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JP2005246440A - Welding method - Google Patents

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JP2005246440A
JP2005246440A JP2004061386A JP2004061386A JP2005246440A JP 2005246440 A JP2005246440 A JP 2005246440A JP 2004061386 A JP2004061386 A JP 2004061386A JP 2004061386 A JP2004061386 A JP 2004061386A JP 2005246440 A JP2005246440 A JP 2005246440A
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welding
pore
laser
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JP2004061386A
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Japanese (ja)
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Koichi Nishiki
宏一 錦
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a welding method in which blowhole defects can be greatly reduced. <P>SOLUTION: After a welding process, a blowhole eliminating process is implemented. In this blowhole eliminating process, a laser output is adjusted so that a heat fusible depth by a laser beam becomes not more than the thickness of a sleeve 11 emitting the beam. As a result, while the blowholes generated in a bead in the welding process are eliminated by remelting, the heat fusible depth is confined inside the sleeve 11; therefore, it can prevent generation of new blowholes that hinder air-tightness. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、少なくとも2つの被溶接部材の溶接方法に関する。   The present invention relates to a welding method for at least two members to be welded.

2つの被溶接部材をレーザ溶接する際に、その溶接部に気孔欠陥(ブローホールやピット)が生じる場合がある。このような気孔欠陥が発生すると、溶接部の気密性が低下する等、溶接品質の劣化を招くため、従来から、気孔欠陥を低減するための種々の手法が検討されている。   When two members to be welded are laser-welded, pore defects (blow holes and pits) may occur in the welded portion. When such a pore defect occurs, the weld quality deteriorates, for example, the hermeticity of the welded portion is lowered. Conventionally, various methods for reducing the pore defect have been studied.

例えば、気孔欠陥は、溶接の熱でガス化する物質(例えば水分、油、錆等の汚れ)が被溶接部材の表面にある場合発生しやすくなる。このため、溶接前に、被溶接部材の汚れを十分に除去することが行なわれている。   For example, pore defects are likely to occur when a material that is gasified by heat of welding (for example, dirt such as moisture, oil, rust, etc.) is present on the surface of the member to be welded. For this reason, it is performed to sufficiently remove the contamination of the member to be welded before welding.

さらに、気孔欠陥は、溶接時の各種の溶接条件によっても発生量が変わってくる。例えば、シールドガス流量不足等によってアルゴンや窒素等のシールドガスが溶融池を十分に覆うことができないと、溶融池にエアが巻き込まれて気泡となる。この気泡が抜けきらないうちに溶融金属が凝固すると、ブローホールが溶接金属中に発生する。その他にも、溶接速度や、溶接時のレーザ出力、レーザビームのフォーカス位置等によっても、溶接部の気孔欠陥の発生量は変化する。このため、これらの溶接条件の最適な組合せについて検討することで、気孔欠陥の発生量の低減を図ることができる。   Furthermore, the amount of pore defects varies depending on various welding conditions during welding. For example, if the shielding gas such as argon or nitrogen cannot sufficiently cover the molten pool due to insufficient shielding gas flow, air is entrained in the molten pool and becomes bubbles. If the molten metal solidifies before the bubbles can be removed, a blow hole is generated in the weld metal. In addition, the amount of pore defects generated in the welded portion varies depending on the welding speed, the laser output during welding, the focus position of the laser beam, and the like. For this reason, the amount of generation | occurrence | production of a pore defect can be aimed at by examining the optimal combination of these welding conditions.

しかしながら、上述したように、洗浄を実施したり、溶接条件を最適に設定しても、気孔欠陥の発生低減には限度がある。   However, as described above, even if cleaning is performed or welding conditions are set optimally, there is a limit to the reduction in the generation of pore defects.

