JP2004358529A - Laser beam welding device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ溶接装置に関し、特に燃料タンク等のように互いにフランジで接合される2つの被接合部材の該フランジ同士をレーザ溶接により接合するものの技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、互いにフランジで接合される2つの被接合部材の該フランジ同士を溶接する方法としては、抵抗溶接法によるシーム溶接やスポット溶接がよく知られている。例えば、車両等に搭載されるような燃料タンクは、2つの有底筒状部材同士が、該両有底筒状部材の開口縁全周に径方向外側に突出するようにそれぞれ設けたフランジで接合されてなっており、このような燃料タンクを製造する際には、抵抗溶接法によるシーム溶接機を用いて、上記2つの有底筒状部材のフランジ同士を接合するようにしている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
ところが、上記抵抗溶接法では、電極表面の冷却効率を高めて安定した溶接品質を得るためには、大径で幅の広い溶接電極が必要であるため、上記フランジの幅(突出量)を例えば20mm程度と比較的大きくしておく必要がある。
【0004】
また、抵抗溶接法によるシーム溶接では、上記のように大きな電極が必要であり、駆動装置も大きくなるため、溶接装置と燃料タンクとの干渉が生じてシーム溶接を適用できない部位が生じる可能性がある。このため、燃料タンクのようにフランジ全周に亘ってシール性が必要な場合には、シーム溶接を適用できない部位に、接着剤の塗布やアーク溶接等を併用する必要がある。
【0005】
さらに、抵抗溶接法では、電極がフランジと接触するため、フランジにメッキがなされている場合には、そのメッキの材質によっては、溶接電極表面にメッキが付着したり合金化したりして電極の一部が絶縁体となり、これにより、溶接品質を低下させるという問題がある。
【0006】
そこで、例えば特許文献2に示されているように、2つの被接合部材のフランジ同士をレーザ溶接により接合するようにすることが考えられる。すなわち、両フランジの合せ面を互いに合わせた状態で、一方のフランジの合せ面と反対側の面にレーザ光をフランジ長さ方向(フランジ突出方向(幅方向)と垂直な方向)に連続的に照射することで、フランジ長さ方向全体に亘ってレーザ溶接を行えば、上記の諸問題を解決することができる。
【0007】
【特許文献1】
特開平7−241684号公報
【特許文献2】
特開2003−21012号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記レーザ溶接法において良好な溶接品質を得るためには、重ね合わせた2つの加工部材間の隙間をかなり小さくする(例えば0.1mm以下にする)とともに、レーザヘッド内のレーザ集光レンズと加工面との間の距離を、常にレーザ集光レンズの焦点距離と略同じ一定にし、しかも、加工面へのレーザ光の入射角度を一定に維持しなければならない。
【0009】
しかしながら、燃料タンクの有底筒状部材等に設けたフランジの面精度は、通常、それ程高くはないので、上記の条件をフランジ長さ方向全体に亘って満たすようにすることは非常に困難である。このため、単にレーザ溶接を行うだけでは、溶接品質がばらついて、フランジ長さ方向全体に亘って均一で良好な溶接品質が得られないという問題がある。
【0010】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、2つの被接合部材のフランジ同士をレーザ溶接により接合する場合に、上記のようなレーザ加工上の問題点を克服し、フランジ長さ方向全体に亘って均一でかつ良好な溶接品質が得られるようにすることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、互いにフランジで接合される2つの被接合部材の該フランジ同士を、該両フランジの合せ面を互いに合わせた状態でレーザ溶接により接合するレーザ溶接装置を対象として、上記合せ面が互いに合わされた2つのフランジにおける該合せ面とは反対側の各面にそれぞれ押し当てられることで該両フランジを挟持しながら、該各面上をフランジ長さ方向にそれぞれ転がって移動するように構成された複数の加圧ローラと、上記一方のフランジ側に位置する加圧ローラの移動に連動して該一方のフランジにおける合せ面とは反対側の面に沿ってフランジ長さ方向に移動するように構成され、該面における上記加圧ローラ当接部近傍に向けてレーザ光を出射するレーザヘッドとを備える構成とした。
【0012】
