Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7397406B2 - Laser welding method and laser welding device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7397406B2 - Laser welding method and laser welding device - Google Patents

Laser welding method and laser welding device Download PDF

Info

Publication number
JP7397406B2
JP7397406B2 JP2020033623A JP2020033623A JP7397406B2 JP 7397406 B2 JP7397406 B2 JP 7397406B2 JP 2020033623 A JP2020033623 A JP 2020033623A JP 2020033623 A JP2020033623 A JP 2020033623A JP 7397406 B2 JP7397406 B2 JP 7397406B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
gap
laser beam
laser welding
output
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.)
Active
Application number
JP2020033623A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021133417A (en
Inventor
友洋 杉野
修史 松岡
哲郎 山崎
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.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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 IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2020033623A priority Critical patent/JP7397406B2/en
Publication of JP2021133417A publication Critical patent/JP2021133417A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7397406B2 publication Critical patent/JP7397406B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

本開示は、例えば、板厚5mm程度の金属板同士を突き合わせてレーザ光の照射によって接合する際に用いられるレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置に関するものである。 The present disclosure relates to a laser welding method and a laser welding apparatus used when, for example, metal plates having a thickness of about 5 mm are butted against each other and joined by laser beam irradiation.

上記したような板厚5mm程度の金属板同士を突き合わせて接合する場合、金属板間にはギャップが否応なく生じる。このようなギャップがある金属板同士をレーザ光により接合する場合には、このギャップをなくすために、従来において、例えば、金属板間に向けて照射するレーザ光をオシレートさせるレーザ溶接方法が採用されている。
なお、ここで言う「ギャップ」とは、金属板間に生じる隙間のことであり、金属板間に意図して設ける『ルートギャップ(ルート間隔)』のことではない。
When metal plates having a thickness of about 5 mm as described above are butted and joined together, a gap inevitably occurs between the metal plates. When joining metal plates with such a gap using a laser beam, in order to eliminate this gap, conventionally, for example, a laser welding method has been adopted in which the laser beam irradiated between the metal plates is oscillated. ing.
Note that the "gap" mentioned here refers to the gap that occurs between the metal plates, and does not refer to the "root gap" that is intentionally provided between the metal plates.

すなわち、このレーザ溶接方法では、金属板間のギャップを跨ぐようにレーザ光を往復移動させつつレーザ光をギャップに沿って移動させることで、このギャップ付近における溶融領域を広げてギャップをなくすようにしている。なお、このレーザ溶接方法に類する方法が特許文献1に記載されている。 In other words, in this laser welding method, the laser beam is moved back and forth across the gap between the metal plates, and the laser beam is moved along the gap to widen the molten area near the gap and eliminate the gap. ing. Note that a method similar to this laser welding method is described in Patent Document 1.

特開2014-205166号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-205166

ところが、レーザ光をオシレートさせる従来のレーザ溶接方法において、レーザ光はそのスポット径が小さく且つエネルギ密度が高いことから、局所的に温度差が生じ、これにより生じるレーザ光照射部分とレーザ光非照射部分との間の大きな温度勾配等に起因して、オシレートするレーザ光の折り返し部(金属板間のギャップを跨いで往復移動するレーザ光の移動端部)において多量のスパッタが発生してしまうという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっている。 However, in the conventional laser welding method that oscillates the laser beam, the laser beam has a small spot diameter and high energy density, which causes local temperature differences between the laser beam irradiated area and the non-laser beam irradiated area. A large amount of spatter is generated at the folding part of the oscillating laser beam (the moving end of the laser beam that moves back and forth across the gap between the metal plates) due to the large temperature gradient between the metal plates. There are some problems, and solving this problem has been a challenge in the past.

本開示は、上記した従来の課題を解決するためになされたもので、板厚5mm程度の金属板同士を突き合わせてレーザ光の照射により接合する場合において、金属板間のギャップをなくすことができるのは勿論のこと、金属板間のギャップ及びその近傍に生じるスパッタを少なく抑えることが可能なレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置を提供することを目的としている。 The present disclosure has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to eliminate the gap between metal plates when metal plates with a thickness of about 5 mm are butted against each other and joined by irradiation with laser light. Needless to say, it is an object of the present invention to provide a laser welding method and a laser welding apparatus that can reduce spatter generated in the gap between metal plates and in the vicinity thereof.