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、気孔欠陥の著しい低減を図ることが可能な溶接方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described points, and an object thereof is to provide a welding method capable of significantly reducing pore defects.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の溶接方法は、
少なくとも2つの被溶接部材を重ね合わせて、その重ね合わせ部分における一方の被溶接部材にビームを照射するものであって、そのビーム照射において、加熱溶融深さが他方の被溶接部材に達するようにビームによる加熱溶融度合を調節することにより、2つの被溶接部材を互いに溶接する溶接部を形成する溶接工程と、
溶接工程の後、溶接工程において形成された溶接部に、さらにビームを照射するものであって、そのビーム照射において、加熱溶融深さが当該ビームを直接照射する側の被溶接部材の厚さ以下となるようにビームによる加熱溶融度合を調節することにより、溶接工程において発生した気孔を消失させる気孔消失工程とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the welding method according to claim 1,
At least two members to be welded are overlapped, and one of the members to be welded is irradiated with a beam so that the heating and melting depth reaches the other member to be welded in the beam irradiation. A welding process for forming a welded portion for welding two welded members to each other by adjusting the degree of heating and melting by the beam;
After the welding process, the welded part formed in the welding process is further irradiated with a beam, and in the beam irradiation, the heating and melting depth is equal to or less than the thickness of the member to be welded on the side directly irradiating the beam. And a pore disappearance step of eliminating pores generated in the welding process by adjusting the degree of heating and melting by the beam so that

上述したように、請求項1に記載の溶接方法では、溶接工程の後に、気孔消失工程を実施する。この気孔消失工程では、ビームによる加熱溶融度合を調節して、その加熱溶融深さがビームを照射する側の被溶接部材の厚さ以下になるようにする。これにより、溶接工程において溶接部に発生した気孔を再溶融によって消失させながら、新たな気孔を発生させないようにするができる。この結果、従来技術のように単に溶接条件の設定等を行なう場合に比較して、気孔欠陥の著しい低減を図ることが可能になる。   As described above, in the welding method according to the first aspect, the pore disappearance step is performed after the welding step. In this pore disappearance step, the degree of heating and melting by the beam is adjusted so that the heating and melting depth is equal to or less than the thickness of the member to be welded on the side irradiated with the beam. Thereby, it is possible to prevent the generation of new pores while eliminating the pores generated in the welded portion in the welding process by remelting. As a result, it is possible to significantly reduce pore defects as compared with the case where welding conditions are simply set as in the prior art.

請求項2に記載したように、気孔消失工程におけるビームの照射範囲は、溶接工程におけるビームの照射範囲よりも広いことが好ましい。これにより、気孔消失工程において、ビームが直接照射される側の被溶接部材における溶接部の全領域を再溶融することができるので、溶接部に発生した気孔の大部分を消失させることができる。   As described in claim 2, the beam irradiation range in the pore elimination process is preferably wider than the beam irradiation range in the welding process. Thereby, in the pore disappearance step, the entire region of the welded portion in the member to be welded on the side directly irradiated with the beam can be remelted, so that most of the pores generated in the welded portion can be eliminated.

請求項3に記載したように、ビームはレーザビームであることが好ましい。レーザビームの場合、溶接工程及び気孔消失工程における、加熱溶融度合の調節が容易であるとともに、溶接速度を比較的早く設定しても安定した溶接を行なうことができるためである。   As described in claim 3, the beam is preferably a laser beam. In the case of a laser beam, it is easy to adjust the degree of heating and melting in the welding process and the pore disappearance process, and stable welding can be performed even if the welding speed is set relatively fast.

請求項4に記載したように、溶接工程では、ビームをパルス状に放射することが好ましい。これにより、発振器等のビーム形成回路にそれほど負荷をかけずに、ビームのピークパワーを高めることができる。   As described in claim 4, in the welding process, it is preferable that the beam is emitted in a pulse shape. Thereby, the peak power of the beam can be increased without imposing much load on the beam forming circuit such as an oscillator.

一方、請求項5に記載したように、気孔消失工程では、ビームを連続的に放射することが好ましい。溶接工程によって形成された溶接部(ビード部)に対してビームを連続的に放射すると、そのビード部を滑らかにすることができる。   On the other hand, as described in claim 5, it is preferable that the beam is continuously emitted in the pore disappearance step. When the beam is continuously emitted to the welded portion (bead portion) formed by the welding process, the bead portion can be made smooth.

