JP2000158162A - Method and device for laser cut welding - Google Patents
Method and device for laser cut weldingInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明はレーザ切断した金属
板のの端面を突き合わせて、その突き合わせ部をレーザ
溶接するレーザ切断溶接方法及びその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser cutting welding method and a laser cutting method in which the end faces of a laser cut metal plate are butted and the butted portion is laser welded.
【0002】[0002]
【従来の技術】鋼板等の圧延ラインにおいては、圧延を
連続的に行うために、先行金属板の後端面に後行金属板
の先端面を突き合わせて、その突き合わせ部を溶接する
ことが行われている。突き合わせ溶接方法の一つとし
て、突き合わせ部をレーザビームにより溶接する突き合
わせレーザ溶接法がある。この方法によると、溶接ビー
ド幅が狭く、深い溶け込みが得られるため、溶接性に優
れる。また、熱影響部が狭く、歪みが少なく、結晶粒の
粗大化が抑制されため、溶接部の品質が優れる等の利点
がある。2. Description of the Related Art In a rolling line for a steel plate or the like, in order to continuously perform rolling, the leading end surface of a succeeding metal plate is abutted against the trailing end surface of a preceding metal plate, and the butted portion is welded. ing. As one of the butt welding methods, there is a butt laser welding method of welding a butt portion with a laser beam. According to this method, the weld bead width is narrow and a deep penetration is obtained, so that the weldability is excellent. Further, since the heat-affected zone is narrow, distortion is small, and coarsening of crystal grains is suppressed, there is an advantage that the quality of the welded portion is excellent.
【0003】一方、レーザ溶接を行う場合、金属板の突
き合わせを高精度に行う必要があり、さらに溶接部に溶
融金属を補給するための溶加材を用いないようにするた
めにには、溶接ギャップをできる限り無くすることが必
要となる。このような突き合わせ精度を実現するため、
従来、切断精度を高めるべく高剛性かつ大型のシャーが
レーザ溶接装置に付設されていた。しかしシャーによる
切断面は、切断面と破断面とを持つ形態となり、板厚方
向の面一性が得られ難い。このため、最適な切断条件を
得るため、板厚や材質に応じてブレードのクリアランス
を調節する機構が必要となり、シャーそのものが高剛性
かつ大型になることと相まって、設備コスト高を招来す
る。[0003] On the other hand, when performing laser welding, it is necessary to perform the butting of the metal plates with high precision. Further, in order to avoid using a filler metal for replenishing the molten metal to the welded portion, the welding must be performed. It is necessary to make the gap as small as possible. In order to achieve such matching accuracy,
Conventionally, a high-rigidity and large shear has been attached to a laser welding apparatus in order to increase cutting accuracy. However, the cut surface by the shear becomes a form having a cut surface and a fractured surface, and it is difficult to obtain uniformity in the thickness direction. For this reason, in order to obtain optimum cutting conditions, a mechanism for adjusting the clearance of the blade in accordance with the thickness and the material of the blade is required, and the rigidity and size of the shear itself are increased, resulting in high equipment costs.
【0004】このため、近年、特許第2564042号
公報に開示されているように、溶接用のレーザビームを
金属板の端面の切断にも使用するレーザ切断溶接方法及
び装置が提案されている。For this reason, in recent years, as disclosed in Japanese Patent No. 2564042, there has been proposed a laser cutting welding method and apparatus in which a laser beam for welding is also used for cutting an end face of a metal plate.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】レーザ切断とレーザ溶
接では各用途に適するビームの種類(ビーム横断面にお
けるエネルギーの密度分布の形態を示すモード、周波
数、出力)が異なる。すなわち、レーザビームの種類に
は、一般的に出力は低いが集光性に優れたシングルモー
ド(ビーム横断面の中心部にエネルギー密度のピークが
あり、周辺部にいくに従ってエネルギー密度が低下する
エネルギー密度分布を有する。)のビームと、高出力が
得られるが集光性に劣るリングモード(ビーム横断面の
中心から一定半径隔たった位置にエネルギー密度のピー
クがあるエネルギー密度分布を有する。)あるいはマル
チモード(ビーム横断面の中央部に台形状の高エネルギ
ー密度領域があるエネルギー密度分布を有する。)のビ
ームがある。レーザ切断においては、高精度でかつ高速
な切断を行うためには集光性に優れたシングルモードで
パルス発振によるピーク出力の高いビームが適してい
る。一方、高速なレーザ溶接を実現するには、高出力の
ビームを連続発振できるものが適しており、この場合、
発振器からのビームの伝送において光学レンズが使用で
きない高出力領域のリングモードかマルチモードのビー
ムが適している。The types of beams (mode, frequency, and output indicating the form of energy density distribution in a beam cross section) differ between laser cutting and laser welding. In other words, the type of laser beam is generally a single mode in which the output is low but the light condensing property is excellent (the energy density has a peak at the center of the beam cross section, and the energy density decreases toward the periphery). Density mode) and a ring mode (having an energy density distribution with a peak of energy density at a position separated from the center of the beam cross section by a certain radius) or a ring mode that provides high output but is inferior in light focusing. There is a multi-mode beam (having an energy density distribution having a trapezoidal high energy density region at the center of the beam cross section). In laser cutting, in order to perform cutting with high accuracy and at high speed, a beam having a high peak output due to pulse oscillation in a single mode excellent in light collecting property is suitable. On the other hand, in order to realize high-speed laser welding, those capable of continuously oscillating a high-power beam are suitable. In this case,
A ring-mode or multi-mode beam in a high power region where an optical lens cannot be used in transmitting a beam from an oscillator is suitable.
【0006】従って、前記公報に記載されたように、一
種のレーザビームを用いて切断と溶接を行う場合、レー
ザビームの特性から切断あるいは溶接のどちらかの性能
が犠牲になる。すなわち、溶接性を重視すると切断面の
面一性が不十分になり、他方、切断性を重視すると溶接
時の溶接速度が低下する。このため、溶接速度の低下に
起因した生産性の低下、あるいは切断面精度の低下に起
因した溶接品質の低下を招来する。Therefore, as described in the above publication, when cutting and welding are performed using a kind of laser beam, either cutting or welding performance is sacrificed due to the characteristics of the laser beam. That is, if the emphasis is placed on weldability, the uniformity of the cut surface becomes insufficient. On the other hand, if the emphasis is placed on cutability, the welding speed during welding decreases. For this reason, a decrease in productivity due to a decrease in welding speed or a decrease in welding quality due to a decrease in cut surface accuracy is caused.
【0007】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、溶接速度を低下させることなく、優れた溶接品質が
得られるレーザ切断溶接方法及びその装置を提供するも
のである。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser cutting welding method and an apparatus therefor capable of obtaining excellent welding quality without reducing the welding speed.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1にかかる発明の
レーザ切断溶接方法は、一方の金属板および他方の金属
板の各々に切断用レーザ発振器から出力された切断用レ
ーザビームを集光した切断用集光ビームを照射して切断
し、切断後の金属板の端面同士を突き合わせ、その突き
合わせ部に溶接用レーザ発振器から出力された溶接用レ
ーザビームを集光した溶接用集光ビームを照射して溶接
するものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser cutting welding method, wherein a cutting laser beam output from a cutting laser oscillator is focused on one of a metal plate and the other metal plate. A cutting beam is irradiated and cut to make a cut. The end faces of the cut metal plate are abutted with each other, and the welding portion is irradiated with a welding condensed beam obtained by condensing a welding laser beam output from a welding laser oscillator. It is to be welded.
