.

【0068】また、レーザとフィラーとを併用したフィ
ラー溶接については、開先がフィラーワイヤを開先の奥
深くに挿人するガイド役になり、開先角が狭いほどその
ガイドはより正確になり、開先の奥底にを挿入されたワ
イヤをレーザを照射することにより溶融し開先内部の充
填が可能となる。
In the case of filler welding using both a laser and a filler, the groove serves as a guide for inserting the filler wire deep into the groove, and the narrower the groove angle, the more accurate the guide becomes. By irradiating the laser with the wire inserted into the deep bottom of the groove, the inside of the groove can be filled.

【0069】なお、この第2の実施形態においても、Y
型形状の突き合わせのみならず、図6〜図9に示した形
状のものも溶接可能である。
It should be noted that also in the second embodiment, Y
Not only the butt of the mold shapes but also the shapes shown in FIGS. 6 to 9 can be welded.

【0070】開先形状がY開先でない場合であって、図
6に示した形状のように、下方にストレート部を有する
開先形状の場合は、ストレート部は第1工程でレーザに
より完全溶接を行うので、ストレート部上方の開先形状
の好ましい寸法は、第2工程でレーザとフィラーとによ
る併用溶接またはレーザとアークとの併用溶接に依存す
る。
In the case where the groove shape is not Y-groove and the groove shape has a straight portion below as shown in FIG. 6, the straight portion is completely welded by laser in the first step. Therefore, the preferred size of the groove shape above the straight portion depends on the combined use of laser and filler or the combined use of laser and arc in the second step.

【0071】ストレート部上方の開口部の幅は、溶融金
属による熱影響や溶接時間短縮を考慮すると溶着量を減
らすために出来るだけ幅の狭い方が望ましいが、レーザ
とアークとを併用した場合には、アークによるプラズマ
をレーザが開先内部に引き込み得る最小の幅及び幅に対
する深さには限界がある。
The width of the opening above the straight portion is desirably as narrow as possible in order to reduce the amount of welding in consideration of the thermal influence of the molten metal and the shortening of the welding time. There is a limit to the minimum width and depth to width that the laser can pull the arc plasma into the groove.

【0072】このため、ストレート部上方の開口部を、
レーザとアークとを併用して溶接刷る場合には、開口幅
が3.5mm以上で、開先深さが20mm〜17mm以
下の場合が好ましく、レーザとアークとの溶接により、
その開先内部の溶接金属による充填が可能となる。
For this reason, the opening above the straight portion is
When welding and printing using a laser and an arc together, it is preferable that the opening width is 3.5 mm or more and the groove depth is 20 mm to 17 mm or less.
Filling with the weld metal inside the groove becomes possible.

【0073】なお、この第2の実施形態のように、第1
工程において、ストレート部を母材8の裏面(ストレー
ト部側)からレーザにより溶接した場合には、溶接部分
の断面は、開先側を上方として、三角形状の溶着金属跡
が見られることとなる。
Incidentally, as in the second embodiment, the first
In the process, when the straight portion is welded from the back surface (straight portion side) of the base material 8 by laser, the cross section of the welded portion has triangular weld metal traces with the groove side upward. .

【0074】また、本発明の第2の実施形態において
は、第1工程でストレート部を溶接し、第2工程で開先
部を溶接するように構成したが、第1工程で開先部を溶
接し、第2工程でストレート部を母材8の裏面からレー
ザにより溶接してもよい。
In the second embodiment of the present invention, the straight portion is welded in the first step and the groove is welded in the second step. However, the groove is welded in the first step. The straight portion may be welded by laser from the back surface of the base material 8 in the second step.

【0075】図11〜図14は、本発明の第3の実施形
態であるレーザによる突き合わせ溶接方法の説明図であ
る。
FIGS. 11 to 14 are explanatory views of a butt welding method using a laser according to a third embodiment of the present invention.