ここで、オシレートするレーザ光の折り返し部において多量のスパッタが発生するメカニズムを図4及び図5を用いて考察する。 Here, the mechanism by which a large amount of spatter is generated at the folded portion of the oscillating laser beam will be discussed with reference to FIGS. 4 and 5.

図4の上側には金属板w,w間のギャップwaを横切る方向の部分拡大断面を示しており、この部分拡大断面から判るように、オシレートするレーザ光lには、一点鎖線で示す溶融池msが追従して移動する。図4の下側に溶融池msの平面形状を模式的に示す。 The upper part of FIG. 4 shows a partially enlarged cross section in the direction that crosses the gap wa between the metal plates w, w. As can be seen from this partially enlarged cross section, the oscillating laser beam l has a molten pool indicated by a dashed line. ms follows and moves. The planar shape of the molten pool ms is schematically shown at the bottom of FIG.

この溶融池ms内における溶融金属の進行方向(図示右方向)の流速v及び溶融池msの溶融深さdは、いずれもレーザ光lの出力Lpの大きさに伴って増減する。
したがって、図5に示すように、折り返し部P1,P2間をレーザ光lの出力Lpを大きく保ったまま変化させずにオシレートさせると、溶融池msは、その溶融金属の流速v及び溶融深さdがいずれも大きいままの状態で、レーザ光lの折り返し部P2(図4に斜線で示す部分(レーザ光非照射部分))に到達する。
The flow velocity v of the molten metal in the traveling direction (rightward direction in the figure) in the molten pool ms and the melting depth d of the molten pool ms both increase or decrease in accordance with the magnitude of the output Lp of the laser beam I.
Therefore, as shown in FIG. 5, if the output Lp of the laser beam l is kept large and oscillated between the folded parts P1 and P2 without changing, the molten pool ms will be formed by the flow velocity v of the molten metal and the melting depth. While d remains large, the laser beam 1 reaches the folded portion P2 (the shaded portion in FIG. 4 (non-laser beam irradiation portion)).

このように、レーザ光lの折り返し部P2におけるレーザ光lの出力Lpが大きい(レーザ光照射部分とレーザ光非照射部分との間の温度勾配が大きい)と、溶融金属に大きな慣性力が作用すること、レーザ光lが折り返す時点で溶融金属の深い部分に残される金属蒸気が冷えかかった溶融金属表面から一気に噴き出すこと、溶融池内部で発生した気化ガスの気泡が浮上して溶融池表面で破裂する際に付近の溶融金属を弾き飛ばすこと、及び、キーホールの溶接進行方向後方の溶融金属溜まりに生じている上向きの溶融金属の流れがレーザ出力や溶接速度を上げることで大きくなって、溶融金属溜まり表面の溶融金属が火花となって飛散することが相俟って、多量のスパッタsが発生すると考えられる。 In this way, when the output Lp of the laser beam 1 at the folding portion P2 of the laser beam 1 is large (the temperature gradient between the laser beam irradiated part and the laser beam non-irradiated part is large), a large inertial force acts on the molten metal. The metal vapor left in the deep part of the molten metal when the laser beam is turned back blows out all at once from the surface of the molten metal, which is about to cool, and the bubbles of vaporized gas generated inside the molten pool rise to the surface of the molten pool When it bursts, nearby molten metal is thrown away, and the upward flow of molten metal generated in the molten metal pool behind the keyhole in the welding direction increases by increasing the laser output and welding speed. It is thought that a large amount of spatter s is generated due to the fact that the molten metal on the surface of the molten metal pool becomes sparks and scatters.