【0009】この発明によると、切断用レーザビームお
よび溶接用レーザビームはそれぞれ切断用レ−ザ発振器
および溶接用レーザ発振器によって、切断あるいは溶接
に最適なモード、すなわち切断用にはシングルモードの
レーザビームを、溶接用にはリングモードあるいはマル
チモードのレーザビームを利用することができるため、
レーザ溶接においては溶接速度の低下が生じず、またレ
ーザ切断においては面一性に優れた切断面が得られ、引
いては突き合わせ部での合わせ面の整合性が向上し、溶
接品質の向上を図ることができる。According to the present invention, the cutting laser beam and the welding laser beam are controlled by the cutting laser oscillator and the welding laser oscillator, respectively, in a mode optimal for cutting or welding, ie, a single mode laser beam for cutting. Since a ring mode or multi-mode laser beam can be used for welding,
In laser welding, the welding speed does not decrease, and in laser cutting, a cut surface with excellent flushness can be obtained, which in turn improves the matching of the mating surfaces at the butted part, improving the welding quality. Can be planned.
【0010】また、請求項2にかかるレーザ切断溶接方
法は、請求項1に記載された発明において、前記突き合
わせ部に前記切断用レーザビームを集光した集光ビーム
を照射して予熱しつつ、前記溶接用集光ビームを照射し
て溶接するものである。Further, in the laser cutting welding method according to claim 2, in the invention described in claim 1, the butt portion is irradiated with a condensed beam obtained by condensing the cutting laser beam, and is preheated. The welding is performed by irradiating the welding focused beam.
【0011】この発明によると、突き合わせ部に溶接用
集光ビームが照射され、その照射部が溶接される際に、
前記照射部が集光ビームの照射によって事前に予熱され
るので、溶接用集光ビームのエネルギーの吸収率が向上
し、良好な溶け込みが得られ、溶接速度および溶接品質
のより一層の向上を図ることがきる。なお、切断用レー
ザビームとは、金属板の切断用のみに使用するものでな
く、本請求項の発明(以下の請求項にかかる発明におい
て同じ。)のように切断用レ−ザ発振器の出力を適宜調
整して予熱用に使用する場合をも含むものである。ま
た、この発明において、予熱に用いる集光ビームには、
切断用レーザビームを切断用集光部材によって集光した
切断用集光ビームのみならず、前記切断用集光部材とは
別の予熱用集光部材によって集光した予熱用集光ビーム
をも含むものである。According to the present invention, when the butted portion is irradiated with the welding condensed beam and the irradiated portion is welded,
Since the irradiating section is preheated in advance by irradiation of the converging beam, the energy absorption rate of the converging beam for welding is improved, good penetration is obtained, and the welding speed and welding quality are further improved. I can do it. Note that the cutting laser beam is not used only for cutting a metal plate, but is used as an output of a cutting laser oscillator as in the invention of the present invention (the same in the inventions according to the following claims). Is appropriately adjusted and used for preheating. In the present invention, the focused beam used for preheating includes:
Not only the cutting condensing beam obtained by condensing the cutting laser beam by the cutting condensing member but also the preheating condensing beam condensed by a preheating condensing member different from the cutting condensing member is included. It is a thing.
【0012】また、請求項3にかかるレーザ切断溶接方
法は、請求項2に記載された発明において、前記突き合
わせ部に前記集光ビームを照射して赤熱状態に予熱する
ものである。In a third aspect of the present invention, in the laser cutting welding method according to the second aspect, the butt portion is irradiated with the condensed beam to preheat the butt portion to a glowing state.
【0013】この発明によると、突き合わせ部に溶接用
集光ビームを照射して、その照射部を溶接する際に、レ
ーザ溶接すべき照射部が事前に赤熱状態に予熱された状
態であるので、溶接用集光ビームのエネルギー吸収率が
極めて高くなり、非常に良好な溶け込みが得られ、優れ
た溶接速度および溶接品質を得ることができる。According to the present invention, when the butt portion is irradiated with the welding condensed beam and the irradiated portion is welded, the irradiated portion to be laser-welded is preheated to a red-hot state. The energy absorption of the focused beam for welding is extremely high, very good penetration is obtained, and excellent welding speed and welding quality can be obtained.
【0014】請求項4にかかる発明のレーザ切断溶接装
置は、一方の金属板を開放挟持自在に挟持する第1クラ
ンプ部と、他方の金属板を開放挟持自在に挟持するとと
もに挟持した他方の金属板の端面が前記第1クランプ部
に挟持された一方の金属板の端面に対して近接離反自在
に相対移動可能な第2クランプ部と、切断用レーザ発振
器と、溶接用レーザ発振器と、前記切断用レーザ発振器
により出力された切断用レーザビームを前記第1クラン
プ部および前記第2クランプ部の各々に挟持された金属
板を切断するように集光させる切断用集光部と、前記溶
接用レーザ発振器により出力された溶接用レーザビーム
を一方および他方の金属板の端面の突き合わせ部を溶接
するように集光させる溶接用集光部とを備えた切断溶接
用トーチと、前記切断溶接用トーチを金属板の幅方向お
よび長さ方向に移動させるトーチ移動部とを有するもの
である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a laser cutting welding apparatus comprising: a first clamp portion for holding one metal plate so as to be able to be opened and held; and a metal plate for holding the other metal plate so as to be able to be opened and held. A second clamp portion capable of moving relative to an end surface of one of the metal plates sandwiched by the first clamp portion so that the end surface of the plate can approach and separate from the end surface of the one metal plate; a laser oscillator for cutting; a laser oscillator for welding; A laser beam for cutting, which is output by a laser oscillator for laser beam, and a laser beam for cutting, the laser beam for laser beam being condensed so as to cut the metal plate sandwiched between the first clamp portion and the second clamp portion. A cutting welding torch comprising a welding laser beam output by an oscillator and a welding condensing portion for converging so as to weld the butted portions of the end faces of the one and the other metal plates, and The cross-sectional welding torch is one having a torch moving unit that moves in the width direction and length direction of the metal plate.
【0015】この発明によると、切断用レーザビームが
切断用集光部によって集光された切断用集光ビームを第
1クランプ部および第2クランプ部によって挟持された
金属板の幅方向に移動させながら照射することより、金
属板が幅方向に切断される。その後、第2クランプ部を
第1クランプ部側に相対移動させることにより、切断さ
れた金属板の端面同士が突き合わされる。そして、溶接
用レーザビームが溶接用集光部によって集光された溶接
用集光ビームを金属板の突き合わせ部に沿って移動させ
ながら照射することにより、突き合わせ部が溶接され
る。この際、切断用レーザビームおよび溶接用レーザビ
ームはそれぞれ切断用レ−ザ発振器および溶接用レーザ
発振器によって切断あるいは溶接に最適なモードのレー
ザビームを利用することができるため、レーザ溶接にお
いては溶接速度の低下が生じず、またレーザ切断におい
ては面一性に優れた切断面が得られ、ひいては突き合わ
せ部での合わせ面の整合性が向上し、溶接品質の向上を
図ることができる。According to this invention, the cutting laser beam is condensed by the cutting condensing section, and the cutting condensing beam is moved in the width direction of the metal plate sandwiched by the first and second clamp sections. By irradiating while irradiating, the metal plate is cut in the width direction. Thereafter, by moving the second clamp portion relatively to the first clamp portion side, the end surfaces of the cut metal plates are butted against each other. Then, the butt portion is welded by irradiating the welding laser beam while being moved along the butt portion of the metal plate while the welding laser beam is focused by the welding condensing portion. At this time, the laser beam for cutting and the laser beam for welding can use the laser beam in the mode most suitable for cutting or welding by the laser oscillator for cutting and the laser oscillator for welding, respectively. In addition, it is possible to obtain a cut surface which is excellent in flushness in laser cutting, thereby improving the matching of the mating surfaces at the butted portions and improving the welding quality.