また、請求項6に記載したように、
2つの被溶接部材の少なくとも一方は中空円筒状に形成され、
他方の被溶接部材が一方の被溶接部材の中空円筒部に圧入され、
一方の被溶接部材と他方の被溶接部材が重なり合っている円周部分の全周に渡って、溶接工程により溶接部を形成し、かつその円周状の溶接部に対して気孔消失工程を実施することにより、一方の被溶接部材と他方の被溶接部材とを気密に溶接することができる。
Moreover, as described in claim 6,
At least one of the two members to be welded is formed in a hollow cylindrical shape,
The other welded member is press-fitted into the hollow cylindrical portion of one welded member,
A welded part is formed by a welding process over the entire circumference of the circumferential part where one welded member and the other welded member overlap, and a pore disappearance process is performed on the circumferential welded part. By doing so, one member to be welded and the other member to be welded can be welded in an airtight manner.

本発明による溶接方法では、溶接部における気孔欠陥を低減することにより、溶接部の気密性を十分に確保することができる。従って、上述した中空円筒状の被溶接部材を用いて形成される各種電磁弁等の、特に気密性が求められる製品の溶接に適している。   In the welding method according to the present invention, the airtightness of the welded portion can be sufficiently ensured by reducing pore defects in the welded portion. Therefore, it is suitable for welding products such as various solenoid valves formed by using the hollow cylindrical member to be welded as described above, particularly products that require airtightness.

以下、本発明の実施形態による溶接方法について説明する。まず、本実施形態による溶接方法が適用される加工ワークとしての電磁弁の構成について簡単に説明する。ただし、本発明による溶接方法の適用対象は電磁弁に限られるものではなく、溶接部に気密性が求められる製品や、溶接部における溶接品質を向上する必要がある製品に好適に用いることができる。   Hereinafter, a welding method according to an embodiment of the present invention will be described. First, the configuration of a solenoid valve as a workpiece to which the welding method according to the present embodiment is applied will be briefly described. However, the application target of the welding method according to the present invention is not limited to a solenoid valve, and can be suitably used for products that require airtightness in the welded part and products that require improved weld quality in the welded part. .

図1に示すように、加工ワークとしての電磁弁10は、円筒状に形成されたスリーブ11と、そのスリーブ11の開口部に圧入され、かつスリーブ11との重ね合わせ部分がレーザ溶接されるバルブハウジング12とを有している。このスリーブ11とバルブハウジング12とが、本実施形態による溶接方法を用いて溶接されることにより、電磁弁10内部の気密性が確保される。   As shown in FIG. 1, a solenoid valve 10 as a workpiece is a valve in which a sleeve 11 formed in a cylindrical shape is press-fitted into an opening of the sleeve 11, and an overlapping portion with the sleeve 11 is laser-welded. And a housing 12. The sleeve 11 and the valve housing 12 are welded using the welding method according to the present embodiment, so that the airtightness inside the electromagnetic valve 10 is ensured.

スリーブ11内には、ソレノイド13及び、第1のプランジャ14が設けられている。この第1のプランジャ14は、ソレノイド13に通電されたときに、ソレノイド13が発生する磁束によって図1の下方向に向かって吸引される。   A solenoid 13 and a first plunger 14 are provided in the sleeve 11. The first plunger 14 is attracted downward in FIG. 1 by the magnetic flux generated by the solenoid 13 when the solenoid 13 is energized.

バルブハウジング12内には、第2のプランジャ15が摺動可能に設けられている。この第2のプランジャ15は、第1のプランジャ14が図1の下方向に向かって吸引されたとき、第1のプランジャ14とともに移動する。第2のプランジャ15の一端にはボール弁16が取り付けられている。このボール弁16は、バルブハウジング12内に形成された弁座20に着座したとき、流路18と流路19とを遮断し、弁座20から離間したとき流路18と流路19とを連通する。   A second plunger 15 is slidably provided in the valve housing 12. The second plunger 15 moves together with the first plunger 14 when the first plunger 14 is sucked downward in FIG. A ball valve 16 is attached to one end of the second plunger 15. The ball valve 16 shuts off the flow path 18 and the flow path 19 when seated on the valve seat 20 formed in the valve housing 12, and disconnects the flow path 18 and the flow path 19 when separated from the valve seat 20. Communicate.