本開示者は、上記したように、レーザ光をオシレートさせるレーザ溶接において、レーザ光に追従して移動する溶融池内における溶融金属の流速及び溶融深さがレーザ出力の大きさに伴って増減することに着目して、本開示をするに至った。 As described above, in laser welding in which laser light is oscillated, the flow velocity and melting depth of molten metal in the molten pool that moves following the laser light increase or decrease with the magnitude of the laser output. With this in mind, we have come to the present disclosure.

すなわち、本開示の第1の態様は、金属板同士をレーザ溶接により接合するレーザ溶接方法であって、金属板間のギャップを跨ぐようにレーザ光をオシレートさせつつ前記ギャップに沿ってレーザ光を照射するに際して、レーザ光が前記ギャップ上を含むオシレート中間部を移動する際のレーザ光の出力を前記ギャップの一方側及び他方側で等しく設定し、前記ギャップの一方側のオシレート折り返し部及び他方側のオシレート折り返し部に近づくにつれてレーザ光の出力を漸次低くするべく設定する構成としている That is, a first aspect of the present disclosure is a laser welding method for joining metal plates to each other by laser welding, in which the laser beam is oscillated so as to straddle the gap between the metal plates, and the laser beam is applied along the gap. When irradiating, the output of the laser beam is set equal on one side and the other side of the gap when the laser beam moves through the middle part of the oscillator including the top of the gap, and the output of the laser beam is set equal on one side and the other side of the gap, and The configuration is such that the output of the laser light is gradually lowered as it approaches the oscillation folding part.

一方、本開示の第2の態様は、金属板同士をレーザ溶接により接合するレーザ溶接装置であって、レーザ光を前記金属板間に照射するレーザヘッドと、前記レーザ光を前記金属板間のギャップに沿って移動させるヘッド駆動機構と、前記ギャップを跨ぐようにレーザ光をオシレートさせるオシレート機構と、前記オシレート機構の角度及び前記レーザヘッドによるレーザ光の出力を制御する制御部を備えたレーザ溶接装置において、前記制御部は、前記オシレート機構の動作に同期してレーザ出力を制御し、オシレートするレーザ光が前記ギャップ上を含むオシレート中間部を移動する際のレーザ光の出力を前記ギャップの一方側及び他方側で等しくし、前記ギャップの一方側のオシレート折り返し部及び他方側のオシレート折り返し部に近づくにつれてレーザ光の出力を漸次低くするべく制御する構成としている。 On the other hand, a second aspect of the present disclosure is a laser welding device that joins metal plates together by laser welding, the laser welding device including a laser head that irradiates a laser beam between the metal plates, and a laser welding device that joins metal plates together by laser welding. Laser welding comprising: a head drive mechanism that moves along a gap; an oscillation mechanism that oscillates laser light so as to straddle the gap; and a control unit that controls the angle of the oscillation mechanism and the output of the laser light by the laser head. In the apparatus, the control unit controls the laser output in synchronization with the operation of the oscillating mechanism, and controls the output of the laser light when the oscillating laser light moves through an oscillating intermediate portion including on the gap to one side of the gap. The output of the laser beam is controlled to be equal on both sides of the gap, and the output of the laser beam is gradually lowered as it approaches the oscillation folding part on one side of the gap and the oscillation folding part on the other side of the gap.

本開示に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置において、金属板間のギャップから離れたオシレート折り返し部のレーザ光の出力をオシレート中間部のレーザ光の出力よりも低くする。例えば、オシレート中間部のレーザ光の出力を10kWとする場合には、オシレート折り返し部のレーザ光の出力は、その1割程度の1kWにまで落とすようにする。 In the laser welding method and laser welding apparatus according to the present disclosure, the output of the laser beam at the oscillate folded portion remote from the gap between the metal plates is made lower than the output of the laser beam at the intermediate oscillate portion. For example, if the output of the laser beam at the oscillation intermediate portion is 10 kW, the output of the laser beam at the oscillation folding portion is reduced to about 10%, ie, 1 kW.