上記の構成により、2つのフランジが複数の加圧ローラに挟持されることによって、加圧ローラ当接部ないしその近傍において合せ面同士が互いに密着した状態となる。そして、その加圧ローラ当接部近傍にレーザ光を照射して溶接を行うので、両フランジ間の隙間が大きいことに起因して溶接品質が低下するということはない。また、レーザヘッドは、一方のフランジ側に位置する加圧ローラの移動に連動して、該加圧ローラが当接する面に沿ってフランジ長さ方向に移動するので、常に加圧ローラ当接部近傍にレーザ光を照射することができるとともに、レーザヘッド内のレーザ集光レンズと加圧ローラが当接する面(レーザ光が照射される加工面)との間の距離及び加工面へのレーザ光の入射角度を一定に維持することができる。したがって、レーザヘッドからレーザ光を出射しながら、加圧ローラをフランジ長さ方向全体に亘って移動させると、フランジ長さ方向全体に亘ってレーザ溶接が行われ、この溶接品質がフランジ長さ方向全体に亘って均一でかつ良好なものとなる。
【0013】
請求項2の発明では、請求項1の発明において、加圧ローラの回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、上記回転速度検出手段により検出された回転速度に応じて、レーザヘッドから出射されるレーザ光の出力を変化させるように構成されているものとする。
【0014】
このことにより、加圧ローラの移動速度が一定でなくても、加工点の実速度をリアルタイムでレーザ出力にフィードバックすることができ、加工点での発生熱量を一定にすることができる。よって、溶接品質をより一層均一で高レベルなものにすることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1は、本発明の実施形態に係るレーザ溶接装置を概略的に示し、このレーザ溶接装置は、2つの被接合部材にそれぞれ設けたフランジ同士をレーザ溶接により接合するものである。この実施形態では、上記被接合部材を、車両等に搭載される燃料タンクを構成する2つの有底筒状部材1,2とする。
【0017】
上記燃料タンクは、該燃料タンクの上半部を構成する下方に開口された上側有底筒状部材1と、燃料タンクの下半部を構成する上方に開口された下側有底筒状部材2とが、該両有底筒状部材1,2の開口縁全周に径方向(水平方向)外側に突出するようにそれぞれ設けたフランジ1a,2aで接合されてなる。すなわち、両有底筒状部材1,2の開口同士が互いに向き合うように、上側有底筒状部材1のフランジ1aの下面と下側有底筒状部材2のフランジ2aの上面とが互いに合わされて、この状態で、該両フランジ1a,2a同士がレーザ溶接により接合される。このことで、上側有底筒状部材1のフランジ1aの下面及び下側有底筒状部材2のフランジ2aの上面は、それぞれ該各フランジ1a,2aの合せ面となる。尚、上記両有底筒状部材1,2は共に金属板からなり、各フランジ1a,2aは、塑性加工により、有底筒状部分である本体部と一体形成されたものである。
【0018】
上記レーザ溶接装置は、図示を省略する多軸ロボットのアームの先端部に取り付けられた取付部材5と、上記合せ面が互いに合わされた2つのフランジ1a,2aにおける該合せ面とは反対側の各面にそれぞれ押し当てられることで該両フランジ1a,2aを挟持する上側及び下側加圧ローラ6,7と、レーザ光を出射するレーザヘッド8とを備えている。
【0019】
上記取付部材5は、上記多軸ロボットのアームにより、上記上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面に対して上側に所定距離(上側加圧ローラ6が上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面に当接する距離)だけ離れた位置で該上面に沿ってフランジ周方向(フランジ長さ方向)に移動するように構成されている。この取付部材の下面にはローラ支持部材11が取付固定されている。
【0020】
上記上側加圧ローラ6は、上記上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面に当接していて、該上側加圧ローラ6の中心部に突出形成された回転軸6aが、上記ローラ支持部材11の下端部に配設した軸受12により軸支されることで、該回転軸6a回りに回転可能になっている。この上側加圧ローラ6の外周面全周には、溝6bが形成されている。
【0021】
一方、上記下側加圧ローラ7は、上記上側加圧ローラ6の真下側に位置していて、該下側加圧ローラ7の中心部に突出形成された回転軸7aが、上記ローラ支持部材11の下側に位置する可動部材21に配設した軸受22により軸支されることで、該回転軸7a回りに回転可能になっている。この下側加圧ローラ7の外周面全周にも、上記上側加圧ローラ6と同様の溝7bが形成されている。
【0022】
上記可動部材21は、ローラ支持部材11に対して相対的に上下方向に移動可能に構成されている。すなわち、ローラ支持部材11には、シリンダ14が固定されており、このシリンダ14のシリンダロッド14aが上下方向に伸縮作動するようになっている。そして、このシリンダロッド14aの先端(下端)に上記可動部材21が連結されており、該シリンダロッド14aの上下方向の伸縮作動により、可動部材21がローラ支持部材11に対して相対的に上下方向に移動するようになっている。尚、上記可動部材21の上面には、断面円形の2つのスラスト軸24が上方に延びている一方、ローラ支持部材11には、これらスラスト軸24の上下移動をガイドする2つのスラスト軸受16がそれぞれ設けられており、このことで、可動部材21はスムーズに上下移動するようになっている。
