WO2004002670A1

WO2004002670A1 - 溶接用素材及び溶接品

Info

Publication number: WO2004002670A1
Application number: PCT/JP2003/008078
Authority: WO
Inventors: Hiroki Fujimoto; Masahiro Nakata
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2004-12-27
Also published as: US7150391B2; KR100599351B1; EP1516691A1; JP5071451B2; US20060175310A1; JP2004082214A; CN100337781C; JP4605576B2; KR20050023331A; US7315009B2; CN1668414A; EP1516691A4; AU2003246193A1; US20050152741A1; EP1516691B1; JP2009255179A

Abstract

レーザ溶接やアーク溶接等の溶接を行われる際の領域11を備え、この領域11が、加工素材に曲がり部5aを形成するエンボス加工、Ｖ曲げ加工、Ｕ曲げ加工、Ｌ曲げ加工、絞り加工、又は段絞り加工あるいはそれらを組み合わせた加工である第１の加工と、第１の加工により形成された曲がり部5aを圧潰するプレス加工である第２の加工とを行われて製造される圧痕5a-1を有する溶接用素材５である。圧痕5a-1は、加工素材５の表面をなす平面から突出した凸部11a と、この凸部11a の内側に形成される凹部11bとを有する。圧痕5a-1は、溶接予定位置と略平行となるように、点状に互いに離間して２以上配置されるとともに、溶接予定位置の上に配列される。

Description

溶接用素材及び溶接

技術分野

本発明は、溶接用素材及び溶接明品に関する。本発明は、例えば、レーザ溶接用素材、レーザ溶接品及び自動車車体に関する。

細景技術

例えば合金化溶融亜鉛めつき鋼板や溶融亜鉛めつき鋼板に代表される亜鉛系めつき鋼板は耐食性が優れる。このため、亜鉛系めつき鋼板は、自動車車体用鋼板、家電製品用鋼板、産業機械用鋼板、家具用鋼板さらには建材用鋼板等といった広範な用途に用いられる。亜鉛系めつき鋼板は、一般的に以下に示す手順（a) 〜 (d) で、例えば自動車車体等の製品に組み立てられる。

( a)例えばプレス成形を行われて所定の形状に成形される。

(b)成形された後にその外縁部を溶接相手材と適宜重ね合わされ、その状態で固定される。

( c )溶接相手材との重ね合わせ部を溶接部として、スポット溶接やシーム溶接のような抵抗溶接、 TIG 溶接、 MIG 溶接さらにはプラズマアーク溶接等を行われることにより、溶接相手材に溶接される。特に自動車車体の場合には、周知のように、溶接手段としてスポット溶接が多用される。

(d)このような溶接を繰り返し行われる。

ところで、レーザビームを利用したレ一ザ溶接が亜鉛系めつき鋼板の溶接技術として注目されている。図 39(a) 及び図 39(b) は、亜鉛系めつき鋼板 1を素材として重ね合わせ鋼板 2を製造する状況を示す説明図である。図 39(a) に示すように 2枚の亜鉛系めつき鋼板 1、 1を重ね合わせて固定する。そして、図 39(b) に示すようにこれら 2枚の亜鉛系めつき鋼板 1、 1にレーザ溶接を行って溶接部 2a を形成することにより、重ね合わせ鋼板 2を製造する。この亜鉛系めつき鋼板 1の表面には、鋼の融点より沸点が低い亜鉛を主成分とするめつき被膜が形成されている。このため、レーザ溶接を行うと、重ね合わせ面に形成されためつき被膜の主成分である亜鉛がレーザ溶接の入熱によって爆発的に蒸発する。したがって、図 39( a) 及び図 39(b) に例示するように亜鉛系めつき鋼板 1同士を単に重ね合わせてレーザ溶接を行ったり、あるいは亜鉛系めつき鋼板 1と通常の鋼板とを単に重ね合わせてレーザ溶接を行うと、レーザ溶接の入熱によって溶融した鉄分が爆発的に蒸発する亜鉛によって吹き飛ばされてしまい、溶接部 2aに溶接欠陥が生じる。

このような溶接欠陥の発生を防止して良好な溶接部を得るために、少なくとも一方が亜鉛系めつき鋼板である 2枚の鋼板が重ね合わされたレーザ溶接の予定部に、レーザ溶接の入熱によって蒸発する亜鉛を外部へ排出するための適正な寸法の隙間を設ける発明が知られている。

例えば、特開平 10— 216974号公報、特許第 2571976 号公報さらには文献 (NIKKE I MECHANICAL 1996. 9. 30 No .490 )等には、レ一ザ溶接の素材である亜鉛系めつき鋼板に例えばプレス成形を行うことにより予め突起部を形成しておき、この突起部により重ね合わされた 2枚の鋼板の間に適正な寸法の隙間を確保してレーザ溶接を行う発明が開示されている。

ところで、この隙間の適正な寸法は、例えば板厚が 0.7mm の亜鉛系めつき鋼板の場合には 0. 05顧〜 0. 3麗程度と、極めて微小である。このため、上述した従来の発明を実施するには、 2枚の鋼板のいずれかにプレス成形によりこのような微小な突起部を形成する必要がある。このためには、プレス金型面の機械加工作業や手仕上げ作業を精緻に行う必要が生じ、これらの作業が極めて難しくなるとともに多大な加工コストを要する。特に、亜鉛系めつき鋼板からなる自動車車体用部品の溶接面は三次元の複雑な曲面形状を呈することが多いこともあいまって、上述したプレス金型の機械加工作業や手仕上げ作業を精緻に行うことは、実際には不可能である。

また、プレス成形により設けられる微小な突起部の稜線の輪郭は、プレス成形後の成形品に不可避的に発生する弾性回復によって、不明瞭になり易い。このため、プレス金型に機械加工を行って所望の微小な突起を設けることが可能であつたとしても、この突起の形状の通りの突起部をプレス成形品に設けることは容易ではない。

さらに、プレス金型に設ける突起は、プレス加工に伴う磨耗によって変形し易い。このため、レーザ溶接のための適正な寸法の隙間を長期間にわたって安定して確保することは難しい。

そこで、特閧 2001— 162388号公報には、適正な寸法の隙間に対して過剰となる高さの突起部を鋼板に予め設けておき、この突起部とクランプ装置のロッドとの間に形成される傾斜状の領域内の適正な隙間の位置において、レーザ溶接を行う発明が開示されている。この発明では、突起部の高さを本来の目標値よりも大きく設定するため、突起部を機械加工により安定して設けることができる。

この発明では、高さが大きく設定された突起部とクランプロッドとの間に形成された傾斜状の領域においてレーザ溶接を行う。このため、レーザ溶接を行う位置が水平方向に少しでも変動すると、隙間の大きさが大きく変化する。このため、この発明では、突起部を安定して形成することはできるものの、レーザ溶接のための隙間の寸法を常に確保してレーザ溶接の品質を安定的に確保することはできない。発明の開示

本発明の目的は、従来の技術が有するこのような課題を解決するためになされたものであり、溶接欠陥の発生を防止して良好な溶接部を確実に得ることができる溶接用素材、溶接品及び自動車車体を提供すること、例えばレーザ溶接用素材、レーザ溶接品及び自動車車体を提供することである。

