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JP2007275982A - Laser welding method and clearance straightening device in base metal for laser welding - Google Patents

Laser welding method and clearance straightening device in base metal for laser welding Download PDF

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JP2007275982A
JP2007275982A JP2006109242A JP2006109242A JP2007275982A JP 2007275982 A JP2007275982 A JP 2007275982A JP 2006109242 A JP2006109242 A JP 2006109242A JP 2006109242 A JP2006109242 A JP 2006109242A JP 2007275982 A JP2007275982 A JP 2007275982A
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metal plate
inert gas
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minute gap
treated
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JP2006109242A
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Inventor
Setsuo Nakamura
節男 中村
Hirota Motohashi
裕太 本橋
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser welding method where there is no need of forming projections and embossed parts on base metal sides, and further, the size of a fine clearance to be secured between the base metals can be correctly set. <P>SOLUTION: Reinforces Wa, Wb to be the objective base metals in laser welding are superimposed each other while being positioned with rocket pins 2, and an inert gas is blown into the space therebetween with a gas nozzle 11. The reinforce Wb on the upper side is floated up to the reinforce Wa on the lower side with gas pressure, so as to form a fine clearance G therebetween, and the size of the clearance G is regulated with a stopper apparatus 10. The welding is performed in such a manner that a laser beam La is emitted from the side of the reinforce Wb in a state where the fine clearance G is secured. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、めっき鋼板に代表されるような表面処理鋼板を母材として用いて重ね溶接継ぎ手の形態で溶接するのに適したレーザ溶接方法とレーザ溶接用母材隙間矯正装置に関するものである。   The present invention relates to a laser welding method suitable for welding in the form of a lap weld joint using a surface-treated steel plate as typified by a plated steel plate as a base material, and a base metal gap correction device for laser welding.

例えば亜鉛めっき鋼板を母材として重ね溶接継ぎ手の形態でレーザ溶接を施す際に、母材表面の亜鉛めっき層がレーザエネルギーにより蒸発・飛散して溶接ビード部にポロシティ等の溶接欠陥の発生を招きやすいことが知られている。その一方、溶接母材間に微小隙間を設定した状態でレーザ溶接を施せば亜鉛めっき層が蒸発したことによって形成されたガスが逃げて上記のような溶接欠陥の発生を抑制できることもまた知られている。そして、母材間に微小隙間を設定する方法として、例えば特許文献1,2に記載のように母材の溶接部近傍に微小突起やエンボス部を形成する方法、および母材自体を予め断面略クランク状に曲折成形する等の方法が提案されている。
特開2001−162388号公報 特開2005−297026号公報
For example, when laser welding is performed in the form of a lap weld joint using a galvanized steel sheet as the base material, the galvanized layer on the surface of the base material evaporates and scatters due to laser energy, causing weld defects such as porosity in the weld bead. It is known to be easy. On the other hand, it is also known that if laser welding is performed with a small gap between the weld base materials, the gas formed by the evaporation of the galvanized layer escapes and the occurrence of the above welding defects can be suppressed. ing. And as a method of setting a minute gap between the base materials, for example, as described in Patent Documents 1 and 2, a method of forming minute protrusions and embossed portions in the vicinity of the welded portion of the base material, and the base material itself are omitted in cross section in advance. Methods such as bending into a crank shape have been proposed.
JP 2001-162388 A Japanese Patent Laying-Open No. 2005-297026

特許文献1,2に代表されるような従来の技術では、微小隙間を設定することによってポロシティ等の溶接欠陥の発生が抑制される一方で、微小隙間の大きさを厳格に管理しないと逆に溶接品質の低下が危惧され、特に上側となる母材の板厚およびクランプ手段等にて押さえ付ける位置によって微小隙間の大きさが安定しないという不具合がある。   In the conventional techniques represented by Patent Documents 1 and 2, the occurrence of welding defects such as porosity is suppressed by setting a minute gap, but conversely if the size of the minute gap is not strictly controlled. There is a concern that the quality of welding is deteriorated, and there is a problem that the size of the minute gap is not stable depending on the thickness of the base material on the upper side and the position pressed by the clamping means or the like.

特に母材側に予め微小突起を形成することで微小隙間を確保しようとする場合、母材板厚によっては例えば高さが0.15〜0.25mm程度の突起を精度良く加工することが困難であり、突起またはエンボス高さ精度の維持管理に限界があった。   In particular, when a minute gap is to be secured by forming a minute protrusion in advance on the base material side, it is difficult to accurately process a protrusion having a height of about 0.15 to 0.25 mm depending on the thickness of the base material plate. Therefore, there was a limit to the maintenance of the projection or emboss height accuracy.