【0076】厚板材の突き合わせ溶接においては、一方
向からのレーザ照射のみで溶接し得る厚み寸法以上の板
材を溶接対象物8とする場合がある。
In the butt welding of a thick plate material, a plate material having a thickness larger than a thickness which can be welded only by laser irradiation from one direction may be used as the welding target 8.

【0077】この場合、ストレート部を一方向からのレ
ーザのみで溶接し得る寸法となるように、溶接対象物8
を加工することが考えられる。
In this case, the object 8 to be welded is so dimensioned that the straight portion can be welded only by laser from one direction.
It is possible to process.

【0078】しかし、ストレート部を、一方向からのレ
ーザのみで溶接し得る寸法以上とした場合、つまり、図
11に示すように、ストレート部の寸法L2を、一方向
からのレーザのみで溶接し得る寸法L1以上とすれば、
レーザ5は溶接対象物8を貫通することは無い。
However, in the case where the straight portion has a dimension larger than that which can be welded only by the laser from one direction, that is, as shown in FIG. 11, the dimension L2 of the straight portion is welded only by the laser from one direction. If it is more than the obtainable dimension L1,
The laser 5 does not penetrate the welding object 8.

【0079】したがって、この時点では、溶接対象物8
の裏面に窪みが発生することは無い。
Therefore, at this point, the welding object 8
No dents occur on the back surface of the.

【0080】続いて、図12に示すように、レーザ5を
溶接対象物8の裏面から照射する。この場合、先に、溶
接対象物8の表面からのレーザ照射により溶融された部
分は、既に十分凝固しているため、レーザ5が溶接対象
物8を貫通することは無いため、溶融金属が上方に引き
上げられることによる窪みの発生を防止できる。このと
き、重力によって、溶融金属は下方に引き下げられる。
Subsequently, as shown in FIG. 12, the laser 5 is irradiated from the back surface of the welding object 8. In this case, since the portion previously melted by the laser irradiation from the surface of the welding object 8 has already sufficiently solidified, the laser 5 does not penetrate through the welding object 8 and the molten metal Can be prevented from being generated by being pulled up. At this time, the molten metal is pulled down by gravity.

【0081】そして、溶融金属とシールドガス及び大気
による温度差による冷却効果により裏側に溶け出た溶融
金属は瞬時に凝固しレーザ照射側に余盛りを形成するこ
とができる。
Then, the molten metal that has melted to the back side due to the cooling effect due to the temperature difference between the molten metal, the shielding gas and the atmosphere can instantaneously solidify and form a margin on the laser irradiation side.

【0082】このため、溶接対象物の裏面に余盛りを形
成するための、工程は不要となり、溶接工程数を削減す
ることができる。
For this reason, a step for forming a margin on the back surface of the welding object is not required, and the number of welding steps can be reduced.

【0083】ただし、寸法L2−L1は、一方向からのレ
ーザのみで溶接し得る寸法以下とする。したがって、寸
法L2は、一方向からのレーザのみで溶接し得る寸法
の、1倍を超え、2倍以下の寸法となる。
However, the dimension L2-L1 should be smaller than the dimension that can be welded only by laser from one direction. Therefore, the dimension L2 is more than one time and less than or equal to two times the dimension that can be welded only by a laser from one direction.

【0084】次に、図13に示すように、V形部分を、
レーザ5とアーク溶接トーチ16とを用いて溶接する。
Next, as shown in FIG. 13, the V-shaped part is
Welding is performed using the laser 5 and the arc welding torch 16.

【0085】図13に示した溶接方法に代えて、図14
に示すように、V形部分をレーザ5とフィラーワイヤ1
7とを用いて溶接することもできる。
Instead of the welding method shown in FIG.
As shown in FIG.
7 can be used for welding.

【0086】そして、図13又は図14に示した方法に
よりV形部分を溶接すると、図15に示すような断面形
状の溶接部が得られる。
When the V-shaped portion is welded by the method shown in FIG. 13 or FIG. 14, a weld having a sectional shape as shown in FIG. 15 is obtained.