本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、第 1の加工により加工素材に曲がり部を形成し、次いで第 2の加工によりこの曲がり部を押圧することにより形成される圧痕を有する領域を利用することによつて、この圧痕の高さを安定して確保しながら、亜鉛等の溶接不良を誘起する成分に起因した溶接欠陥の発生を防止して良好な溶接部を確実に得られることを知見した。また、この圧痕の高さは 0. 02雇以上 1. 0mm 以下であることが望ましいことを知見した。すなわち、本発明は、従来の技術のように、微小に形成した突起をそのまま用いて溶接のための隙間を形成するのではなくて、安定して加工することができる大きさの曲がり部を形成した後にこの曲がり部を押圧して所望の高さの圧痕を安定して形成し、そして、このようにして形成した圧痕を溶接のための隙間の確保に利用することにより、溶接欠陥の発生を防止して良好な溶接部を工業的規模で安定して確実に得られるという、新規かつ重要な知見に基づいてなされたものでめる。

本発明は、他の溶接用素材と重ね合わせて溶接を行う際にこの他の溶接用素材との間に所定の距離の隙間が確保される領域を備え、この領域には、曲がり部を押圧して形成される圧痕が設けられることを特徴とする溶接用素材である。この本発明に係る溶接用素材では、圧痕が、凸部とこの凸部の内側に形成される凹部とから構成される形状、又は凸部から構成される形状を有することが、例示される。

また、これらの本発明に係る溶接用素材では、圧痕の高さが 0. 02廳以上 1 . 0mm 以下であることが望ましい。

また、これらの本発明に係る溶接用素材では、溶接が、レーザ溶接、プラズマ溶接又はアーク溶接であることが例示される。

これらの本発明に係る溶接用素材は、加工素材に曲がり部を形成した後に、この曲がり部を押圧することによって、製造される。

別の観点からは、本発明は、少なくとも一方が亜鉛系めつき鋼板である 2つの溶接用素材を重ね合わせて溶接を行うことにより得られる溶接品であって、これら 2つの溶接用素材のうちの少なくとも一方が上述した本発明に係る溶接用素材であること、および上記溶接は、この溶接用素材に形成された圧痕を介して 2つの溶接用素材を重ね合わせて、 2つの溶接用素材の間に所定の距離の隙間が確保された領域で行われた溶接であることを特徴とする溶接品である。

この本発明にかかる溶接品は、少なくとも一方が亜鉛系めつき鋼板である 2つの溶接用素材を重ね合わせて溶接を行うことにより製造され、かつこれら 2つの溶接用素材のうちの少なくとも一方が、上述した本発明に係る溶接用素材であること、および上記溶接が、この溶接用素材に形成された圧痕を介して 2つの溶接用素材を重ね合わせ、この圧痕によって所定の隙間が確保された領域で行うことにより、製造される。

別の観点からは、本発明は、上記の本発明に係る溶接品を備えることを特徴とする自動車車体である。 - 図面の簡単な説明

図 1 (a) は第 1の実施の形態において、エンボス加工を行うためのエンボス加ェ装置の主要部を抽出して示す説明図であり、図 1 (b) は曲がり部の拡大図である。

図 2は、第 1の実施の形態における陥没部及び突起部を拡大して示す断面図でめる。 '

図 3は、第 1の実施の形態における陥没部及び突起部の他の形状例を拡大して示す断面図である。

図 4は、第 1の実施の形態における陥没部及び突起部の他の形状例を拡大して示す断面図である。

図 5は、第 1の実施の形態において、挟持面が曲率を有している場合のプレス成形時の一例を示す説明図である。

図 6は、第 1の加工により亜鉛系めつき鋼板に曲がり部が形成される状況を示す説明図である。

図 7は、第 2の加工の状況を示す斜視図である。

図 8は、第 2の加工時のプレス加工装置を示す断面図である。

図 9は、第 2の加工により形成される圧痕の形状例を示す説明図である。図 10は、第 1のレーザ溶接用素材と第 2のレーザ溶接用素材を重ね合わせた状況の一例を示す説明図である。

図 11は、第 1のレーザ溶接用素材と第 2のレーザ溶接用素材を重ね合わせた状況の一例を示す説明図である。

図 12は、第 2の実施の形態における陥没部及び突起部を拡大して示す断面図でめ。

図 13(a) は、第 2の実施の形態により溶接される 2枚の鋼板を示す説明図であ 03 008078

6 り、図 13(b) は、これら 2枚の鋼板が溶接された重ね合わせ鋼板を示す説明図である。

図 14は、第 2の実施の形態で用いたレーザ溶接装置を示す説明図である。

図 15 (a) は、第 3の実施の形態により溶接される 2枚の鋼板を示す説明図であり、図 15 (b) は、これら 2枚の鋼板が溶接された重ね合わせ鋼板を示す説明図である。

図 16は、第 3の実施の形態で用いたレーザ溶接装置を示す説明図である。

図 17(a) は、第 4の実施の形態により溶接される 2枚の鋼板を示す説明図であり、図 17(b) は、これら 2枚の鋼板が溶接された重ね合わせ鋼板を示す説明図でめる。

図 18は、第 4の実施の形態で用いたレーザ溶接装置を示す説明図である。

図 19は、第 5の実施の形態により、 3枚の亜鉛系めつき鋼板をレーザ溶接する場合を示す説明図である。

図 20は、第 6の実施の形態により、すみ肉溶接を行う状況を示す説明図である図 21は、第 6の実施の形態により、すみ肉溶接を行う状況を示す説明図である図 22は、第 7の実施の形態により、へり溶接を行う状況を示す説明図である。図 23は、第 7の実施の形態により、へり溶接を行う状況を示す説明図である。図 24は、第 8の実施の形態によりフレア継手の溶接を行う状況を示す説明図でめる。

図 25は、第 8の実施の形態によりフレア継手の溶接を行う状況を示す説明図でめる。

図 26(a) は、第 9の実施の形態において用いるエンボス加工装置及びプレス加ェ装置それそれを示す断面図である。また、図 26 (b) は、第 9の実施の形態において溶接される圧痕を有する亜鉛系めつき鋼板と、平坦な鋼板とを示す説明図であり、図 26( c ) は、第 9の実施の形態において得られる重ね合わせ鋼板を示す説明図である。

図 27( a) は第 10の実施の形態における第 2の加工を示す説明図であり、図 27(b ) は、第 10の実施の形態において溶接される圧痕を有する亜鉛系めつき鋼板と、平坦な鋼板とを示す説明図であり、図 27( c ) は、第 10の実施の形態により得られる重ね合わせ鋼板を示す説明図である。

図 28( a) は第 10の実施の形態で用いた V曲げ加工を示す説明図であり、図 28(b ) 、図 28( c ) 、図 28( d) 、図 28( e ) 、図 28(f ) は、それそれ、第 11の実施の形態の L曲げ加工、 U曲げ加工、 U曲げと L曲げを組み合わせた加工、絞り加工、段絞り加工を示す説明図である。

図 29( a) 〜図 29 ( d) は、第 11の実施の形態の段絞り加工を用いた鋼板の製造ェ程及び溶接工程を示す説明図である。

図 30は、第 11の実施の形態の絞り加工を行うダイ及びパンチを示す説明図である。

図 31 (a) 〜図 31 ( j ) は、いずれも、本発明の溶接品の製造法により製造される溶接品を示す説明図である。

図 32は、第 1の実施の形態で示した圧痕が形成された溶接用素材の形状を示す説明図である。

図 33は、第 13の実施の形態において溶接用素材を他の溶接用素材とアーク溶接した状況を示す断面図である。

図 34は、本発明を建材に適用した場合の基本的な構成例を示す説明図である。図 35 (a) は、本発明を他の建材に適用して T字溶接継手部が形成された状況を示す断面図であり、図 35(b) は、本発明を他の建材に適用して T字溶接継手部が形成された状況を示す斜視図である。