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、特に母材側に微小突起等を形成する必要がなく、しかも母材同士の間に確保すべき微小隙間の大きさを正確に設定できるようにしたレーザ溶接方法とレーザ溶接用母材隙間矯正装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made paying attention to such problems, and it is not particularly necessary to form minute protrusions or the like on the base material side, and the size of the minute gap to be secured between the base materials is accurately determined. It is an object of the present invention to provide a laser welding method and a laser welding base material gap correction device which can be set.

請求項1に記載の発明は、母材としてめっき鋼板等の表面処理が施された表面処理金属板を含む少なくとも二枚の金属板を重ね合わせるとともに、少なくとも溶接部位において上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板との間に微小隙間を確保した状態でレーザ溶接を施すようにした方法であって、上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板との間に不活性ガスを吹き込むことにより、双方の金属板同士を互いに離間させて両者の間に微小隙間を確保し、その微小隙間が所定の大きさとなるように双方の金属板を規制した状態でレーザ光照射による溶接を施すことを特徴とする。   The invention according to claim 1 superimposes at least two metal plates including a surface-treated metal plate subjected to surface treatment such as a plated steel plate as a base material, and at least a welded portion, and the surface-treated metal plate and A method in which laser welding is performed in a state in which a minute gap is secured between the metal plate and the other metal plate facing each other, wherein an inert gas is introduced between the surface-treated metal plate and the other metal plate facing the metal plate. By blowing, the two metal plates are separated from each other, a minute gap is secured between them, and welding is performed by laser light irradiation in a state where both the metal plates are regulated so that the minute gap becomes a predetermined size. It is characterized by giving.

上記不活性ガスとしては、例えばアルゴン(Ar)やヘリウム(He)を用いるものとする。   For example, argon (Ar) or helium (He) is used as the inert gas.

この場合、請求項2に記載のように、上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板のうちいずれか一方に形成された穴から両者の間に不活性ガスを吹き込んでその双方の金属板同士の間に微小隙間を確保する一方で、上記微小隙間が外部開放される位置から不活性ガスを外部に吹き出させることでその微小隙間に不活性ガスの流れを積極的に生成させることが、母材表面のめっき層が蒸発したことによって形成される有害ガスの積極的排気の上で望ましい。   In this case, as described in claim 2, an inert gas is blown between the surface-treated metal plate and the other metal plate facing the metal plate, and an inert gas is blown between the two metal plates. While ensuring a minute gap between the plates, it is possible to actively generate a flow of inert gas in the minute gap by blowing out inert gas from the position where the minute gap is opened to the outside. It is desirable for positive exhaust of harmful gas formed by evaporation of the plating layer on the surface of the base material.

また、双方の金属板同士の間に形成される微小隙間の大きさを厳格に管理する上では、請求項3に記載のように、上記微小隙間が所定の大きさとなるように、表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板にそれぞれに当接する規制手段をもって双方の金属板同士のなす相互離間距離を規制することが望ましい。   Further, in strictly controlling the size of the minute gap formed between the two metal plates, as described in claim 3, the surface-treated metal is used so that the minute gap has a predetermined size. It is desirable to regulate the mutual separation distance between the two metal plates with a regulating means that contacts the plate and the other metal plate facing it.

請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の技術をレーザ溶接用母材隙間矯正装置として捉えたものであって、母材として表面処理が施された表面処理金属板を含む少なくとも二枚の金属板を重ね合わせるとともに、少なくとも溶接部位において上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板との間に微小隙間を確保した状態でレーザ溶接を施すにあたり、上記微小隙間が所定の大きさとなるように少なくとも二枚の金属板を規制する装置であることを前提としている。その上で、上記不活性ガスの吹き込みにより表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板とが相互に離間することで形成される両者間の微小隙間が所定の大きさとなるようにそれぞれの金属板に当接して位置規制する規制手段と、上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板との間に不活性ガスを吹き込んで双方の金属板同士を互いに離間させる不活性ガス吹き込み手段とを備えていることを特徴とする。   The invention according to claim 5 captures the technique according to claim 1 as a laser welding base material gap correction device, and includes at least two surface-treated metal plates that have been surface-treated as the base material. In performing laser welding in a state in which a minute gap is secured between the surface-treated metal plate and the other metal plate facing the metal sheet at least at the welding site, the minute gaps have a predetermined size. It is assumed that the apparatus regulates at least two metal plates. In addition, each metal is formed such that a minute gap between the surface-treated metal plate and the other metal plate facing the surface-treated metal plate is separated from each other by blowing the inert gas to a predetermined size. A regulating means that abuts against the plate and regulates the position; and an inert gas blowing means that blows an inert gas between the surface-treated metal plate and the other metal plate facing the surface-treated metal plate to separate the two metal plates from each other; It is characterized by having.