【0016】また、請求項5にかかるレーザ切断溶接装
置は、請求項4に記載された発明において、前記溶接用
集光部によって前記溶接用レーザビームが集光された溶
接用集光ビームが照射される前記突き合わせ部の照射部
を予熱すべく前記切断用集光部によって前記切断用レー
ザビームが集光された切断用集光ビームが前記照射部に
事前に照射されるように前記溶接用集光部と前記切断用
集光部とが近接配置されたものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the laser cutting welding apparatus according to the fourth aspect, the welding laser beam is focused by the welding focusing section. The welding condensate beam is preliminarily irradiated on the irradiating section by pre-irradiating the irradiating section with the cutting laser beam condensed by the cutting condensing section so as to preheat the irradiating section of the abutting section. The light part and the cutting light condensing part are arranged close to each other.
【0017】この発明によると、突き合わせ部に溶接用
集光ビームが照射され、その照射部が溶接される際に、
前記照射部が切断用集光ビームの照射によって事前に予
熱されるので、溶接用集光ビームのエネルギーの吸収率
が向上し、良好な溶け込みが得られ、溶接速度および溶
接品質のより一層の向上を図ることがきる。According to the present invention, the butt portion is irradiated with the welding condensed beam, and when the irradiated portion is welded,
Since the irradiation unit is preheated in advance by the irradiation of the cutting condensing beam, the energy absorption rate of the welding condensing beam is improved, good penetration is obtained, and the welding speed and welding quality are further improved. Can be achieved.
【0018】また、請求項6にかかるレーザ切断溶接装
置は、請求項4に記載された発明において、前記切断溶
接用トーチには、前記溶接用集光部によって前記溶接用
レーザビームが集光された溶接用集光ビームが照射され
る前記突き合わせ部の照射部を予熱すべく前記切断用レ
ーザビームが集光された予熱用集光ビームが前記照射部
に事前に照射されるように前記切断用レーザビームを集
光する予熱用集光部と、前記切断用レーザ発振器により
出力された切断用レーザビームの光路を切断用集光部側
から予熱用集光部側に切り換える光路切換手段とが設け
られたものである。According to a sixth aspect of the present invention, in the laser cutting welding apparatus according to the fourth aspect, the welding laser beam is focused on the cutting welding torch by the welding focusing section. The cutting laser beam is condensed so as to pre-heat the irradiating portion of the butt portion to which the welding condensing beam is irradiated. A preheating condensing section for condensing the laser beam; and an optical path switching means for switching an optical path of the cutting laser beam output from the cutting laser oscillator from the cutting condensing section side to the preheating condensing section side. It was done.
【0019】この発明によると、金属板の突き合わせ部
に溶接用集光ビームを照射し、その照射部を溶接する際
に、切断用レ−ザ発振器から出力された切断用レーザビ
ームを光路切換手段を介して予熱用集光部に伝送し、こ
の予熱用集光部によって集光された予熱用集光ビームが
前記照射部に事前に照射され、レーザ溶接すべき照射部
が予熱されるため、溶接用集光ビームのエネルギー吸収
率が向上し、良好な溶け込みが得られ、溶接速度および
溶接品質のより一層の向上を図ることがきる。また、請
求項5に記載したように、切断用集光ビームによって溶
接用集光ビームの照射部を予熱する場合には切断用集光
部を溶接用集光部に近接配置させる必要があるが、この
発明では切断用集光部および溶接用集光部の配置の自由
度が大きくなり、設計、製作が容易である。According to this invention, the butt portion of the metal plate is irradiated with the converging beam for welding, and when welding the irradiating portion, the cutting laser beam output from the laser oscillator for cutting is used to switch the optical path. Transmitted to the preheating condensing section via, the preheating condensed beam condensed by this preheating condensing section is irradiated beforehand on the irradiation section, and the irradiation section to be laser welded is preheated, The energy absorption rate of the focused beam for welding is improved, good penetration is obtained, and the welding speed and welding quality can be further improved. As described in claim 5, when the irradiation part of the welding condensed beam is preheated by the condensing beam for cutting, it is necessary to arrange the condensing part for cutting close to the condensing part for welding. According to the present invention, the degree of freedom of the arrangement of the light-collecting portion for cutting and the light-collecting portion for welding is increased, and the design and manufacture are easy.
【0020】また、請求項7にかかるレーザ切断溶接装
置は、請求項4に記載された発明において、前記切断溶
接用トーチには前記溶接用集光部によって前記溶接用レ
ーザビームが集光された溶接用集光ビームが照射される
前記突き合わせ部の照射部を予熱すべく前記切断用レー
ザビームが集光された予熱用集光ビームが前記照射部に
事前に照射されるように前記切断用レーザビームを集光
する予熱用集光部が設けられ、前記切断用集光部および
前記予熱用集光部は各々光ファイバーを介して前記切断
用レ−ザ発振器に接続され、前記切断用レーザ発振器に
より出力された切断用レーザビームを前記いずれか一方
の光ファイバーに伝送する光路切換手段が設けられたも
のである。According to a seventh aspect of the present invention, in the laser cutting welding apparatus according to the fourth aspect, the welding laser beam is focused on the cutting welding torch by the welding focusing section. The cutting laser so that the preheating condensed beam in which the cutting laser beam is condensed so as to preheat the irradiation portion of the butting portion to which the welding condensing beam is irradiated is irradiated on the irradiation portion in advance. A preheating condensing section for condensing the beam is provided, and the cutting condensing section and the preheating condensing section are connected to the cutting laser oscillator via optical fibers, respectively. An optical path switching means for transmitting the output cutting laser beam to one of the optical fibers is provided.
