[go: up one dir, main page]

JP6741358B2 - Laser welding method - Google Patents

Laser welding method Download PDF

Info

Publication number
JP6741358B2
JP6741358B2 JP2019508333A JP2019508333A JP6741358B2 JP 6741358 B2 JP6741358 B2 JP 6741358B2 JP 2019508333 A JP2019508333 A JP 2019508333A JP 2019508333 A JP2019508333 A JP 2019508333A JP 6741358 B2 JP6741358 B2 JP 6741358B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
laser
welded
laser output
main
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
JP2019508333A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2018179032A1 (en
Inventor
湯浅 英治
英治 湯浅
勇士 八木
勇士 八木
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPWO2018179032A1 publication Critical patent/JPWO2018179032A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6741358B2 publication Critical patent/JP6741358B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • 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
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • 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
    • B23K26/60Preliminary treatment

Landscapes

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

Description

本発明は、化粧材のような板材に被溶接部材をレーザー溶接する際に、意匠性を損なわずに確実な溶接を可能とするレーザー溶接方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser welding method that enables reliable welding when a member to be welded is laser-welded to a plate material such as a decorative material without impairing the design.

エレベーターあるいはエスカレーターにおいては、人の目に映る可能性のある箇所は、意匠性が重要である。このため、壁や操作盤に用いられる化粧材には、歪や凹みが発生することが許されない。その一方で、化粧材の裏側には、スタットボルトやブラケットを接合する必要があり、種々の接合技術が用いられている。 In elevators or escalators, design is important for the parts that can be seen by human eyes. Therefore, the decorative material used for the wall or the operation panel cannot be distorted or dented. On the other hand, it is necessary to join a stat bolt and a bracket to the back side of the decorative material, and various joining techniques are used.

具体的な接合方法としては、抵抗溶接を用いる従来技術がある。しかしながら、抵抗溶接を用いると、溶接熱により意匠面に歪が発生する。すなわち、抵抗溶接を用いた接合においては、後述するレーザー溶接と比較してエネルギー密度が低い。このため、溶融量が過大になり、その結果、歪が大きくなり、意匠性を損ねてしまう。従って、抵抗溶接を用いた場合には、溶接後に意匠面を修正する必要があった。 As a concrete joining method, there is a conventional technique using resistance welding. However, when resistance welding is used, distortion occurs on the design surface due to welding heat. That is, in the joining using resistance welding, the energy density is lower than that in laser welding described later. Therefore, the melting amount becomes excessively large, and as a result, the strain becomes large and the designability is impaired. Therefore, when resistance welding is used, it is necessary to correct the design surface after welding.

そこで、歪を少なくするためには、エネルギー密度が高いレーザー溶接を採用することが考えられ、種々の従来技術がある(例えば、特許文献1〜3参照)。特許文献1には、レーザー溶接で千鳥状に溶接することによって、歪を目立たなくする手法が開示されている。 Therefore, in order to reduce the strain, it is conceivable to adopt laser welding having a high energy density, and there are various conventional techniques (for example, refer to Patent Documents 1 to 3). Patent Document 1 discloses a method of making distortion inconspicuous by welding in a zigzag manner by laser welding.

また、特許文献2には、突合せ溶接する際に、溶接開始時においてレーザー出力を徐々に上げ、溶接終了時においてレーザー出力を徐々に下げることにより、溶接品質を向上させるレーザー出力の制御方法が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a laser output control method for improving welding quality by gradually increasing the laser output at the start of welding and gradually decreasing the laser output at the end of welding during butt welding. Has been done.

さらに、特許文献3には、重ね合わせ溶接の際に、溶接開始時においてレーザー出力を徐々に上げ、溶接終了時においてレーザー出力を徐々に下げることにより、溶接品質を向上させるレーザー出力の制御方法が開示されている。 Furthermore, Patent Document 3 discloses a laser output control method for improving welding quality by gradually increasing the laser output at the start of welding and gradually decreasing the laser output at the end of welding during lap welding. It is disclosed.

特開2007−253179号公報JP, 2007-253179, A 特開平8−257775号公報JP-A-8-257775 特開2015−197548号公報JP, 2005-197548, A

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献1によるレーザー溶接を用いる際には、溶接できる面積が十分に広い場合には、溶接強度を維持するために、相当数溶接すればよい。しかしながら、スタットボルトのように溶接できる面積が狭い箇所では、溶接数を確保することができず、十分な溶接強度を維持することができない。
However, the related art has the following problems.
When using laser welding according to Patent Document 1, if a weldable area is sufficiently large, a considerable number of welds may be performed in order to maintain the welding strength. However, it is not possible to secure the number of welds in a place where a weldable area is small, such as a stat bolt, and it is not possible to maintain sufficient weld strength.

また、特許文献2によるレーザー溶接では、特に、溶接長が短い部材を溶接する場合には、本来の溶接出力に達する前に溶接が終了してしまうことが考えられる。従って、レーザー溶接が十分に溶け込まず、基準接合強度に達しないという課題がある。 Further, in the laser welding according to Patent Document 2, particularly when welding a member having a short welding length, it is conceivable that the welding ends before the original welding output is reached. Therefore, there is a problem that the laser welding does not sufficiently melt and the standard joining strength is not reached.