【0023】
上記下側加圧ローラ7は、上記シリンダ14のシリンダロッド14aの収縮作動により、下側有底筒状部材2のフランジ2aの下面に一定の押圧力でもって押し当てられるようになっている。この下側加圧ローラ7の押圧力は多軸ロボットのアームが受けることで、上側加圧ローラ6は上側に移動することなく、その反力として上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面を押すことになる。この結果、上側及び下側加圧ローラ6,7は、それぞれ上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面及び下側有底筒状部材2のフランジ2aの下面に一定の押圧力(上側及び下側加圧ローラ6,7によって押圧されている部分ないしその近傍部分において2つのフランジ1a,2a間の隙間がなくなる程度の押圧力)でもって押し当てられて両フランジ1a,2aを挟持する。そして、上記多軸ロボットのアームにより、取付部材11が上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面に沿ってフランジ周方向に移動することで、上側及び下側加圧ローラ6,7は、両フランジ1a,2aを挟持しながら、それぞれ上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面及び下側有底筒状部材2のフランジ2aの下面の上をフランジ周方向に転がって移動することになる。尚、このとき、上側及び下側有底筒状部材1,2は、多軸ロボットのアームの移動に伴って移動しないように不図示の固定部材で固定されている。
【0024】
上記レーザヘッド8は、上記取付部材5とローラ支持部材11の上端部とに跨って取付固定されたヘッド支持部材31に支持されている。このレーザヘッド8内には、レーザ集光レンズ35とこのレーザ集光レンズ35を移動させて焦点を調節する焦点調節機構(図示せず)とが配設されており、この焦点調節機構によって、予め、レーザ集光レンズ35と上記上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面との間の距離が、該レーザ集光レンズ35の焦点距離と略同じになるように調節されている。これにより、光ファイバ36によりレーザヘッド8内に導入されたレーザ光が、レーザ集光レンズ35を通って該レーザヘッド8から出射されて、大凡、上記上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面に焦点を結ぶことになる。
【0025】
上記レーザヘッド8は、上記上側加圧ローラ6と共にローラ支持部材11に取付固定されていることになるので、上側加圧ローラ6の移動に連動して上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面に沿ってフランジ周方向に移動することになる。そして、レーザヘッド8は、上側加圧ローラ6と共にフランジ周方向に移動しながら、上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面のフランジ幅方向略中央部における上記上側加圧ローラ当接部近傍(この実施形態では、上側加圧ローラ6の移動方向後側の位置)に向けてレーザ光を出射して、フランジ周方向に連続的に溶接していくようになっている(図2参照)。これにより、上側及び下側加圧ローラ6,7の押圧によって2つのフランジ1a,2aの合せ面同士が密着している部分に常にレーザ光が照射されることになる。尚、上側加圧ローラ6がフランジ1aの上面を1周したとき、該上側加圧ローラ6の溝6bによりフランジ1aの上面の溶接部(ビード)を押圧しないようになされているとともに、下側加圧ローラ7も、溝7bによりフランジ2aの下面の溶接部(ビード)を押圧しないようになされている。
【0026】
また、上記ローラ支持部材11には、上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面における上記レーザ光の照射部分にシールドガスを供給するガス供給管41が取付固定されており、このガス供給管41の上流端は、不図示のシールドガス供給源に接続されている一方、下流端は、上記レーザ光の照射部分近傍に位置するようになされている。
【0027】
上記上側加圧ローラ6の回転軸6aの先端部には、該上側加圧ローラ6の回転速度を検出する回転速度検出機構45(回転速度検出手段)が取り付けられており、この回転速度検出機構45により検出された回転速度に応じて、レーザヘッド8から出射されるレーザ光の出力が変化するようになさている。すなわち、上側加圧ローラ6の回転速度が遅くて移動速度が遅い場合には、レーザ光の出力を低下させる一方、上側加圧ローラ6の回転速度が速くて移動速度が速い場合には、レーザ光の出力を増大させる(つまり、上側加圧ローラ6の回転速度が速いほどレーザ光の出力を増大させる)ことで、加工点での発生熱量を一定にするようにしている。尚、この回転速度検出機構45を、上側加圧ローラ6の回転軸6aに設ける代わりに、下側加圧ローラ7の回転軸7aに設けるようにしてもよく、両方に設けて、両回転速度検出機構45によりそれぞれ検出された回転速度の平均値に応じて、レーザヘッド8から出射されるレーザ光の出力を変化させるようにしてもよい。