したがって、少なくとも請求項1,5に記載の発明では、母材である金属板同士の間に不活性ガスを吹き込むことにより、金属板同士が相互に離間して所定の微小隙間が確保され、同時に不活性ガスは溶接部の周囲の雰囲気を不活性雰囲気とする上で有効に作用するようになる。   Therefore, in at least the inventions according to claims 1 and 5, by blowing an inert gas between the metal plates as the base material, the metal plates are separated from each other, and a predetermined minute gap is ensured. The inert gas works effectively in making the atmosphere around the welded portion an inert atmosphere.

請求項1に記載の発明によれば、母材である金属板同士の間に予め微小突起やエンボス部を加工することなしに所定の大きさの微小隙間を確保できるので、加工工数を削減できるとともに、従来のような厳格な突起またはエンボス高さ精度の維持管理工数が不要となほか、従来の方式と異なり母材同士を押さえ付けるのではなく不活性ガス圧にて金属板同士を相互に浮上もしくは相互離間させることで微小隙間を確保するため、その微小隙間の大きさのばらつきがなくなり、微小隙間の大きさが安定化して溶接品質の向上に寄与できる。   According to the first aspect of the present invention, a minute gap having a predetermined size can be secured without processing a minute protrusion or an embossed portion between metal plates as a base material in advance, so that the number of processing steps can be reduced. At the same time, there is no need to maintain the rigorous protrusion or emboss height accuracy maintenance work as in the past, and unlike the conventional method, the metal plates are connected to each other by inert gas pressure instead of pressing the base materials together. Since the minute gap is secured by floating or separating from each other, the variation in the size of the minute gap is eliminated, and the size of the minute gap is stabilized and can contribute to the improvement of the welding quality.

請求項5に記載の発明によれば、少なくとも規制手段と不活性ガス吹き込み手段があれば所期の目的を達成することができ、したがってきわめて簡単な構成のもとで微小隙間の大きさの安定化ひいては溶接品質の向上が図れるようになる。   According to the fifth aspect of the present invention, at least the regulation means and the inert gas blowing means can achieve the intended purpose, and therefore the size of the minute gap can be stabilized under a very simple configuration. As a result, the welding quality can be improved.

図1〜3は本発明の好ましい実施の形態を示す図であり、この例では、自動車のトランクリッドの内側に配設されてトランクリッドインナパネルとして機能することになる例えば亜鉛めっき鋼板製のトランクリッドレインフォース(以下、これを単に「主レインフォース」と称する)Waについて、母体となるその主レインフォースWaのヒンジ取付位置に対して同じく亜鉛めっき鋼板製のヒンジレインフォース(以下、これを単に「副レインフォース」と称する)Wbを溶接接合する場合の例を示している。なお、図1は治具ベース1を母体とする溶接組立設備の概略平面図を、図2は図1のA−A線に沿う拡大断面図を、図3は図1のB−B線に沿う断面図をそれぞれ示している。   FIGS. 1 to 3 are views showing a preferred embodiment of the present invention. In this example, a trunk made of, for example, a galvanized steel sheet, which is disposed inside a trunk lid of an automobile and functions as a trunk lid inner panel. For the lid drain force (hereinafter, simply referred to as “main reinforcement”) Wa, the hinge reinforcement (hereinafter referred to simply as “galvanized steel plate”) made of the same galvanized steel plate with respect to the hinge mounting position of the main reinforcement force Wa serving as the parent body. An example in which Wb (referred to as “sub-reinforce”) is welded is shown. 1 is a schematic plan view of a welding assembly facility using the jig base 1 as a base, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is taken along line BB in FIG. Each of the cross-sectional views is shown.