さらに、特許文献3によるレーザー溶接は、あくまで上部材上で溶接を行う特許である。そして、特許文献3によるレーザー溶接では、特許文献2と同様に、特に、溶接長が短い部材を溶接する場合には、本来の溶接出力に達する前に溶接が終了してしまうことが考えられる。従って、レーザー溶接が十分に溶け込まず、基準接合強度に達しないという課題がある。 Further, the laser welding according to Patent Document 3 is a patent for welding on the upper member. Then, in the laser welding according to Patent Document 3, as in Patent Document 2, particularly when welding a member having a short welding length, it is conceivable that the welding ends before the original welding output is reached. Therefore, there is a problem that the laser welding does not sufficiently melt and the standard joining strength is not reached.

すなわち、従来のレーザー溶接は、エネルギー密度が高いため、歪を少なくすることは可能であり、溶接中央部では、歪を目視することが困難な状態とすることができる。しかしながら、溶接始端部・終端部は、周囲との差が激しいため、目視可能な歪が発生しやすい。 That is, since the conventional laser welding has a high energy density, it is possible to reduce the strain, and it is possible to make it difficult to visually check the strain at the central portion of the welding. However, since the welding start end portion and the welding end portion have a large difference from the surroundings, visible distortion is likely to occur.

そして、この対策として、アップスロープ制御/ダウンスロープ制御を用いて、徐々にエネルギーを増やすことで、徐々に歪を増やすことによって歪を見えなくすることは可能である。しかしながら、スタットボルトのような溶接可能な面積が小さい部材を溶接する場合には、アップスロープの途中で溶接可能な場所がなくなってしまい、強度が維持できないという課題があった。 Then, as a countermeasure against this, it is possible to make the energy invisible by gradually increasing the energy by using the up-slope control/down-slope control. However, when welding a member having a small weldable area such as a stat bolt, there is a problem that there is no weldable place in the middle of the upslope, and the strength cannot be maintained.

また、意匠を修正できない制約のある化粧材を使用する場合には、接着材もしくは両面テープを用いて被溶接材料を化粧材に接合していた。具体的には、化粧材に接着材を塗布し、被溶接材料をこの接着剤により加圧/保持し、接合する技術、あるいは、化粧材と被溶接材料を両面テープで貼り合わせる技術が、従来から採用されている。 Further, in the case of using a decorative material having a constraint that the design cannot be modified, the material to be welded is bonded to the decorative material by using an adhesive material or a double-sided tape. Specifically, the technique of applying an adhesive to a decorative material and pressing/holding the material to be welded with this adhesive and joining it, or the technique of pasting the decorative material and the material to be welded with a double-sided tape has been conventionally used. Has been adopted from.

しかしながら、接着剤を用いる場合には、接着材の副資材費が高価であるという課題があり、さらに、接着材の硬化に時間がかかるという課題もあった。 However, when an adhesive is used, there is a problem that the auxiliary material cost of the adhesive is expensive, and further, it takes time to cure the adhesive.

また、両面テープを用いる場合にも、両面テープの副資材費が高価であるという課題があり、さらに、接着強度が弱いという課題もあった。 Further, even when the double-sided tape is used, there is a problem that the auxiliary material cost of the double-sided tape is expensive, and further, there is a problem that the adhesive strength is weak.

なお、接着剤あるいは両面テープを使用する代わりに、歪が発生しない程度まで意匠材の板厚を増やし、抵抗溶接等で接合する方法も採用されている。しかしながら、この場合には、強度上は必要がないにもかかわらず板厚を増やしているため、材料費が上がるという問題があった。 Note that instead of using an adhesive or a double-sided tape, a method of increasing the plate thickness of the design material to the extent that no distortion is generated and joining it by resistance welding or the like is also adopted. However, in this case, there is a problem that the material cost increases because the plate thickness is increased although it is not necessary in terms of strength.

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、スタットボルトのような溶接可能な面積が狭い被溶接材料と化粧材のような板材とを接合する際に、意匠性を損なわずにレーザー溶接を可能とするレーザー溶接方法を得ることを目的とする。 The present invention is made in order to solve the problems as described above, and when joining a material to be welded having a small weldable area such as a stat bolt and a plate material such as a decorative material, the designability is improved. An object of the present invention is to obtain a laser welding method that enables laser welding without damaging the properties.

