JP2010201434A - Laser brazing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザブレージング方法に関する。 The present invention relates to a laser brazing method.
自動車用鋼板の接合に、レーザブレージング方法が適用されている(例えば、特許文献1参照。)。レーザブレージング方法においては、突合わせあるいは重ね合せられた鋼板の合わせ面に沿って供給されるワイヤに、レーザ光を照射することで、鋼板を接合している。ワイヤは、強度、ビード外観および価格などを考慮して、Cu−Si系が適用される。 A laser brazing method is applied to joining of steel plates for automobiles (see, for example, Patent Document 1). In the laser brazing method, the steel plates are joined by irradiating a laser beam onto the wires supplied along the mating surfaces of the butt-matched or superposed steel plates. A Cu—Si system is applied to the wire in consideration of strength, bead appearance and price.
しかし、Cu−Si系のワイヤは、銅含有量が多いため、化成処理性に問題を有する。例えば、接合された自動車用鋼板は、化成処理が施された後で、塗装されるが、前記接合部は、化成皮膜の形成されないため、塗装不良が発生する虞がある。一方、前記接合部をシールし、塗装不良の発生を抑制する場合、製造コストが上昇する問題が生じる。 However, Cu-Si-based wires have a problem in chemical conversion treatment because of their high copper content. For example, a bonded automobile steel sheet is coated after being subjected to a chemical conversion treatment, but since the chemical conversion film is not formed on the bonded portion, there is a risk of poor coating. On the other hand, when sealing the said junction part and suppressing generation | occurrence | production of a coating defect, the problem that manufacturing cost rises arises.
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、良好な化成処理性を有する接合部を形成することが可能であるレーザブレージング方法を、提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems associated with the above-described prior art, and an object thereof is to provide a laser brazing method capable of forming a joint having good chemical conversion treatment. .
上記目的を達成するための本発明は、母材である鋼板の合わせ面に沿って供給されるろう材であるCu−Si系の溶融材料を、前記合わせ面に沿って移動するレーザ光によって溶解し、前記鋼板を接合するレーザブレージング方法である。当該方法においては、前記溶融材料の供給部位より前記レーザ光の移動方向側に位置する前記鋼板の一部を、前記レーザ光によって直接溶融させることによって、鋼板由来の鉄成分を含有する接合部を形成する。 In order to achieve the above object, the present invention is to melt a Cu-Si-based molten material, which is a brazing material supplied along a mating surface of a steel plate, which is a base material, by a laser beam that moves along the mating surface. And a laser brazing method for joining the steel plates. In the method, a part containing the iron component derived from the steel plate is directly melted by the laser beam, by directly melting a part of the steel plate located on the moving direction side of the laser beam from the molten material supply site. Form.
本発明によれば、銅含有量が多いCu−Si系の溶融材料を、ろう材として適用しても、接合部は、鋼板由来の鉄成分を含有するため、化成皮膜を形成することが可能である。つまり、良好な化成処理性を有する接合部を形成することが可能であるレーザブレージング方法を、提供することができる。 According to the present invention, even when a Cu-Si-based molten material having a high copper content is applied as a brazing material, the joint portion contains an iron component derived from a steel plate, and thus a chemical conversion film can be formed. It is. That is, it is possible to provide a laser brazing method capable of forming a joint having good chemical conversion properties.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および図2は、実施の形態1に係るレーザブレージング装置を説明するための斜視図および側面図である。 1 and 2 are a perspective view and a side view for explaining the laser brazing apparatus according to the first embodiment.
