JP2018075596A - 亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法が実施されるレーザー接合装置1を示す模式図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法のレーザー照射工程において、合わせ面Aにレーザー照射をしている様子を示す模式図である。図3Aは、本発明の第1実施形態に係る亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法のレーザー照射工程における、レーザー照射のスポット幅に対するエネルギー量を示すグラフである。図3Bは、本発明の第1実施形態に係る亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法のレーザー照射工程においてレーザー照射される第1の領域R1及び第2の領域R2を示す模式図である。
図1に示すように、レーザー接合装置1は、アンコイラー10と、図示しないガイドローラと、圧接ローラ20と、レーザー照射部30と、シャー切断機40と、スタック台50とを有している。
亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法は、レーザー照射工程と、ローラ圧接工程と、を有している。表面が亜鉛で被覆された亜鉛メッキ鋼板(板材P)同士の合わせ面Aにレーザー照射するレーザー照射工程によって、亜鉛メッキ鋼板同士の合わせ面Aを溶融する。そして、ローラ圧接工程において亜鉛メッキ鋼板同士をローラ21、22で圧接することにより接合する。
具体的には、レーザー照射部30によるレーザー照射におけるレーザーの焦点Fは、亜鉛メッキ鋼板同士が圧接される直前の位置に設定される。これにより、図3Aに示すように、レーザー照射におけるレーザー光の中心側S(図3A参照)の出力(エネルギー)が高くなり、周辺側Wの出力が弱くなる。
具体的には、レーザー照射工程によって合わせ面Aにおける第2の領域R2が溶融している2枚の亜鉛メッキ鋼板(溶融した鋼材M)が、一対のローラ21、22によって圧接される。これにより、第2の領域R2から溶融した鋼材Mが流れ出し、第1の領域R1及びその周囲を覆い、第2の領域R2よりもより広範囲において、2枚の亜鉛メッキ鋼板が接合される。以上がローラ圧接工程である。
本実施形態では、亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法は、表面が亜鉛で被覆された亜鉛メッキ鋼板(板材P)同士の合わせ面Aにレーザー照射するレーザー照射工程によって、亜鉛メッキ鋼板同士の合わせ面Aを溶融し、ローラ圧接工程において亜鉛メッキ鋼板同士をローラ21、22で圧接することにより接合する。
レーザー照射工程では、レーザー照射により亜鉛メッキ鋼板の表面の亜鉛メッキ層PLを除去し、亜鉛メッキ層PLが除去された亜鉛メッキ鋼板(鋼材PB)同士の表面を溶融する。ローラ圧接工程では、溶融した亜鉛メッキ鋼板(溶融した鋼材M)の表面同士が当接した状態で鋼板同士をローラ21、22で圧接することにより亜鉛メッキ鋼板同士を接合する。
以下、上記第1実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。本実施形態に係る亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法を実施するためのレーザー接合装置は、1つの溶融用レーザー照射部30と、2つのメッキ層除去用レーザー照射部302との、3つのレーザー照射部30を有している点で、第1実施形態におけるレーザー接合装置1とは異なる。図4は、本発明の第2実施形態に係る亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法のレーザー照射工程において、合わせ面Aにレーザー照射をしている様子を示す模式図である。
以下、上記第1実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。第1実施形態に係る亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法では、一方の亜鉛メッキ鋼板の下面と、他方の亜鉛メッキ鋼板の上面とが対向する位置関係で配置されて、当該下面と上面とが合わせ面Aとされたが、合わせ面Aがこの構成とは異なる点で、第1実施形態における亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法とは異なる。