本発明に係るレーザー溶接方法は、板材に被溶接部材をレーザー溶接にて固定するレーザー溶接方法であって、板材上に被溶接部材を仮置きする部材仮置き工程と、被溶接部材を板材にレーザー溶接する際に、板材上の溶接開始位置を始点として、被溶接部材の一端部および被溶接部材の他端部を経由し、板材上の溶接終了位置を終点とする溶接経路に沿ってレーザー溶接を実施する溶接工程とを有し、溶接工程は、溶接開始位置から被溶接部材の一端部までの溶接経路においては、レーザー出力を、溶接開始位置における初期レーザー出力から徐々に高くしていき、被溶接部材の一端部であらかじめ設定された本レーザー出力まで上げるアップスロープ制御により溶接を実施する溶接開始工程と、被溶接部材の一端部から被溶接部材の他端部までの溶接経路においては、レーザー出力を本レーザー出力に維持して溶接を実施する本溶接工程と、被溶接部材の他端部から溶接終了位置までの溶接経路においては、レーザー出力を、被溶接部材の他端部における本レーザー出力から徐々に低くしていき、溶接終了位置で初期レーザー出力まで下げるダウンスロープ制御により溶接を実施する溶接終了工程とを有するものである。 The laser welding method according to the present invention is a laser welding method of fixing a member to be welded to a plate material by laser welding, a member temporary placing step of temporarily placing the member to be welded on the plate material, and the member to be welded to the plate material. When performing laser welding, the laser starts along the welding path starting from the welding start position on the plate material, passing through one end of the welded member and the other end of the welded member, and ending at the welding end position on the plate material. In the welding process, the laser output is gradually increased from the initial laser output at the welding start position in the welding path from the welding start position to one end of the member to be welded. In the welding start process of performing welding by up-slope control to raise the preset laser output at one end of the welded member and the welding path from one end of the welded member to the other end of the welded member, In the main welding step of performing welding while maintaining the laser output at the main laser output, and in the welding path from the other end of the member to be welded to the welding end position, the laser output is set at the other end of the member to be welded. A welding end step is performed in which welding is carried out by down-slope control in which the laser output is gradually lowered to the initial laser output at the welding end position.

本発明によれば、被溶接部材の一端部および他端部を経由する溶接経路において、板材上の溶接開始位置から被溶接部材の一端部までの溶接経路においてはレーザー出力をアップスロープ制御し、被溶接部材の一端部から他端部までの溶接経路においてはレーザー出力を本レーザー出力に維持し、被溶接部材の他端部から板材上の溶接終了位置までの溶接経路においてはレーザー出力をダウンスロープ制御する溶接方法を採用している。この結果、スタットボルトのような溶接可能な面積が狭い被溶接材料と化粧材のような板材とを接合する際に、意匠性を損なわずにレーザー溶接を可能とするレーザー溶接方法を得ることができる。 According to the present invention, in the welding path passing through the one end and the other end of the member to be welded, upslope control of the laser output in the welding path from the welding start position on the plate to the one end of the member to be welded, The laser output is maintained at the main laser output in the welding path from one end to the other end of the welded member, and the laser output is reduced in the welding path from the other end of the welded member to the welding end position on the plate material. Welding method with slope control is used. As a result, when joining a material to be welded having a small weldable area such as a stat bolt and a plate material such as a decorative material, it is possible to obtain a laser welding method that enables laser welding without impairing the design. it can.

本発明の実施の形態1に係る化粧材のレーザー溶接方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for explaining the laser welding method of the decorative material concerning Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る化粧材のレーザー溶接方法を適用した際の、溶接位置とレーザー出力との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the welding position and the laser output at the time of applying the laser welding method of the decorative material which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る化粧材のレーザー溶接方法による1回目の溶接を説明するための斜視図である。It is a perspective view for explaining the 1st time of welding by the laser welding method of the decorative material concerning Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態2に係る化粧材のレーザー溶接方法による2回目の溶接を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the 2nd welding by the laser welding method of the decorative material which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る化粧材のレーザー溶接方法を適用した際の、溶接位置とレーザー出力との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the welding position and the laser output at the time of applying the laser welding method of the decorative material which concerns on Embodiment 2 of this invention.

以下、本発明のレーザー溶接方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態1、2では、溶接を行う板材が化粧材であり、被溶接部材がスタットボルトである場合を具体例として説明するが、本発明の適用対象は、これに限定されるものではない。 Preferred embodiments of the laser welding method of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following first and second embodiments, a case where the plate material to be welded is a decorative material and the member to be welded is a stat bolt will be described as a specific example, but the application target of the present invention is not limited to this. Not something.

実施の形態1.
本実施の形態1では、化粧材に対して、スタットボルト等の小物部品をレーザー接合する実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る化粧材のレーザー溶接方法を説明するための斜視図である。より具体的には、この図1は、化粧材1の上に治具で固定されたスタットボルト2を、レーザー溶接ヘッドを移動させながら溶接する状態を示した斜視図である。
Embodiment 1.
In the first embodiment, an embodiment in which a small component such as a stat bolt is laser-bonded to a decorative material will be described. FIG. 1 is a perspective view for explaining a laser welding method for a decorative material according to Embodiment 1 of the present invention. More specifically, FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a stat bolt 2 fixed on a decorative material 1 by a jig is welded while moving a laser welding head.