実施の形態1に係るレーザブレージング装置100は、加工ヘッド110、発振器120、ワイヤ供給部130、ロボットアーム140および制御装置150を有しており、突合わされたワーク(母材である鋼板)10,12の合わせ面Iに沿って供給されるワイヤ(溶融材料)50に、レーザ光Lを照射することで、ワーク10,12を接合し、突合わせ継手(拝み継手)を形成するために使用される。ワーク10,12は、自動車車体のフードやドアパネルなどの車体パネルを形成する部品であり、亜鉛めっき鋼板からなる。ワイヤ50は、Cu−Si系のろう材であり、ビード(接合部)60を形成する。
The
なお、レーザ光Lの出力やスポット径は、後述するように、ワーク10,12およびワイヤ50の構成などを考慮し、ワーク由来(鋼板由来)の鉄成分を含有するビード60を形成するように、設定される。そのため、形成されるビード60は、銅含有量が多いCu−Si系の溶融材料を、ろう材として適用されていても良好な化成処理性を有する。
As will be described later, the output of the laser beam L and the spot diameter are set so as to form the
加工ヘッド110は、コリメーションレンズ、集光レンズ、プリズム等を有する光学系が内蔵されており、発振器120からのレーザ光Lを、ワイヤ50に照射するために使用され、また、ワイヤ供給部130およびロボットアーム140を取り付けるためのブラケット112を有する。
The
発振器120は、例えば、YAGレーザが適用され、光学系、電源、制御系、冷却ガス循環系等を内蔵しており、発生させたレーザ光Lを、導光部材である光ファイバーケーブル122を介して加工ヘッド110に供給するために使用される。制御系には、例えば、電力を変更することで発振出力を調整する出力調整ユニットが配置されている。発振器120は、半導体レーザなどの他の固体レーザや、炭酸ガスレーザ等のガスレーザを、適宜適用することも可能である。
For example, a YAG laser is applied to the
ワイヤ供給部130は、例えば、サーボモータによって回転する一対のガイドローラを有しており、ワイヤリール132に巻回されたワイヤ50の供給速度を制御し、ワーク10,12の合わせ面Iに沿って供給するために使用される。また、ワイヤ供給部130は、ブラケット112を介して加工ヘッド110に連結されており、ワイヤ50の供給角度を調整することが可能である。なお、供給角度は、ワーク表面に対する傾斜角度およびワーク10,12の合わせ面Iの延長方向に対する交差角度によって定義される。
The
ロボットアーム140は、多関節(多軸)式であり、加工ヘッド110およびワイヤ供給部130を、自律動作によりワーク10,12の合わせ面Iに沿って所定の経路を移動させるために使用され、加工ヘッド110からのレーザ光Lの照射角度およびブレージング速度を調整自在に、設定されている。なお、照射角度は、ワーク表面に直交する垂線とレーザ光Lとの間の角度によって定義される。なお、加工ヘッド110およびワイヤ供給部130の移動手段は、ロボットアーム140に限定されない。
The
制御装置150は、例えば、中央演算処理装置や記憶装置などを有するプログラマブルコントローラからなり、加工ヘッド110、発振器120、ワイヤ供給部130およびロボットアーム140を、一体的に制御するために使用される。
The
なお、アルゴンガス等のシールドガス(アシストガス)を供給する機構を配置し、ブレージング時における酸化皮膜の生成を抑制したり、冷却機構を設けて、ブレージング時における発熱を吸収したりすることも好ましい。なお、符号Sは、レーザスポットを示している。 It is also preferable to arrange a mechanism for supplying a shielding gas (assist gas) such as argon gas to suppress the formation of an oxide film during brazing, or to provide a cooling mechanism to absorb heat generated during brazing. . Reference symbol S indicates a laser spot.
次に、実施の形態1に係るレーザブレージング方法を説明する。
Next, the laser brazing method according to
図3は、実施の形態1に係るレーザブレージング方法を説明するための平面図、図4は、実施の形態1に係るビードを説明するための断面図、図5は、実施の形態1に係る化成処理反応における鉄挙動の説明図である。 3 is a plan view for explaining the laser brazing method according to the first embodiment, FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the bead according to the first embodiment, and FIG. 5 is according to the first embodiment. It is explanatory drawing of the iron behavior in a chemical conversion reaction.