【0087】以上のように、本発明の第3の実施形態に
よれば、Y開先のストレート部分を、一方向からのレー
ザのみで溶接し得る寸法の、1倍を超え、2倍以下の寸
法となるように、突き合わせ形状を構成し、溶接対象物
8の表面側からレーザを照射した後に、裏面側からレー
ザを照射して、上記ストレート部分を溶接する。
As described above, according to the third embodiment of the present invention, the straight portion of the Y groove is more than one time and less than twice the size that can be welded only by laser from one direction. A butt shape is formed so as to have dimensions, and after irradiating the laser from the front side of the welding object 8, the laser is irradiated from the back side to weld the straight portion.

【0088】したがって、溶接工程数を削減して作業効
率を向上を図ることができるとともに、安定した余盛の
形成が可能なレーザによる突き合わせ溶接方法を実現す
ることができる。
Accordingly, it is possible to improve the working efficiency by reducing the number of welding steps, and to realize a butt welding method using a laser capable of forming a stable margin.

【0089】なお、上述した第3の実施形態において
は、第2の実施形態と同様に、V形部は鋭角であって
も、安定した余盛の形成が可能である。
In the third embodiment, as in the second embodiment, even if the V-shaped portion has an acute angle, it is possible to form a stable extra bank.

【0090】このため、この第3の実施形態によれば、
V形部の埋め込み量を小としながら、余盛を確保可能な
レーザによる突き合わせ溶接方法を実現することができ
る。
For this reason, according to the third embodiment,
It is possible to realize a butt welding method using a laser that can secure a margin while reducing the embedding amount of the V-shaped portion.

【0091】また、V形部の溶接において、レーザとア
ークとを組み合わせた場合にはアークによって発生する
プラズマをレーザによって開先の底に導くことにより、
10°という従来のアーク溶接では溶融が困難であった
超狭開先においても、V形部への充填が可能になる。
In the welding of the V-shaped part, when a laser and an arc are combined, the plasma generated by the arc is guided to the bottom of the groove by the laser.
Even in an ultra-narrow groove, which was difficult to melt by conventional arc welding of 10 °, the V-shaped portion can be filled.

【0092】また、レーザとフィラーとを併用したフィ
ラー溶接については開先がフィラーワイヤを開先の奥深
くに挿入するガイド役になり、開先角が狭いほどそのガ
イドはより正確になり、開先の奥底にを挿入されたワイ
ヤをレーザを照射することにより溶融し開先内部の充填
が可能となる。
[0092] In the case of filler welding using both a laser and a filler, the groove serves as a guide for inserting the filler wire deep into the groove, and the narrower the groove angle, the more accurate the guide becomes. By irradiating the laser with the laser inserted into the bottom of the groove, the inside of the groove can be filled.

【0093】図16〜図17は、本発明の第4の実施形
態であるレーザによる突き合わせ溶接方法の説明図であ
る。
FIGS. 16 and 17 are explanatory views of a butt welding method using a laser according to a fourth embodiment of the present invention.

【0094】この第4の実施形態は、上述した第3の実
施形態に対して、レーザの照射を溶接対象物8の裏面か
ら先に行うようにしたものであり、他の条件は、第3の
実施形態と同様となっている。
The fourth embodiment is different from the third embodiment in that the laser irradiation is performed first from the back surface of the welding object 8, and the other conditions are as follows. This is the same as the embodiment.