図1,2に示すように、主レインフォースWaには複数の窓状の穴Hが開口形成されており、その穴H以外の領域であって且つ両側部のトランクリッド用のヒンジ取付位置相当部に副レインフォースWbを重ね合わせた上でいわゆる重ね溶接継ぎ手の形態でレーザ溶接をもって溶接接合することになる。なお、Laはレーザ溶接のためのレーザビームを、Bwはレーザ溶接による溶接ビードをそれぞれ示している。また、主レインフォースWaおよび副レインフォースWbの双方には、上記溶接ビードBwや後述するガス導入穴R2と干渉しない位置に予めロケート穴R1が開口形成されており、後述するようにこれらのロケート穴R1に対して共通のロケートピン2を挿入することにより両者の相対位置決めがなされることになる。   As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of window-like holes H are formed in the main reinforcement Wa, and are areas other than the holes H and correspond to hinge mounting positions for trunk lids on both sides. After the sub-reinforce Wb is superposed on the portion, welding is joined by laser welding in the form of a so-called lap weld joint. La represents a laser beam for laser welding, and Bw represents a welding bead by laser welding. Further, in both the main reinforcement Wa and the sub reinforcement Wb, a locating hole R1 is formed in advance at a position where it does not interfere with the weld bead Bw or a gas introduction hole R2 described later. By inserting the common locating pin 2 into the hole R1, the relative positioning of both is performed.

図1のほか図2,3に示すように、治具ベース1の上には複数のクランパー3を設けてあり、このクランパー3にて母体となる主レインフォースWaを治具ベース1上に位置決めクランプするようになっている。なお、クランパー3は、治具ベース1に固定されたブラケット4に対し例えばエアシリンダ(クランプシリンダ)5駆動のクランプアーム6を旋回揺動可能に支持させた公知の構造のものであり、ブラケット4側の受け面4aとクランプアーム6とをもって主レインフォースWaを堅固に加圧挟持してクランプすることになる。   As shown in FIGS. 2 and 3 in addition to FIG. 1, a plurality of clampers 3 are provided on the jig base 1, and the main reinforcement Wa serving as a base is positioned on the jig base 1 by the clampers 3. It is designed to clamp. The clamper 3 has a known structure in which, for example, a clamp arm 6 driven by an air cylinder (clamp cylinder) 5 is supported on a bracket 4 fixed to the jig base 1 in a swingable manner. The main reinforcement Wa is firmly clamped by clamping with the receiving surface 4a and the clamp arm 6 on the side.

また、治具ベース1上であって且つ上記主レインフォースWaのヒンジ取付位置相当部の近傍には、クランパー3とは別にトグル式の複数のストッパー装置7を設けてある。このストッパー装置7は機構的には先に述べたクランパー3と類似してはいてもその機能はクランパー3とは大きく相違し、後述する主レインフォースWaとそれに重ね合わせた副レインフォースWbとの溶接接合に先立って、図2に示すように主レインフォースWaと副レインフォースWbとの間に微小隙間Gを積極的に確保しつつ、その微小隙間Gが所定の大きさとなるように規制する機能を有している。なお、ストッパー装置7は、治具ベース1に固定されたベース部材としてのブラケット8に対し例えばエアシリンダ9駆動のストッパーアーム10を旋回揺動可能に支持させた公知の構造のものであり、後述するように主レインフォースWaと副レインフォースWbとを両者の間に微小隙間Gを確保しつつ重ね合わせたときのその総厚寸法をブラケット8側の受け面8aとストッパーアーム10とをもって規制することになる。   In addition to the clamper 3, a plurality of toggle-type stopper devices 7 are provided on the jig base 1 and in the vicinity of the portion corresponding to the hinge mounting position of the main reinforcement Wa. Although this stopper device 7 is mechanically similar to the clamper 3 described above, its function is greatly different from that of the clamper 3, and a main reinforcement Wa, which will be described later, and a secondary reinforcement Wb superposed thereon are arranged. Prior to the welding, as shown in FIG. 2, the minute gap G is positively secured between the main reinforcement Wa and the subsidiary reinforcement Wb, and the minute gap G is regulated to a predetermined size. It has a function. The stopper device 7 has a known structure in which, for example, a stopper arm 10 driven by an air cylinder 9 is supported by a bracket 8 as a base member fixed to the jig base 1 so as to be able to swing and swing. Thus, the total thickness dimension when the main reinforcement Wa and the sub reinforcement Wb are overlapped while securing a minute gap G therebetween is regulated by the receiving surface 8a on the bracket 8 side and the stopper arm 10. It will be.