また、図2は、本発明の実施の形態1に係る化粧材のレーザー溶接方法を適用した際の、溶接位置とレーザー出力との関係を示した図である。これら図1、図2を用いて、本実施の形態1に係る化粧材のレーザー溶接方法を詳細に説明する。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the welding position and the laser output when the laser welding method for a decorative material according to the first embodiment of the present invention is applied. The laser welding method for the decorative material according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

最初に、レーザー溶接ヘッド3は、溶接線4上の溶接開始位置P1に移動する。溶接開始位置P1とスタットボルト2との間の距離L1は、10mm以上とすることが望ましい。もし、距離L1が10mm未満の場合には、溶接開始位置P1から移動を開始したレーザー溶接ヘッド3がスタットボルト2に達した時点で、本レーザー出力LO1に達しない可能性があり、溶接強度を十分に確保できない場合がある。 First, the laser welding head 3 moves to the welding start position P1 on the welding line 4. The distance L1 between the welding start position P1 and the stat bolt 2 is preferably 10 mm or more. If the distance L1 is less than 10 mm, there is a possibility that the laser welding head 3 having started moving from the welding start position P1 will not reach the laser output LO1 at the time when the laser welding head 3 reaches the stat bolt 2. It may not be possible to secure enough.

次に、レーザーの照射を開始するが、最初は、本溶接より低く抑えた出力である初期レーザー出力LO2で溶接を開始する。この初期レーザー出力LO2は、あまり大きすぎると、意匠面に歪が発生する原因となる。このため、LO2としては、50W以下を適用する必要がある。 Next, laser irradiation is started, but first, welding is started with an initial laser output LO2 which is an output suppressed to be lower than in the main welding. If the initial laser output LO2 is too large, it will cause distortion on the design surface. Therefore, it is necessary to apply LO2 of 50 W or less.

次に、レーザー溶接ヘッド3は、レーザー溶接ヘッド移動方向DIRに沿って、溶接開始位置P1から移動を開始する。その際、レーザー溶接ヘッド3のレーザー出力は、図2に示すように、本溶接開始位置P2に到達するまで、比例的に上げられ、最終的に、本溶接開始位置P2で本レーザー出力LO1に到達するように、アップスロープ制御が実行される。 Next, the laser welding head 3 starts moving from the welding start position P1 along the laser welding head moving direction DIR. At that time, as shown in FIG. 2, the laser output of the laser welding head 3 is increased proportionally until reaching the main welding start position P2, and finally reaches the main laser output LO1 at the main welding start position P2. Upslope control is performed so that it reaches.

このときのレーザー出力の上昇度101は、15W/mm以下が好ましい。もし、15W/mm以上でレーザー出力を上昇させると、急激な溶接熱量の上昇が発生してしまう。これにより、裏面に溶接紺が急激に発生し、目視可能な歪となり、品質不良が発生するおそれがある。 At this time, the laser output increase rate 101 is preferably 15 W/mm or less. If the laser output is increased at 15 W/mm or more, a sharp increase in the amount of welding heat will occur. As a result, welded navy blue is abruptly generated on the back surface, causing visible distortion, which may result in poor quality.

なお、化粧材1の板厚が変化しても、レーザー出力の上昇度101が15W/mm以下であることは変わらない。ただし、本レーザー出力LO1は、板厚が厚い場合にはより大きくし、薄い場合にはより小さくする必要がある。 It should be noted that even if the thickness of the decorative material 1 changes, the increase 101 in the laser output is still 15 W/mm or less. However, the laser output LO1 needs to be larger when the plate thickness is thick and smaller when the plate thickness is thin.

レーザー溶接ヘッド3は、本溶接開始位置P2に到達した後は、本溶接終了位置P3まで、本レーザー出力LO1で溶接を実施する。 After reaching the main welding start position P2, the laser welding head 3 carries out welding at the main laser output LO1 up to the main welding end position P3.

次に、本溶接終了位置P3到達後、レーザー溶接ヘッド3のレーザー出力は、溶接開始時とは逆に、徐々に下げられ、最終的に、溶接終了位置P4で初期レーザー出力LO2に到達するように、ダウンスロープ制御が実行され、溶接を終了する。 Next, after reaching the main welding end position P3, the laser output of the laser welding head 3 is gradually lowered, contrary to the time of starting the welding, and finally reaches the initial laser output LO2 at the welding end position P4. Then, the down slope control is executed and the welding is completed.

この際、レーザー出力下降度102は、レーザー出力上昇度101と同様に、15W/mm以下にする必要がある。また、溶接終了位置P4とスタットボルト2との間の距離L2も、距離L1と同様に、10mm以上にする必要がある。 At this time, the laser output decrease rate 102 needs to be 15 W/mm or less, like the laser output increase degree 101. Further, the distance L2 between the welding end position P4 and the stat bolt 2 also needs to be 10 mm or more, like the distance L1.

また、スタットボルトのフランジ21の板厚は、1.0mm以下が望ましい。もし、フランジ21の板厚が1.0mmを超える場合には、レーザーがスタットボルト2のフランジ21に入射した点で、熱容量が大きく変化し、目視可能な歪が発生するためである。 The plate thickness of the flange 21 of the stat bolt is preferably 1.0 mm or less. This is because if the plate thickness of the flange 21 exceeds 1.0 mm, the heat capacity greatly changes at the point where the laser enters the flange 21 of the statbolt 2 and visible distortion occurs.