図 36は、第 2の加工によって、亜鉛系めつき鋼板に一つの凸部から構成される形状を有する圧痕が形成される状況を模式的に示す説明図である。

図 37(a) 及び図 37(b) は、いずれも、第 15の実施の形態において第 2の加工における亜鉛系めつき鋼板の変形の様子を示す説明図である。

図 38は、第 15の実施の形態において形成される圧痕の形状例を詳細に示す説明図である。

図 39(a) 及び図 39(b) は、いずれも、亜鉛系めつき鋼板を素材として重ね合わせ鋼板を製造する状況を示す説明図である。

各図において、符号 5は溶接用素材を、符号 5aは曲がり部を、符号 5a- 1は圧痕を、符号 11は領域を、符号 11a は凸部を、符号 11a- 1 、 11a- 2 は頂部を、符号 11 は凹部を、それそれ示す。発明の詳細な説明

(第 1の実施の形態）

以下、本発明に係る溶接用素材、溶接品及び自動車車体の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では、加工素材である金属板が、加工時の入熱により溶接不良を誘起する成分である蒸発亜鉛を発生する亜鉛系めつき鋼板であるとともに、溶接がレーザ溶接である場合を例にとる。まず、本実施の形態のレーザ溶接用素材の製造法とレーザ溶接用素材とを説明してから、レーザ溶接品とその製造法及び自動車車体を説明する。

[レーザ溶接用素材 12の製造法]

図 1 (a) は、本実施の形態において、エンボス加工を行うためのエンボス加工装置 0の主要部を抽出して示す説明図である。また、図 1 (b) は曲がり部 5aの拡大図である。

図 1 (a) に示すように、加工素材 5に第 1の加工（エンボス加工）を行うことによりエンボス加工部である曲がり部 5aを形成する。例えば、図 1 (b) に示すように、エンボス形状の場合には、エンボス先端部とエンボス裾部とに曲がり部 5a を有する。そこで、この第 1の加工を説明する。

( 1 ) 第 1の加工（エンボス加工）

本実施の形態では、エンボス加工装置 0を用いて、加工素材である亜鉛めつき系鋼板 5に第 1の加工としてエンボス加工を行う。

図 1 (a) に示すように、このエンボス加工装置 0は、互いに対をなす上金型 3 及び下金型 4を有する。上金型 3には、平坦な亜鉛系めつき鋼板 5を挟み付けるための挟持面 3aが設けられる。また、挟持面 3aには、図示するように、陥没部 3b が 2列で合計 8個設けられる。

一方、下金型 4にも、亜鉛系めつき鋼板 5を挟み付けるための挟持面 4aが設けられる。また、挟持面 4aには、上金型 3に設けられた 8個の陥没部 3bにそれそれ向かい合う位置に、突起部 4bが 2列で合計 8個設けられる。

図 2は、本実施の形態における陥没部 3b及び突起部 4bを拡大して示す断面図である。

下金型 4への突起部 4bの形成は、機械加工等の慣用手段により行えばよい。特に、亜鉛系めつき鋼板 5に形成するエンボスの先端形状が、本実施の形態のような丸形や楕円形のような比較的単純な形状である場合には、先端部が丸形や楕円形などの形状を呈するピンを下金型 4の表面に設けたピン挿入穴に差し込むことによって、突起部 4bを形成することとしてもよい。

図 3及び図 4は、いずれも、陥没部及び突起部の他の形状例を拡大して示す断面図である。

図 3に示すように、上金型 3に形成する陥没部 3bは上方へ突き抜けた形状としてもよい。これにより、機械加工の工数が削減される。また、図 4に示すように、下金型 4を、パンチ部 7とホルダ部 6とに分割して形成し、ホルダ部 6により亜鉛系めつき鋼板 5を押さえ付けた状態でパンチ部 7の上端部に形成した突起部 4bで曲がり部 5aを形成するようにしてもよい。これにより、形成される曲がり部 5aの周りに生じ易いひずみを抑制することができる。

なお、以上の説明では、図 1〜図 4に示すように、下金型 4に突起部 4bを設けるとともに上金型 3に陥没部 3bを設けた形態を例にとった。しかし、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、下金型 4に陥没部を設けるとともに上金型 3に突起部を設けてもよい。

また、以上の説明では、図 1〜図 4に示すように、亜鉛系めつき鋼板 5が平坦な場合を例にとった。しかし、本発明の適用対象である亜鉛系めつき鋼板 5は平坦なものには限定されず、例えば、プレス成形された鋼板のように所定の曲率半径を有する屈曲した亜鉛系めつき鋼板 5に対しても同様に適用可能である。

また、本実施の形態では、機械加工の利便性を考慮して突起部 4bが円形を呈する場合を例にとった。しかし、本発明はこの形態に限定されるものではない。ただし、突起部 4bは円形を呈することが望ましい。

図 5は、挟持面 3a、 4aが曲率を有している場合のプレス成形時の一例を示す説明図である。図 5における矢印方向は、プレス方向を示す。

プレス加工時、特に図 5に示すように挟持面 3a、 4aが曲率を有している場合には、突起部 4bの形状が成形方向（プレス成形時の上金型 3及び下金型 4の移動方向）に対して負角とならないようにすることが望ましい。

図 6は、第 1の加工により亜鉛系めつき鋼板 5に曲がり部 5aが形成される状況を示す説明図である。

形成する突起部 4bの高さ h _{4 b}、及び突起部 4bの 1個当たりの投影面積 S _{4 b}は、限定を要するものではない。しかし、突起部 4bの高さ h _{4 b}が亜鉛系めつき鋼板 5 の板厚 tに対して大き過ぎる場合や、突起部 4bの 1個当たりの投影面積 S _{4 b}が亜鉛系めつき鋼板 5の板厚 tに対して小さ過ぎる場合には、曲がり部 5aの成形時に亜鉛系めつき鋼板 5に割れが発生するおそれがある。このような観点から、突起部 4bの高さ h _{4 b}は亜鉛系めつき鋼板 5の板厚 tの 10倍以内とすること、又は突起部 4bの面積 S _{4 b}は板厚の 2乗よりも大きくすることが、それそれ望ましい。一方、突起部 4bの高さ h _{4 b}が小さ過ぎると、突起部 4bの形状が亜鉛系めつき鋼板 5に正確に転写され難くなるため、突起部 4bの高さ h _{4 ¾}は板厚の 0.5 倍以上とすることが望ましい。

突起部 4bは、亜鉛系めつき鋼板 5のレーザ溶接を行う予定位置（以下、「溶接予定位置」という）に対して所定の距離を確保できる位置に設ければよく、特定の位置には限定されない。例えば、突起部 4bは、溶接予定位置の近傍において溶接予定位置に略平行に配置されること（後述する図 17参照）や、溶接予定位置を囲むように配置されること、例えば、溶接予定位置の左右に並設されること（後述する図 15参照）が、望ましい。さらに、間欠的にレ一ザ溶接を行う場合、突起部 4bは各溶接ビードの間の部分に配置されること（図 19参照）が望ましい。突起部 4bの設置位置から溶接予定位置までの距離が離れ過ぎると、板の歪み等によって、突起部 4bにより形成される隙間が変動して隙間の距離を安定して確保することが容易ではなくなる。このため、突起部 4bの設置位置の溶接予定位置までの距離はできるだけ小さく設定することが望ましい。例えば、突起部 4bの中心部から溶接予定位置までの距離が 60mm以内の範囲に入ることが望ましい。

突起部 4bは、プレス品の成形工程を増加させないために絞り加工により成形することが望ましい。ただし、溶接部がプレス品のフランジ面であってこの部位がしわ押さえ面である場合には、絞り工程での曲がり部 5aの成形が不可能であるため、絞り工程の次の工程で成形すればよい。

