JP2792340B2 - レーザ溶接方法 - Google Patents
レーザ溶接方法Info
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- JP2792340B2 JP2792340B2 JP4158069A JP15806992A JP2792340B2 JP 2792340 B2 JP2792340 B2 JP 2792340B2 JP 4158069 A JP4158069 A JP 4158069A JP 15806992 A JP15806992 A JP 15806992A JP 2792340 B2 JP2792340 B2 JP 2792340B2
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- Japan
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- welding
- laser beam
- laser
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被加工物をレーザ光に
よって溶接するのに利用され、とくに溶接継手形状を隅
肉溶接としたレーザ溶接を行うのに好適なレーザ溶接方
法に関するものである。
よって溶接するのに利用され、とくに溶接継手形状を隅
肉溶接としたレーザ溶接を行うのに好適なレーザ溶接方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ溶接が用いられる継手形状として
は、重ね合わせ，突き合わせ，隅肉などが一般的であ
る。そして、溶接による接合強度は、接合部の面積に依
存するため、継手の形状に応じて接合面積をより大きく
得る方法が検討されている。
は、重ね合わせ，突き合わせ，隅肉などが一般的であ
る。そして、溶接による接合強度は、接合部の面積に依
存するため、継手の形状に応じて接合面積をより大きく
得る方法が検討されている。
【０００３】例えば、図５に示すような厚肉形状の被加
工物５１，５２の突き合わせ溶接の場合、レーザ光５３
は接合面５４に平行な方向から照射されるため、できる
だけ深い溶け込みを得ることが接合面積の拡大につなが
る。一方、図６に示すような薄板形状の被加工物５１，
５２の重ね合わせ溶接では、レーザ光５３の照射方向が
接合面５４に垂直であるため、レーザ光５３の幅を広く
したり溶接速度を遅くしたりすることによって、溶接幅
の拡大が図られている。
工物５１，５２の突き合わせ溶接の場合、レーザ光５３
は接合面５４に平行な方向から照射されるため、できる
だけ深い溶け込みを得ることが接合面積の拡大につなが
る。一方、図６に示すような薄板形状の被加工物５１，
５２の重ね合わせ溶接では、レーザ光５３の照射方向が
接合面５４に垂直であるため、レーザ光５３の幅を広く
したり溶接速度を遅くしたりすることによって、溶接幅
の拡大が図られている。
【０００４】他方、図７にはレーザ光５３による被加工
物５１，５２の隅肉溶接を実施している例を示し、図８
にはその要部拡大図を示すが、この隅肉溶接において
は、被加工物５１，５２とレーザ光５３とが干渉してし
まうことから、レーザ光５３の照射方向と接合面５４と
を平行にできないため、レーザ光５３は接合面５４に対
して傾斜したものとなるので、接合面５４に対してある
角度を持った溶融部５５が形成されることとなる。
物５１，５２の隅肉溶接を実施している例を示し、図８
にはその要部拡大図を示すが、この隅肉溶接において
は、被加工物５１，５２とレーザ光５３とが干渉してし
まうことから、レーザ光５３の照射方向と接合面５４と
を平行にできないため、レーザ光５３は接合面５４に対
して傾斜したものとなるので、接合面５４に対してある
角度を持った溶融部５５が形成されることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、被加工物
５１，５２の溶接継手形状を隅肉溶接としたレーザ溶接
においては、接合面５４と溶融部５５とが平行でないた
め、接合に寄与しない溶融部５５ａの部分が多くなり、
溶け込み深さの接合面積の拡大に対する寄与が少ない。
５１，５２の溶接継手形状を隅肉溶接としたレーザ溶接
においては、接合面５４と溶融部５５とが平行でないた
め、接合に寄与しない溶融部５５ａの部分が多くなり、
溶け込み深さの接合面積の拡大に対する寄与が少ない。
【０００６】従って、より大きな接合面積を得るために
は、より大きいビーム径のレーザ光を用いるか、より遅
い溶接速度で加工を行うことによって、溶融部の接合に
寄与する部分の幅を大きくする必要がある。