なお、本開示に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置において、レーザ溶接により接合する金属板の厚さは特に限定しない。例えば、所謂中板と呼称される3~6mmの金属板を特に対象としている。 Note that in the laser welding method and laser welding apparatus according to the present disclosure, the thickness of the metal plates to be joined by laser welding is not particularly limited. For example, a metal plate of 3 to 6 mm, called a so-called intermediate plate, is particularly targeted.

また、本開示に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置において、レーザにはYAGレーザや半導体レーザやファイバーレーザを用いるのが一般的であるが、これらのものに限定されない。 Further, in the laser welding method and laser welding apparatus according to the present disclosure, a YAG laser, a semiconductor laser, or a fiber laser is generally used as the laser, but the laser is not limited to these.

さらに、本開示に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置は、金属板同士の突き合わせ継手に用いることができるほか、本開示に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置を金属板同士の重ね継手にも適用することができる。 Furthermore, the laser welding method and laser welding device according to the present disclosure can be used for butt joints between metal plates, and the laser welding method and laser welding device according to the present disclosure can also be applied to lap joints between metal plates. be able to.

本開示に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置によれば、板厚5mm程度の金属板同士をレーザ光の照射により接合する場合に、スパッタの発生を少なく抑えたうえで、金属板間のギャップをなくすことが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。 According to the laser welding method and laser welding apparatus according to the present disclosure, when joining metal plates with a thickness of approximately 5 mm to each other by irradiating laser light, the generation of spatter can be suppressed to a minimum, and the gap between the metal plates can be reduced. A very good effect is that it can be eliminated.

本開示の一実施形態に係るレーザ溶接方法に用いるレーザ溶接装置を示す概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing a laser welding device used in a laser welding method according to an embodiment of the present disclosure. 図1のレーザ溶接装置によるレーザ光のオシレートの状況に溶融池の平面形状を併せて示す拡大断面説明図である。FIG. 2 is an explanatory enlarged cross-sectional view showing the state of oscillation of laser light by the laser welding apparatus of FIG. 1 together with the planar shape of a molten pool. 図1のレーザ溶接装置によるオシレート中のレーザ光出力の変化を示すグラフである。2 is a graph showing changes in laser light output during oscillation by the laser welding apparatus of FIG. 1. FIG. 従来のレーザ溶接方法によるレーザ光のオシレートの状況に溶融池の平面形状を併せて示す拡大断面説明図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional explanatory diagram showing the state of laser beam oscillation in a conventional laser welding method and the planar shape of a molten pool. 図4のオシレート中のレーザ光出力の変化を示すグラフである。5 is a graph showing changes in laser light output during oscillation in FIG. 4. FIG.

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本開示の一実施形態に係るレーザ溶接装置を示しており、本実施形態では、本開示に係るレーザ溶接装置を金属板同士の突き合わせ接合に用いた場合を例に挙げて説明する。
Embodiments of the present disclosure will be described below based on the drawings.
FIG. 1 shows a laser welding device according to an embodiment of the present disclosure, and in this embodiment, a case where the laser welding device according to the present disclosure is used for butt joining of metal plates will be described as an example. .

図1に概略的に示すように、このレーザ溶接装置1は、金属板W,W同士をレーザ溶接により突き合わせ接合するものであって、レーザ発振器2と、このレーザ発振器2から供給されるレーザ光Lを内蔵した光学系3により集光して金属板W,W間に照射するレーザヘッド4と、レーザ発振器2からのレーザ光Lをレーザヘッド4へ導く光ファイバ5と、レーザヘッド4を金属板W,W間のギャップWaに沿って移動させるヘッド駆動機構6と、ギャップWaを跨ぐようにレーザ光Lを往復移動させる、すなわち、図1の拡大円内に示す折り返し部P1,P2の間でレーザ光Lをオシレートさせるオシレート機構8と、このオシレート機構8によるオシレート角度及びレーザヘッド4による溶接速度,レーザ出力,スポット径等を制御する制御部10を備えている。 As schematically shown in FIG. 1, this laser welding apparatus 1 butts and joins metal plates W, W together by laser welding, and includes a laser oscillator 2 and a laser beam supplied from the laser oscillator 2. A laser head 4 that focuses light using an optical system 3 containing a laser beam L and irradiates it between metal plates W, W, an optical fiber 5 that guides the laser light L from the laser oscillator 2 to the laser head 4, and a laser head 4 that is made of metal. A head drive mechanism 6 that moves along the gap Wa between the plates W and W and a reciprocating movement of the laser beam L so as to straddle the gap Wa, that is, between the folded parts P1 and P2 shown in the enlarged circle in FIG. An oscillation mechanism 8 that oscillates the laser beam L, and a control section 10 that controls the oscillation angle of the oscillation mechanism 8, the welding speed of the laser head 4, the laser output, the spot diameter, etc.