【0095】つまり、図16に示すように、ストレート
部を、一方向からのレーザのみで溶接し得る寸法以上と
し、溶接対象物8の裏面からレーザを照射する。この場
合、レーザ5は溶接対象物8を貫通することは無く、溶
接対象物8の裏面に窪みが発生することは無い。このと
き、重力によって、溶融金属は下方に引き下げられ、溶
融金属とシールドガス及び大気による温度差による冷却
効果により裏側に溶け出た溶融金属は瞬時に凝固しレー
ザ照射側に余盛りを形成することができる。
That is, as shown in FIG. 16, the straight portion is made to have a size that can be welded only by the laser from one direction, and the laser is irradiated from the back surface of the welding object 8. In this case, the laser 5 does not penetrate the welding object 8, and no dent is generated on the back surface of the welding object 8. At this time, the molten metal is pulled down by gravity, and the molten metal that has melted to the back side due to the cooling effect due to the temperature difference between the molten metal and the shield gas and the atmosphere instantaneously solidifies and forms a margin on the laser irradiation side Can be.

【0096】続いて、図17に示すように、レーザ5を
溶接対象物8の表面から照射する。この場合、先に、溶
接対象物8の裏面からのレーザ照射により溶融された部
分は、既に十分凝固しているため、レーザ5が溶接対象
物8を貫通することは無い。
Subsequently, as shown in FIG. 17, the laser 5 is irradiated from the surface of the welding object 8. In this case, since the portion previously melted by the laser irradiation from the back surface of the welding object 8 has already been sufficiently solidified, the laser 5 does not penetrate the welding object 8.

【0097】このため、溶接対象物の裏面に余盛りを形
成するための、工程は不要となり、溶接工程数を削減す
ることができる。
For this reason, a step for forming a margin on the back surface of the welding object is not required, and the number of welding steps can be reduced.

【0098】次に、図13又は図14に示すようにし
て、V形部分を、レーザ5とアーク溶接トーチ12、又
はレーザ5とフィラーワイヤ16とを用いて溶接する。
Next, as shown in FIG. 13 or FIG. 14, the V-shaped portion is welded using the laser 5 and the arc welding torch 12 or the laser 5 and the filler wire 16.

【0099】そして、図13又は図14に示した方法に
よりV形部分を溶接すると、図15に示すような断面形
状の溶接部が得られる。
Then, when the V-shaped portion is welded by the method shown in FIG. 13 or FIG. 14, a weld having a sectional shape as shown in FIG. 15 is obtained.

【0100】以上のように、本発明の第4の実施形態に
よれば、Y開先のストレート部分を、一方向からのレー
ザのみで溶接し得る寸法の、1倍を超え、2倍以下の寸
法となるように、突き合わせ形状を構成し、溶接対象物
8の裏面側からレーザを照射した後に、表面側からレー
ザを照射して、上記ストレート部分を溶接する。
As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the straight portion of the Y groove is more than one time and less than twice the size that can be welded only by laser from one direction. The butt shape is formed so as to have the dimensions, and after the laser is irradiated from the back side of the welding object 8, the laser is irradiated from the front side to weld the straight portion.

【0101】したがって、溶接工程数を削減して作業効
率を向上を図ることができるとともに、安定した余盛の
形成が可能なレーザによる突き合わせ溶接方法を実現す
ることができる。
Therefore, it is possible to improve the working efficiency by reducing the number of welding steps, and to realize a butt welding method using a laser capable of forming a stable margin.

【0102】なお、上述した第4の実施形態において
も、第3の実施形態と同様に、V形部は鋭角であって
も、安定した余盛の形成が可能であり、V形部の埋め込
み量を小としながら、余盛を確保可能なレーザによる突
き合わせ溶接方法を実現することができる。
In the fourth embodiment described above, as in the third embodiment, even when the V-shaped portion is at an acute angle, it is possible to form a stable extra bank and to embed the V-shaped portion. It is possible to realize a butt welding method using a laser capable of securing a margin while reducing the amount.

【0103】また、上述した第3及び第4の実施形態に
おいては、図6〜図9に示した突き合わせ形状であって
も適用可能である。
In the third and fourth embodiments described above, the abutting shapes shown in FIGS. 6 to 9 are also applicable.