【0021】この発明によると、切断用レ−ザ発振器か
ら出力された切断用レーザビームを光路切換手段によ
り、いずれか一方の光ファイバーを介して切断用集光部
あるいは予熱用集光部に伝送することができ、切断用レ
ーザビームの伝送路や切断溶接用トーチを簡単容易に構
成することができるため、切断用集光部および溶接用集
光部の配置の自由度も大きくなり、設計、製作が容易で
ある。また、突き合わせ部に溶接用集光ビームを照射
し、その照射部を溶接する際に、切断用レ−ザ発振器か
ら出力された切断用レーザビームを光路切換手段を介し
て予熱用集光部に伝送し、この予熱用集光部によって集
光された予熱用集光ビームが前記照射部に事前に照射さ
れ、レーザ溶接すべき照射部が予熱されるため、溶接用
集光ビームのエネルギー吸収率が向上し、良好な溶け込
みが得られ、溶接速度および溶接品質のより一層の向上
を図ることがきる。According to the present invention, the cutting laser beam output from the cutting laser oscillator is transmitted to the cutting light collecting section or the preheating light collecting section via one of the optical fibers by the optical path switching means. Since the transmission path of the laser beam for cutting and the torch for cutting welding can be easily and easily configured, the degree of freedom in the arrangement of the focusing part for cutting and the focusing part for welding is increased, and Is easy. Also, when the butt portion is irradiated with the welding condensed beam and the irradiated portion is welded, the cutting laser beam output from the cutting laser oscillator is applied to the preheating condensing portion via the optical path switching means. Transmitted, the preheating condensed beam condensed by the preheating condensing part is previously irradiated on the irradiation part, and the irradiation part to be laser-welded is preheated. And good penetration can be obtained, and the welding speed and welding quality can be further improved.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】まず、実施形態にかかるレーザ切
断溶接装置について、以下、図を参照して説明する。な
お、図1には説明の便宜上、金属板の長さ方向をX軸、
金属板の幅方向をY軸とする直行座標系(矢印の方向を
正とする。)を示した。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a laser cutting welding apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, for convenience of description, the length direction of the metal plate is indicated by the X axis,
The orthogonal coordinate system in which the width direction of the metal plate is the Y axis (the direction of the arrow is positive) is shown.
【0023】このレーザ切断溶接装置は、図1に示すよ
うに、X軸方向に水平に搬送される鋼板等の金属板を開
放挟持自在に挟持する第1クランプ部1と、該第1クラ
ンプ部1に対向して配置され、これに近接離反するよう
にX軸方向に移動停止可能に設けられた第2クランプ部
2とがベース3の上に設けられている。前記第1クラン
プ部1および第2クランプ部2は、金属板の上下方向の
位置決め基準となる上板5と、この上板5に対して昇降
し、前記上板5との間で金属板を挟持開放する下板6
と、この下板6を前記上板5に対して昇降させる油圧シ
リンダ等の昇降手段7とを備えている。As shown in FIG. 1, the laser cutting and welding apparatus comprises a first clamp portion 1 for holding a metal plate such as a steel plate conveyed horizontally in the X-axis direction so as to be openably slidable, and the first clamp portion. A second clamp portion 2 is disposed on the base 3 so as to be opposed to the first clamp member 1 and to be movable toward the X-axis so as to be movable toward and away from the first clamp member 2. The first clamp portion 1 and the second clamp portion 2 move upward and downward with respect to the upper plate 5 serving as a reference for positioning the metal plate in the vertical direction, and move the metal plate between the upper plate 5 and the upper plate 5. Lower plate 6 to hold and open
And a lifting means 7 such as a hydraulic cylinder for raising and lowering the lower plate 6 with respect to the upper plate 5.
【0024】前記ベース3の両側には、一対のキャリア
9,9がX軸方向に移動停止自在に設けられており、該
キャリア9,9の上部にはY軸方向に沿って切断溶接用
トーチ20をY軸方向に沿って移動停止自在に移動させ
る移動フレーム10が架設されている。なお、前記キャ
リア9,9および前記移動フレーム10は本発明のトー
チ移動部を構成している。A pair of carriers 9, 9 are provided on both sides of the base 3 so as to be able to stop moving in the X-axis direction. A torch for cutting and welding is provided on the upper portions of the carriers 9, 9 along the Y-axis direction. A movable frame 10 for moving the movable member 20 along the Y-axis direction so as to be able to stop moving is provided. The carriers 9, 9 and the moving frame 10 constitute a torch moving section of the present invention.
【0025】また、前記ベース3の近傍で前記キャリア
9,9と干渉しない領域には、切断用レ−ザ発振器13
および溶接用レーザ発振器14が設けられている。前記
切断用レ−ザ発振器13は、パルス発振と連続発振がで
き、集光性に優れたシングルモードのレーザビームを発
振するものであり、具体的にはYAGレーザ等の固体レ
ーザやCO2 ガスレーザ等の気体レーザが好適である。
一方、前記溶接用レーザ発振器14は高出力の連続発振
が可能なリングモードやマルチモードのレーザビームを
発振するものであり、具体的には気体レーザ、例えばC
O2 ガスレーザが好適である。前記切断用レ−ザ発振器
13、溶接用レーザ発振器14から出力された切断用レ
ーザビーム、溶接用レーザビームは、蛇腹等の伸縮自在
のビーム伝送部材16A,16Bおよび反射鏡を内蔵し
た中継ボックス17を介して前記移動フレーム10に付
設された切断溶接用トーチ20に伝送される。Further, in a region near the base 3 which does not interfere with the carriers 9, 9, a cutting laser oscillator 13 is provided.
And a welding laser oscillator 14. The cutting laser oscillator 13 is capable of performing pulse oscillation and continuous oscillation and oscillating a single-mode laser beam having excellent light condensing properties. Specifically, a solid-state laser such as a YAG laser or a CO 2 gas laser Gas lasers such as are preferred.
On the other hand, the welding laser oscillator 14 oscillates a ring-mode or multi-mode laser beam capable of continuous high-power oscillation. Specifically, a gas laser such as C
O 2 gas lasers are preferred. The cutting laser beam and the welding laser beam output from the cutting laser oscillator 13 and the welding laser oscillator 14 are used for a relay box 17 having telescopic beam transmitting members 16A and 16B such as bellows and a reflecting mirror. Is transmitted to the cutting and welding torch 20 attached to the moving frame 10 via the.
【0026】前記切断溶接用トーチ20は、図2に示す
ように、トーチ本体21内に、溶接用レーザ発振器14
からビーム伝送部材16B内を伝送されてきた溶接用レ
ーザビームW1を反射ミラー22,23を介して集光す
る溶接用集光ミラー24が設けられており、前記溶接用
集光ミラー24によって集光された溶接用集光ビームW
2は下方に位置する金属板に向かって垂直に照射され
る。前記トーチ本体21には、前記溶接用集光ビームW
2の照射部(溶接部)を覆うようにシールドガスを噴射
する溶接用ガスノズル26が付設されている。前記シー
ルドガスは溶接部の酸化防止や金属の蒸発防止のための
ものであり、例えば窒素ガス、アルゴンガス等の不活性
ガスが使用される。As shown in FIG. 2, the cutting and welding torch 20 has a welding laser oscillator 14 inside a torch body 21.
A welding condensing mirror 24 is provided for condensing the welding laser beam W1 transmitted through the beam transmitting member 16B through the reflecting mirrors 22 and 23, and is condensed by the welding condensing mirror 24. Focused welding beam W
2 is irradiated vertically toward the metal plate located below. The torch main body 21 has the welding condensing beam W
A welding gas nozzle 26 for injecting a shielding gas is provided so as to cover the irradiation part (welding part) 2. The shield gas is used to prevent oxidation of the welded portion and to prevent evaporation of the metal. For example, an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is used.