ヘッド駆動機構6は、金属板W,W間のギャップWaに沿って配置されるレール6aと、このレール6a上を往復移動するスライダ6bを具備している。この場合、レーザヘッド4は、金属板W,Wと平行で且つレール6aと直交する方向にレーザ光照射方向を合わせるようにしてスライダ6bに固定されている。 The head drive mechanism 6 includes a rail 6a arranged along the gap Wa between the metal plates W and W, and a slider 6b that reciprocates on the rail 6a. In this case, the laser head 4 is fixed to the slider 6b so that the laser beam irradiation direction is parallel to the metal plates W, W and perpendicular to the rail 6a.

また、オシレート機構8は、ヘッド駆動機構6のスライダ6bに支持台7を介して取り付けられたケース9に保持されており、レーザヘッド4からのレーザ光Lを反射するスキャナミラー8aと、このスキャナミラー8aを所定の範囲で回動させるスキャナモータ8bとから構成されている。
つまり、ヘッド駆動機構6及びオシレート機構8では、双方をそれぞれ動作させてスライダ6bとともにレーザヘッド4を金属板W,W間のギャップWaに沿って移動させつつ、レーザ光Lを反射するスキャナミラー8aを所定の範囲で回動させることで、ギャップWaを跨ぐようにレーザ光Lをジグザグに往復移動させるようになっている。
The oscillating mechanism 8 is held in a case 9 attached to the slider 6b of the head drive mechanism 6 via a support 7, and includes a scanner mirror 8a that reflects the laser beam L from the laser head 4, and a scanner mirror 8a that reflects the laser beam L from the laser head 4. The scanner motor 8b rotates the mirror 8a within a predetermined range.
That is, the head drive mechanism 6 and the oscillation mechanism 8 operate both to move the laser head 4 together with the slider 6b along the gap Wa between the metal plates W, while the scanner mirror 8a reflects the laser beam L. By rotating within a predetermined range, the laser beam L is moved back and forth in a zigzag pattern so as to straddle the gap Wa.

この際、制御部10において、オシレート機構8によるギャップWaを跨いだオシレート中において、レーザ光LがギャップWa上を通過するオシレート中間部におけるレーザ光Lの出力よりもギャップWaから離れたオシレート折り返し部P1,P2におけるレーザ光Lの出力が低くなるように設定している。例えば、オシレート中間部のレーザ光Lの出力を10kWとする場合には、オシレート折り返し部P1,P2のレーザ光Lの出力をその1割程度の1kWにまで落とすように設定している。 At this time, in the control unit 10, during the oscillation across the gap Wa by the oscillation mechanism 8, the output of the laser light L is further away from the gap Wa than the output of the laser light L in the middle part of the oscillation where the laser light L passes over the gap Wa. The output of the laser beam L at P1 and P2 is set to be low. For example, when the output of the laser beam L at the middle oscillation portion is 10 kW, the output of the laser beam L at the oscillation folding portions P1 and P2 is set to be reduced to 1 kW, which is about 10% of the output.

このように構成されたレーザ溶接装置1を用いて金属板W,W同士を接合するに際しては、まず、金属板W,Wの各両端部間にタブ板Tをそれぞれ仮付けする。 When joining the metal plates W, W using the laser welding apparatus 1 configured in this way, first, a tab plate T is temporarily attached between each end portion of the metal plates W, W, respectively.