図5は、本発明の第3実施形態に係る亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法のレーザー照射工程において、T字状に配置された亜鉛メッキ鋼板の合わせ面にレーザー照射をしている様子を示す模式図である。
例えば、本実施形態では、同一の板厚の亜鉛メッキ鋼板が接合されたが、この構成に限定されない。例えば、板厚差のある亜鉛メッキ鋼板同士を接合してもよい。これにより、板厚差のある亜鉛メッキ鋼板を接合できる。
また、異材の組合せ、例えば、亜鉛メッキが施されたアルミ板と亜鉛メッキが施された鉄板とを接合してもよい。また、アルミ板とアルミ板とを接合してもよい。
また、本実施形態では、一対のアンコイラー11、12からコイル材Cが板材Pとして送り出された亜鉛メッキ鋼板が用いられたが、アンコイラーからのコイル材に限定されない。例えば、アンコイラーからのコイル材に代えて、切り板を用いて、切り板同士を接合してもよい。
例えば、ローラ圧接工程で用いられる圧接ローラ20は、本実施形態における圧接ローラ20の構成に限定されない。例えば、ローラの直径を必要に応じて変えてもよい。即ち、前述のように本実施形態では、上側のローラ21の周面に沿って一方のアンコイラー11からの亜鉛メッキ鋼板(板材P)がローラ21、22の間に導かれると共に、下側のローラ22の周面に沿って他方のアンコイラー12からの亜鉛メッキ鋼板(板材P)がローラ22の間に導かれる。このため、ローラの半径を変えることにより、一対のローラの周面に沿った状態の2枚の亜鉛メッキ鋼板(板材P)間の距離を変えることができる。このため、例えば、亜鉛メッキ層PLが厚い等、レーザー照射がより多く必要な場合や、逆に、亜鉛メッキ層PLが薄い等、レーザー照射が少なくて済む場合には、適切な直径のローラを用いればよい。
また、一対のローラ21、22を圧接ローラ20として用いたが、この構成に限定されない。
A…合わせ面
E…端縁部
F…焦点
M…溶融した前記亜鉛メッキ鋼板
PL…亜鉛メッキ層
P…板材(亜鉛メッキ鋼板)
R1…第1の領域
R2…第2の領域
S…中心側
W…周辺側
Claims (7)
- 表面が亜鉛で被覆された亜鉛メッキ鋼板同士の合わせ面にレーザー照射するレーザー照射工程によって、前記亜鉛メッキ鋼板同士の合わせ面を溶融し、ローラ圧接工程において前記亜鉛メッキ鋼板同士をローラで圧接することにより接合する、亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法であって、
前記レーザー照射工程では、前記レーザー照射により前記亜鉛メッキ鋼板の表面の亜鉛メッキ層を除去し、前記亜鉛メッキ層が除去された前記亜鉛メッキ鋼板同士の表面を溶融し、
前記ローラ圧接工程では、溶融した前記亜鉛メッキ鋼板の表面同士が当接した状態で鋼板同士を前記ローラで圧接することにより前記亜鉛メッキ鋼板同士を接合する、亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法。 - 前記レーザー照射工程では、前記レーザー照射におけるレーザーの焦点は、前記亜鉛メッキ鋼板同士が圧接される直前の位置に設定される、請求項1記載の亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法。
- 前記レーザー照射工程では、前記レーザー照射によって前記亜鉛メッキ鋼板の第1の領域における前記亜鉛メッキ層を除去した後に、前記レーザー照射によって前記第1の領域内であって前記第1の領域よりも狭い第2の領域における前記亜鉛メッキ鋼板の鋼材を溶融する、請求項1又は2に記載の亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法。
- 前記ローラ圧接工程では、前記レーザー照射で溶融した前記亜鉛メッキ鋼板の鋼材で前記第1の領域を覆う、請求項3に記載の亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法。
- 前記レーザー照射工程では、前記レーザー照射におけるレーザー光の中心側の出力を高くし、周辺側の出力を弱くして前記レーザー照射をする、請求項1〜4のいずれかに記載の亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法。
- 板厚差のある亜鉛メッキ鋼板同士を接合する、請求項1〜5のいずれかに記載の亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法。
- 一の亜鉛メッキ鋼板の表面に対して、他の亜鉛メッキ鋼板の端縁部を接合する、請求項1〜5のいずれかに記載の亜鉛メッキ鋼板のレーザー接合方法。
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