本実施の形態1によると、レーザーの溶接熱で発生した歪は、徐々に変化することとなる。このため、発生した歪は、目視不可となり、意匠性を損なうことなく、化粧材1にスタットボルト2を溶接することが可能となる。 According to the first embodiment, the strain generated by the welding heat of the laser gradually changes. Therefore, the generated strain becomes invisible and the stat bolt 2 can be welded to the decorative material 1 without impairing the design.

また、スタットボルト2のフランジ21内で溶接を開始する場合には、フランジ21の径バラツキを考慮し、フランジ21の外周よりも1mm程度内側で溶接を開始/終了させる必要がある。このため、溶接長が必然的に減少してしまう。 Further, when starting the welding in the flange 21 of the stat bolt 2, it is necessary to start/end the welding about 1 mm inside the outer circumference of the flange 21 in consideration of the diameter variation of the flange 21. Therefore, the welding length is inevitably reduced.

これに対して、本実施の形態1で説明した溶接方法を適用する場合には、スタットボルト2のフランジ21の径バラツキを考慮する必要がない。このため、フランジ21の全長にわたり溶接可能となり、溶接強度を向上させることができる。 On the other hand, when applying the welding method described in the first embodiment, it is not necessary to consider the diameter variation of the flange 21 of the stat bolt 2. Therefore, the entire length of the flange 21 can be welded, and the welding strength can be improved.

実施の形態2.
本実施の形態2では、フランジ21内で1回目の溶接を行って歪の大きさを計測し、その計測結果から本レーザー出力の値を適切な値に設定した後に、2回目の溶接として、先の実施の形態1で説明した溶接手順を実行する場合について説明する。
Embodiment 2.
In the second embodiment, the first welding is performed in the flange 21 to measure the magnitude of strain, and the value of the main laser output is set to an appropriate value from the measurement result, and then the second welding is performed. A case where the welding procedure described in the first embodiment is executed will be described.

図3は、本発明の実施の形態2に係る化粧材のレーザー溶接方法による1回目の溶接を説明するための斜視図である。また、図4は、本発明の実施の形態2に係る化粧材のレーザー溶接方法による2回目の溶接を説明するための斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view for explaining the first welding by the laser welding method for the decorative material according to the second embodiment of the present invention. Further, FIG. 4 is a perspective view for explaining the second welding by the laser welding method for the decorative material according to the second embodiment of the present invention.

さらに、図5は、本発明の実施の形態2に係る化粧材のレーザー溶接方法を適用した際の、溶接位置とレーザー出力との関係を示した図である。これら図3〜図5を用いて、本実施の形態2に係る化粧材のレーザー溶接方法を詳細に説明する。 Further, FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a welding position and a laser output when the laser welding method for a decorative material according to the second embodiment of the present invention is applied. The laser welding method for the decorative material according to the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.

最初に、レーザー溶接ヘッド3は、図3に示すように、スタットボルト2のフランジ21内に設定された1回目の溶接開始位置P11から1回目の溶接終了位置P12の間において、1回目のレーザー溶接を実行する。 First, as shown in FIG. 3, the laser welding head 3 performs the first laser welding between the first welding start position P11 and the first welding end position P12 set in the flange 21 of the stat bolt 2. Perform welding.

この1回目のレーザー溶接は、接合強度を維持するための溶接であり、十分なレーザー出力を確保する必要がある。従って、図5に示したように、1回目の溶接において、レーザー溶接ヘッド3は、後述する2回目の溶接よりも大きな本レーザー出力LO3により、1回目の溶接開始位置P11から1回目の溶接終了位置P12の間のレーザー溶接を実行する。 This first laser welding is welding for maintaining the bonding strength, and it is necessary to secure a sufficient laser output. Therefore, as shown in FIG. 5, in the first welding, the laser welding head 3 uses the main laser output LO3, which is larger than that in the second welding described later, to finish the first welding from the first welding start position P11. Laser welding between positions P12 is performed.

次に、溶接作業者は、1回目の溶接を実行した後、化粧材1の意匠面を観察し、歪の大きさを計測する。そして、この歪の計測結果に基づいて、図4に示すように、先の実施の形態1と同様の手順で、2回目のレーザー溶接が実行される。 Next, the welding operator observes the design surface of the decorative material 1 after performing the first welding, and measures the magnitude of strain. Then, based on the measurement result of the strain, as shown in FIG. 4, the second laser welding is performed in the same procedure as in the first embodiment.

すなわち、2回目の溶接では、先の実施の形態1と同様に、アップスロープ制御およびダウンスロープ制御が施されることで、溶接開始位置P21、本溶接開始位置P22、本溶接終了位置P23、溶接終了位置P24で規定される溶接線4上の溶接が実行される。ここで、2回目の溶接開始位置P21、および2回目の溶接終了位置P24は、先の実施の形態1と同様に、スタットボルト2のフランジ21との間に十分な距離を取る必要がある。 That is, in the second welding, as in the first embodiment, the up-slope control and the down-slope control are performed, so that the welding start position P21, the main welding start position P22, the main welding end position P23, and the welding are performed. Welding on the welding line 4 defined by the end position P24 is executed. Here, the second welding start position P21 and the second welding end position P24 need to have a sufficient distance between them and the flange 21 of the stat bolt 2 as in the first embodiment.