は、より大きいビーム径のレーザ光を用いるか、より遅
い溶接速度で加工を行うことによって、溶融部の接合に
寄与する部分の幅を大きくする必要がある。
【０００７】しかしながら、前者の場合、パワー密度を
一定にしたままビーム径を大きくしようとすると、より
大きな出力が必要になるという問題点があった。また、
後者の場合、生産性が低下してしまうという問題点があ
った。そして、いずれの方法においても、接合に直接寄
与しない部分の溶融を伴うため、溶接後の残留応力およ
び溶接変形を少なくするという面からも問題が大きいこ
とから、これらの問題点を解決することが課題となって
いた。
一定にしたままビーム径を大きくしようとすると、より
大きな出力が必要になるという問題点があった。また、
後者の場合、生産性が低下してしまうという問題点があ
った。そして、いずれの方法においても、接合に直接寄
与しない部分の溶融を伴うため、溶接後の残留応力およ
び溶接変形を少なくするという面からも問題が大きいこ
とから、これらの問題点を解決することが課題となって
いた。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、溶接継手形状を隅肉溶接
としたレーザ溶接を行う場合であっても、被加工物とレ
ーザ光との間で干渉を生ずることがないと共に、接合に
寄与しない溶融部を最小限としかつ有効接合長さを大き
くした効率の良いレーザ溶接を行うことができるように
することを目的としている。
がみてなされたものであって、溶接継手形状を隅肉溶接
としたレーザ溶接を行う場合であっても、被加工物とレ
ーザ光との間で干渉を生ずることがないと共に、接合に
寄与しない溶融部を最小限としかつ有効接合長さを大き
くした効率の良いレーザ溶接を行うことができるように
することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、被加工物表面
にレーザ光を照射し、被加工物を溶融させることによっ
て、溶接継手形状を隅肉溶接としたレーザ溶接を行うに
際し、直線偏光のレーザ光を用い、溶接進行方向とレー
ザ光照射方向を含む面に対して接合面の存在する側に偏
光面をより望ましくは４５度の向きに傾けてレーザ光を
照射して溶接する構成としたことを特徴としている。
にレーザ光を照射し、被加工物を溶融させることによっ
て、溶接継手形状を隅肉溶接としたレーザ溶接を行うに
際し、直線偏光のレーザ光を用い、溶接進行方向とレー
ザ光照射方向を含む面に対して接合面の存在する側に偏
光面をより望ましくは４５度の向きに傾けてレーザ光を
照射して溶接する構成としたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の作用】本発明に係わるレーザ溶接方法では、上
記の構成としたから、レーザ溶接の際に形成される溶融
池はレーザ光の照射方向と同一方向に形成されなくな
り、接合面の方向に形成されることとなって、溶け込み
深さがそのまま接合面積の拡大に寄与するようになる。
したがって、接合に寄与しない溶融部が最小限になると
共に有効溶接長さが大きくなり、溶接後の残留応力およ
び溶接変形は少ないものとなる。
記の構成としたから、レーザ溶接の際に形成される溶融
池はレーザ光の照射方向と同一方向に形成されなくな
り、接合面の方向に形成されることとなって、溶け込み
深さがそのまま接合面積の拡大に寄与するようになる。
したがって、接合に寄与しない溶融部が最小限になると
共に有効溶接長さが大きくなり、溶接後の残留応力およ
び溶接変形は少ないものとなる。
【００１１】
【実施例】本発明に係わるレーザ溶接方法の実施例を図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００１２】図１は本発明によるレーザ溶接方法を実施
している様子を示すもので、図２はその要部拡大説明図
である。
している様子を示すもので、図２はその要部拡大説明図
である。
【００１３】図１および図２において、被加工物１，２
は、被加工物１が被加工物２に突き当てられた状態で形
成された接合面４で接合されるものであって、溶接継手
形状を隅肉溶接としたものである。
は、被加工物１が被加工物２に突き当てられた状態で形
成された接合面４で接合されるものであって、溶接継手
形状を隅肉溶接としたものである。
【００１４】この隅肉溶接を行うに際しては、直線偏光
のレーザ光３を用い、溶接進行方向とレーザ光照射方向
を含む面に対して接合面４の存在する側に偏光面を角度
θ＝４５度の向きに傾けてレーザ光３を照射して溶接す
る。
のレーザ光３を用い、溶接進行方向とレーザ光照射方向
を含む面に対して接合面４の存在する側に偏光面を角度
θ＝４５度の向きに傾けてレーザ光３を照射して溶接す