さらに、治具ベース1側には少なくとも二つのロケートピン2がポスト12を介して突設されていて、これらのロケートピン2に対して主レインフォースwa側および副レインフォースWb側に予め形成されているロケート穴R1をそれぞれ挿入することにより、このロケートピン2を基準として主レインフォースWaと副レインフォースWbとの相対位置決めがなされることになる。   Further, at least two locating pins 2 project from the post 12 on the jig base 1 side, and are formed in advance on the main reinforcement wa side and the sub-reinforce Wb side with respect to these locating pins 2. By inserting the locate holes R1 respectively, relative positioning of the main reinforcement Wa and the sub reinforcement Wb is performed with the locate pin 2 as a reference.

ここで、図2に示すように、主レインフォースWa側にはロケート穴R1とは別に例えば円形のガス導入穴R2が予め形成されていて、他方、治具ベース1側には不活性ガス吹き込み手段として機能することになる先端漏斗状のガスノズル11がポスト13を介して上向きに付設されている。そして、このガスノズル11は例えばアルゴン(Ar)あるいはヘリウム(He)等の不活性ガスを供給するための図示外の不活性ガス供給源に接続されていて、必要に応じて上記ガスノズル11から不活性ガスを吹き出すことができるようになっている。   Here, as shown in FIG. 2, for example, a circular gas introduction hole R2 is formed in advance on the main reinforcement Wa side separately from the locating hole R1, and an inert gas is blown on the jig base 1 side. A tip funnel-shaped gas nozzle 11 which functions as a means is attached upward via a post 13. The gas nozzle 11 is connected to an inert gas supply source (not shown) for supplying an inert gas such as argon (Ar) or helium (He), and is inert from the gas nozzle 11 as necessary. Gas can be blown out.

なお、このガスノズル11からの不活性ガスの吹き出しは、図2に示すように主レインフォースWaと副レインフォースWbとを重ね合わせた状態で両者の間に積極的に送り込むようにして行うことにより、下側の主レインフォースWaから副レインフォースWbを浮上させて両者を積極的に相互離間させ、もって両者の間に微小隙間Gを確保するために行われる。   In addition, the inert gas is blown out from the gas nozzle 11 by actively feeding between the main reinforcement Wa and the sub reinforcement Wb as shown in FIG. The sub-reinforce Wb is levitated from the lower main reinforcement Wa to positively separate them from each other, thereby ensuring a minute gap G between the two.

したがって、このような溶接組立設備によれば、最初に全てのクランパー3およびストッパー装置7をアンクランプ状態とした上で、治具ベース1上に、より具体的には受け面4a,8a上に母体となる主レインフォースWaを載置し、その主レインフォースWa側のロケート穴R1とロケートピン2との係合をもって位置決めする。そして、クランパー3をクランプ動作させて主レインフォースWaを治具ベース1に対し堅固にクランプする。   Therefore, according to such a welding assembly facility, first, all the clampers 3 and the stopper devices 7 are in an unclamped state, and then on the jig base 1, more specifically on the receiving surfaces 4a and 8a. The main reinforcement Wa serving as the mother body is placed, and positioning is performed by engaging the locate hole R1 and the locate pin 2 on the main reinforcement Wa side. Then, the clamper 3 is clamped to firmly clamp the main reinforcement Wa to the jig base 1.

この時、主レインフォースWa側のガス導入穴R2とガスノズル11の位置を予め一致させてあるため、上記のように治具ベース1に対し主レインフォースWaが位置決めクランプされると、ガス導入穴R2の周縁部に対しガスノズル11が圧接することになる。なお、上記のようにガス導入穴R2の周縁部に対するガスノズル11の圧接状態の安定化を図るためには、ガスノズル11自体が所定量だけ上下動可能であって且つ弾性体等にて上方に弾性付勢されていることが望ましい。   At this time, since the gas introduction hole R2 on the main reinforcement Wa side and the position of the gas nozzle 11 are matched in advance, when the main reinforcement Wa is positioned and clamped with respect to the jig base 1 as described above, the gas introduction hole The gas nozzle 11 comes into pressure contact with the peripheral edge of R2. In order to stabilize the pressure contact state of the gas nozzle 11 with respect to the peripheral portion of the gas introduction hole R2 as described above, the gas nozzle 11 itself can be moved up and down by a predetermined amount and elastically moved upward by an elastic body or the like. It is desirable to be energized.