また、2回目の溶接における本レーザー出力LO4は、1回目の溶接後に計測した歪の発生の仕方に応じて、適切な値に変化させることで、より歪を目立たなくすることが可能となる。 Further, the main laser output LO4 in the second welding can be made more inconspicuous by changing it to an appropriate value according to the way the strain is measured after the first welding.

つまり、1回目の溶接後の計測結果により、歪が、レーザー出力LO3から予測される値よりも大きかった場合には、本レーザー出力LO4として、先の実施の形態1で用いた値よりも大きな出力値を採用する。逆に、歪が、レーザー出力LO3から予測される値よりも小さかった場合には、本レーザー出力LO4として、先の実施の形態1で用いた値よりも小さな出力を採用する。 That is, when the strain is larger than the value predicted from the laser output LO3 as a result of the measurement after the first welding, the main laser output LO4 is larger than the value used in the first embodiment. Use the output value. On the contrary, when the distortion is smaller than the value predicted from the laser output LO3, an output smaller than the value used in the first embodiment is adopted as the main laser output LO4.

さらに、歪が徐々に変化するように2回目の溶接条件を選択することにより、1回目の溶接痕を修正することができる。このため、2回目の溶接を経た後は、1回目の溶接痕も目視不可の歪となり、意匠性を損なうことのない溶接が可能となる。 Further, by selecting the second welding condition so that the strain gradually changes, the first welding mark can be corrected. For this reason, after passing through the second welding, the welding marks of the first welding also become invisible distortion, and welding can be performed without impairing the design.

また、本実施の形態2によれば、スタットボルト2のフランジ21の板厚のバラツキおよびレーザー出力のバラツキにより、1回目の溶接で始終端に発生する歪が変化した場合にも、その測定結果に応じて2回目の本レーザー出力を変化させることで、対応可能となる。 Further, according to the second embodiment, even when the strain generated at the start and end of the first welding changes due to the variation in the plate thickness of the flange 21 of the stat bolt 2 and the variation in the laser output, the measurement results are also obtained. This can be dealt with by changing the second main laser output according to.

また、本実施の形態2では、1回目に本溶接を実施し、その測定結果に基づいて2回目修正溶接を行う場合について説明した。しかしながら、この手順とは逆に、1回目に修正溶接を実施し、2回目に本溶接を実施することによっても、同様の効果が得られる。 In the second embodiment, the case where the main welding is performed for the first time and the second correction welding is performed based on the measurement result has been described. However, contrary to this procedure, the same effect can be obtained by performing the correction welding for the first time and the main welding for the second time.

以上のように、本発明によれば、スタットボルトのような溶接可能な面積が狭い被溶接部材と化粧材とを接合する際に、以下の手順を採用している。
・スタットボルトのフランジ外側からアップスロープ制御を入れ、溶接を開始する。
・スタットボルトの溶接したい箇所は、本溶接条件で通過させる。
・スタットボルトのフランジ外側では、ダウンスロープ制御しながら、溶接を終了する。
As described above, according to the present invention, the following procedure is adopted when joining a welded member having a small weldable area such as a stat bolt and a decorative material.
・Start up welding by putting up-slope control from the outside of the stat bolt flange.
-Pass the stat bolt where you want to weld it under the main welding conditions.
-Welding ends while controlling the down slope outside the flange of the stat bolt.

このような溶接方法を採用することにより、溶接開始部/終了部も含め、意匠性を損なわずに、化粧材に対してスタットボルトのような溶接可能な面積が狭い被溶接部材をレーザー溶接することが可能となる。 By adopting such welding method, laser welding is performed on a welded member having a small weldable area such as a stat bolt with respect to a decorative material, including a welding start portion/end portion, without impairing the design. It becomes possible.

さらに、本溶接と修正溶接の2段階による溶接を行うことにより、板厚のバラツキおよびレーザー出力のバラツキを補償し、意匠性を損なうことのないレーザー溶接が可能となる。 Further, by performing the welding in two stages of the main welding and the correction welding, it is possible to compensate for the variation in the plate thickness and the variation in the laser output, and it is possible to perform the laser welding without impairing the design.

そして、本発明に係るレーザー溶接方法を採用することで、溶接作業後に意匠面の修正を行うといった後工程作業がなくなり、加工費の削減が可能となる。さらに、接着剤、両面テープを使用する必要がなく、材料費を増加させることなく、適切なレーザー溶接を実現することができる。 Then, by adopting the laser welding method according to the present invention, the post-process work such as the modification of the design surface after the welding work is eliminated, and the processing cost can be reduced. Further, it is not necessary to use an adhesive or a double-sided tape, and proper laser welding can be realized without increasing the material cost.