る。
【００１５】本発明に係わるレーザ溶接方法において
は、直線偏光のレーザ光３を用いることとしているが、
この直線偏光のレーザ光３は、材料に対する偏光の向き
と照射角度によって吸収率が大きく変化することが知ら
れている。
は、直線偏光のレーザ光３を用いることとしているが、
この直線偏光のレーザ光３は、材料に対する偏光の向き
と照射角度によって吸収率が大きく変化することが知ら
れている。
【００１６】図３はＳ偏光およびＰ偏光の向きにレーザ
光を照射したときの吸収率の角度依存性を示したもの
で、レーザ光照射角度（入射角度）８０度前後の領域で
Ｐ偏光の向きに照射した場合に高い吸収率を持つ。そし
て、レーザ溶接中に形成される溶融池に対するレーザ光
の入射角度は７０〜８０度程度であるといわれており、
溶融部の形状は偏光の向きによる影響を大きく受ける。
光を照射したときの吸収率の角度依存性を示したもの
で、レーザ光照射角度（入射角度）８０度前後の領域で
Ｐ偏光の向きに照射した場合に高い吸収率を持つ。そし
て、レーザ溶接中に形成される溶融池に対するレーザ光
の入射角度は７０〜８０度程度であるといわれており、
溶融部の形状は偏光の向きによる影響を大きく受ける。
【００１７】そこで、溶接進行方向とレーザ光照射方向
を含む面に対して接合面４の存在する側に偏光面を角度
θ＝４５度傾けた状態でレーザ光３を照射した場合、溶
接進行方向斜め４５度方向に最も高い吸収率を持つた
め、溶融池はレーザ光照射方向と同軸ではなく、被加工
物１の方向に傾いて形成される。その結果、図１および
図２に示すように、溶融部５は接合面４と平行となり、
溶け込み深さがそのまま接合面積の拡大に寄与するよう
になる。
を含む面に対して接合面４の存在する側に偏光面を角度
θ＝４５度傾けた状態でレーザ光３を照射した場合、溶
接進行方向斜め４５度方向に最も高い吸収率を持つた
め、溶融池はレーザ光照射方向と同軸ではなく、被加工
物１の方向に傾いて形成される。その結果、図１および
図２に示すように、溶融部５は接合面４と平行となり、
溶け込み深さがそのまま接合面積の拡大に寄与するよう
になる。
【００１８】従って、無駄な溶融部分を最小にすること
が可能となるため、溶接変形や残留応力の低減も図るこ
とができる。
が可能となるため、溶接変形や残留応力の低減も図るこ
とができる。
【００１９】図４はレーザ出力４．５ｋＷでスチールよ
りなる被加工物を隅肉溶接したときの溶接速度と有効接
合長さとの関係を調べた結果の一例を示したものであ
る。
りなる被加工物を隅肉溶接したときの溶接速度と有効接
合長さとの関係を調べた結果の一例を示したものであ
る。
【００２０】従来方法では、有効接合長さはもともと少
ないうえに、溶融部の幅に依存するため、溶接速度を遅
くしても有効接合長さが大きくは増加しないのに対し
て、本発明法では溶融部の深さがそのまま接合長さとな
るため、もともとの接合長さも大きく、溶接速度を遅く
することによって有効接合長さをさらに大きくすること
ができた。
ないうえに、溶融部の幅に依存するため、溶接速度を遅
くしても有効接合長さが大きくは増加しないのに対し
て、本発明法では溶融部の深さがそのまま接合長さとな
るため、もともとの接合長さも大きく、溶接速度を遅く
することによって有効接合長さをさらに大きくすること
ができた。
【００２１】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明のレ
ーザ溶接方法によれば、溶接継手形状を隅肉溶接とした
レーザ溶接を行うに際し、直線偏光のレーザ光を用い、
溶接進行方向とレーザ光照射方向を含む面に対して接合
面の存在する側に偏光面をより望ましくは４５度の向き
に傾けてレーザ光を照射して溶接を行う構成としたた
め、被加工物とレーザ光の干渉を招くことなく、溶融部
分を接合面に対して平行とすることが可能となり、接合
に寄与しない溶融部を最小限としかつ有効接合長さを大
きくした効率の良いレーザ溶接が可能になるという著し
く優れた効果がもたらされる。
ーザ溶接方法によれば、溶接継手形状を隅肉溶接とした
レーザ溶接を行うに際し、直線偏光のレーザ光を用い、
溶接進行方向とレーザ光照射方向を含む面に対して接合
面の存在する側に偏光面をより望ましくは４５度の向き
に傾けてレーザ光を照射して溶接を行う構成としたた
め、被加工物とレーザ光の干渉を招くことなく、溶融部
分を接合面に対して平行とすることが可能となり、接合
に寄与しない溶融部を最小限としかつ有効接合長さを大
きくした効率の良いレーザ溶接が可能になるという著し
く優れた効果がもたらされる。
【図１】本発明によるレーザ溶接方法の実施例を示す斜
面説明図である。
面説明図である。
【図２】図１の要部拡大説明図である。