実施の形態1に係るレーザブレージング方法においては、まず、亜鉛めっき鋼板からなるワーク10,12を位置決めし、突合わすことで、継手となる合わせ面Iを形成する。制御装置150は、加工ヘッド110、発振器120、ワイヤ供給部130およびロボットアーム140を、一体的に制御し、レーザブレージングを開始させる。
In the laser brazing method according to the first embodiment, first, the
ワイヤ供給部130は、ワイヤリール132に巻回されたCu−Si系のワイヤ50を引き出す。ロボットアーム140は、加工ヘッド110およびワイヤ供給部130を、自律動作によりワーク10,12の合わせ面Iに沿って移動させる。したがって、ワイヤ50は、ワーク10,12の合わせ面Iに沿って供給されることになる。
The
一方、発振器120は、発生させたレーザ光を、光ファイバーケーブル122を介して加工ヘッド110に供給する。加工ヘッド110は、発振器120からのレーザ光Lを、照射する。加工ヘッド110は、ロボットアーム140によってワイヤ供給部130と一体的に駆動されているため、レーザ光Lは、合わせ面Iに沿って移動しながら、ワーク10,12の合わせ面Iに沿って供給されているワイヤ50を溶解する(図3参照)。
On the other hand, the
この際、ワイヤ50の供給部位よりレーザ光Lの移動方向側に位置するワーク10,12の一部14を、レーザ光Lによって直接溶融させることによって、鋼板由来の鉄成分を含有するビード60(図4参照)を形成し、ワーク10,12が接合される。ビード60は、銅含有量が多いCu−Si系のワイヤ50を、ろう材として適用しても、鋼板由来の鉄成分を含有するため、化成皮膜を形成することが可能である。
At this time, a
そして、レーザブレージングを継続し、ワーク10,12の合わせ面Iの接合が完了し、突合わせ継手が形成されると、加工ヘッド110、発振器120およびワイヤ供給部130は、稼動を停止し、ロボットアーム140は、退避位置に復帰する。
When the laser brazing is continued and the joining of the mating surfaces I of the
なお、突合わせ継手が形成されたワーク10,12は、塗装前に良好な耐食性を持つ塗装下地層を形成するために、例えば、ディップ方式や連続スプレー方式が適用され、脱脂洗浄処理および化成処理が施される。
The
脱脂洗浄処理においては、防錆力、下塗り塗料との関連、量産性などの観点から、例えば、エマルジョン系やアルカリ系の脱脂剤、リン酸亜鉛系化成剤が利用される。 In the degreasing and cleaning treatment, for example, an emulsion-based or alkaline-based degreasing agent or a zinc phosphate-based chemical conversion agent is used from the viewpoints of rust prevention, relevance to the undercoat, mass productivity, and the like.
化成処理においては、鉄や亜鉛との相性が良いリン酸亜鉛処理液が適用される。リン酸亜鉛処理液は、例えば、リン酸、第1リン酸亜鉛を主体として、促進剤として酸化剤(硝酸、亜硝酸塩、塩素酸塩など)、還元剤、金属塩などを含んでいる。 In the chemical conversion treatment, a zinc phosphate treatment solution having good compatibility with iron or zinc is applied. The zinc phosphate treatment liquid contains, for example, phosphoric acid and first zinc phosphate as main components, and includes an oxidizing agent (such as nitric acid, nitrite, and chlorate), a reducing agent, a metal salt, and the like as an accelerator.
リン酸亜鉛処理液を用いた化成処理においては、図5に示されるように、ワーク10,12表面の鉄は、リン酸亜鉛処理液に浸漬されることにより、遊離のリン酸によってエッチングを受けて溶解する。そして、溶解による鉄イオンと処理液中のリン酸イオンとが反応し、Fe2O3を含有する皮膜を形成する。つまり、イオン交換による析出反応(化学的反応)で化成被膜が形成される。この際、ワーク10,12のビード60は、銅含有量が多いCu−Si系のワイヤ50をろう材として形成されているが、鋼板由来の鉄成分を含有するため、その表面にも、化成皮膜が同様に形成される。そのため、塗装不良の発生が抑制され、かつ、ビード60をシールすることが不要であり、製造コストの上昇を避けることができる。
In the chemical conversion treatment using the zinc phosphate treatment solution, as shown in FIG. 5, the iron on the surfaces of the
塗装処理は、例えば、下塗り工程、中塗り工程および上塗り工程を有する。下塗り工程においては、電着塗装や粉体塗装によって、下塗り塗膜が形成される。下塗り塗膜は、例えば、塗膜の防錆性を向上させる機能を有する。中塗り工程および上塗り工程においては、エアスプレーやエアレススプレーや静電塗装によって、中塗り塗膜および上塗り塗膜が、それぞれ形成される。中塗り塗膜は、例えば、下塗り塗膜の欠陥を補うと共に上塗り仕上がりの外観向上のための表面調整の機能を有する。上塗り塗膜は、例えば、美観の付与と環境に対する耐久性(耐候性、耐薬品性、耐磨耗性など)を付与する機能を有する。 The coating process includes, for example, an undercoating process, an intermediate coating process, and an overcoating process. In the undercoating step, an undercoating film is formed by electrodeposition coating or powder coating. The undercoat coating film has a function of improving the rust prevention property of the coating film, for example. In the intermediate coating process and the top coating process, the intermediate coating film and the top coating film are formed by air spray, airless spray, or electrostatic coating, respectively. The intermediate coating film has, for example, a function of surface adjustment for compensating for defects in the undercoating film and improving the appearance of the top coating finish. The top coat film has, for example, a function of imparting aesthetics and durability to the environment (such as weather resistance, chemical resistance, and wear resistance).