なお、上述した実施の形態1、2では、板材である化粧材1上に、前記被溶接部材であるスタットボルト2を仮置きした後、レーザー溶接ヘッド3を溶接経路に沿って移動させる場合について説明した。しかしながら、本発明は、このような構成には限定されず、レーザー溶接ヘッド3を移動させる代わりに、スタットボルト2が仮置きされた化粧材を移動させることで溶接経路に沿ったレーザー溶接を実施することも可能である。また、いずれか一方を固定する代わりに、両者を相対的に移動させることによっても、同様の効果を実現できる。 In the first and second embodiments described above, the case where the laser welding head 3 is moved along the welding path after the stat bolt 2 that is the member to be welded is temporarily placed on the decorative material 1 that is a plate material explained. However, the present invention is not limited to such a configuration, and instead of moving the laser welding head 3, the decorative material on which the stat bolt 2 is temporarily placed is moved to perform laser welding along the welding path. It is also possible to do so. Also, instead of fixing either one, the same effect can be realized by moving the both relatively.

1 化粧材(板材)、2 スタットボルト(被溶接部材)、3 レーザー溶接ヘッド、4 溶接線、5 1回目の溶接線、21 スタットボルトのフランジ、101 レーザー出力上昇度、102 レーザー出力下降度、P1 溶接開始位置、P2 本溶接開始位置、P3 本溶接終了位置、P4 溶接終了位置、P11 1回目の溶接開始位置、P12 1回目の溶接終了位置、P21 2回目の溶接開始位置、P22 2回目の本溶接開始位置、P23 2回目の本溶接終了位置、P24 2回目の溶接終了位置、LO1 本レーザー出力、LO2 初期レーザー出力、LO3 1回目本レーザー出力、LO4 2回目本レーザー出力。 1 decorative material (plate material), 2 stat bolt (weld member), 3 laser welding head, 4 welding line, 5 first welding line, 21 stat bolt flange, 101 laser output increase rate, 102 laser output decrease rate, P1 welding start position, P2 main welding start position, P3 main welding end position, P4 welding end position, P11 first welding start position, P12 first welding end position, P21 second welding start position, P22 second time Main welding start position, P23 second main welding end position, P24 second welding end position, LO1 main laser output, LO2 initial laser output, LO3 first main laser output, LO4 second main laser output.

Claims (3)

板材に被溶接部材をレーザー溶接にて固定するレーザー溶接方法であって、
前記板材上に前記被溶接部材を仮置きする部材仮置き工程と、
前記被溶接部材を前記板材にレーザー溶接する際に、前記板材上の溶接開始位置を始点として、前記被溶接部材の一端部および前記被溶接部材の他端部を経由し、前記板材上の溶接終了位置を終点とする溶接経路に沿ってレーザー溶接を実施する溶接工程と
を有し、
前記溶接工程は、
前記溶接開始位置から前記被溶接部材の一端部までの溶接経路においては、レーザー出力を、前記溶接開始位置における初期レーザー出力から徐々に高くしていき、前記被溶接部材の一端部であらかじめ設定された本レーザー出力まで上げるアップスロープ制御により溶接を実施する溶接開始工程と、
前記被溶接部材の一端部から前記被溶接部材の他端部までの溶接経路においては、レーザー出力を前記本レーザー出力に維持して溶接を実施する本溶接工程と、
前記被溶接部材の他端部から前記溶接終了位置までの溶接経路においては、レーザー出力を、前記被溶接部材の他端部における前記本レーザー出力から徐々に低くしていき、前記溶接終了位置で前記初期レーザー出力まで下げるダウンスロープ制御により溶接を実施する溶接終了工程と
を有するレーザー溶接方法。
A laser welding method for fixing a member to be welded to a plate material by laser welding,
A member temporary placing step of temporarily placing the welded member on the plate material,
When laser welding the member to be welded to the plate member, starting from a welding start position on the plate member, passing through one end of the member to be welded and the other end of the member to be welded, welding on the plate member And a welding step of performing laser welding along a welding path whose end point is the end point,
The welding process is
In the welding path from the welding start position to the one end of the member to be welded, the laser output is gradually increased from the initial laser output at the welding start position and is preset at one end of the member to be welded. Welding start process that performs welding by upslope control that raises to laser output,
In the welding path from one end of the member to be welded to the other end of the member to be welded, a main welding step of performing welding while maintaining the laser output at the main laser output,
In the welding path from the other end of the member to be welded to the welding end position, the laser output is gradually reduced from the main laser output at the other end of the member to be welded at the welding end position. And a welding termination step of performing welding by down-slope control to reduce the initial laser output.
前記溶接工程は、
前記被溶接部材の前記溶接経路上に規定された1回目の溶接開始位置と1回目の溶接終了位置との間の本溶接経路において、前記本レーザー出力よりも高いレーザー出力を用いて1回目の溶接を実施する第1回溶接工程と、
前記溶接経路にわたって、前記溶接開始工程、前記本溶接工程、前記溶接終了工程による2回目の溶接を実施する第2回溶接工程と
を有する請求項1に記載のレーザー溶接方法。
The welding process is
In the main welding path between the first welding start position and the first welding end position defined on the welding path of the member to be welded, the first laser output higher than the main laser output is used. A first welding step for carrying out welding,
The laser welding method according to claim 1, further comprising: a second welding step of performing a second welding by the welding start step, the main welding step, and the welding end step over the welding path.
前記第2回溶接工程は、前記第1回溶接工程により発生した前記板材の歪み量に応じて前記本溶接工程で用いる本レーザー出力を再設定し、前記溶接開始工程、前記本溶接工程、前記溶接終了工程による2回目の溶接を実施する
請求項2に記載のレーザー溶接方法。
The 2nd welding process, the first time in accordance with the distortion amount of the plate caused by the welding process to reconfigure the laser output used in the present welding process, the welding start process, the main welding process, the The laser welding method according to claim 2, wherein the second welding is performed in the welding ending step.
JP2019508333A 2017-03-27 2017-03-27 Laser welding method Active JP6741358B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/012294 WO2018179032A1 (en) 2017-03-27 2017-03-27 Laser welding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018179032A1 JPWO2018179032A1 (en) 2019-07-11
JP6741358B2 true JP6741358B2 (en) 2020-08-19