この後、レーザ溶接装置1を始動すると、レーザ発振器2からレーザヘッド4に対するレーザ光Lの供給が開始され、レーザヘッド4からは光学系3で集光したレーザ光Lの照射が金属板W,W間に向けて開始される。 After that, when the laser welding device 1 is started, the supply of laser light L from the laser oscillator 2 to the laser head 4 is started, and the laser head 4 irradiates the metal plate W with the laser light L focused by the optical system 3. It starts towards W.

これと同時に、ヘッド駆動機構6及びオシレート機構8がそれぞれ動作を開始し、これにより、金属板W,W間のギャップWaを跨ぐようにオシレートしつつレーザ光LがギャップWaに沿って移動する。 At the same time, the head drive mechanism 6 and the oscillation mechanism 8 start their respective operations, whereby the laser light L moves along the gap Wa while being oscillated so as to straddle the gap Wa between the metal plates W, W.

このレーザ溶接装置1では、オシレート機構8によるギャップWaを跨いだオシレート中において、オシレート折り返し部P1,P2のレーザ光Lの出力が、レーザ光LがギャップWa上を通過するオシレート中間部(ギャップWaの一方側のオシレート折り返し部P1と、ギャップWaの他方側のオシレート折り返し部P2との間の部分)のレーザ光Lの出力よりも低くなるようにしている。 In this laser welding device 1, during oscillation across the gap Wa by the oscillation mechanism 8, the output of the laser beam L at the oscillation folding portions P1 and P2 is adjusted to the oscillation intermediate portion (gap Wa) where the laser beam L passes over the gap Wa. The output of the laser beam L is set to be lower than the output of the laser beam L (a portion between the oscillation folding portion P1 on one side of the gap Wa and the oscillation folding portion P2 on the other side of the gap Wa).

すなわち、図2の上側に示すギャップWaを横切る方向の拡大断面から判るように、レーザ光Lが折り返し部P1,P2に近づくにつれて、レーザ出力がLPh→LPm→LPlとなるように漸次変化させているので、レーザ光Lに追従して移動する溶融池MSが一点鎖線で示す状態→二点鎖線示す状態→実線で示す状態に変化して、溶融池MS内における溶融金属の進行方向(図示右方向)の流速Vが徐々に減じると共に、溶融深さDも徐々に浅くなる。図2の下側に溶融池MSの平面形状を模式的に示している。 That is, as can be seen from the enlarged cross section in the direction across the gap Wa shown in the upper side of FIG. 2, as the laser beam L approaches the folded parts P1 and P2, the laser output is gradually changed from LPh to LPm to LPl. Therefore, the molten pool MS, which moves following the laser beam L, changes from the state shown by the one-dot chain line to the state shown by the two-dot chain line to the state shown by the solid line. As the flow velocity V in the direction) gradually decreases, the melting depth D also gradually becomes shallower. The lower side of FIG. 2 schematically shows the planar shape of the molten pool MS.

したがって、図3に示すように、折り返し部P1,P2間において、レーザ光Lの出力LPを上述のようにLPl→LPm→LPh→LPm→LPlと変化させてオシレートさせると、折り返し部P1,P2において、溶融金属が遅い流速Vで非照射部分(図2に斜線で示す部分)に到達することになる。 Therefore, as shown in FIG. 3, when the output LP of the laser beam L is oscillated between the folding parts P1 and P2 by changing from LPl→LPm→LPh→LPm→LPl as described above, the folding parts P1, P2 In this case, the molten metal reaches the non-irradiated area (the shaded area in FIG. 2) at a slow flow rate V.

加えて、折り返し部P1,P2において、溶融金属の溶融深さDが浅い分だけ上方に噴き出す金属蒸気が少ないこととなり、その結果、レーザ光Lが折り返す時点に発生するスパッタ量が少なく抑えられることとなる。 In addition, in the folded portions P1 and P2, the amount of metal vapor spouted upward is reduced to the extent that the melting depth D of the molten metal is shallow, and as a result, the amount of spatter generated when the laser beam L is folded back can be suppressed to a small amount. becomes.