続いて、主レインフォースWaの上に副レインフォースWbを重ね合わせて、その副レインフォースWb側のロケート穴R1とロケートピン2との係合をもって主レインフォースWaと副レインフォースWbとの相対位置決めを行う。そして、主レインフォースWaと副レインフォースWbとの相対位置決めが完了したならば、ストッパー装置7をクランプ動作させて、図2に示すようにストッパーアーム10を副レインフォースWbの上側に位置させる。   Subsequently, the secondary reinforcement Wb is superimposed on the primary reinforcement Wa, and the relative positioning of the primary reinforcement Wa and the secondary reinforcement Wb is performed by engaging the locate hole R1 and the locate pin 2 on the secondary reinforcement Wb side. I do. When the relative positioning between the main reinforcement Wa and the sub-reinforce Wb is completed, the stopper device 7 is clamped to position the stopper arm 10 on the upper side of the sub-force Wb as shown in FIG.

この状態では、主レインフォースWaと副レインフォースWbとが重合状態にあっても、主レインフォースWaに対し副レインフォースWbが浮上していないため、主レインフォースWaと副レインフォースWbとの間に微小隙間Gが確保されず、なお且つ副レインフォースWbに対しストッパーアーム10の先端が当接していない。   In this state, even if the main reinforcement Wa and the sub-reinforce Wb are in a polymerized state, the sub-reinforce Wb is not lifted with respect to the main reinforcement Wa. The minute gap G is not secured between them, and the tip of the stopper arm 10 is not in contact with the sub-reinforce Wb.

また、主レインフォースWaおよび副レインフォースWbのそれぞれの板厚は既知である一方、これらの主レインフォースWaと副レインフォースWbとのレーザ溶接に際して両者の間に確保すべき微小隙間Gの大きさは上記板厚等に応じて予め決定されている(例えば、微小隙間G=0.15〜0.25mm程度)。したがって、上記のようにストッパー装置7をクランプ動作させた場合に、そのストッパーアーム10の先端面と受け面8aとの間に確保されるべく寸法が上記双方のレインフォースWa,Wbの板厚と微小隙間Gの設定値との総和となるようにストッパーアーム10のクランプ限位置が予め調整されている。   Further, the plate thicknesses of the main reinforcement Wa and the sub-reinforce Wb are known, but the size of the minute gap G to be ensured between the main reinforcement Wa and the sub-reinforce Wb when they are laser-welded. The length is determined in advance according to the plate thickness or the like (for example, the minute gap G = 0.15 to 0.25 mm). Therefore, when the stopper device 7 is clamped as described above, the dimensions of the both of the reinforcements Wa and Wb are set so as to be secured between the distal end surface of the stopper arm 10 and the receiving surface 8a. The clamp limit position of the stopper arm 10 is adjusted in advance so as to be the sum total with the set value of the minute gap G.

こうして、主レインフォースWaと副レインフォースWbとの相対位置決めが完了したならば、ガスノズル11からレインフォースWa,Wb同士の間に不活性ガスを吹き込む。この不活性ガスの吹き込みに伴い、副レインフォースWbがロケートピン2にガイドされながら主レインフォースWaから浮上して双方のレインフォースWa,Wb同士が相互離間する。そして、副レインフォースWbの上昇限位置がストッパーアーム10によって規制されることで、双方のレインフォースWa,Wb同士の間には予め設定された大きさの微小隙間Gが確保されることになり、同時に、その微小隙間Gは副レインフォースWbの周縁部の開口Qをもって外部に開放されることになる。   Thus, when the relative positioning of the main reinforcement Wa and the sub reinforcement Wb is completed, an inert gas is blown from the gas nozzle 11 between the reinforcements Wa and Wb. As the inert gas is blown in, the sub-force Wb rises from the main force Wa while being guided by the locate pin 2, and the two forces Wa and Wb are separated from each other. Then, the upper limit position of the sub-reinforce Wb is restricted by the stopper arm 10 so that a minute gap G having a preset size is secured between the two reinforces Wa and Wb. At the same time, the minute gap G is opened to the outside through the opening Q at the peripheral edge of the sub reinforcement Wb.