このように、本実施の形態では、上金型 3及び下金型 4を有するエンボス加工装置 0を用いて、絞り加工工程あるいはその次工程において、亜鉛系めつき鋼板 5の溶接予定位置の近傍に、第 1の加工を行って凸状の曲がり部を形成する。換言すれば、本実施の形態では、上金型 3及び下金型 4を有ずるエンボス加工装置 0を用いて、絞り加工工程あるいはその次工程において、亜鉛系めつき鋼板 5にエンボス加工を行って、曲がり部 5aを形成する。

(2 ) 第 2の加工（プレス加工による曲がり部 5aの押圧）

図 7は、第 2の加工の状況を示す斜視図であり、図 8は、第 2の加工時のプレス加工装置 20を示す断面図である。

図 7及び図 8に示すように、第 2の加工は、プレス加工装置 20を用いて行われる。この第 2の加工により、亜鉛系めつき鋼板 5に第 1の加工により形成された各曲がり部 5aが押圧され、これにより、亜鉛系めつき鋼板 5には、 8個の圧痕 5a -1を有する領域 11が形成される。

プレス加工装置 20は、平面あるいは曲面を有する上金型 8及び下金型 9を有するものであり、本実施の形態では、さらに、下金型 9の四隅には、上金型 8及び下金型 9の間に所定の距離を確保するためのスぺーサ 10が配置される。

スぺ一サ 10の下金型 9への設置形態は、特に限定を要さない。スぺーサ 10は、例えば、亜鉛系めつき鋼板 5と重なって接触するように配置してもよいし、あるいは、上金型 8及び下金型 9の間に挟まれるように設置してもよい。

また、スぺーサ 10は、下金型 9の表面に薄い金属板を貼り合わせることにより構成してもよいし、あるいは、下金型 9の表面を機械加工によって削り出すことにより構成してもよい。例えば、下金型 9の表面に 0. 1腿程度のスぺ一サ 10を 1 枚又は複数枚以上貼り付けることによって、上金型 8及び下金型 9の間の隙間、すなわち、圧痕 5a- 1の高さは、容易に調整できる。なお、図 7及び図 8に示すプレス加工装置 20は、いずれも、スぺーサ 10を備えるものであるが、押圧荷重を制御する場合には、スぺーサ 10を省略しても、圧痕 5a-lの高さを制御することができる。この場合の押圧荷重は、事前に試行試験を行うことにより、求められる。本発明者らの知見によれば、曲がり部 5aの押圧ストロ一ク及び荷重の関係より、曲がり部 5aを完全に押圧する直前に荷重が急激に上昇することがわかった。すなわち、全押圧の直前では、圧痕 5a-lの高さの変化に及ぼす荷重の影響が小さく、全押圧の直前に加重が急激に上昇する。したがつて、圧痕 5a- 1の高さは、押圧荷重を制御することによつても、制御できる。図 9は、第 2の加工により形成される圧痕 5a- 1の形状例を示す説明図である。この圧痕 5a- 1は、亜鉛系めつき鋼板 5にエンボス加工を行って曲がり部 5aを形成した後に曲がり部 5aを高さ方向へ押圧するプレス加工を行うことにより製造されるものである。このため、圧痕 5a- 1は、図 9に示すように、環状に形成される凸部 11a と、この凸部 11a の内側に形成される凹部 lib とを有する。なお、圧痕の断面形状は金属板の板厚あるいはエンボスの高さ、径、形状等によって変化し、頂部が三つ以上現れ、その内部に凹部が形成される場合もある。

この圧痕 5a- 1の高さ h _{l l a} 、すなわち二つの頂部 11a- 1 、 11a- 2 の距離は、スぺ一サ 10を用いる場合にはスぺーサ 10の厚さを適宜変更することによって、スぺ —サ 10を用いない場合に押圧荷重を変更することにより、変更することができる。これにより、圧痕 5a- 1の高さ h _{l l a} を、レーザ溶接時の適正な隙間が得られるように、調整することができる。

レーザ一溶接の際の適正な隙間は、上述したように、 0.05腿以上 0.3mm 以下であることが知られており、より好適には、 0. 07誦以上 0.2 腿以下である。また、本実施の形態により形成される圧痕 5a- 1は、図 9に示すように、亜鉛系めつき鋼板 5の両面に二つの頂部 11a- 1 、 11a- 2 を有する。そこで、適正な隙間を確保するためには、圧痕 5a- 1の高さ h _{l l a} は、 0.02雇以上 1.0腿以下であることが望ましい。

本実施の形態により形成される圧痕 5a-lの方向は、亜鉛系めつき鋼板 5の板厚、第 1の加工で用いる下金型 4に設けられる突起部 4bの形状、さらには第 2の加ェにおける押圧量によって、変化する。曲がり部 5aの張り出し方向（本実施の形態では上方向）へ圧痕 5a-lの凸部 11a が張り出した場合には、図 10に示すように、頂部 11a- 2 を介して溶接相手材である普通鋼板又は亜鉛系めつき鋼板 13を接触させて配置し、後述するレーザ溶接を行えばよい。一方、曲がり部 5aの張り出し方向と反対の方向（本実施の形態では下方向）へ圧痕 5a- 1の凸部 11aが張り出した場合には、図 11に示すように、頂部 11a- 1 を介して溶接相手材である普通鋼板又は亜鉛系めつき鋼板 13を接触さ甘て酉己置し、後述するレーザ溶接を行えばよい。一般に、亜鉛系めつき鋼板 5の板厚が 0.7腿程度であって圧痕 5a-lの高さ h _{l l a} が 0.05麗以上 0.2皿以下である場合には、圧痕 5a- 1は、突起部 4bの凸方向とは反対の方向へ向けて形成されることが多い。

このように、本実施の形態では、第 2の加工により、第 1の加工により形成された凸状の曲がり部に第 2の加工を行うこと、換言すれば、エンボス加工により开$成された曲がり部 5aを、押圧するプレス加工を行う。これにより、形成された圧痕 5a- 1には、二つの頂部 11a- 1 、 lla-2 を有する環状に形成される凸部 11と、この凸部 11a の内側に板が波打ったような形状の凹部 lib とが形成される。

[レーザ溶接用素材 12]

このようにして、本実施の形態により、複数の圧痕 5a- 1を有し、レーザ溶接を ί亍われる際の領域 11を備えるレーザ溶接用素材 12が製造される。このレーザ溶接用素材 12は、環状に形成される凸部 11a と、この凸部 11a の内側に形成される凹部 lib とを有する圧痕 5a-lを複数有する領域 11を備えるものである。換言すれば、このレーザ溶接用素材 12は、亜鉛系めつき鋼板 5にエンボス加工を行って曲がり部 5aを形成した後にこの曲がり部 5aを高さ方向へ押圧するプレス加工を行うことにより、製造される。

このレーザ溶接用素材 12では、上述したように、圧痕 5a- 1の凸部 11a の高さ h

1 1 _a は 0.02雇以上 1.0誦以下であることが望ましい。

[レーザ溶接品の製造法]

本実施の形態では、図 10又は図 11に示すように、普通鋼板又は亜鉛系めつき鋼板である第 1のレーザ溶接用素材 13と、上述した本実施の形態のレーザ溶接用素材にかかる第 2のレーザ溶接用素材 12とを、領域 12a の圧痕 5a-lにおける凸部 11 a の頂部 11a- 1 又は 11a- 2 を介して重ね合わせる。