【0027】また、トーチ本体21内には、予熱の際に
用いる切断用レーザビームC1を集光する予熱用集光レ
ンズ28が設けられている。この予熱用集光レンズ28
は、これによって集光された予熱用集光ビームHの照射
部が前記溶接用集光ビームW2の照射部のY軸正方向
(溶接時の切断溶接用トーチ20の進行方向)の前方近
傍に位置するように配置されている。A torch main body 21 is provided with a preheating condenser lens 28 for condensing the cutting laser beam C1 used for preheating. This preheating condenser lens 28
The irradiation part of the condensing beam H for preheating condensed by this is located near the front of the irradiation part of the condensing beam W2 for welding in the positive Y-axis direction (the traveling direction of the cutting torch 20 during welding). It is arranged to be located.
【0028】また、トーチ本体21の下部には、切断の
際に用いる切断用レーザビームC1を集光する切断用集
光レンズ30を備えた切断用ガスノズル31が付設され
ている。前記切断用集光レンズ30には焦点距離の短い
集光性に優れたレンズが使用され、これによって集光さ
れた切断用集光ビームC2は下方に位置する金属板に向
かって垂直に照射される。また前記切断用ガスノズル3
1には、前記切断用集光レンズ30の下方にガス供給口
32が設けられており、このガス供給口32より供給さ
れたアシストガスは、切断用集光ビームC2とともにノ
ズル先端口から金属板の表面に向けて噴射される。前記
アシストガスは、金属板をレーザ切断する際、金属と酸
化反応を起こして、金属の溶解、蒸発を促進させるもの
であり、例えば鋼板のレーザ切断の際には酸素ガスが用
いられる。At the lower part of the torch body 21, a cutting gas nozzle 31 having a cutting condenser lens 30 for condensing the cutting laser beam C1 used for cutting is attached. As the cutting condenser lens 30, a lens having a short focal length and excellent condensing properties is used, and the condensed condensing beam C <b> 2 which is condensed is vertically irradiated toward a metal plate located below. You. The cutting gas nozzle 3
1, a gas supply port 32 is provided below the cutting condenser lens 30. The assist gas supplied from the gas supply port 32 is supplied to the metal plate from the nozzle tip port together with the cutting condenser beam C2. It is sprayed toward the surface of. When the metal plate is laser-cut, the assist gas causes an oxidation reaction with the metal to accelerate the dissolution and evaporation of the metal. For example, oxygen gas is used for laser cutting of a steel plate.
【0029】また、前記トーチ本体21内には、切断用
レ−ザ発振器13からビーム伝送部材16A内を伝送さ
れてきた切断用レーザビームC1の光路を前記切断用集
光レンズ30側又は前記予熱用集光レンズ28側に切り
換える光路切換反射ミラー34が設けられており、この
光路切換反射ミラー34は旋回軸35を中心として、回
動停止可能に構成されている。In the torch main body 21, the optical path of the cutting laser beam C1 transmitted from the cutting laser oscillator 13 through the beam transmitting member 16A is set to the cutting condensing lens 30 side or the preheating. An optical path switching reflecting mirror 34 for switching to the side of the condensing lens 28 is provided, and the optical path switching reflecting mirror 34 is configured to be able to stop rotating around a pivot shaft 35.
【0030】前記溶接用集光ビームW2、予熱用集光ビ
ームHおよび切断用集光ビームC2は、各ビームの中心
線が金属板に垂直に立てた平面を通るように、反射ミラ
ー、集光ミラー等の光学系部材が配置されており、前記
溶接用集光ミラー24、予熱用集光レンズ28、切断用
集光レンズ30、光路切換反射ミラー34は、各々本発
明の溶接用集光部、予熱用集光部、切断用集光部、光路
切換手段に相当する。The condensing beam W2 for welding, the condensing beam H for preheating and the condensing beam C2 for cutting are reflected by a reflecting mirror so that the center line of each beam passes through a plane set up perpendicular to the metal plate. An optical system member such as a mirror is disposed. The welding condensing mirror 24, the preheating condensing lens 28, the cutting condensing lens 30, and the optical path switching reflection mirror 34 are each a welding condensing part of the present invention. , A preheating condensing unit, a cutting condensing unit, and an optical path switching unit.
【0031】次に、上記レーザ切断溶接装置の動作をと
おして、本発明のレーザ切断溶接方法について説明す
る。まず、図3に示すように、第1クランプ部1と第2
クランプ部2とが離間した位置において、第1クランプ
部1に一方の金属板S1の端部を挟持し、第2クランプ
部2に他方の金属板S2の端部を挟持する。そして、第
1クランプ部1によって挟持された金属板S1の端部を
レーザ切断する。すなわち、切断溶接用トーチ20を金
属板S1の幅方向の外側からY軸の正方向に移動させな
がら、切断用レーザビームC1を光路切換反射ミラー3
4を介して切断用集光レンズ30に伝送し、切断用集光
ビームC2を金属板S1に照射して金属板S1の端部を
幅方向に切断する。このとき、ガス供給口32から高圧
のアシストガスを供給し、切断部で発生した酸化熱によ
りレーザ切断を促進する。Next, the laser cutting welding method of the present invention will be described through the operation of the laser cutting welding apparatus. First, as shown in FIG.
At a position separated from the clamp unit 2, the end of one metal plate S <b> 1 is clamped by the first clamp unit 1, and the end of the other metal plate S <b> 2 is clamped by the second clamp unit 2. Then, the end of the metal plate S1 held by the first clamp unit 1 is laser-cut. That is, while moving the welding torch 20 in the positive direction of the Y-axis from the outside in the width direction of the metal plate S1, the cutting laser beam C1
The light is transmitted to the cutting condensing lens 30 through 4, and the cutting condensing beam C2 is irradiated on the metal plate S1 to cut the end of the metal plate S1 in the width direction. At this time, a high-pressure assist gas is supplied from the gas supply port 32, and laser cutting is promoted by oxidizing heat generated in the cutting section.
【0032】金属板S1を切断後、図4に示すように、
キャリア9,9を第2クランプ部2側に移動させ、切断
溶接用トーチ20をY軸の負方向に移動させながら、金
属板S1のレーザ切断と同様にして、第2クランプ部2
によって挟持された金属板S2の端部をレーザ切断す
る。After cutting the metal plate S1, as shown in FIG.
The carrier 9, 9 is moved to the second clamp portion 2 side, and the cutting and welding torch 20 is moved in the negative direction of the Y-axis.
The end of the metal plate S2 sandwiched by the laser cutting is performed.
【0033】金属板S2の端部をレーザ切断した後、図
5に示すように、第2クランプ部2を第1クランプ部1
側に移動させて、第1クランプ部1に挟持された金属板
S1の端部切断面と第2クランプ部2に挟持された金属
板S2の端部切断面とを突き合わせる。この間、キャリ
ア9,9も第1クランプ部1側に移動させ、切断溶接用
トーチ20から照射される溶接用集光ビームW2および
予熱用集光ビームHの照射部が金属板S1および金属板
S2の突き合わせ部を通る直線上に位置するように位置
決めする。After laser cutting the end of the metal plate S2, as shown in FIG. 5, the second clamp 2 is connected to the first clamp 1
Then, the end cut surface of the metal plate S1 held by the first clamp portion 1 and the end cut surface of the metal plate S2 held by the second clamp portion 2 are abutted. During this time, the carriers 9, 9 are also moved to the first clamp portion 1 side, and the irradiating portions of the welding condensing beam W2 and the preheating condensing beam H emitted from the cutting and welding torch 20 are made of the metal plate S1 and the metal plate S2. Are positioned so as to be located on a straight line passing through the abutting portion of.