弁座20と第2のプランジャ15との間には、スプリング17が設けられており、このスプリング17は第2のプランジャを図1の上方向に付勢している。従って、この電磁弁10は、ソレノイド13への非通電時には流路18,19が連通状態となり、通電時には遮断状態となるノーマリオープン型の二方向弁である。このような電磁弁10においては、内部を作動流体が流通するため、気密性を確保する必要がある。   A spring 17 is provided between the valve seat 20 and the second plunger 15, and this spring 17 urges the second plunger upward in FIG. Therefore, the electromagnetic valve 10 is a normally open two-way valve in which the flow paths 18 and 19 are in communication with each other when the solenoid 13 is not energized, and are in a disconnected state when energized. In such a solenoid valve 10, since the working fluid flows through the inside, it is necessary to ensure airtightness.

次に、この電磁弁10を加工ワークとして溶接を行なう溶接装置30について、図2(a)、(b)に基づいて説明する。なお、図2(a)は、円筒状の加工ワークの中心位置に対して、レーザビームの照射位置を所定のオフセット量だけずらした状態を示す説明図であり、図2(b)は、溶接装置30の全体構成を示す構成図である。   Next, a welding apparatus 30 that performs welding using the electromagnetic valve 10 as a workpiece will be described with reference to FIGS. FIG. 2A is an explanatory diagram showing a state in which the irradiation position of the laser beam is shifted by a predetermined offset amount with respect to the center position of the cylindrical workpiece, and FIG. 2 is a configuration diagram showing the overall configuration of the device 30. FIG.

図2(b)に示すように、溶接装置30は、レーザ発振器32を備え、このレーザ発振器32からのレーザ出力が溶接ヘッド33によってレーザビームに変換されて、加工ワークに照射される。つまり、溶接ヘッド33は、レーザ発振器32のレーザ出力を所定の焦点距離を持つレーザビームに変換する光学系を有している。さらに、溶接ヘッド33に関して、加工ワークに対する位置を調節する位置調節機構が設けられており、この位置調節機構により、加工ワークにおける溶接ヘッド33からのレーザビームの照射位置や焦点位置を調節することができる。また、レーザ発振器32は、そのレーザ出力の大きさや、連続的あるいはパルス的に出力するように出力タイミングを変更することが可能であり、後述する制御回路31からの制御信号に従った大きさ及び出力タイミングでレーザ出力を溶接ヘッド33に与える。   As shown in FIG. 2B, the welding apparatus 30 includes a laser oscillator 32. The laser output from the laser oscillator 32 is converted into a laser beam by the welding head 33 and is irradiated onto the workpiece. That is, the welding head 33 has an optical system that converts the laser output of the laser oscillator 32 into a laser beam having a predetermined focal length. Further, a position adjustment mechanism that adjusts the position of the welding head 33 with respect to the workpiece is provided. With this position adjustment mechanism, it is possible to adjust the irradiation position and focal position of the laser beam from the welding head 33 on the workpiece. it can. Further, the laser oscillator 32 can change the magnitude of the laser output, the output timing so as to output continuously or in pulses, the magnitude according to the control signal from the control circuit 31 described later, and Laser output is given to the welding head 33 at the output timing.

溶接工程のレーザビームの照射位置に関しては、例えば図2(a)に示すように、加工ワークである電磁弁10の軸中心位置から所定のオフセット量だけずれた位置に設定される。また、レーザビームの焦点位置に関しては、図2(b)に示すように、ジャストフォーカス位置が、スリーブ11表面ではなく、バルブハウジング12の内部に位置するように設定される。なお、スリーブ11の表面からジャストフォーカス位置までの距離をディフォーカス量と呼ぶ。   The irradiation position of the laser beam in the welding process is set to a position shifted by a predetermined offset amount from the axial center position of the electromagnetic valve 10 that is a workpiece as shown in FIG. 2A, for example. As for the focal position of the laser beam, as shown in FIG. 2B, the just focus position is set not to be on the surface of the sleeve 11 but inside the valve housing 12. Note that the distance from the surface of the sleeve 11 to the just focus position is referred to as a defocus amount.