【0104】[0104]

【発明の効果】本発明によれば、溶接工程数を削減して
作業効率を向上を図ることができるとともに、安定した
余盛の形成が可能なレーザによる突き合わせ溶接方法を
実現することができる。
According to the present invention, it is possible to improve the working efficiency by reducing the number of welding steps, and to realize a butt welding method using a laser capable of forming a stable margin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態であるレーザによる突
き合わせ溶接方法の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a butt welding method using a laser according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態におけるV型部分の溶
接を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating welding of a V-shaped portion according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態の原理を導き出すため
の実験の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an experiment for deriving the principle of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態の原理を導き出すため
の実験データを示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing experimental data for deriving the principle of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施形態の原理説明図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明が適用される突き合わせ形状の一例を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a butted shape to which the present invention is applied.

【図7】本発明が適用される突き合わせ形状の他の例を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing another example of a butt shape to which the present invention is applied.

【図8】本発明が適用される突き合わせ形状のさらに他
の例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing still another example of a butted shape to which the present invention is applied.

【図9】本発明が適用される突き合わせ形状のさらに他
の例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing still another example of a butted shape to which the present invention is applied.

【図10】本発明の第2の実施形態の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施形態における一工程の説
明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of one process in a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の実施形態における他の工程の
説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of another step in the third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第3の実施形態における他の工程の
説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of another step in the third embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第3の実施形態における他の工程の
説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of another step in the third embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第3の実施形態により溶接された溶
接対象物の断面形状の説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a cross-sectional shape of an object to be welded according to a third embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第4の実施形態における一工程の説
明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram of one process in a fourth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第4の実施形態における他の工程の
説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram of another step in the fourth embodiment of the present invention.

【図18】レーザ溶接を行う場合に発生する現象の説明
図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of a phenomenon that occurs when laser welding is performed.

【図19】Y開先の角度が狭い状態を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a state in which the angle of the Y groove is narrow.

【図20】Y開先のストレート部分を溶接する場合に発
生する毛管現象の説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of a capillary phenomenon that occurs when welding the straight portion of the Y groove.

【図21】Y開先のストレート部分を溶接する場合に裏
面に窪みが発生することの説明図である。
FIG. 21 is an explanatory view of the occurrence of a depression on the back surface when welding the straight portion of the Y groove.

【図22】裏面に窪みが発生した場合に、その窪みを修
正するための作業の説明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram of an operation for correcting a dent when a dent occurs on the back surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 レーザ 7 溶融金属 8 母材 9 重力 12 フィラー 13 底面 14 ストレート部 15 V型部分 16 アーク溶接トーチ 17 フィラーワイヤ 5 Laser 7 Molten metal 8 Base material 9 Gravity 12 Filler 13 Bottom surface 14 Straight part 15 V-shaped part 16 Arc welding torch 17 Filler wire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 茂行 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Fターム(参考) 4E001 AA03 BB06 DA01 4E068 AA05 BA06 BC01 BE00 BE03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Shigeyuki Sakurai 650, Kandamachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki F-term in the Tsuchiura Plant of Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. (Reference) 4E001 AA03 BB06 DA01 4E068 AA05 BA06 BC01 BE00 BE03