【0034】次に、溶接用レーザ発振器14から溶接用
レーザビームW1を出力し、これを反射ミラー22,2
3を介して溶接用集光ミラー24に伝送して、溶接用集
光ビームW2を形成するとともに、切断用レ−ザ発振器
13の出力を調整して、予熱のための切断用レーザビー
ムC1を出力し、光路切換反射ミラー34を回動して、
光路を切断用集光レンズ30側から予熱用集光レンズ2
8側に切り換え、切断用レーザビームC1を予熱用集光
レンズ28にて集光し、予熱用集光ビームHを形成す
る。そして、切断溶接用トーチ20をY軸の正方向に移
動させると、溶接用集光ビームW2の照射の直前に予熱
用集光ビームHが照射され、金属板S1と金属板S2と
の突き合わせ部に予熱用集光ビームHの照射によって赤
熱した照射部が形成され、続いてこの赤熱状態の照射部
に溶接用集光ビームW2が照射される。この際、溶接用
集光ビームW2の照射部はすでに赤熱状態となっている
ため、溶接用集光ビームW2のエネルギー吸収率を大幅
に高めることでき、単に溶接用集光ビームW2のみを照
射して溶接する場合と比較して、深い溶け込みを得るこ
とができ、高速で高品質の溶接を実現することができ
る。なお、予熱状態としては、溶接用集光ビームW2を
照射する際に赤熱状態(暗赤熱状態を含む。)であるこ
とが好ましいが、赤熱状態に至らない予熱であっても、
単に溶接用集光ビームW2のみを照射して溶接する場合
に比して、溶接用集光ビームW2のエネルギー吸収率が
向上するため、溶接性や溶接速度を向上させることがで
きる。Next, a welding laser beam W1 is output from the welding laser oscillator 14, and this is reflected by the reflection mirrors 22,2.
3, the laser beam is transmitted to the welding condensing mirror 24 to form a condensing welding beam W2, and the output of the cutting laser oscillator 13 is adjusted to produce a cutting laser beam C1 for preheating. And the optical path switching reflection mirror 34 is rotated,
The optical path is cut from the condenser lens 30 for cutting to the condenser lens 2 for preheating.
Then, the laser beam for cutting C1 is condensed by the condensing lens for preheating 28 to form a condensing beam H for preheating. Then, when the cutting welding torch 20 is moved in the positive direction of the Y-axis, the preheating condensing beam H is irradiated immediately before the irradiation of the welding condensing beam W2, and the butting portion of the metal plate S1 and the metal plate S2 is joined. An irradiation part which glows red by irradiation of the condensing beam H for preheating is formed, and then the condensing beam W2 for welding is irradiated to the irradiation part in the red heat state. At this time, since the irradiation part of the welding condensing beam W2 is already in a red-hot state, the energy absorption rate of the welding condensing beam W2 can be greatly increased, and only the welding condensing beam W2 is simply irradiated. As compared with the case of welding by welding, deep penetration can be obtained, and high-speed welding of high quality can be realized. The preheating state is preferably a glowing state (including a dark glowing state) when irradiating the welding condensing beam W2, but even if the preheating state does not reach the glowing state,
Compared to the case where welding is performed by simply irradiating only the welding condensing beam W2, the energy absorption rate of the welding condensing beam W2 is improved, so that weldability and welding speed can be improved.
【0035】上記実施形態では、切断用レ−ザ発振器1
3と溶接用レーザ発振器14とは、ベース3を挟んで両
側に配置されているが、図1中2点鎖線で示したよう
に、いずれか一方の側に両発振器を設けてもよい。この
場合の切断溶接用トーチ20Aの構造例を図6に示す。
なお、図6において、図2と同機能の部材は同符合で示
されている。In the above embodiment, the cutting laser oscillator 1
The laser oscillator 3 and the welding laser oscillator 14 are arranged on both sides of the base 3, but both oscillators may be provided on one of the sides as shown by a two-dot chain line in FIG. FIG. 6 shows a structural example of the cutting welding torch 20A in this case.
In FIG. 6, members having the same functions as those in FIG. 2 are indicated by the same reference numerals.
【0036】この切断溶接用トーチ20Aでは、切断用
集光レンズ30が設けられた切断用ガスノズル31は筒
体40を介してトーチ本体21Aのレーザビーム入射側
に設けられている。トーチ本体21A内には、切断用レ
−ザ発振器13から出力された切断用レーザビームC1
を切断用集光レンズ30側に反射させる切断位置と、伝
送方向に通過させる予熱位置と間で移動停止可能な光路
切換反射ミラー34Aが設けられており、前記光路切換
反射ミラー34Aが予熱位置にあるときに通過した切断
用レーザビームC1を反射ミラー41,42を介して集
光する予熱用集光ミラー(予熱用集光部に相当)43を
備えている。この予熱用集光ミラー43によって集光さ
れた予熱用集光ビームHは、溶接用集光ビームW2の照
射部に対して切断溶接用トーチ20Aの進行方向前方近
傍に照射され、前記照射部を事前に予熱する。なお、図
中の矢印は溶接時の切断溶接トーチ20Aの進行方向を
示す。In this cutting welding torch 20A, the cutting gas nozzle 31 provided with the cutting condenser lens 30 is provided on the laser beam incident side of the torch main body 21A via the cylindrical body 40. The cutting laser beam C1 output from the cutting laser oscillator 13 is provided in the torch main body 21A.
An optical path switching reflection mirror 34A is provided which can stop moving between a cutting position where the light is reflected toward the cutting condenser lens 30 and a preheating position where the light is passed in the transmission direction, and the optical path switching reflection mirror 34A is moved to the preheating position. A preheating condensing mirror (corresponding to a preheating condensing part) 43 for condensing the cutting laser beam C1 that has passed at a certain time via the reflection mirrors 41 and 42 is provided. The preheating condensing beam H condensed by the preheating condensing mirror 43 is applied to the irradiation part of the welding condensing beam W2 near the front in the traveling direction of the cutting welding torch 20A, and the irradiation part is irradiated. Preheat in advance. The arrow in the figure indicates the traveling direction of the cutting welding torch 20A during welding.
【0037】また、上記実施形態では、予熱用集光レン
ズ28、切断用集光レンズ30への切断用レーザビーム
C1の伝送を反射ミラーによって行ったが、切断用レ−
ザ発振器13は溶接用レーザ発振器14に比して小出力
でよいので、切断用レ−ザ発振器13として例えばヤグ
レーザ発振器を用い、切断用レーザビームを光ファイバ
ーによって切断用集光部、予熱用集光部に伝送するよう
にしてもよい。この場合の切断溶接用トーチ20Bの構
造例を図7に示す。なお、図7において、図2と同機能
の部材は同符合で示している。In the above embodiment, the transmission of the cutting laser beam C1 to the preheating condenser lens 28 and the cutting condenser lens 30 is performed by the reflection mirror.