図6は、実施の形態1に変形例1を説明するための平面図である。 FIG. 6 is a plan view for explaining the first modification of the first embodiment.
母材であるワーク10,12は、レーザスポットSの径Dを拡大することによって、容易に溶融することも可能である。これは、図6に示されるように、ワーク10,12におけるレーザ光Lが直接照射される範囲が拡大するためである。径Dの拡大は、レーザ光焦点をワーク表面から離間させ、あるいは、レーザ光の集光条件を変更することによって、達成することが可能である。
The
レーザ光焦点のワーク表面からの離間は、例えば、ロボットアーム140のプログラムを変更し、加工ヘッド110とワーク10,12との間の離間距離を調整することで可能である。レーザ光の集光条件は、例えば、加工ヘッド110の光学系を調整することで変更することが可能である。
The laser beam focus can be separated from the workpiece surface by, for example, changing the program of the
なお、レーザ出力を3kW、ブレージング速度を3m/min、ワイヤ径を1mm、ワイヤ供給速度を4.2m/minとする条件において、母材溶融は、レーザスポット径が3mm以上(ワイヤ径に対して3倍以上)において、発生した。したがって、レーザスポット径は、上記値が好ましい。 Under the conditions that the laser output is 3 kW, the brazing speed is 3 m / min, the wire diameter is 1 mm, and the wire supply speed is 4.2 m / min, the base metal melting is performed with a laser spot diameter of 3 mm or more (relative to the wire diameter). 3 times or more). Therefore, the laser spot diameter is preferably the above value.
図7は、実施の形態1に変形例2を説明するためのグラフであり、レーザ出力、レーザスポット径および母材溶融との関係を示している。 FIG. 7 is a graph for explaining the modified example 2 in the first embodiment, and shows the relationship between the laser output, the laser spot diameter, and the base material melting.
母材であるワーク10,12は、レーザ光による投入熱量を増加させることによって、容易に溶融することも可能である。投入熱量の増加は、発振器120の出力調整ユニットを調整してレーザ出力を増加させ、あるいは、ロボットアーム140のプログラムを変更してブレージング速度を低下させることによって、達成することが可能である。
The
例えば、レーザスポット径を2mm、ブレージング速度を3m/min、ワイヤ径を1mm、ワイヤ供給速度を4.2m/minとする条件において、レーザ出力が3kWである場合、母材溶融は生じないが、4kW(母材溶融が生じないレーザ出力の1.3倍)以上である場合、母材溶融が発生する。したがって、レーザ出力は、上記値が好ましい。なお、ブレージング速度の場合、2m/min以下に低下させることが好ましい。この場合、投入熱量が1.3倍以上となるため、母材溶融を容易に発生させることが可能である。 For example, when the laser output is 3 kW under the conditions that the laser spot diameter is 2 mm, the brazing speed is 3 m / min, the wire diameter is 1 mm, and the wire supply speed is 4.2 m / min, the base material does not melt, When the power is 4 kW (1.3 times the laser output at which the base material does not melt) or more, the base material is melted. Therefore, the laser output is preferably the above value. In addition, in the case of a brazing speed | rate, it is preferable to reduce to 2 m / min or less. In this case, since the input heat amount is 1.3 times or more, the base material can be easily melted.
図8および図9は、実施の形態1に変形例3を説明するための斜視図および平面図である。 8 and 9 are a perspective view and a plan view for explaining the third modification of the first embodiment.