この外部開放に伴って、その微小隙間Gの空間を通路としてガス導入穴R2から副レインフォースwbの周縁部の開口Qに向かう不活性ガスの流れFが生成されるかたちとなることから、副レインフォースWbは主レインフォースWaからの浮上状態を自己保持して微小隙間Gの大きさを所定の大きさに維持することが可能となる。しかも、不活性ガスの吹き込み圧で浮上させた副レインフォースWbをストッパー装置3のストッパーアーム10に当接させて微小隙間Gの大きさを規制しているので、その微小隙間Gの大きさを精度良く維持することが可能となる。   Along with this external opening, an inert gas flow F is generated from the gas introduction hole R2 toward the opening Q at the peripheral edge of the auxiliary reinforcement wb through the space of the minute gap G as a passage. The reinforcement Wb can self-hold the floating state from the main reinforcement Wa and maintain the size of the minute gap G at a predetermined size. In addition, since the size of the minute gap G is regulated by bringing the auxiliary reinforcement Wb levitated by the blowing pressure of the inert gas into contact with the stopper arm 10 of the stopper device 3, the size of the minute gap G is controlled. It becomes possible to maintain with high accuracy.

この状態で、例えばリモートレーザ溶接法により副レインフォースWb側の溶接ビードBwとなるべき位置に図2のようにレーザビームLaを照射してレーザ溶接を施す。   In this state, laser welding is performed by irradiating the laser beam La as shown in FIG. 2 to a position to be the welding bead Bw on the auxiliary reinforcement Wb side by, for example, remote laser welding.

この場合、亜鉛めっき鋼板製のレインフォースWa,Wb同士の溶接故に、レーザエネルギーを受けて各レインフォースWa,Wbの表面のめっき層が蒸発して溶接品質にとって有害なガスが発生することになるが、これらのガスは不活性ガスの流れFをもって瞬時に微小隙間Gの外部に排出されるとともに、溶接部位とその周囲が不活性ガスをもって不活性雰囲気となることで溶接品質の向上が期待できるようになる。   In this case, because the reinforcements Wa and Wb made of galvanized steel sheet are welded together, the plating layer on the surface of each of the reinforcements Wa and Wb evaporates upon receiving laser energy, and a gas harmful to the welding quality is generated. However, these gases are instantaneously discharged to the outside of the minute gap G with the flow F of the inert gas, and the weld quality can be expected to be improved by forming an inert atmosphere with the inert gas at and around the welding site. It becomes like this.

このように本実施の形態によれば、不活性ガスの圧力をもって主レインフォースWaに対し副レインフォースWbを浮上させ、さらにその浮上した副レインフォースWbをストッパー装置3のストッパーアーム10に当接させることで両者の間の微小隙間Gを所定の大きさに維持するようにしているので、従来のようにレインフォースWaまたはWb自体に予め突起やエンボス部を形成することなしに所期の目的を達成することができ、また、従来のようにレインフォースWa,Wb同士を互いに押さえ付けて隙間Gの大きさを所定の大きさに維持する場合と比べて微小隙間Gの大きさも安定化し、その微小隙間Gの大きさを高精度に維持することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the sub-reinforce Wb is lifted with respect to the main reinforce Wa with the pressure of the inert gas, and the lifted sub-reinforce Wb is brought into contact with the stopper arm 10 of the stopper device 3. By doing so, the minute gap G between the two is maintained at a predetermined size, so that the intended purpose can be obtained without forming projections or embossed portions in advance in the reinforcements Wa or Wb as in the prior art. In addition, the size of the minute gap G is stabilized as compared with the case where the reinforcements Wa and Wb are pressed against each other and the size of the gap G is maintained at a predetermined size as in the prior art. It is possible to maintain the size of the minute gap G with high accuracy.

その上、双方のレインフォースWa,Wb同士の相対位置決めのためのロケートピン2を、主レインフォースWaに対し副レインフォースWbを浮上させる際のガイドとしても兼用化しているため、他のガイド機構が不要であり、設備の簡素化にも寄与できるようになる。   In addition, since the locate pin 2 for relative positioning between the two reinforcements Wa and Wb is also used as a guide when the secondary reinforcement Wb is levitated with respect to the main reinforcement Wa, other guide mechanisms are provided. This is unnecessary and can contribute to simplification of equipment.

図4,5は本発明の第2の実施の形態を示す図で、先の第1の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。   4 and 5 are diagrams showing a second embodiment of the present invention, in which the same reference numerals are given to the portions common to the first embodiment.

この第2の実施の形態では、予め湾曲した形状に絞り成形された主レインフォースWaと副レインフォースWbとを重ね合わせた上でそれらの斜面部Mにてリモートレーザ溶接法をもって両者を溶接接合する場合に、レーザビームLaとストッパー装置7との干渉を回避するようにしたものである。   In the second embodiment, a main reinforcement Wa and a sub-reinforce Wb, which have been drawn into a curved shape in advance, are overlapped, and the two slopes M are welded together by remote laser welding. In this case, interference between the laser beam La and the stopper device 7 is avoided.