【図３】ＰおよびＳ偏光の向きのレーザ光照射角度と吸
収率との相関を示したグラフである。
収率との相関を示したグラフである。
【図４】本発明法による溶接と従来法による溶接とにお
いて溶接速度と有効接合長さとの相関の比較を行った結
果を示したグラフである。
いて溶接速度と有効接合長さとの相関の比較を行った結
果を示したグラフである。
【図５】厚肉形状の被加工物の突き合わせ溶接を示す斜
面説明図である。
面説明図である。
【図６】薄肉形状の被加工物の重ね合わせ溶接を示す斜
面説明図である。
面説明図である。
【図７】従来方法による隅肉溶接の一例を示す斜面説明
図である。
図である。
【図８】図７の要部拡大説明図である。
１ 被加工物 ２ 被加工物 ３ レーザ光 ４ 接合面 ５ 溶融部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−28487（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−28488（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/06
Claims (2)
- 【請求項１】 被加工物表面にレーザ光を照射し、被加
工物を溶融させることによって、溶接継手形状を隅肉溶
接としたレーザ溶接を行うに際し、直線偏光のレーザ光
を用い、溶接進行方向とレーザ光照射方向を含む面に対
して接合面の存在する側に偏光面を傾けてレーザ光を照
射して溶接することを特徴とするレーザ溶接方法。 - 【請求項２】 直線偏光のレーザ光を用い、溶接進行方
向とレーザ光照射方向を含む面に対して接合面の存在す
る側に偏光面を４５度の向きに傾けてレーザ光を照射し
て溶接する請求項１に記載のレーザ溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4158069A JP2792340B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | レーザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4158069A JP2792340B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | レーザ溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06669A JPH06669A (ja) | 1994-01-11 |
| JP2792340B2 true JP2792340B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=15663625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4158069A Expired - Lifetime JP2792340B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | レーザ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2792340B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4578006B2 (ja) * | 2001-03-05 | 2010-11-10 | 日立建機株式会社 | レーザ溶接方法 |
| JP2008272826A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-11-13 | Ihi Corp | 補剛板及び補剛板の製造方法 |
| JP5277393B2 (ja) * | 2007-03-24 | 2013-08-28 | 地方独立行政法人青森県産業技術センター | 歪みの無いレーザ接合材製造方法、無歪みレーザ接合構造形成方法およびレーザ接合材の歪み発生有無予測方法 |
| JP5292993B2 (ja) * | 2008-08-20 | 2013-09-18 | 株式会社Ｉｈｉ | 鋼床版 |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP4158069A patent/JP2792340B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06669A (ja) | 1994-01-11 |
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