溶接装置30は、さらにエアポンプ34及びエアカーテン発生部35を備えている。エアカーテン発生部35は、エアポンプ34によって供給されたエアをカーテン状に噴出するものである。このエアカーテンにより、加工ワークの溶接部に向かう外気の流れを遮断することで、溶融池へのエアの巻き込みの低減を図ることができる。   The welding device 30 further includes an air pump 34 and an air curtain generator 35. The air curtain generator 35 ejects the air supplied by the air pump 34 in a curtain shape. By this air curtain, it is possible to reduce the entrainment of air into the molten pool by blocking the flow of outside air toward the welded portion of the workpiece.

駆動モータ36は、加工ワークの保持具37に接続されており、溶接工程及び気孔消失工程において、加工ワークを回転駆動する。これにより、加工ワークの全周に渡って、溶接ヘッド33からレーザビームを照射することが可能になる。   The drive motor 36 is connected to the workpiece holder 37 and rotates the workpiece in the welding process and the pore disappearance process. Thereby, it becomes possible to irradiate the laser beam from the welding head 33 over the entire circumference of the workpiece.

なお、図示していないが、溶接装置30は、溶融池へのエアの巻き込みを図るべく、シールドガスとしての窒素ガスを供給する供給源を備えている。この窒素ガスは、ガイド38により、加工ワークの表面に沿って流れるように案内される。この結果、レーザビームの照射位置、すなわち溶融池の発生箇所が窒素ガスによってシールドされる。   Although not shown, the welding apparatus 30 includes a supply source that supplies nitrogen gas as a shielding gas in order to entrain air into the molten pool. The nitrogen gas is guided by the guide 38 so as to flow along the surface of the workpiece. As a result, the irradiation position of the laser beam, that is, the location where the molten pool is generated is shielded by nitrogen gas.

制御回路31は、上述したレーザ発振器32、エアポンプ34、及び駆動モータ36等に制御信号を出力して、極力、気孔の発生を抑制するように溶接工程を実行する。つまり、上述したオフセット量、ディフォーカス位置、さらには、溶接速度(回転速度)、溶接時のレーザ出力、レーザをパルス波出力としたときのデューティ比及び周波数、エアカーテンの噴出方法及び窒素ガスの噴出方法等は、気孔の発生量に関連があるため、気孔の発生量が極力少なくなるように最適な組合せ条件を設定し、その組合せ条件に従って、各構成部品が作動するように制御信号を出力する。   The control circuit 31 outputs a control signal to the laser oscillator 32, the air pump 34, the drive motor 36, and the like described above, and executes a welding process so as to suppress the generation of pores as much as possible. That is, the offset amount, the defocus position, the welding speed (rotation speed), the laser output at the time of welding, the duty ratio and frequency when the laser is a pulse wave output, the air curtain ejection method, and the nitrogen gas Since the ejection method is related to the amount of pores generated, the optimal combination conditions are set so that the amount of pores generated is minimized, and a control signal is output so that each component operates according to the combination conditions. To do.

ただし、そのような最適な組合せ条件を設定して溶接工程を実施しても、気孔の発生を完全に防止することは不可能であり、そのため、本実施形態による溶接方法では、溶接工程後に、気孔消失工程を実施する。   However, even if the optimal combination conditions are set and the welding process is performed, it is impossible to completely prevent the generation of pores. Therefore, in the welding method according to the present embodiment, after the welding process, A pore disappearance step is performed.

本実施形態の溶接装置30によって実行される溶接工程及び気孔消失工程について図3(a),(b)及び図4(a),(b)を用いて詳細に説明する。なお、図3(a)は、溶接工程におけるレーザ出力と、そのレーザ出力でのレーザビーム照射による溶け込み深さd1及び幅l1との関係を示すグラフであり、図3(b)は、溶け込み深さd1及び幅l1を示すための説明図である。また、図4(a)は、気孔消失工程におけるレーザ出力と、そのレーザ出力でのレーザビーム照射による溶け込み深さd2及び幅l2との関係を示すグラフであり、図4(b)は、その溶け込み深さd2及び幅l2を示すための説明図である。   A welding process and a pore disappearance process executed by the welding apparatus 30 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b) and FIGS. 4 (a) and 4 (b). FIG. 3 (a) is a graph showing the relationship between the laser output in the welding process and the penetration depth d1 and the width l1 due to laser beam irradiation at the laser output, and FIG. 3 (b) shows the penetration depth. It is explanatory drawing for showing length d1 and width l1. FIG. 4A is a graph showing the relationship between the laser output in the pore disappearance process and the penetration depth d2 and the width l2 due to laser beam irradiation at the laser output. FIG. It is explanatory drawing for showing the penetration depth d2 and the width | variety l2.