【0028】
上記レーザ溶接装置を用いて、2つの有底筒状部材1,2のフランジ1a,2a同士をレーザ溶接するには、先ず、多軸ロボットのアームにより取付部材11を所定位置に位置させるとともに、シリンダ14のシリンダロッド14aを伸長させて、上側加圧ローラ6と下側加圧ローラ7とを離間させる。
【0029】
続いて、上記上側加圧ローラ6と下側加圧ローラ7との間に、両フランジ1a,2aを、合せ面を互いに合わせて上下に重ねた状態で挿入し、その後、シリンダ14のシリンダロッド14aを収縮させて、両フランジ1a,2a(フランジ周方向のどの部分であってもよい)を上側及び下側加圧ローラ6,7により挟持する。また、両有底筒状部材1,2を、多軸ロボットのアームの移動に伴って移動しないように固定部材により固定する。
【0030】
次いで、多軸ロボットのアームにより取付部材11を上記所定位置から上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面に沿ってフランジ周方向に移動させるとともに、レーザヘッド8からレーザ光を出射する。これにより、上側及び下側加圧ローラ6,7が、両フランジ1a,2aを挟持した状態で、それぞれフランジ1aの上面及びフランジ2aの下面の上をフランジ周方向に転がって移動するとともに、フランジ1aの上面における上側加圧ローラ当接部近傍にレーザ光が照射されて、フランジ周方向に連続して溶接される。
【0031】
このとき、上側及び下側加圧ローラ6,7の押圧により2つのフランジ1a,2aの合せ面同士が確実に密着している部分である上側加圧ローラ当接部近傍にレーザ光が照射されるので、両フランジ1a,2a間の隙間が大きいことに起因して溶接品質が低下するということはない。また、レーザヘッド8が上側加圧ローラ6と連動して上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面に沿ってフランジ周方向に移動するので、常に上側加圧ローラ当接部近傍にレーザ光を照射することができるとともに、レーザヘッド8内のレーザ集光レンズ35と上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面(加工面)との間の距離及び加工面へのレーザ光の入射角度(この実施形態では、加工面に対して直角にレーザ光が入射するようにしている)を一定に維持することができる。この結果、上記距離や入射角度が変化することに起因して溶接品質がばらつくということもない。
【0032】
そして、取付部材11が元の所定位置に戻ったところで、取付部材11の移動及びレーザ光の出射を停止する。以上の動作により、2つのフランジ1a,2a同士がフランジ1a,2a全周(フランジ長さ方向全体)に亘って溶接されたことになる。
【0033】
したがって、上記実施形態では、2つの有底筒状部材1,2のフランジ1a,2a同士をレーザ溶接するようにしたので、従来の抵抗溶接に比べて各フランジ1a,2aの幅(径方向の突出量)を小さくすることができて、材料費を低減したり単位面積当たりの燃料貯蔵効率を向上させたりすることができる。また、溶接装置と燃料タンクとの干渉が生じ難く、燃料タンクの設計自由度を向上させることができるとともに、レーザ溶接のみでシール性を確保することができる。さらに、レーザ出力によっては、抵抗溶接に比べて溶接速度を向上させることができるとともに、低入熱で済み、熱による有底筒状部材1,2の変形を抑制することができる。また、電極を接触させる抵抗溶接とは異なり、メッキ等の影響により溶接条件(電極先端部の抵抗)が変化することなく安定した溶接品質が得られる。
【0034】
一方、レーザ溶接は、上記のように抵抗溶接に比べて有利ではあるものの、単にレーザ溶接を行うのみでは、フランジ1a,2aの面精度が比較的低いことから、フランジ1a,2a間に隙間が生じたり、レーザヘッド8内のレーザ集光レンズ35と加工面との間の距離及び加工面へのレーザ光の入射角度が変化したりして、フランジ1a,2a全周に亘って均一で良好な溶接品質が得られない可能性が高くなる。
【0035】
しかし、上記実施形態では、上側及び下側加圧ローラ6,7によりフランジ1a,2a間の隙間をなくした部分にレーザ光を照射するとともに、レーザヘッド8を上側加圧ローラ6に連動させることで、レーザ集光レンズ35と加工面との間の距離及び加工面へのレーザ光の入射角度を一定に維持するようにしているので、溶接品質が低下する要因がなくなり、フランジ1a,2a全周に亘って均一でかつ良好な溶接品質が得られる。
【0036】