Since the laser oscillator 13 may have a smaller output than the laser oscillator 14 for welding, for example, a yag laser oscillator is used as the laser oscillator 13 for cutting, and the laser beam for cutting is condensed by an optical fiber into a condensing section for cutting and a condensing section for preheating. It may be transmitted to a unit. FIG. 7 shows a structural example of the cutting torch 20B in this case. In FIG. 7, members having the same functions as those in FIG. 2 are indicated by the same reference numerals.
【0038】この切断溶接用トーチ20Bでは、トーチ
本体21Bの内部には、溶接用集光ビームW2を形成す
るための反射ミラー22,23と溶接用集光ミラー24
が設けられているだけである。一方、トーチ本体21B
の前端部には鉛直下方を指向する切断用集光トーチ部
(切断用集光部に相当)51、および溶接用集光ビーム
W2の照射部に対して切断溶接用トーチ20Bの進行方
向前方近傍を指向する予熱用集光トーチ部(予熱用集光
部に相当)52が取付部材60を介して付設され、これ
らの集光トーチ部51,52は切断用レ−ザ発振器と光
ファイバー54,55によって連結されている。前記切
断用集光トーチ部51および予熱用集光トーチ部52の
先端部には各々ガス供給口56,57を有する切断用ガ
スノズル58および予熱用ガスノズル59が付設されて
いる。前記切断用ガスノズル58のガス供給口56には
アシストガスが、前記予熱用ガスノズル59のガス供給
口57にはシールドガスが供給され、これらのガスはノ
ズルの先端部に形成されたガス噴射口から切断用集光ビ
ームC2、予熱用集光ビームHを覆うように噴射され
る。なお、図中の矢印は溶接時の切断溶接用トーチ20
Bの進行方向を示す。In the cutting and welding torch 20B, the reflection mirrors 22 and 23 and the welding light focusing mirror 24 for forming the welding focused beam W2 are provided inside the torch main body 21B.
Is merely provided. On the other hand, the torch body 21B
At the front end of the cutting torch part (corresponding to a cutting condensing part) 51 pointing vertically downward, and near the front of the cutting and welding torch 20B in the traveling direction with respect to the irradiation part of the welding condensing beam W2. A preheating condensing torch portion (corresponding to a preheating condensing portion) 52 is provided via a mounting member 60, and these condensing torch portions 51 and 52 are provided with a cutting laser oscillator and optical fibers 54 and 55. Are linked by A cutting gas nozzle 58 and a preheating gas nozzle 59 having gas supply ports 56 and 57, respectively, are attached to the distal ends of the cutting light collecting torch 51 and the preheating light collecting torch 52, respectively. An assist gas is supplied to a gas supply port 56 of the cutting gas nozzle 58, and a shielding gas is supplied to a gas supply port 57 of the preheating gas nozzle 59. These gases are supplied from a gas injection port formed at the tip of the nozzle. It is sprayed so as to cover the converging beam C2 for cutting and the converging beam H for preheating. The arrow in the figure indicates the cutting welding torch 20 during welding.
The direction of travel of B is shown.
【0039】この実施形態では、切断溶接用トーチ20
Bは溶接用レーザビームW1の伝送のみを行えばよいの
で構造が簡単になり、また切断あるいは予熱のために用
いられる切断用レーザビームC1の伝送は光ファイバー
54,55によって行うので、その伝送路も簡単に構成
することができる。なお、切断用レ−ザ発振器には光路
切換手段が付設されており、これによって切断用レ−ザ
発振器によって出力された切断用レーザビームを切断用
集光トーチ部51側の光ファイバー54か、予熱用集光
トーチ部52側の光ファイバー55かのいずれか一方の
光ファイバーに伝送する。In this embodiment, the cutting torch 20
B only needs to transmit the welding laser beam W1 and therefore has a simple structure. Further, since the transmission of the cutting laser beam C1 used for cutting or preheating is performed by the optical fibers 54 and 55, the transmission path is also required. It can be easily configured. The cutting laser oscillator is provided with an optical path switching means so that the cutting laser beam output from the cutting laser oscillator can be preheated to the optical fiber 54 on the cutting condensing torch 51 side. The light is transmitted to any one of the optical fibers 55 on the side of the light collecting torch 52.
【0040】また、上記実施形態では、予熱用集光レン
ズや予熱用集光ミラー、予熱用集光トーチ部を設けて、
これによって溶接用集光ビームW2の照射部を事前に予
熱するようにしたが、これらの予熱用集光部は必ずしも
必要ではなく、溶接用集光ビームW2の照射部の溶接方
向前方近傍に切断用集光ビームC2の照射部がくるよう
に光学系を設け、この切断用集光ビームC2の出力を調
整して予熱用集光ビームとして使用してもよい。In the above embodiment, the preheating condenser lens, the preheating condenser mirror, and the preheating condenser torch are provided.
Thus, the irradiation part of the welding condensing beam W2 is preheated in advance. However, these preheating condensing parts are not necessarily required, and the irradiation part of the welding condensing beam W2 is cut near the front in the welding direction. An optical system may be provided so that the irradiation part of the condensing beam C2 comes, and the output of the condensing beam C2 for cutting may be adjusted to be used as a condensing beam for preheating.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明によれば、切断用レ−ザ発振器と
溶接用レーザ発振器とを別個に設けたので、切断用ある
いは溶接用に最適なモードのレーザビームを使用するこ
とができ、溶接速度を低下させることなく、溶接品質の
向上を図ることができる。また、溶接用集光ビームの照
射部を事前に予熱するようにすることで、溶接用集光ビ
ームのエネルギー吸収率を向上させることができ、溶接
速度や溶接品質をより一層向上させることができる。According to the present invention, a laser oscillator for cutting and a laser oscillator for welding are separately provided, so that a laser beam in a mode optimal for cutting or welding can be used. The welding quality can be improved without lowering the speed. Further, by preheating the irradiation part of the welding condensing beam in advance, the energy absorption rate of the welding condensing beam can be improved, and the welding speed and welding quality can be further improved. .
【図1】実施形態にかかるレーザ切断溶接装置の全体斜
視図である。FIG. 1 is an overall perspective view of a laser cutting welding apparatus according to an embodiment.
【図2】実施形態にかかる切断溶接用トーチの断面説明
図である。FIG. 2 is an explanatory sectional view of the cutting torch according to the embodiment;
【図3】一方の金属板の端部をレーザ切断する状態を示
す要部断面側面図である。FIG. 3 is a cross-sectional side view of a main part showing a state where an end of one metal plate is laser-cut.
【図4】他方の金属板の端部をレーザ切断する状態を示
す要部断面側面図である。FIG. 4 is a cross-sectional side view of a main part showing a state where an end of the other metal plate is laser-cut.
【図5】一方の金属板と他方の金属板の端面が突き合わ
された突き合わせ部をレーザ溶接する状態を示す要部断
面側面図である。FIG. 5 is a cross-sectional side view of a main part showing a state where a butted portion where the end faces of one metal plate and the other metal plate are butted is laser-welded.
【図6】他の実施形態にかかる切断溶接用トーチの断面
説明図である。FIG. 6 is an explanatory sectional view of a cutting torch according to another embodiment.
【図7】光ファイバーにより切断用レーザビームを伝送
する場合の切断溶接用トーチの断面説明図である。FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view of a cutting welding torch when a cutting laser beam is transmitted by an optical fiber.