そして、領域 12a の圧痕 5a- 1によって適正な溶接のための距離が確保された領域、すなわち凸部 11a の外部あるいは凹部 lib にレーザビームを照射してレーザ溶接を行うことによって、レーザ溶接品を製造する。

レーザビームの照射は、第 1のレーザ溶接用素材 13又は第 2のレーザ溶接用素材 12のいずれの側から行ってもよい。

このように、本実施の形態におけるレーザ溶接用素材 12では、先ず曲がり部 5a が設けられ、次に、この曲がり部 5aを高さ方向に押圧することにより、圧痕 5a - 1 を有する領域 11が形成される。したがって、曲がり部 5aの高さを、確実に加工を行うことができる程度に大きくすることが可能となり、微小に形成した突起をそのまま用いてレ一ザ溶接のための隙間を形成する従来の技術の課題、すなわち突起を安定して形成できないという課題を、完全に解消することができる。

また、本実施の形態では、曲がり部 5aを亜鉛系めつき鋼板 5の曲面部に設ける場合であっても、曲がり部 5aを形成するための凹部 3b及び凸部 4bを、上金型 3及び下金型 4に設けるための機械加工が容易となり、加工コストの削減を図ることができる。

また、本実施の形態で用いる領域 11の圧痕 5a- 1の高さ h _{l l a} は、適正な隙間量を与えることに必要かつ十分な大きさであるため、レ一ザ溶接位置が多少変動しても隙間の大きさは殆ど変動せず、レーザ溶接距離を安定して確保することができる。

さらに、本実施の形態では、微小な隙間を任意にかつ容易に確保することができるため、溶接時の拘束治具の配置に関する自由度が高まり、適正な溶接範囲を広く確保することもできる。

したがって、本実施の形態によれば、溶接欠陥の発生を防止して良好な溶接部を確実に得ることができる。

(第 2の実施の形態）

さらに、第 2の実施の形態を説明する。なお、以降の各実施の形態の説明では、前述した第 1の実施の形態と相違する部分を中心に説明し、共通する部分については重複する説明を適宜省略する。後述する図 13(a) 及び図 13(b) に示すように、板厚が 0. 7腿である 2枚の合金化溶融亜鉛めつき鋼板 5、 13 (めっき付着量： 45g/m² ) をそれそれ重ね合わせ、レーザ溶接を行い、溶接部材 14を得た。この際、これら 2枚の合金化溶融亜鉛めつき鋼板 5、 13のうちの 1枚の鋼板には、以下に説明するように、レ一ザ溶接を行う前に、以下に示す第 1の加工と第 2の加工とを順次経て得られる、複数の圧痕 15を有する領域 11を備えた鋼板 5を用いた。

[第 1の加工工程]

図 12は、本実施の形態における陥没部 3b及び突起部 4bを拡大して示す断面図である。また、図 13(a) は、第 2の実施の形態により溶接される 2枚の鋼板を示す説明図であり、図 13(b ) は、この 2枚の鋼板が溶接された重ね合わせ鋼板を示す説明図である。なお、図 12における符号 Dはエンボス径を示す。

図 1を参照しながら説明したエンボス加工装置 0を用い、被加工材として平坦な鋼板 5に曲がり部 5aを設けた。下金型 4には、曲がり部 5aを成形するための複数の突起部 4bを設けるとともに、上金型 3には、突起部 4bに対峙する位置に複数の陥没部 3bを設けた。

突起部 4bならびに陥没部 3bの配置は、図 13( a) に示すように、溶接の予定線に対して平行の 2列とし、列間の間隔を 30藤とし、さらに、溶接線方向に隣接する突起部 4bならびに陥没部 3bの間隔は 20腿とした。

図 12に示すように、下金型 4に設けた突起部 4bは円形状である。突起部 4bの径 (エンボス径）は 6匪である。突起部 4bの先端は曲率半径が 5腿の半球状である。突起部 4bの高さ h _{4 b}は 2. 0腿である。さらに、上金型 3に設けた陥没部 3bの角部の曲率半径（ダイス R ) は 1雇である。この第 1の加工により、列間の間隔が 30mmであるとともに溶接線の方向に隣接する突起部 4bの間隔が 20腿であって、さらに曲がり部 5aの高さが 2腿である鋼板 5が得られた。

[第 2の加工工程]

次に、図 7に示す上金型 8及び下金型 9を有するプレス加工装置 20を用い、第 1の加工により鋼板 5に形成された曲がり部 5aを押圧することにより、圧痕 5aを有する領域 11を備えるレーザ溶接用素材 12を得た。本実施の形態において、鋼板 5に形成された圧痕 15の向きは、曲がり部 5aの向きとは逆方向に残存した。なお、プレス加工装置 20の上金型 8及び下金型 9はいずれも平坦状とした。また、圧痕 15の高さは、下金型 9にスぺ一サ 10を設けることによって、上金型 8及ぴ下金型 9の間隔を 0. 8mm (被加工材の板厚 + 0. 10誦）に調整した。

[溶接工程]

次に、図 14に示すレーザ溶接装置 21を用いて、平坦状の鋼板 13の上に、圧痕 15 を有する領域 11を形成された鋼板 5を重ね合わせた。この鋼板 5をクランプ治具 17により固定した。そして、溶接線の方向に平行に設けた 2列の領域 11の列間の略中央部にレーザビーム 18を上面より照射することにより、レーザ溶接を行った。なお、図 14に示すように、鋼板 5に形成された圧痕 15の凸形状の面を鋼板 13側に向けて重ね合わせた。なお、図 14において符号 16はレーザ溶接部である。

レーザ溶接装置 21として、ランプ励起型 Nd : YAG レーザ溶接機を使用した。レ —ザ溶接条件は、連続発振モード、出力： 3. 0kW、溶接速度： 3. 0m/min、レ一ザビーム 18のフォーカス位置は鋼板 5の表面であり、レーザ溶接面を保護するためシールドガスとしてアルゴンを 20 1/minの流量で溶接部 16に吹き付けた。

その結果、亜鉛めつきから蒸発した亜鉛に起因する溶接欠陥及び隙間の過多による溶融金属の落ち込み等の表面欠陥は一切発生せず、良好な溶接が可能であつた。なお、溶接位置における鋼板 5及び鋼板 13の間には、レーザビーム照射時には約 0. 1mm の隙間が形成されていることが確認された。

(第 3の実施の形態）

溶接部 16の溶接線に平行に、圧痕 15を有する領域 11を 1列形成する以外は、第 1の実施の形態と同様の条件で、圧痕 15を有する領域 11を備えた鋼板 5を成形した。

次いで、図 15(a) 、図 15 (b ) 及び図 16に示すように、平坦状の鋼板 13の上に、圧痕 15を有する領域 11を備えた鋼板 5を重ね合わせ、圧痕 15から 10mm離れた位置にレーザビームを照射してレーザ溶接を行った。隣接する圧痕 15の溶接線方向の間隔は 20mmである。溶接条件は、第 2の実施の形態と同様である。

その結果、亜鉛めつきから蒸発した亜鉛に起因する溶接欠陥及び隙間の過多による溶融金属の落ち込み等の表面欠陥は一切発生せず、良好な溶接が可能であつた。なお、溶接位置における鋼板 5及び鋼板 13の間には、レーザビーム照射時には約 0.08匪の隙間が形成されていることが確認された。

(第 4の実施の形態）

溶接部 16の溶接線に平行に、圧痕 15を 1列形成し、隣接する圧痕 15の間隔を 40 mmとした以外は第 3の実施の形態と同様の条件で、圧痕 15を有する領域 11を備えた鋼板 5をエンボス加工とエンボス押圧加工とにより成形した。