溶接工程では、レーザ発振器32からのレーザ出力を用いて、スリーブ11とバルブハウジング12との重ね合わせ部分を加熱溶融して溶接する。このため、レーザビームの照射による加熱溶融深さが、バルブハウジング12まで達する必要がある。このとき、必要な溶接強度を確保するために、図3(b)に示すように、バルブハウジング12内における溶け込み深さd1及び幅l1を対象として、これらが所定の下限値以上となる条件で溶接を行なう。このため、図3(a)に示す例では、バルブハウジング12内における溶け込み深さd1及び幅l1が所定の下限値である、d1:0.1[mm]、l1:0.15[mm]以上となるように、レーザ出力の大きさを700〜900[W]の高出力に設定している。   In the welding process, the overlapping portion between the sleeve 11 and the valve housing 12 is heated and melted and welded using the laser output from the laser oscillator 32. For this reason, the heat-melting depth by laser beam irradiation needs to reach the valve housing 12. At this time, in order to ensure the required welding strength, as shown in FIG. 3 (b), the penetration depth d1 and the width l1 in the valve housing 12 are targeted under conditions that are not less than a predetermined lower limit value. Weld. Therefore, in the example shown in FIG. 3A, the penetration depth d1 and the width l1 in the valve housing 12 are predetermined lower limits, d1: 0.1 [mm], l1: 0.15 [mm]. As described above, the magnitude of the laser output is set to a high output of 700 to 900 [W].

この溶接工程を実行する場合、レーザ発振器32のレーザ出力を、所定のデューティ比を有するパルス波出力とし、このデューティ比を可能な限り低く設定することが好ましい。これにより、レーザ発振器32にかかる負荷を抑えながら、レーザ出力のピーク値を上げることができる。なお、このパルス波出力によるビード部(溶接部)は、加工ワークにおける気密性が確保されるように、隣接する複数のビード部が重なるように形成される。   When performing this welding process, it is preferable that the laser output of the laser oscillator 32 is a pulse wave output having a predetermined duty ratio, and the duty ratio is set as low as possible. Thereby, the peak value of the laser output can be increased while suppressing the load applied to the laser oscillator 32. In addition, the bead part (welding part) by this pulse wave output is formed so that the adjacent several bead part may overlap so that the airtightness in a workpiece may be ensured.

また、その溶接工程の後に行なわれる気孔消失工程においては、レーザ発振器32はレーザ出力を例えば400〜500[W]の低出力にするとともに、連続的に出力される連続波出力とする。この気孔消失工程におけるレーザ出力の大きさは、レーザビームが照射されるスリーブ11にて気密性を阻害する新たな気孔の発生を防止するために、レーザビームの照射による加熱溶融深さがスリーブ11の厚さ以下となるように定められる。すなわち、気孔消失工程では、図4(b)に示すように、スリーブ11内における溶け込み深さd2及び幅l2を対象とし、その溶け込み深さd2が、スリーブ11の板厚(0.323[mm])以下となるように、レーザ出力を低出力に設定する(図4(a)参照)。   In the pore disappearance process performed after the welding process, the laser oscillator 32 sets the laser output to a low output of, for example, 400 to 500 [W] and a continuous wave output that is continuously output. The magnitude of the laser output in this pore disappearance step is such that the heating and melting depth by the laser beam irradiation is the sleeve 11 in order to prevent the generation of new pores that impair the airtightness in the sleeve 11 irradiated with the laser beam. It is determined to be less than the thickness of That is, in the pore disappearance step, as shown in FIG. 4B, the penetration depth d2 and the width l2 in the sleeve 11 are targeted, and the penetration depth d2 is the thickness of the sleeve 11 (0.323 [mm]. ]) The laser output is set to a low output so as to be as follows (see FIG. 4A).