なお、上記した実施形態では、金属板W,Wと平行で且つレール6aと直交する方向にレーザ光照射方向を合わせるようにしてレーザヘッド4をスライダ6bに固定し、このレーザヘッド4からのレーザ光Lを反射するスキャナミラー8aを所定の範囲で回動させることで、ギャップWaを跨ぐようにレーザ光Lを往復移動させるようにしているが、レーザヘッド4及びスキャナミラー8aの相対位置関係はこれに限定されるものではない。 In the embodiment described above, the laser head 4 is fixed to the slider 6b so that the laser beam irradiation direction is parallel to the metal plates W and perpendicular to the rail 6a, and the laser beam from the laser head 4 is By rotating the scanner mirror 8a that reflects the light L within a predetermined range, the laser light L is moved back and forth across the gap Wa, but the relative positional relationship between the laser head 4 and the scanner mirror 8a is It is not limited to this.

また、上記した実施形態では、ギャップWaを跨ぐようにレーザ光Lをジグザグに往復移動させるようにしているが、レーザ光Lの移動軌跡はこれに限定されるものではなく、例えば、サインカーブを描くようにしてギャップWaを跨いでレーザ光Lを往復移動させるようにしてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the laser beam L is moved back and forth in a zigzag manner so as to straddle the gap Wa, but the movement locus of the laser beam L is not limited to this, and for example, a sine curve. The laser beam L may be moved back and forth across the gap Wa as shown in FIG.

上記した実施形態では、本開示に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置が、金属板W,W同士を突き合わせ接合するレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置である場合を示したが、これに限定されるものではなく、本開示に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置を金属板同士の重ね継手にも適用することが当然可能である。 In the embodiments described above, the laser welding method and laser welding device according to the present disclosure are the laser welding method and laser welding device for butt-joining the metal plates W, W, but the present disclosure is not limited thereto. Instead, it is naturally possible to apply the laser welding method and laser welding apparatus according to the present disclosure to lap joints between metal plates.

本開示に係るレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置の構成は、上記した実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。 The configurations of the laser welding method and laser welding apparatus according to the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways without departing from the spirit of the invention.

1 レーザ溶接装置
4 レーザヘッド
6 ヘッド駆動機構
8 オシレート機構
10 制御部
L レーザ光
P1,P2 オシレート折り返し部
W 金属板
Wa ギャップ
1 Laser welding device 4 Laser head 6 Head drive mechanism 8 Oscillating mechanism 10 Control section L Laser beams P1, P2 Oscillating folding section W Metal plate Wa Gap

Claims (2)