Family

ID=63674625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019508333A Active JP6741358B2 (en) 2017-03-27 2017-03-27 Laser welding method

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6741358B2 (en)
CN (1) CN110430965B (en)
WO (1) WO2018179032A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2023009155A (en) * 2021-03-30 2023-08-17 Nippon Steel Corp Blank, method for producing blank, and member.
CN113814562B (en) * 2021-10-13 2024-07-02 宜宾上交大新材料研究中心 Laser welding method

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3159593B2 (en) * 1994-02-28 2001-04-23 三菱電機株式会社 Laser processing method and apparatus
JPH08257775A (en) * 1995-03-20 1996-10-08 Nippon Steel Corp Joining method for hot rolled billets
JP2003251481A (en) * 2002-02-27 2003-09-09 Sumitomo Heavy Ind Ltd Pulsed laser welding method and equipment
JP5114874B2 (en) * 2005-09-30 2013-01-09 日産自動車株式会社 Laser welding method and laser welding apparatus
JP4280260B2 (en) * 2005-11-18 2009-06-17 日本車輌製造株式会社 Railway vehicle and frame welding method
JP2007253179A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Tokyu Car Corp Laser beam welding method
JP5570396B2 (en) * 2010-11-22 2014-08-13 パナソニック株式会社 Welding method and welding apparatus
JP2012170989A (en) * 2011-02-22 2012-09-10 Suzuki Motor Corp Laser lap welding method
JP6091084B2 (en) * 2012-05-18 2017-03-08 株式会社アマダミヤチ Laser processing method and laser processing apparatus
CN104507628B (en) * 2012-08-08 2018-01-02 新日铁住金株式会社 The welding method of overlapping portion, the manufacture method of overlap welding component, overlap welding component and automotive part
CN203727090U (en) * 2014-01-14 2014-07-23 浙江飞虎铝轮有限公司 Antitheft hub
JP6331596B2 (en) * 2014-03-31 2018-05-30 ブラザー工業株式会社 Developing device and manufacturing method of developing device
DE102014118973A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 Newfrey Llc Joining component and method for its production

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018179032A1 (en) 2019-07-11
CN110430965A (en) 2019-11-08
WO2018179032A1 (en) 2018-10-04
CN110430965B (en) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5466297B2 (en) Both-side welding method
US9339892B2 (en) Method for joining workpieces by using a joining element and heating the joining element and the workpieces
JP6741358B2 (en) Laser welding method
JP4327508B2 (en) Spot welding method and spot welding apparatus
JP2015199110A (en) Laser weld method
CN203471140U (en) System controlling friction-stir welding and system for same
JP2008307584A (en) Manufacturing method of edge-bending connection structure
JP2015100846A (en) Joint method of panel component
US8053698B2 (en) Monitoring and repair method for adhesive bonding
KR101279647B1 (en) Welding method for securing deep penetration on fillet joint
KR101266256B1 (en) A laser welding method
JP2012121156A (en) Method of vibration welding
JP2016101591A (en) One-side spot welding method
KR20190081037A (en) Hemming method of panel
JP2019196252A (en) Design panel structure of elevator and laser welding method of design panel
WO2019172025A1 (en) Joining structure and joining method
KR20170073142A (en) Bonding method of sandwich plates
KR102020296B1 (en) Apparatus and method for laser welding
KR101422102B1 (en) laser control of laser assist roller hemming apparatus
JPH01293984A (en) Method for joining panel members
KR101077995B1 (en) Ultrasonic Welding Method
JP5306091B2 (en) Body assembly method
KR102440065B1 (en) Bonding method for steel sheets
JP2005081375A (en) Joining structure and joining method of different materials
KR20210037995A (en) Subframe for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200324

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200424

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: 20200623

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200721

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6741358

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250