尚、上記実施形態では、上側及び下側加圧ローラ6,7を1つずつしか設けなかったが、例えば、図3に示すように、上側加圧ローラ6を、レーザヘッド8をフランジ周方向に挟むように2つ設けるとともに、この各上側加圧ローラ6に対応させてその下側位置に2つの下側加圧ローラ7をそれぞれ設け、上側有底筒状部材1のフランジ1aの上面における上記2つの上側加圧ローラ当接部の中間に、レーザ光を照射するようにしてもよい(2つの上側加圧ローラ6は、溝6bによりフランジ1aの上面の溶接部を押圧しないようになされているとともに、2つの下側加圧ローラ7も、溝7bによりフランジ2aの下面の溶接部を押圧しないようになされている)。或いは、図4に示すように、上側加圧ローラ6を2つ設け、この各上側加圧ローラ6と共に両フランジ1a,2aを挟持可能な1つの比較的大径の下側加圧ローラ7を設けるようにしてもよい。このように両フランジ1a,2aをフランジ周方向の2箇所で挟持して、その間の部分にレーザ光を照射するようにすれば、レーザ光の照射部分における2つのフランジ1a,2aの合せ面の密着性をより向上させることができる。
【0037】
また、上記実施形態では、レーザヘッド8を上側加圧ローラ6に連動させるようにしたが、レーザヘッド8を可動部材21に取付固定することで下側加圧ローラ7に連動させて下側有底筒状部材2のフランジ2aの下面に沿ってフランジ周方向に移動させるようにしてもよい。この場合、レーザヘッド8は、下側有底筒状部材2のフランジ2aの下面における下側加圧ローラ当接部近傍に向けてレーザ光を出射するように構成すればよい。
【0038】
さらに、上記実施形態では、レーザ溶接装置により、燃料タンクを構成する2つの有底筒状部材1,2のフランジ1a,2a同士をレーザ溶接するようにしたが、互いにフランジで接合される2つの被接合部材は、燃料タンクを構成する2つの有底筒状部材1,2に限らず、どのようなものであってもよく、全周に亘ってフランジが形成されたものでなくてもよい。そして、シール性を必要としない場合には、レーザヘッド8をフランジ長さ方向に移動させているときに断続的にレーザ光を照射(パルス照射)することにより、ステッチ状に溶接を行うこともでき、従来の連続スポット溶接法に比べて、溶接速度を向上させることができる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレーザ溶接装置によると、合せ面が互いに合わされた2つのフランジにおける該合せ面とは反対側の各面にそれぞれ押し当てられることで該両フランジを挟持しながら、該各面上をフランジ長さ方向にそれぞれ転がって移動するように構成された複数の加圧ローラと、上記一方のフランジ側に位置する加圧ローラの移動に連動して該一方のフランジにおける合せ面とは反対側の面に沿ってフランジ長さ方向に移動するように構成され、該面における上記加圧ローラ当接部近傍に向けてレーザ光を出射するレーザヘッドとを備えるようにしたことにより、互いにフランジで接合される2つの被接合部材の該フランジ同士を、フランジ長さ方向全体に亘って均一でかつ良好にレーザ溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るレーザ溶接装置を示す概略図である。
【図2】加圧ローラとレーザヘッドとの位置関係を示す斜視図である。
【図3】上側及び下側加圧ローラを2つずつ設けた場合の図2相当図である。
【図4】2つの上側加圧ローラと1つ下側加圧ローラとで2つのフランジを挟持する場合の図2相当図である。
【符号の説明】
1 上側有底筒状部材
1a フランジ
2 下側有底筒状部材
2a フランジ
6 上側加圧ローラ
7 下側加圧ローラ
8 レーザヘッド
45 回転速度検出機構(回転速度検出手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser welding apparatus, and particularly, to a technical field of joining two flanges of two members to be joined together by a flange such as a fuel tank by laser welding.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, seam welding or spot welding by resistance welding is well known as a method of welding the flanges of two members to be joined that are joined together by flanges. For example, a fuel tank that is mounted on a vehicle or the like is a flange that is provided so that two bottomed cylindrical members protrude outward in the radial direction around the entire opening edge of the bottomed cylindrical members. When manufacturing such a fuel tank, the flanges of the two bottomed cylindrical members are joined using a seam welder by resistance welding (for example, Patent Document 1).