次いで、図 17(a) 、図 17(b) 及び図 18に示すように、平坦状の鋼板 13の上に、圧痕 15を有する領域 11を備えた鋼板 5を重ね合わせ、隣接する圧痕 15の間にレーザビーム 18を照射し、ビ一ド長さ 25腿の間欠溶接を行った。その結果、溶接部には約 0.1mm の隙間が形成され、亜鉛めつきによる欠陥や溶融金属の落ち込みが発生せず、良好な溶接が可能であった。

(第 5の実施の形態）

第 1の実施の形態〜第 4の実施の形態の説明では、 2枚の亜鉛系めつき鋼板をレーザ溶接する場合を例にとった。しかし、本実施の形態のように、 3枚以上の亜鉛系めつき鋼板を重ね溶接することも可能である。

図 19は、本実施の形態により、 3枚の亜鉛系めつき鋼板 5、 13及び 5をレーザ溶接する場合を示す説明図である。

同図に示すように、複数の圧痕 15を有する領域 11を有する 2枚の亜鉛系めつき鋼板 5の間に、平坦な相手材 13を挟み重ね合わせて、各鋼板 5、 13及び 5に、レ一ザ溶接のために必要な隙間を形成して、 2列の領域 11の間にレ一ザビームを照射してレーザ溶接を行った。これにより、良好なレーザ溶接を行うことができた

(第 6の実施の形態）

第 1の実施の形態〜第 5の実施の形態の説明では、同じ寸法を有する 2枚又は 3枚の鋼板を完全に重ね合わせてレーザ溶接する場合を例にとった。しかし、本実施の形態のように、 2枚の鋼板の端面をずらして重ね、一方の鋼板の端部にレ一ザビームを照射することにより、他方の鋼板と溶接するすみ肉溶接を行うことも可能である。

図 20は、本実施の形態により、すみ肉溶接を行う状況を示す説明図である。この場合には、少なくとも一方の鋼板 5の端部近傍に、圧痕 15を有する領域 11を設定すればよい。これにより、図 21に示すように、クランプ装置 17で鋼板 5を固定しても、鋼板 5及び鋼板 13の間に圧痕 15を有する領域 11による隙間が形成されるため、表面^理成分の影響を受けずにレーザ光 18により良好なレーザ溶接を行うことができる。

(第 7の実施の形態）

第 1の実施の形態〜第 6の実施の形態とは異なり、本実施の形態のように、 2 枚以上の鋼板の端部同士を重ね、重ねた端部にレーザビームを照射して溶接するヘリ溶接を行うこともできる。

すなわち、図 22に示すように、少なくとも一方の鋼板 5の端部近傍に、圧痕 15 を有する領域 11を設定すればよい。これにより、図 23に示すように、クランプ装置 17により鋼板 5、 13を固定しても、鋼板 5、 13間に領域 11の隙間が形成されるため、表面処理被膜の成分の影響を受けずにレーザ光 18により良好なレーザ溶接が可能である。

(第 8の実施の形態）

第 1の実施の形態〜第 7の実施の形態とは異なり、円弧と円弧、あるいは円弧と直線でできた開先形状であるフレア継手での例を図 24に示す。

すなわち、図 24に示すように、少なくとも一方の鋼板 5でフレア部近傍の鋼板の重ね合わせ面に、圧痕 15を有する領域 11の列を設定すればよい。これにより、図 25に示すように、クランプ装置 17で鋼板 5及び鋼板 13を固定してレーザ溶接を行っても、鋼板 5及び鋼板 13に領域 11による隙間が形成されるため、レーザ光 18 により良好なレ一ザ溶接を行うことができる。

(第 9の実施の形態）

図 26(a) は、本実施の形態において用いるエンボス加工装置 0 -1及びプレス加ェ装置 20- 1それそれを示す断面図であり、上図はエンボスの成形を示し、下図はエンボスの押圧を示す。図 26(b) は、本実施の形態において溶接される圧痕 15- 1 を有する亜鉛系めつき鋼板 5 -1と、平坦な鋼板 13とを示す説明図である。さらに図 26(c ) は、本実施の形態において得られる重ね合わせ鋼板 22を示す説明図である。

上述した各実施の形態は、領域 11を構成する圧痕 15が、溶接予定位置と略平行となるように、点状に互いに離間して 2以上配置される場合を例にとった。本実施の形態は、領域 11を構成する圧痕 15- 1が、溶接予定位置と略平行となるように、線状に配置される場合である。

すなわち、本実施の形態では、図 26(a) に示すように、上金型 3 -1に陥没部 3b -1が線状に設けられるとともに、下金型 4 -1には陥没部 3b-lに対峙する位置に突起部 4b- 1が線状に設けられている。そして、エンボス加工装置 0 - 1を用いたェンボス加工により、亜鉛系めつき鋼板 5には曲がり部が、溶接予定位置と略平行となるように、線状に形成される。

この曲がり部をプレス加工装置 20- 1により押圧することにより、領域 11を構成する圧痕 15- 1が、溶接予定位置と略平行となるように、線状に配置された亜鉛系めっき鋼板 5 -1が得られる。

本実施の形態では、図 26( c ) に示すように、この亜鉛系めつき鋼板 5 -1と平坦な鋼板 13とを、圧痕 15-1を介して重ね合わせて配置することにより適正な溶接距離を確保し、圧痕 15- 1の内部に形成された凹部にレーザビームを照射してレーザ溶接を行うこと、すなわち圧痕 15-1の上の溶接予定位置でレーザ溶接を行うことにより、重ね合わせ鋼板 22を製造する。これにより、第 1の実施の形態と同様に適正な溶接距離を確実に確保し、レーザ溶接を確実に行うことが可能である。なお、レーザ溶接では、通常、溶接部の近傍をローラ等で押圧しながら溶接が行われるが、溶接位置が凹部である場合には、口一ラ等による押圧によりレ一ザ照射位置の隙間が押し潰され難いという利点がある。

なお、レーザビームの照射位置は、圧痕 15-1の内部に形成された凹部に限定されるものではなく、適正な溶接距離が確保される位置であれば、圧痕 15- 1の外部に、例えば圧痕 15-1の片側又は両側の位置であってもよい。

(第 1 0の実施の形態）

図 27(a) は本実施の形態における第 2の加工を示す説明図であり、図 27(b) は、本実施の形態で溶接される圧痕 15- 2を有する亜鉛系めつき鋼板 5 - 2と、平坦な鋼板 13とを示す説明図であり、図 27( c ) は、本実施の形態により得られる重ね合わせ鋼板 23を示す説明図である。

第 1の実施の形態〜第 9の実施の形態では、第 1の加工としてエンボス加工により曲がり部 5aを形成した場合を例にとった。しかし、本実施の形態では、ェンボス加工ではなく、 V曲げ加工により曲がり部 5a-2を形成した鋼板 5 - 2に、プレス加工装置 20-1によりプレス加工を行うことにより、圧痕 15- 2を有する領域 11を備える亜鉛系めつき鋼板 5 - 2を製造した。

そして、上述した第 9の実施の形態と同様にして、この亜鉛系めつき鋼板 5 -2 と平坦な鋼板 13とを重ね合わせてレーザ溶接を行うことにより、重ね合わせ鋼板 23を製造した。

これにより、第 9の実施の形態と同様に適正な溶接距離を確実に確保し、レーザ溶接を確実に行うことができる。

なお、本実施の形態では、第 1の加工が V曲げ加工であるため、曲がり部 5a-2 を確実かつ低コストで成形できるとともに、加工が容易であることから、亜鉛系めっき鋼板 5 -1への適用範囲を拡大することができる。