金属板同士をレーザ溶接により接合するレーザ溶接方法であって、
金属板間のギャップを跨ぐようにレーザ光をオシレートさせつつ前記ギャップに沿ってレーザ光を照射するに際して、
レーザ光が前記ギャップ上を含むオシレート中間部を移動する際のレーザ光の出力を前記ギャップの一方側及び他方側で等しく設定し、前記ギャップの一方側のオシレート折り返し部及び他方側のオシレート折り返し部に近づくにつれてレーザ光の出力を漸次低くするべく設定するレーザ溶接方法。
A laser welding method for joining metal plates together by laser welding,
When irradiating the laser beam along the gap while oscillating the laser beam so as to straddle the gap between the metal plates,
The output of the laser beam when the laser beam moves through the oscillation intermediate portion including above the gap is set equal on one side and the other side of the gap, and the oscillation folding portion on one side of the gap and the oscillation folding portion on the other side of the gap are set. A laser welding method in which the output of the laser beam is set to gradually lower as it approaches .
金属板同士をレーザ溶接により接合するレーザ溶接装置であって、
レーザ光を前記金属板間に照射するレーザヘッドと、
前記レーザ光を前記金属板間のギャップに沿って移動させるヘッド駆動機構と、
前記ギャップを跨ぐようにレーザ光をオシレートさせるオシレート機構と、
前記オシレート機構の角度及び前記レーザヘッドによるレーザ光の出力を制御する制御部を備えたレーザ溶接装置において、
前記制御部は、前記オシレート機構の動作に同期してレーザ出力を制御し、オシレートするレーザ光が前記ギャップ上を含むオシレート中間部を移動する際のレーザ光の出力を前記ギャップの一方側及び他方側で等しくし、前記ギャップの一方側のオシレート折り返し部及び他方側のオシレート折り返し部に近づくにつれてレーザ光の出力を漸次低くするべく制御するレーザ溶接装置。
A laser welding device that joins metal plates together by laser welding,
a laser head that irradiates laser light between the metal plates;
a head drive mechanism that moves the laser beam along the gap between the metal plates;
an oscillation mechanism that oscillates laser light so as to straddle the gap;
A laser welding device comprising a control unit that controls the angle of the oscillation mechanism and the output of laser light from the laser head,
The control unit controls the laser output in synchronization with the operation of the oscillating mechanism, and controls the output of the laser light when the oscillating laser light moves through an oscillating intermediate portion including above the gap on one side and the other side of the gap. A laser welding device that controls the output of the laser beam to be equal on both sides and to gradually lower the output of the laser beam as it approaches the oscillated folded portion on one side of the gap and the oscillated folded portion on the other side of the gap.
JP2020033623A 2020-02-28 2020-02-28 Laser welding method and laser welding device Active JP7397406B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020033623A JP7397406B2 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Laser welding method and laser welding device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020033623A JP7397406B2 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Laser welding method and laser welding device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021133417A JP2021133417A (en) 2021-09-13
JP7397406B2 true JP7397406B2 (en) 2023-12-13

Family

ID=77659671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020033623A Active JP7397406B2 (en) 2020-02-28 2020-02-28 Laser welding method and laser welding device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7397406B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019141876A (en) 2018-02-20 2019-08-29 フタバ産業株式会社 Welding method
JP2019171425A (en) 2018-03-28 2019-10-10 トヨタ自動車株式会社 Butt laser welding method for metal parts

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019141876A (en) 2018-02-20 2019-08-29 フタバ産業株式会社 Welding method
JP2019171425A (en) 2018-03-28 2019-10-10 トヨタ自動車株式会社 Butt laser welding method for metal parts

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021133417A (en) 2021-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109562491B (en) Aluminum alloy laser welding system and method for laser welding aluminum alloy
JP6116757B2 (en) Laser processing equipment
JP2005527383A (en) Laser welding by beam oscillation
US20060255019A1 (en) Apparatus and methods for conducting laser stir welding
JP2009090349A (en) Impeller welding method and welding apparatus
JP7382554B2 (en) Laser processing equipment and laser processing method using the same
JPH10505791A (en) How to weld a workpiece
JP2001030089A (en) Laser welding method
CN109843498B (en) Method and system for welding using an energy beam that is repetitively scanned in two dimensions
JP5067190B2 (en) Laser welding method
WO2020008827A1 (en) Laser machining device and laser machining method
JP5812527B2 (en) Hot wire laser welding method and apparatus
JP2003136262A (en) Laser welding method for material of different thickness
JP2013215755A (en) Laser welding method, lap welded joint, and laser welding equipment
CN115812015B (en) Laser welding method and laser welding device
JP7397406B2 (en) Laser welding method and laser welding device
CN115768587B (en) Laser welding method and laser welding device
WO2022075209A1 (en) Laser welding method and laser welding device
JP2015178130A (en) Welding apparatus and welding method
CN112207443B (en) Laser arc hybrid welding device
JP7303494B2 (en) LASER WELDING METHOD AND LASER WELDING APPARATUS
JP5587918B2 (en) Impeller welding method, welding apparatus, and impeller
JP2002210576A (en) Welding method of thin steel plate by synthetic YAG laser
JP4848921B2 (en) Composite welding method and composite welding equipment
CN112548341A (en) Laser-arc hybrid welding device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221007

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20221102

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20221102

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230726

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230731

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230925

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231101

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231114

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7397406

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151