[0003]
However, in the resistance welding method, in order to increase the cooling efficiency of the electrode surface and obtain stable welding quality, a large-diameter and wide welding electrode is required. It needs to be relatively large, such as about 20 mm.
[0004]
In addition, seam welding by resistance welding requires a large electrode as described above, and the drive device is also large. Therefore, there is a possibility that a portion where the seam welding cannot be applied due to interference between the welding device and the fuel tank. is there. For this reason, when sealability is required over the entire circumference of the flange as in a fuel tank, it is necessary to use adhesive application, arc welding, or the like in combination with a portion where seam welding cannot be applied.
[0005]
Further, in the resistance welding method, since the electrode contacts the flange, when the flange is plated, depending on the material of the plating, the plating may adhere to the surface of the welding electrode or may be alloyed. A part becomes an insulator and there exists a problem of reducing a welding quality by this.
[0006]
Therefore, for example, as disclosed in
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-241684 [Patent Document 2]
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2003-21012
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to obtain good welding quality in the above laser welding method, the gap between two overlapped workpieces is considerably reduced (for example, 0.1 mm or less), and the laser condensing lens in the laser head is used. The distance between the machining surface and the processing surface must always be substantially the same as the focal length of the laser condenser lens, and the incident angle of the laser beam on the processing surface must be maintained constant.
[0009]
However, since the surface accuracy of the flange provided on the bottomed cylindrical member of the fuel tank is usually not so high, it is very difficult to satisfy the above conditions over the entire length of the flange. is there. For this reason, there is a problem that the welding quality varies only by performing laser welding, and uniform and good welding quality cannot be obtained over the entire flange length direction.
[0010]
The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in laser processing when the flanges of two members to be joined are joined together by laser welding. The object is to overcome and to obtain a uniform and good weld quality over the entire length of the flange.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a laser welding apparatus that joins the flanges of two members to be joined that are joined together by flanges by laser welding in a state where the mating surfaces of the flanges are joined together. In the two flanges in which the mating surfaces are mated with each other, the two flanges are pressed against each other on the opposite side of the mating surfaces, and the two flanges are sandwiched between the flanges in the flange length direction. A plurality of pressure rollers each configured to roll and move along a surface opposite to the mating surface of the one flange in conjunction with the movement of the pressure roller located on the one flange side. The laser head is configured to move in the flange length direction and emits laser light toward the vicinity of the pressure roller contact portion on the surface.
[0012]
With the above configuration, the two flanges are sandwiched between the plurality of pressure rollers, so that the mating surfaces are in close contact with each other in the pressure roller contact portion or in the vicinity thereof. Since the welding is performed by irradiating the vicinity of the pressure roller contact portion with the laser beam, the welding quality does not deteriorate due to the large gap between the two flanges. Further, the laser head moves in the flange length direction along the surface with which the pressure roller abuts in conjunction with the movement of the pressure roller located on one flange side, so that the pressure roller abutting portion is always provided. The distance between the laser condensing lens in the laser head and the surface where the pressure roller abuts (the processing surface on which the laser light is irradiated) and the laser light on the processing surface can be irradiated with laser light in the vicinity. The incident angle can be kept constant. Therefore, when the pressure roller is moved over the entire flange length direction while emitting laser light from the laser head, laser welding is performed over the entire flange length direction, and this welding quality is determined in the flange length direction. It becomes uniform and good throughout.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, there is provided a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the pressure roller, and the light is emitted from the laser head in accordance with the rotational speed detected by the rotational speed detecting means. It is assumed that the output of the laser beam is changed.