また、スリーブ11内の溶け込み幅l2に関しては、少なくとも溶接工程におけるバルブハウジング12内の溶け込み幅l1より大きくなるように、レーザビームのディフォーカス量等が変更される。例えば、図3(a)及び図4(a)に示す例では、バルブハウジング12の溶け込み幅l1は0.2〜0.4[mm]の範囲に収まっているのに対し、スリーブ11の溶け込み幅l2は0.5〜0.6[mm]の範囲の値となる。   Further, the defocus amount of the laser beam and the like are changed so that the penetration width l2 in the sleeve 11 is at least larger than the penetration width l1 in the valve housing 12 in the welding process. For example, in the example shown in FIGS. 3A and 4A, the penetration width l1 of the valve housing 12 is in the range of 0.2 to 0.4 [mm], whereas the penetration of the sleeve 11 is. The width l2 is a value in the range of 0.5 to 0.6 [mm].

ここで、図3(b)に示すように、溶接工程におけるスリーブ11の表面の溶け込み幅は、バルブハウジング12における溶け込み幅l1と略同等である。このため、気孔消失工程におけるスリーブ表面の溶け込み幅l2は、溶接工程におけるスリーブ表面の溶け込み幅よりも大きくなる。この結果、気孔消失工程において、レーザビームが直接照射されるスリーブ11におけるビード部(溶接部)の全領域を再溶融することができるので、ビード部に発生した気孔の大部分(実質的に全ての気孔)を消失させることができる。   Here, as shown in FIG. 3B, the penetration width of the surface of the sleeve 11 in the welding process is substantially equal to the penetration width l1 of the valve housing 12. For this reason, the penetration width l2 of the sleeve surface in the pore elimination process is larger than the penetration width of the sleeve surface in the welding process. As a result, in the pore disappearance step, the entire area of the bead portion (welded portion) in the sleeve 11 directly irradiated with the laser beam can be remelted, so that most of the pores generated in the bead portion (substantially all of them). ) Can be eliminated.

さらに、気孔消失工程において、レーザ出力を連続波出力とすることにより、溶接工程におけるパルス波出力によって発生した不連続なビード部を再溶融して、その表面を滑らかにすることができる。   Furthermore, in the pore disappearance process, by making the laser output a continuous wave output, the discontinuous bead portion generated by the pulse wave output in the welding process can be remelted and the surface thereof can be smoothed.

以上説明した溶接工程と気孔消失工程とを連続して実行することにより、ビード部における気孔欠陥の著しい低減を図ることができる。   By continuously performing the welding process and the pore disappearance process described above, the pore defects in the bead portion can be significantly reduced.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .

例えば、上述した実施形態では、レーザビームを用いて溶接を行なう例について説明したが、溶接工程及び気孔消失工程の加熱源としては電子ビーム、光ビーム、プラズマジェット、及びアークを用いることも可能である。   For example, in the above-described embodiment, an example in which welding is performed using a laser beam has been described. However, an electron beam, a light beam, a plasma jet, and an arc can be used as a heating source in the welding process and the pore disappearance process. is there.

加工ワークとしての電磁弁の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the solenoid valve as a workpiece | work. (a)は、円筒状の加工ワークの中心位置に対して、レーザビームの照射位置を所定のオフセット量だけずらした状態を示す説明図であり、(b)は、溶接装置30の全体構成を示す構成図である。(A) is explanatory drawing which shows the state which shifted the irradiation position of the laser beam only the predetermined | prescribed offset amount with respect to the center position of a cylindrical workpiece, (b) is the whole structure of the welding apparatus 30. FIG. FIG. (a)は、溶接工程におけるレーザ出力と、そのレーザ出力でのレーザビーム照射による溶け込み深さd1及び幅l1との関係を示すグラフであり、(b)は、溶け込み深さd1及び幅l1を示すための説明図である。(A) is a graph which shows the relationship between the laser output in a welding process, and the penetration depth d1 and the width | variety 11 by laser beam irradiation with the laser output, (b) shows the penetration depth d1 and the width | variety l1. It is explanatory drawing for showing. (a)は、気孔消失工程におけるレーザ出力と、そのレーザ出力でのレーザビーム照射による溶け込み深さd2及び幅l2との関係を示すグラフであり、(b)は、その溶け込み深さd2及び幅l2を示すための説明図である。(A) is a graph which shows the relationship between the laser output in a void | hole elimination process, and the penetration depth d2 and the width | variety 12 by laser beam irradiation with the laser output, (b) is the penetration depth d2 and width. It is explanatory drawing for showing l2.

