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公開番号2024176111
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023094370
出願日2023-06-07
発明の名称レーザ溶接継手の製造方法及びレーザ溶接継手
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類B23K 26/322 20140101AFI20241212BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】鋼板表面のめっき層を除去する際の鋼板の変形を抑制することができ、これにより、溶接時のブローホールの発生を防止することができる、レーザ溶接継手の製造方法を提供する。
【解決手段】レーザ溶接継手の製造方法は、第1鋼板1における第1領域1a及び第2鋼板2における第2領域のめっき層に対してレーザ光12を照射し、めっき層を除去する除去工程を有する。この除去工程において、めっき層が除去される除去領域における短手方向の長さを幅W_A(mm)とし、除去領域における板厚をt(mm)とする場合に、幅W_Aが、下記式(1)により算出される値W_C以下となるようにレーザ光12を照射する。その後、第1領域1aと第2領域とを対向させて配置し、接合工程において、除去領域よりも内側の範囲に対して溶接金属が形成されるようにレーザ溶接を実施する。式(1):W_C=0.70t⁶-0.37t³+6.00
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
第１鋼板の第１領域と第２鋼板の第２領域とを対向させて、重ねて配置する配置工程と、前記第１鋼板と前記第２鋼板とをレーザ溶接により接合する接合工程と、を有するレーザ溶接継手の製造方法であって、
前記第１鋼板及び前記第２鋼板のうち、少なくとも一方は亜鉛系めっき層を有し、
前記配置工程より前に、前記第１領域及び前記第２領域における亜鉛系めっき層に対してレーザ光を照射し、前記第１領域及び前記第２領域における亜鉛系めっき層を除去する除去工程を有し、
前記除去工程において、前記亜鉛系めっき層が除去される除去領域における短手方向の長さを幅Ｗ
Ａ
（ｍｍ）とし、前記除去領域における板厚をｔ（ｍｍ）とする場合に、前記幅Ｗ
Ａ
が、下記式（１）により算出される値Ｗ
Ｃ
以下となるように前記レーザ光を照射し、
前記接合工程において、前記除去領域よりも内側の範囲に対して溶接金属が形成されるようにレーザ溶接を実施することを特徴とする、レーザ溶接継手の製造方法。
式（１）：Ｗ
Ｃ
＝０．７０ｔ
６
－０．３７ｔ
３
＋６．００
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記除去工程において、マルチモードレーザを用いて前記レーザ光を照射することを特徴とする、請求項１に記載のレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項３】
前記除去工程において、前記レーザ光を連続発振することを特徴とする、請求項１に記載のレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項４】
前記除去工程において、複数の前記除去領域を形成し、隣り合う除去領域間の距離は５ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項５】
前記除去工程において、ウォブリング又はウィービング走査しつつレーザ光を照射することを特徴とする、請求項１に記載のレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたレーザ溶接継手であって、
前記第１鋼板における前記亜鉛系めっき層を有しない前記第１領域と、前記第２鋼板における前記亜鉛系めっき層を有しない前記第２領域とが対向するように、前記第１鋼板と前記第２鋼板とが重ねられて配置されており、
前記溶接金属は、前記第１領域と前記第２領域とが重ねられた領域内に形成されており、
前記亜鉛系めっき層が除去された除去領域における短手方向の長さを幅Ｗ
Ａ
（ｍｍ）とし、前記除去領域における板厚をｔ（ｍｍ）とする場合に、前記幅Ｗ
Ａ
が、下記式（１）により算出される値Ｗ
Ｃ
以下であることを特徴とする、レーザ溶接継手。
式（１）：Ｗ
Ｃ
＝０．７０ｔ
６
－０．３７ｔ
３
＋６．００

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接継手の製造方法及びレーザ溶接継手に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
亜鉛系めっき鋼板は、自動車部材等に広く使用されている。この亜鉛系めっき鋼板の接合方法としては、例えば、レーザ溶接による重ね溶接が挙げられる。亜鉛系めっき鋼板をレーザ溶接により接合する際に、亜鉛系めっき層が存在する領域でレーザ溶接を実施すると、亜鉛が蒸気化して、溶接金属にブローホールが発生する。
【０００３】
ブローホールの発生を低減する方法として、鋼板間に隙間（以下、板隙という。）を設けることが有効であるが、レーザ溶接は溶融部が小さいため、板隙が大きいと溶接が不安定となりやすい。また、生産現場でこの板隙を管理するためには、高度な技術や高精度な冶具を要する。そこで、レーザ光を利用して、事前に鋼板のめっき層を除去した後に、溶接する技術が実用化されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、レーザ光を使用して、部材加工後の残留物を除去する方法が記載されている。また、特許文献２には、レーザ光を導線の溶接対象領域表面に照射して、溶接対象領域表面の被覆を除去する制御を行うレーザ溶接装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００３－２７５８８９号公報
特開２０１０－２５３４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、レーザ光を照射することにより、亜鉛系めっき鋼板のめっき層を除去しようとすると、レーザ光の照射によって鋼板が変形することがある。また、鋼板の変形を抑制しつつ、レーザ光によりめっき層を除去するためには、専用のレーザ加工機（フェムト～ナノ秒パルス発振が可能なシングルモードレーザ）が必要であり、高価な装置導入が必要となる。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、特定のレーザ加工機を使用することなく鋼板表面のめっき層を除去する際の鋼板の変形を抑制することができ、これにより、板隙を設けることなく溶接時のブローホールの発生を防止することができる、レーザ溶接継手の製造方法、及びこの製造方法により製造されるレーザ溶接継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、レーザ溶接継手の製造方法に係る下記［１］の構成により達成される。
【０００９】
［１］第１鋼板の第１領域と第２鋼板の第２領域とを対向させて、重ねて配置する配置工程と、前記第１鋼板と前記第２鋼板とをレーザ溶接により接合する接合工程と、を有するレーザ溶接継手の製造方法であって、
前記第１鋼板及び前記第２鋼板のうち、少なくとも一方は亜鉛系めっき層を有し、
前記配置工程より前に、前記第１領域及び前記第２領域における亜鉛系めっき層に対してレーザ光を照射し、前記第１領域及び前記第２領域における亜鉛系めっき層を除去する除去工程を有し、
前記除去工程において、前記亜鉛系めっき層が除去される除去領域における短手方向の長さを幅Ｗ
Ａ
（ｍｍ）とし、前記除去領域における板厚をｔ（ｍｍ）とする場合に、前記幅Ｗ
Ａ
が、下記式（１）により算出される値Ｗ
Ｃ
以下となるように前記レーザ光を照射し、
前記接合工程において、前記除去領域よりも内側の範囲に対して溶接金属が形成されるようにレーザ溶接を実施することを特徴とする、レーザ溶接継手の製造方法。
式（１）：Ｗ
Ｃ
＝０．７０ｔ
６
－０．３７ｔ
３
＋６．００
【００１０】
また、レーザ溶接継手の製造方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［２］～［５］に関する。
（【００１１】以降は省略されています）

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