ワーク表面に直交する垂線Pとレーザ光Lとの間の角度によって定義されるレーザ光Lの照射角度θLは、前進角となるように傾斜させることも好ましい。この場合、レーザスポットSの形状が楕円(図9参照)となり、レーザ光Lの一部が、ビード60の前方の広い範囲に照射される。そのため、ワイヤ50の供給部位よりレーザ光Lの移動方向側に位置するワーク10,12の一部14を、容易に溶融させることが可能である。
Irradiation angle theta L of the laser beam L which is defined by the angle between the perpendicular line P and the laser beam L perpendicular to the workpiece surface preferably also is inclined so that the forward angle. In this case, the shape of the laser spot S becomes an ellipse (see FIG. 9), and a part of the laser light L is irradiated to a wide range in front of the
なお、レーザ出力を3kW、レーザスポット径を2mm、ブレージング速度を3m/min、ワイヤ径を1mm、ワイヤ供給速度を4.2m/minとする条件において、母材溶融は、照射角度θLが40°以上の前進角において、発生した。したがって、照射角度θLは、上記値が好ましい。 Under the conditions that the laser output is 3 kW, the laser spot diameter is 2 mm, the brazing speed is 3 m / min, the wire diameter is 1 mm, and the wire supply speed is 4.2 m / min, the base material melting is performed at an irradiation angle θ L of 40 L. Occurs at advancing angles greater than °. Therefore, the irradiation angle θ L is preferably the above value.
図10は、実施の形態1に変形例4を説明するための断面図である。 FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a fourth modification of the first embodiment.
ワーク10,12の合わせ面Iには、隙間Cを配置することも好ましい。この場合、ワイヤ50をレーザ光Lによって溶解し、ワーク10,12を接合する際、レーザ光Lが、隙間Cを経由して板間に導入される。これにより、母材であるワーク10,12が付加的に加熱されるため、その溶融が容易となる。
It is also preferable to arrange a gap C on the mating surface I of the
なお、レーザ出力を3kW、レーザスポット径を2mm、ブレージング速度を3m/min、ワイヤ径を1mm、ワイヤ供給速度を4.2m/minとする条件において、母材溶融は、隙間Cの幅が0.4mm以上(ワイヤ径に対して0.4倍以上)において、発生した。したがって、隙間Cの幅は、上記値が好ましい。 Under the conditions that the laser output is 3 kW, the laser spot diameter is 2 mm, the brazing speed is 3 m / min, the wire diameter is 1 mm, and the wire supply speed is 4.2 m / min, the width of the gap C is 0 It occurred at 4 mm or more (0.4 times or more with respect to the wire diameter). Therefore, the width C is preferably the above value.
図11は、実施の形態1に変形例5を説明するための断面図である。 FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a fifth modification of the first embodiment.
ワイヤ50は、鉄めっき層(鉄成分を有する被覆層)52を有することも好ましい。この場合、ワイヤ50をレーザ光によって溶解し、ワークを接合する際、鉄めっき層由来の鉄成分を含有するビードが形成される。これにより、ビードは、ワーク由来の鉄成分に加え、鉄めっき層由来の鉄成分を含有することとなるため、母材であるワークの溶融量を減少させても、良好な化成処理性を維持することができる。したがって、投入熱量を減少させることによって、レーザブレージングに起因するひずみを抑制しかつレーザブレージング速度を向上させることが可能である。なお、鉄めっき量としては、ワイヤ重量の5%以上が好ましい。
It is also preferable that the
以上のように、実施の形態1においては、ワークを接合し、突合わせ継手を形成することが可能であり、そのビードは、銅含有量が多いCu−Si系のワイヤを、ろう材として適用しても、鋼板由来の鉄成分を含有する。そのため、化成皮膜を形成することが可能であり、ビードをシールすることなく、塗装不良の発生を抑制し、製造コストの上昇を避けることができる。つまり、良好な化成処理性を有するビードを形成することが可能であるレーザブレージング方法を、提供することができる。 As described above, in the first embodiment, workpieces can be joined to form a butt joint, and a bead is applied to a Cu-Si-based wire having a high copper content as a brazing material. Even so, it contains an iron component derived from a steel plate. Therefore, it is possible to form a chemical conversion film, suppress the occurrence of coating failure without sealing the bead, and avoid an increase in manufacturing cost. That is, it is possible to provide a laser brazing method capable of forming a bead having good chemical conversion properties.