符号の説明Explanation of symbols

10 電磁弁(加工ワーク)
11 スリーブ
12 バルブハウジング
30 溶接装置
31 制御回路
31 レーザ発振器
32 溶接ヘッド
34 エアポンプ
35 エアカーテン発生部
36 駆動モータ
37 保持具
10 Solenoid valve (workpiece)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Sleeve 12 Valve housing 30 Welding device 31 Control circuit 31 Laser oscillator 32 Welding head 34 Air pump 35 Air curtain generating part 36 Drive motor 37 Holder

Claims (6)

少なくとも2つの被溶接部材を重ね合わせて、その重ね合わせ部分における一方の被溶接部材にビームを照射するものであって、そのビーム照射において、加熱溶融深さが他方の被溶接部材に達するように前記ビームによる加熱溶融度合を調節することにより、前記2つの被溶接部材を互いに溶接する溶接部を形成する溶接工程と、
前記溶接工程の後、前記溶接工程において形成された溶接部に、さらにビームを照射するものであって、そのビーム照射において、加熱溶融深さが当該ビームを直接照射する側の被溶接部材の厚さ以下となるように前記ビームによる加熱溶融度合を調節することにより、前記溶接工程において発生した気孔を消失させる気孔消失工程とを備えることを特徴とする溶接方法。
At least two members to be welded are overlapped, and one of the members to be welded is irradiated with a beam so that the heating and melting depth reaches the other member to be welded in the beam irradiation. A welding step of forming a welded portion for welding the two welded members to each other by adjusting the degree of heating and melting by the beam;
After the welding step, the welded part formed in the welding step is further irradiated with a beam, and in the beam irradiation, the thickness of the member to be welded on the side where the heat melting depth directly irradiates the beam. And a pore disappearance step for eliminating pores generated in the welding step by adjusting the degree of heating and melting by the beam so as to be equal to or less than the above.
前記気孔消失工程におけるビームの照射範囲は、前記溶接工程におけるビームの照射範囲よりも広いことを特徴とする請求項1に記載の溶接方法。   The welding method according to claim 1, wherein a beam irradiation range in the pore disappearance step is wider than a beam irradiation range in the welding step. 前記ビームはレーザビームであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の溶接方法。   The welding method according to claim 1, wherein the beam is a laser beam. 前記溶接工程では、前記ビームをパルス状に放射することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の溶接方法。   The welding method according to claim 1, wherein, in the welding step, the beam is emitted in a pulse shape. 前記気孔消失工程では、前記ビームを連続的に放射することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の溶接方法。   The welding method according to claim 1, wherein the beam is continuously emitted in the pore disappearance step. 前記2つの被溶接部材の少なくとも一方は中空円筒状に形成され、
他方の被溶接部材が前記一方の被溶接部材の中空円筒部に圧入され、
前記一方の被溶接部材と前記他方の被溶接部材が重なり合っている円周部分の全周に渡って、前記溶接工程により溶接部を形成し、かつその円周状の溶接部に対して前記気孔消失工程を実施することにより、前記一方の被溶接部材と前記他方の被溶接部材とを気密に溶接することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の溶接方法。
At least one of the two welded members is formed in a hollow cylindrical shape,
The other welded member is press-fitted into the hollow cylindrical portion of the one welded member,
The welded portion is formed by the welding process over the entire circumference of the circumferential portion where the one welded member and the other welded member overlap, and the pores are formed in the circumferential welded portion. 6. The welding method according to claim 1, wherein the one welded member and the other welded member are hermetically welded by performing a disappearance step.
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