1 第1クランプ部 2 第2クランプ部 9 キャリア 10 移動フレーム 13 切断用レ−ザ発振器 14 溶接用レーザ発振器 20,20A,20B 切断溶接用トーチ 24 溶接用集光ミラー 28 予熱用集光レンズ 30 切断用集光レンズ 34,34A 光路切換反射ミラー 43 予熱用集光ミラー 51 切断用集光トーチ部 52 予熱用集光トーチ部 54,55 光ファイバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st clamp part 2 2nd clamp part 9 Carrier 10 Moving frame 13 Laser oscillator for cutting 14 Laser oscillator for welding 20, 20A, 20B Torch for cutting and welding 24 Condensing mirror for welding 28 Condensing lens for preheating 30 Cutting Condensing lens 34, 34A Optical path switching reflecting mirror 43 Preheating condensing mirror 51 Cutting condensing torch 52 Preheating condensing torch 54, 55 Optical fiber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B21B 1/26 B21B 1/26 C 15/00 15/00 A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // B21B 1/26 B21B 1/26 C 15/00 15/00 A
Claims (7)
に切断用レーザ発振器から出力された切断用レーザビー
ムを集光した切断用集光ビームを照射して切断し、切断
後の金属板の端面同士を突き合わせ、その突き合わせ部
に溶接用レーザ発振器から出力された溶接用レーザビー
ムを集光した溶接用集光ビームを照射して溶接するレー
ザ切断溶接方法。1. A metal plate after cutting by irradiating each of the one metal plate and the other metal plate with a cutting condensing beam obtained by condensing a cutting laser beam outputted from a cutting laser oscillator. A laser cutting welding method in which end faces of the laser beam are butted, and the butted portion is welded by irradiating a welding condensed beam obtained by condensing a welding laser beam output from a welding laser oscillator.
ームを集光した集光ビームを照射して予熱しつつ、前記
溶接用集光ビームを照射して溶接する請求項1に記載し
たレーザ切断溶接方法。2. The laser cutting welding according to claim 1, wherein the welding is performed by irradiating the converging beam with the condensing beam for welding while irradiating the butted portion with a condensed beam obtained by condensing the laser beam for cutting and preheating. Method.
射して赤熱状態に予熱する請求項2に記載したレーザ切
断溶接方法。3. The laser cutting welding method according to claim 2, wherein the butt portion is irradiated with the condensed beam to preheat to a red hot state.
第1クランプ部と、 他方の金属板を開放挟持自在に挟持するとともに挟持し
た他方の金属板の端面が前記第1クランプ部に挟持され
た一方の金属板の端面に対して近接離反自在に相対移動
可能な第2クランプ部と、 切断用レーザ発振器と、 溶接用レーザ発振器と、 前記切断用レーザ発振器により出力された切断用レーザ
ビームを前記第1クランプ部および前記第2クランプ部
の各々に挟持された金属板を切断するように集光させる
切断用集光部と、前記溶接用レーザ発振器により出力さ
れた溶接用レーザビームを一方および他方の金属板の端
面の突き合わせ部を溶接するように集光させる溶接用集
光部とを備えた切断溶接用トーチと、 前記切断溶接用トーチを金属板の幅方向および長さ方向
に移動させるトーチ移動部とを有するレーザ切断溶接装
置。4. A first clamp portion for holding one of the metal plates so as to be able to be opened and held, and an end surface of the other metal plate for holding and holding the other metal plate so as to be able to be opened and held by the first clamp portion. A second clamp portion movable relatively close to and away from the end surface of the one of the metal plates, a cutting laser oscillator, a welding laser oscillator, and a cutting laser beam output by the cutting laser oscillator. A laser beam for welding output from the laser oscillator for welding, and a laser beam for welding output from the laser oscillator for welding. A cutting and welding torch provided with a welding condensing portion for condensing so that the butted portions of the end surfaces of the other metal plates are welded; and Laser cutting welding device having a torch moving unit that moves in the direction.
ーザビームが集光された溶接用集光ビームが照射される
前記突き合わせ部の照射部を予熱すべく前記切断用集光
部によって前記切断用レーザビームが集光された切断用
集光ビームが前記照射部に事前に照射されるように前記
溶接用集光部と前記切断用集光部とが近接配置された請
求項4に記載されたレーザ切断溶接装置。5. The cutting light condensing portion for preheating an irradiation portion of the butting portion to which a welding condensing beam in which the welding laser beam is condensed by the welding light condensing portion is irradiated. 5. The welding condensing unit and the cutting condensing unit are arranged close to each other so that the cutting condensed beam in which the laser beam is condensed is irradiated on the irradiation unit in advance. Laser cutting welding equipment.
集光部によって前記溶接用レーザビームが集光された溶
接用集光ビームが照射される前記突き合わせ部の照射部
を予熱すべく前記切断用レーザビームが集光された予熱
用集光ビームが前記照射部に事前に照射されるように前
記切断用レーザビームを集光する予熱用集光部と、前記
切断用レーザ発振器により出力された切断用レーザビー
ムの光路を切断用集光部側から予熱用集光部側に切り換
える光路切換手段とが設けられた請求項4に記載された
レーザ切断溶接装置。6. The cutting torch for preheating an irradiating section of the butt section to which a welding condensed beam in which the welding laser beam is condensed by the welding condensing section is irradiated. A preheating condensing section for condensing the cutting laser beam so that the preheating condensed beam in which the cutting laser beam is condensed is irradiated on the irradiation section in advance, and the laser beam for cutting is output by the cutting laser oscillator. 5. The laser cutting welding apparatus according to claim 4, further comprising: an optical path switching means for switching an optical path of the cutting laser beam from the cutting light collecting section to the preheating light collecting section.
光部によって前記溶接用レーザビームが集光された溶接
用集光ビームが照射される前記突き合わせ部の照射部を
予熱すべく前記切断用レーザビームが集光された予熱用
集光ビームが前記照射部に事前に照射されるように前記
切断用レーザビームを集光する予熱用集光部が設けら
れ、 前記切断用集光部および前記予熱用集光部は各々光ファ
イバーを介して前記切断用レ−ザ発振器に接続され、 前記切断用レーザ発振器により出力された切断用レーザ
ビームを前記いずれか一方の光ファイバーに伝送する光
路切換手段が設けられた請求項4に記載されたレーザ切
断溶接装置。7. The cutting and welding torch is irradiated with a welding condensed beam in which the welding laser beam is condensed by the welding condensing portion, and the cutting is performed to preheat an irradiating portion of the butting portion. A preheating condensing unit that condenses the cutting laser beam so that the preheating condensed beam in which the laser beam is condensed is irradiated on the irradiation unit in advance; and the cutting condensing unit and Each of the preheating condensing portions is connected to the cutting laser oscillator via an optical fiber, and an optical path switching means for transmitting the cutting laser beam output by the cutting laser oscillator to the one of the optical fibers is provided. The laser cutting welding device according to claim 4, wherein the laser cutting welding device is provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10330833A JP2000158162A (en) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | Method and device for laser cut welding |
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| JP10330833A JP2000158162A (en) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | Method and device for laser cut welding |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000158162A true JP2000158162A (en) | 2000-06-13 |
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ID=18237058
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| JP10330833A Pending JP2000158162A (en) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | Method and device for laser cut welding |
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|---|---|
| JP (1) | JP2000158162A (en) |
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