また、レーザ光焦点をワーク表面から離間させ、あるいは、レーザ光の集光条件を変更することによって、レーザスポット径を拡大させ、ワークの溶融を達成する場合、ワークにおけるレーザ光が直接照射される範囲が拡大するため、ワークの溶融が容易となる。レーザスポット径は、ワイヤ径に対して3倍以上が好ましい。 Further, when the laser spot diameter is enlarged by moving the laser beam focus away from the workpiece surface or changing the laser beam focusing condition to achieve melting of the workpiece, the laser beam on the workpiece is directly irradiated. Since the range is expanded, the workpiece can be easily melted. The laser spot diameter is preferably at least 3 times the wire diameter.
レーザ出力を増加させ、あるいは、ブレージング速度を低下させることによって、レーザ光による投入熱量を増加させ、ワークの溶融を達成する場合、投入熱量が増えるため、ワークの溶融が容易となる。投入熱量は、ワイヤ溶融(ワークの接合)が生じるが母材溶融は生じない場合の1.3倍以上が好ましい。 When increasing the laser output or decreasing the brazing speed to increase the heat input by the laser beam and achieve melting of the workpiece, the input heat amount increases, so that the workpiece is easily melted. The input heat amount is preferably 1.3 times or more that when wire melting (workpiece bonding) occurs but base metal melting does not occur.
レーザ光の照射角度を、前進角となるように傾斜させる場合、レーザ光の一部がビードの前方の広い範囲に照射されるため、ワイヤの供給部位よりレーザ光の移動方向側に位置するワークの一部を、容易に溶融させることが可能である。前進角は、40°以上が好ましい。 When the irradiation angle of the laser beam is tilted so as to be a forward angle, a part of the laser beam is irradiated over a wide range in front of the bead, so that the workpiece positioned on the laser beam moving direction side from the wire supply site. It is possible to melt a part of these easily. The advance angle is preferably 40 ° or more.
ワークの合わせ面に、隙間を配置する場合、レーザ光が、隙間を経由して板間に導入され、母材であるワークが付加的に加熱されるため、その溶融が容易となる。隙間の幅は、ワイヤ径に対して0.4倍以上が好ましい。 When a gap is disposed on the mating surface of the workpiece, laser light is introduced between the plates via the gap, and the workpiece as the base material is additionally heated, so that the melting is facilitated. The width of the gap is preferably 0.4 times or more with respect to the wire diameter.
ワイヤに、鉄めっき層を設ける場合、ビードは、ワーク由来の鉄成分に加え、鉄めっき層由来の鉄成分を含有することとなるため、ワークの溶融量を減少させても、良好な化成処理性を維持することができる。したがって、投入熱量を減少させることによって、レーザブレージングに起因するひずみを抑制しかつレーザブレージング速度を向上させることが可能である。鉄めっき量としては、ワイヤ重量の5%以上が好ましい。 When an iron plating layer is provided on the wire, the bead contains an iron component derived from the iron plating layer in addition to the iron component derived from the workpiece. Sex can be maintained. Therefore, by reducing the amount of input heat, it is possible to suppress distortion caused by laser brazing and improve the laser brazing speed. The iron plating amount is preferably 5% or more of the wire weight.
次に、実施の形態2を説明する。 Next, a second embodiment will be described.
図12および図13は、実施の形態2に係るレーザブレージング方法を説明するための斜視図および平面図、図14は、実施の形態2に係るビードを説明するための断面図である。 12 and 13 are a perspective view and a plan view for explaining the laser brazing method according to the second embodiment, and FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the bead according to the second embodiment.