[0014]
Thereby, even if the moving speed of the pressure roller is not constant, the actual speed of the processing point can be fed back to the laser output in real time, and the amount of heat generated at the processing point can be made constant. Therefore, the welding quality can be made more uniform and at a high level.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 schematically shows a laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention. This laser welding apparatus joins flanges respectively provided on two members to be joined by laser welding. In this embodiment, the joined members are two bottomed
[0017]
The fuel tank includes an upper bottomed
[0018]
The laser welding apparatus includes an
[0019]
The mounting
[0020]
The
[0021]
On the other hand, the
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
Since the
[0026]
The
[0027]
A rotation speed detection mechanism 45 (rotation speed detection means) for detecting the rotation speed of the
[0028]
In order to laser weld the
[0029]
Subsequently, both
[0030]
Next, the mounting
[0031]
At this time, the laser beam is irradiated in the vicinity of the upper pressure roller contact portion where the mating surfaces of the two
[0032]
Then, when the mounting
[0033]
Therefore, in the above embodiment, since the
[0034]
On the other hand, although laser welding is advantageous as compared with resistance welding as described above, since the surface accuracy of the
[0035]
However, in the above embodiment, the upper and
[0036]
In the above embodiment, only one upper and
[0037]
In the above embodiment, the
[0038]
Furthermore, in the above embodiment, the laser welding apparatus laser welds the
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the laser welding apparatus of the present invention, while the two flanges are pressed against the respective surfaces opposite to the mating surfaces of the two flanges mated with each other, A plurality of pressure rollers configured to roll and move on each surface in the length direction of the flange, and the alignment in the one flange in conjunction with the movement of the pressure roller located on the one flange side. A laser head configured to move in the flange length direction along a surface opposite to the surface, and to emit laser light toward the vicinity of the pressure roller contact portion on the surface. Thus, the flanges of the two members to be joined that are joined together by the flange can be laser-welded uniformly and satisfactorily over the entire length direction of the flange.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a positional relationship between a pressure roller and a laser head.
FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 when two upper and lower pressure rollers are provided.
FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 2 when two flanges are sandwiched between two upper pressure rollers and one lower pressure roller.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記合せ面が互いに合わされた2つのフランジにおける該合せ面とは反対側の各面にそれぞれ押し当てられることで該両フランジを挟持しながら、該各面上をフランジ長さ方向にそれぞれ転がって移動するように構成された複数の加圧ローラと、
上記一方のフランジ側に位置する加圧ローラの移動に連動して該一方のフランジにおける合せ面とは反対側の面に沿ってフランジ長さ方向に移動するように構成され、該面における上記加圧ローラ当接部近傍に向けてレーザ光を出射するレーザヘッドとを備えていることを特徴とするレーザ溶接装置。A laser welding apparatus that joins the flanges of two members to be joined that are joined together by a flange by laser welding in a state where the mating surfaces of the two flanges are joined to each other.
The above-mentioned mating surfaces are rolled against each other in the length direction of the flange while holding both flanges by being pressed against the opposite surfaces of the two flanges mated to each other. A plurality of pressure rollers configured to:
In conjunction with the movement of the pressure roller located on the one flange side, it is configured to move in the flange length direction along the surface on the opposite side of the mating surface of the one flange. A laser welding apparatus comprising: a laser head that emits laser light toward the vicinity of the pressure roller contact portion.
加圧ローラの回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、
上記回転速度検出手段により検出された回転速度に応じて、レーザヘッドから出射されるレーザ光の出力を変化させるように構成されていることを特徴とするレーザ溶接装置。The laser welding apparatus according to claim 1, wherein
A rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the pressure roller;
A laser welding apparatus configured to change an output of laser light emitted from a laser head in accordance with a rotational speed detected by the rotational speed detecting means.
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