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】開口部とストレート部とを併せ持つ開先形
状の突き合わせ溶接であり、そのストレート部をレーザ
で溶接するレーザによる突き合わせ溶接方法において、 開先底面部の幅を、レーザによりストレート部を溶接す
るときに、ストレート部が毛管現象を発生しない寸法以
上とすることを特徴とするレーザによる突き合わせ溶接
方法。
1. A butt-welding method using a laser to weld the straight portion with a laser, wherein the width of the groove bottom surface is reduced by laser. A butt welding method using a laser, characterized in that a straight portion has a dimension not to cause a capillary phenomenon when welding.
【請求項2】開口部とストレート部とを併せ持つ開先形
状の突き合わせ溶接であり、そのストレート部をレーザ
で溶接するレーザによる突き合わせ溶接方法において、 開先は、レーザによりストレート部を溶接するときに、
ストレート部が毛管現象を発生しない曲率半径を有する
壁面から形成することを特徴とするレーザによる突き合
わせ溶接方法。
2. A butt-welding method using a laser for welding a straight portion with a laser, wherein the straight portion is welded to the straight portion with a laser. ,
A butt welding method using a laser, wherein the straight portion is formed from a wall surface having a radius of curvature that does not cause capillary action.
【請求項3】開口部とストレート部とを併せ持つ開先形
状の突き合わせ溶接であり、そのストレート部をレーザ
で溶接するレーザによる突き合わせ溶接方法において、 突き合わせ面の、開口部が形成される面とは反対側の面
からレーザを照射して、ストレート部を溶接し、 上記開口部が形成される面から、レーザとガスシールド
アークとの併用溶接あるいはレーザとフィラーワイヤと
の併用によるフィラー溶接を行い、開先内部を溶接にて
埋めることを特徴とするレーザによる突き合わせ溶接方
法。
3. A butt welding method having a groove shape having both an opening and a straight portion. In a butt welding method using a laser for welding the straight portion with a laser, Irradiate the laser from the opposite surface, weld the straight part, from the surface where the opening is formed, perform laser welding with a gas shielded arc or filler welding by using a laser and a filler wire together, A butt welding method using a laser, wherein the inside of the groove is filled with welding.
【請求項4】開口部とストレート部とを併せ持つ開先形
状の突き合わせ溶接であり、そのストレート部をレーザ
で溶接するレーザによる突き合わせ溶接方法において、 上記ストレート部の長さ寸法を、レーザ単独で溶接し得
る長さの1倍を超え2倍以下とし、突き合わせ面の、開
口部が形成された面側からレーザを照射して、ストレー
ト部を部分的に溶接し、 上記開口部が形成された面とは反対側の面からレーザを
照射して、ストレート部を溶接し、 上記開口部が形成された面からレーザとガスシールドア
ークとの併用溶接あるいはレーザとフィラーワイヤとの
併用によるフィラー溶接を行い、開先内部を溶接にて埋
めることを特徴とするレーザによる突き合わせ溶接方
法。
4. A butt-welding method using a laser, wherein the straight portion is welded with a laser, wherein the straight portion is welded by the laser alone. The length is more than 1 time and less than 2 times as long as possible, and the straight part is partially welded by irradiating laser from the side of the butted surface where the opening is formed, and the surface where the opening is formed. Laser is irradiated from the opposite side to weld the straight part, and from the surface where the opening is formed, laser welding with gas shield arc or filler welding using laser with filler wire is performed. Butt welding method using a laser, wherein the inside of the groove is filled with welding.
【請求項5】開口部とストレート部とを併せ持つ開先形
状の突き合わせ溶接であり、そのストレート部をレーザ
で溶接するレーザによる突き合わせ溶接方法において、 上記ストレート部の長さ寸法を、レーザ単独で溶接し得
る長さの1倍を超え2倍以下とし、突き合わせ面の、開
口部が形成された面とは反対側の面からレーザを照射し
て、ストレート部を部分的に溶接し、 上記開口部が形成された面からレーザを照射して、スト
レート部を溶接し、 上記開口部が形成された面からレーザとガスシールドア
ークとの併用溶接あるいはレーザとフィラーワイヤとの
併用によるフィラー溶接を行い、開先内部を溶接にて埋
めることを特徴とするレーザによる突き合わせ溶接方
法。
5. A butt-welding method having a groove shape having both an opening and a straight portion, wherein the straight portion is welded by a laser alone. The length is more than 1 time and not more than 2 times as long as possible, and the straight portion is partially welded by irradiating a laser from the surface of the butted surface opposite to the surface where the opening is formed. Irradiate the laser from the surface where is formed, weld the straight part, and perform filler welding by combined use of laser and gas shield arc or combined use of laser and filler wire from the surface where the opening is formed, A butt welding method using a laser, wherein the inside of the groove is filled with welding.
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