実施の形態2は、形成される継手の構成に関し、実施の形態1と概して異なっており、ワーク20,22は、重ね合わされた状態で接合され、重ね隅肉継手を形成する。つまり、実施の形態2に係るレーザブレージング方法においては、重ね合わされたワーク20,22の合わせ面Iに沿って供給されるCu−Si系のワイヤ50を、合わせ面Iに沿って移動するレーザ光Lによって溶解し、ワーク20,22を接合する際、ワイヤ50の供給部位よりレーザ光Lの移動方向側に位置するワーク20,22の一部24を、レーザ光Lによって直接溶融させることによって、図14に示されるように、ワーク由来の鉄成分を含有するビード62を形成する。
The second embodiment is generally different from the first embodiment with respect to the structure of the joint to be formed, and the
したがって、銅含有量が多いCu−Si系のワイヤを、ろう材として適用しても、ビード62は、鋼板由来の鉄成分を含有するため、化成皮膜を形成することが可能であり、ビード62をシールすることなく、塗装不良の発生を抑制し、製造コストの上昇を避けることができる。
Therefore, even if a Cu-Si-based wire having a high copper content is applied as a brazing material, the
図15は、実施の形態2に係る変形例1を説明するための断面図である。 FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the first modification according to the second embodiment.
ワーク20,22の合わせ面Iは、実施の形態1に係る変形例4と同様に、隙間Cを配置することも好ましい。この場合、レーザ光Lが、隙間Cを経由して板間に導入され、母材であるワーク20,22が付加的に加熱されるため、その溶融が容易となる。
It is also preferable to arrange a gap C on the mating surface I of the
以上のように、実施の形態2においては、重ね合わされたワークを接合し、重ね隅肉継手を形成することが可能である。また、ワークの合わせ面には、隙間を配置する場合、レーザ光が、隙間を経由して板間に導入され、ワークが付加的に加熱されため、その溶融が容易となる。 As described above, in the second embodiment, the stacked workpieces can be joined to form a lap fillet joint. In addition, when a gap is provided on the mating surface of the workpiece, laser light is introduced between the plates via the gap, and the workpiece is additionally heated, so that the melting is facilitated.
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、実施の形態1に係る変形例1〜3および5を、実施の形態2に適用することが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, the
ワークは、自動車車体のフードやドアパネルなどの車体パネルを形成する部品に限定されない。また、ワークを構成する鋼板は、亜鉛めっき鋼板以外を適用することも可能である。さらに、ワークを接合して形成される継手は、突合わせ継手(拝み継手)および重ね隅肉継手に限定されない。 The workpiece is not limited to a part that forms a body panel such as a hood or a door panel of an automobile body. Moreover, the steel plate which comprises a workpiece | work can also apply other than a galvanized steel plate. Furthermore, the joint formed by joining the workpieces is not limited to the butt joint (seeing joint) and the lap fillet joint.
10,12,20,22 ワーク(母材である鋼板)、
14,24 ワークの一部、
50 ワイヤ(溶融材料)、
52 鉄めっき層(鉄成分を有する被覆層)、
60,62 ビード(接合部)、
100 レーザブレージング装置、
110 加工ヘッド、
112 ブラケット、
120 発振器、
122 光ファイバーケーブル、
130 ワイヤ供給部、
132 ワイヤリール、
140 ロボットアーム、
150 制御装置、
C 隙間、
D レーザスポット径、
I 合わせ面、
L レーザ光、
P 垂線、
S レーザスポット、
θL 照射角度。
10, 12, 20, 22 Workpiece (steel plate as base material),
14,24 Part of work,
50 wires (molten material),
52 Iron plating layer (coating layer having iron component),
60, 62 bead (joint),
100 laser brazing device,
110 processing head,
112 bracket,
120 oscillator,
122 optical fiber cable,
130 wire supply unit,
132 wire reels,
140 robot arm,
150 controller,
C gap,
D Laser spot diameter,
I mating surface,
L laser light,
P perpendicular,
S laser spot,
θ L irradiation angle.
Claims (6)
前記溶融材料を、前記レーザ光によって溶解し、前記鋼板を接合する際、前記レーザ光を、前記隙間を経由して板間に導入することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザブレージング方法。 A gap is disposed on the mating surface of the steel plates,
The melted material is melted by the laser beam and the laser beam is introduced between the plates via the gap when the steel plates are joined. The laser brazing method described in 1.
前記溶融材料を、前記レーザ光によって溶解し、前記鋼板を接合する際、被覆層由来の鉄成分を含有する接合部を形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のレーザブレージング方法。 The molten material has a coating layer containing an iron component,
The melted material is melted by the laser beam, and when joining the steel plates, a joining portion containing an iron component derived from a coating layer is formed. Laser brazing method.
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