(第 1 1の実施の形態）

上述した第 10の実施の形態では、鋼板 5 -2に V曲げ加工により曲がり部 5a-2を形成したが、本実施の形態では、 V曲げ加工ではなく、 L曲げ加工、 U曲げ加工、 U曲げと L曲げを組み合わせた加工、絞り加工、又は段絞り加工により、鋼板 5 -2に曲がり部 5a- 2を形成し、この曲がり部 5a-2をプレス加工装置 20- 1により押圧するプレス加工を行う。

図 28( a) は第 10の実施の形態で用いた V曲げ加工を示す説明図、図 28(b) 、図 28( c ) 、図 28(d) 、図 28( e ) 、図 28( f ) は、それそれ本実施の形態の L曲げ加工、 U曲げ加工、 U曲げと L曲げを組み合わせた加工、絞り加工、段絞り加工を示す説明図である。

なお、本明細書において、 V曲げ加工とは図 28(a) に示すようにポンチ及びダィを用いて鋼板を V字状に曲げる加工を意味する。

また、 L曲げ加工とは図 28(b ) に示すようにポンチ及びダイを用いて、鋼板を L字状に曲げる加工を意味している。さらに、 U曲げ加工とは図 28( c ) に示すようにボンチ、ダイおよびパッドを用いて鋼板を U字状に曲げる加工を意味している。なお、パッドを省略しても U曲げ加工は可能である。さらに、 U曲げと L曲げを組み合わせた加工とは、図 28( d) に示すようにポンチとダイにより、三箇所の曲がり部を形成する加工を意味しており、カム機構によりプレス方向に対して負角形状を形成する寄せ曲げ成形も含む。このとき、形成される曲がり部は一箇所の場合もあるし、三箇所以上の場合もある。

さらに、絞り加工とは図 28(e ) に示すようにボンチ、ダイ及び板押さえを用いて鋼板を金型内に絞り込む加工を意味しており、自動車部品の加工において最も一般的に用いられる加工法である。

最後に段絞り加工とは、クッション絞り成形ゃダブルアクシヨン絞り成形において、しわ押さえ面と製品部の間をつなぐ部位に、 "一段以上" の棚部を設ける成形法である。

図 29(a) 〜図 29(d) は、いずれも、段絞り加工を用いた鋼板 5 -2の製造工程及び溶接工程を示す説明図である。

図 29( a) に示すように、鋼板 5 - 2の端部を第 1の加工装置のダイ d及びホルダ hにより押え、パンチ pとダイ dとにより絞り加工を行って、曲がり部 5a- 2を形成する。次に、図 29(b ) に示すように、不要部を切り落とす。次に、第 2の加工装置のダイ d及びホルダ hの間の適当な位置にスぺ一サ sを配置しておき、曲がり部 5a- 2を押圧することにより、圧痕 15-2を形成する。

このようにして、図 29(d) に示すように、圧痕 15-2を形成された鋼板 5 - 2と鋼板 13とを重ね合わせ、ローラ治具（図示しない）を用いて押さえ付け、例えば矢印で図示する位置にレーザビームを照射することにより、鋼板 5 - 2と鋼板 13とをレ一ザ溶接する。

図 30は、絞り加工を行うダイ及びパンチを示す説明図である。

図 30において、ステップ肩 R 1及びダイ肩 R 2が 1顧未満であると、絞り加工時に大きな減肉が生じ、溶接部の強度低下を生じる。そこで、ステップ肩 R 1及びダイ肩 R 2はともに 1匪以上であることが望ましい。

また、段絞りステップ縦壁と押圧時のプレス方向の間の角度 6>が 2度未満であると、押圧時に潰れ易くなるため、角度 6>は 2度以上であることが望ましい。段絞り加工は、一般にしわ押さえ面と製品部との間を直接絞りにすると、材料流入量の不均一によって割れやしわが予想される部位に用いられるが、プレス成形品のフランジ位置を溶接することを考えると最も実用的である。 2 '2

(第 1 2の実施の形態）

上述した第 1の実施の形態〜第 11の実施の形態により得られる、圧痕を有する亜鉛系めつき鋼板からなる溶接用素材と、他の鋼板からなる溶接用素材とを、この圧痕を介して重ね合わせてレーザ溶接を行うことにより、自動車車体を組み立てた。

以上の各実施の形態では、亜鉛系めつき鋼板として、合金化溶融亜鉛めつき鋼板、溶融亜鉛めつき鋼板、あるいは、亜鉛ニッケルめっき鋼板等の、沸点が鋼の融点より低い物質でめっきされた各種の亜鉛系めつき鋼板を用いることができる。さらに、亜鉛系めつき鋼板に有機被膜を行った鋼板を用いることもできる。また、以上の各実施の形態では、レーザ溶接に適用可能なレーザ溶接装置として、ランプ励起 Nd： YAG レーザを用いた。しかし、これ以外にも、半導体励起 Nd ： YAG レーザ、ダイレクト半導体レーザ、炭酸ガスレーザ、及びこれらのレーザを複合したレ一ザ溶接装置を用いることもできる。さらに、 TIG、 MIG あるいはプラズマを複合した、ハイプリッドレ一ザも適用可能である。

図 31(a) 〜図 31 (g) は、いずれも、本発明の溶接品の製造法により製造される溶接品をまとめて示す。以下、この溶接品について、既に説明したものも含めて再度簡単に説明する。

図 31(a) に示す例では、上述した図 16(b) の溶接品である。この例では、互いに離間して形成された複数の点状の圧痕 15それそれの間に、線状の溶接部 16が間欠的に設けられる。

図 31 (b) に示す例では、互いに離間して形成された複数の点状の圧痕 15と平行に、直線状の溶接部 16が設けられる。

図 31(c ) に示す例では、溶接部 16を含むように、圧痕 15- 1が線状に設けられる。なお、図 31 ( c ) の右図に示すように、圧痕 15- 1及び溶接部 16は、間欠的に形成してもよい。

図 31(d) に示す例では、線状に形成された圧痕 15- 1の近傍に、圧痕 15- 1と平行に、線状の溶接部 16が設けられる。

図 31( e ) に示す例は、図 28(f ) に示す段絞り加工により曲がり部を形成した後にプレス加工を行うことにより線状の圧痕 15- 2を形成し、この圧痕 15- 2の近傍に溶接部 16を設けたものである。この例は、上述した第 11の実施の形態に示す例である。

図 31 (f ) に示す例は、溶接予定部（溶接部） 16 を含むように、圧痕 15- 3が面状に 1又は 2以上形成された場合である。この例によっても、この圧痕 15-3を領域として用いることができる。

さらに、図 31(g) は、点状の圧痕 15又は線状の圧痕 15- 1を 2列合計 6個設け、この 2列の圧痕 15又は圧痕 15-1の間にレ一ザビームを照射するものである。

図 31 (h) に示す例は、曲率を有する部分への適用例であり、曲率を有する圧痕 15内部の領域に曲率を有する溶接線 16が設けられる。あるいは曲率にあわせて複数の点状の圧痕を配置し圧痕近傍に溶接線 16が設けられている。

図 31 ( i ) に示す例では、点状の圧痕 15を含むようにリング状の溶接部 16が設けられる。 ·

図 31( j ) に示す例では、圧痕 15の内部の領域にリング状あるいは円形の面状溶接部が設けられる。

(第 1 3の実施の形態）

図 32は、上述した第 1の実施の形態で示した圧痕 15を形成された溶接用素材 30 の形状を示す説明図であり、図 33は、この溶接用素材 30を他の溶接用素材 33とァーク溶接した状況を示す断面図である。

図 32に示すように、この溶接用素材 30は、自動車車体用部品であり、直線状に 4つ並んで設けられた圧痕 15の列と平行に、 4つの溶接作業穴 31が直線状に設けられている。

この溶接用素材 30は、 4つの溶接作業穴 31を利用したアーク溶接作業により、例えばハイドロフォーム加工されたパイプ等の閉断面構造部材である他の溶接用素材 33との間にアーク溶接部 32を形成されて、アーク溶接される。

図 33に示すように、本例においても、圧痕 15により溶接用素材 30と他の溶接用素材 33との間に適正な溶接距離が簡単かつ確実に確保されて、めっきに起因する欠陥を防止し、良好なアーク溶接を行うことができる。

(第 1 4の実施の形態）

第 13の実施の形態の説明では、本発明を自動車車体用部品に適用した場合を例にとつた力 S、本例は建材に適用した場合である。

図 34は、本発明を建材に適用した場合の基本的な構成例を示す説明図である。同図に示すように、その一つの縁部の近傍に圧痕 15を設けられた溶接用素材 34と、他の溶接用素材 35とを圧痕 15を介して重ね合わせ、溶接用素材 34の縁部においてアーク溶接を行うことによりすみ肉溶接継手部 36が形成される。なお、溶接用素材 34及び溶接用素材 35は、いずれも耐食性が要求されることから亜鉛系めつき鋼板が用いられる建材用の溶接用素材である。

図 34に示すように、本例においても、圧痕 15により溶接用素材 34と他の溶接用素材 35との間に適正な溶接距離が簡単かつ確実に確保されて、めっきに起因する欠陥を防止しアーク溶接を行うことができる。

また、図 35 ( a) は、本発明を他の建材に適用して T字溶接継手部 39が形成された状況を示す断面図である。図 35 (b ) は、本発明を他の建材に適用して T字溶接継手部 39: ^形成された状況を示す斜視図である。図 35 (a) 及び図 35 (b) に示すように、点状の圧痕 15を設けられた溶接用素材 37と、他の溶接用素材 38とを圧痕 15 を介して重ね合わせ、溶接用素材 37及び 38の突き合わせ部に T字溶接継手部 39が形成される。なお、溶接用素材 37及び溶接用素材 38も亜鉛系めつき鋼板が用いられる建材用の溶接用素材である。

図 35(a) 及び図 35 (b ) に示すように、本例においても、圧痕 15により溶接用素材 37と他の溶接用素材 38との間に適正な溶接距離が簡単かつ確実に確保されて、めっきに起因する欠陥を防止しアーク溶接を行うことができる。

このように、本発明は自動車車体用部品だけではなく建材に対しても適用することができ、これにより、溶接品質の向上に寄与するものである。

(第 1 5の実施の形態）

上述し第 1の実施の形態〜第 14の実施の形態では、所定の距離の隙間が確保される領域に設けられた圧痕 15が、例えば図 9等により示すように、凸部 11a とこの凸部 11a の内側に形成される凹部 lib とから構成される形状である場合を例にとつた。

この圧痕 15は、エンボス径ゃ板厚等によっては、エンボスの押圧側に一つ山の凸型の圧痕、すなわち一つの凸部から構成される形状を有することもある。一般的に、圧痕は、エンボス径に対して板厚が相対的に小さい場合には凸部 11a とこの凸部 11a の内側に形成される凹部 lib とから構成される形状となり易く、，逆にエンボス径に対して板厚が大きい場合には一つの凸部から構成される形状となり易い。

そこで、本実施の形態の説明では、一つの凸部から構成される形状を有する圧痕について説明し、この形状以外の要素や圧痕が奏する効果は、上述した第 1の実施の形態〜第 14の実施の形態と同じであるため、重複する説明は省略する。図 36は、第 2の加工によって、亜鉛系めつき鋼板 5-3 に一つの凸部から構成される形状を有する圧痕 15- 3が形成される状況を模式的に示す説明図である。また、図 37( a) 及び図 37(b ) は、この第 2の加工における亜鉛系めつき鋼板 5- 3 の変形の様子を示す説明図である。

図 36、図 37(a) 及び図 37(b) に示すように、例えばエンボス径に対して板厚が大きい亜鉛系めつき鋼板 5- 3 に対して第 1の加工（エンボス加工）を行って曲がり部 5a-3を形成した後、第 2の加工（プレス加工）を行って曲がり部 5aを押圧すると、図 36及び図 37(b ) に示すように、凸部とこの凸部の内側に形成される凹部とから構成される形状ではなく、一つの凸部から構成される形状である圧痕 15-3 が形成される。

この圧痕 15-3は、図 37(a) に示すように、第 1の加工によるエンボス形状の曲がり部 5a- 3の裾部 Aが押圧されることによって中央部に向けて移動（矢印方向へ移動）するために、このような一つの凸部から構成される形状になるものと考えられる。

図 38は、このようにして形成される圧痕 15-3の形状例を詳細に示す説明図である。

この圧痕 15- 3は、亜鉛系めつき鋼板 5 -3に第 1の加工（エンボス加工）を行つて曲がり部 5a-3を形成した後に、この曲がり部 5a-3を高さ方向へ押圧する第 2の加工（プレス加工）を行うことにより、製造される。この圧痕 15- 3は、第 2の加ェ後においても突起高さが小さく、かつ縮径するように残存し、平滑な頂部 11a - 3 が形成される。

なお、圧痕が、凸部とこの凸部の内側に形成される凹部とから構成される形状となるか、あるいは一つの凸部から構成される形状となるかは、加工素材である亜鉛系めつき鋼板の板厚あるいはエンボスの高さ、径及び形状等の影響を受ける。場合によっては、凸部の内部に複数の凹部が現れたりすることもあり、その形状は本明細書に明記した形状には限定されない。

このように、圧痕が一つの凸部から構成される形状を有する場合であっても、第 1の実施の形態〜第 14の実施の形態で示した、凸部とこの凸部の内側に形成される凹部とから構成される形状を有する圧痕と、同様の作用効果を奏することができる。産業上の利用可能性

本発明により、溶接欠陥の発生を防止して良好な溶接部を確実に得ることができる溶接用素材、溶接品及び自動車車体を提供すること、例えばレーザ溶接用素材、レ一ザ溶接品及び自動車車体を提供することができた。

Claims

請求の範囲

1. 他の溶接用素材と重ね合わせて溶接を行う際に該他の溶接用素材との間に所定の距離の隙間が確保される領域を備え、該領域には、曲がり部を押圧して形成される圧痕が設けられることを特徴とする溶接用素材。

2. 前記圧痕は、凸部と該凸部の内側に形成される凹部とから構成される形状、又は凸部から構成される形状を有する請求の範囲第 1項に記載された溶接用素材

3. 前記圧痕の高さは 0.02廳以上 1.0腿以下である請求の範囲第 1項に記載された溶接用素材。

4. 前記溶接は、レーザ溶接、プラズマ溶接又はアーク溶接である請求の範囲第 1項に記載された溶接用素材。

5. 少なくとも一方は亜鉛系めつき鋼板である 2つの溶接用素材を重ね合わせて溶接を行うことにより得られる溶接品であって、該 2つの溶接用素材のうちの少なくとも一方は請求の範囲第 1項に記載された溶接用素材であること、および前記溶接は、該溶接用素材に形成された前記圧痕を介して前記 2つの溶接用素材を重ね合わせて、該 2つの溶接用素材の間に所定の距離の隙間が確保された領域で行われた溶接であることを特徴とする溶接品。

6. 請求の範囲第 5項に記載された溶接品を備えることを特徴とする自動車車体