図4,5に示すように、リモートレーザ溶接法では溶接位置に対し、反射ミラーまたはレーザ加工ヘッド14をもって比較的長焦点距離のレーザビームLaを照射することになるので、双方のレインフォースWa,Wb同士を斜面部Mにて溶接しようとすると、例えば図5の右側のストッパー装置7(ここでは7Aとする)とレーザビームLaとが干渉する可能性がある。そこで、本実施の形態では、斜面部Mに近い側のストッパー装置7Aの最大高さ位置(ストッパーアーム10の最大高さ位置)を主レインフォースWaの最上面位置よりも低く抑えて、そのストッパー装置7Aの一部と長焦点距離のレーザビームLaとの干渉を効果的に回避するようにしたものである。   As shown in FIGS. 4 and 5, in the remote laser welding method, the laser beam La having a relatively long focal length is irradiated to the welding position with the reflection mirror or the laser processing head 14, so that both of the reinforcement forces Wa, If Wb is to be welded at the slope M, for example, the stopper device 7 on the right side of FIG. 5 (here 7A) and the laser beam La may interfere with each other. Therefore, in the present embodiment, the maximum height position (the maximum height position of the stopper arm 10) of the stopper device 7A on the side close to the slope M is held lower than the uppermost surface position of the main reinforcement Wa, and the stopper Interference between a part of the device 7A and the laser beam La having a long focal length is effectively avoided.

この第2の実施の形態においても先の第1の実施の形態と同様の効果が得られることは言うまでもない。   It goes without saying that the same effects as those of the first embodiment can be obtained also in the second embodiment.

本発明の第1の実施の形態を示す平面説明図。Plane explanatory drawing which shows the 1st Embodiment of this invention. 図1のA−A線に沿う拡大断面説明図。Explanatory sectional explanatory drawing in alignment with the AA of FIG. 図1のB−B線に沿う拡大断面説明図。Explanatory sectional explanatory drawing which follows the BB line of FIG. 本発明の第2の実施の形態を示す平面説明図。Plane | planar explanatory drawing which shows the 2nd Embodiment of this invention. 図4のC−C線に沿う拡大断面説明図。Expansive sectional explanatory drawing which follows the CC line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2…ロケートピン
7…ストッパー装置(規制手段)
8…ブラケット(ベース部材)
10…ストッパーアーム
11…ガスノズル(不活性ガス吹き込み手段)
Bw…溶接ビード
F…不活性ガスの流れ
G…微小隙間
La…レーザビーム
R1…ロケート穴
R2…ロケート穴
Wa…トランクリッドレインフォース(母材としての表面処理金属板)
Wb…ヒンジレインフォース(母材としての表面処理金属板)
2 ... Locate pin 7 ... Stopper device (regulation means)
8 ... Bracket (base member)
10 ... Stopper arm 11 ... Gas nozzle (inert gas blowing means)
Bw ... Welding bead F ... Inert gas flow G ... Small gap La ... Laser beam R1 ... Locate hole R2 ... Locate hole Wa ... Trunk lamin drain force (surface-treated metal plate as a base material)
Wb ... Hinge reinforcement (surface-treated metal plate as a base material)

Claims (8)

母材として表面処理が施された表面処理金属板を含む少なくとも二枚の金属板を重ね合わせるとともに、少なくとも溶接部位において上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板との間に微小隙間を確保した状態でレーザ溶接を施すようにした方法であって、
上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板との間に不活性ガスを吹き込むことにより、双方の金属板同士を互いに離間させて両者の間に微小隙間を確保し、その微小隙間が所定の大きさとなるように双方の金属板を規制した状態でレーザ光照射による溶接を施すことを特徴とするレーザ溶接方法。
At least two metal plates including a surface-treated metal plate that has been surface-treated as a base material are overlapped, and at least a welded portion has a minute gap between the surface-treated metal plate and the other metal plate facing it. A method in which laser welding is performed in a secured state,
By blowing an inert gas between the surface-treated metal plate and the other metal plate facing the surface-treated metal plate, the two metal plates are separated from each other to ensure a minute gap therebetween, and the minute gap is predetermined. A laser welding method comprising performing welding by laser light irradiation in a state where both metal plates are regulated so as to have a size of 2 mm.
上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板のうちいずれか一方に形成された穴から両者の間に不活性ガスを吹き込んでその双方の金属板同士の間に微小隙間を確保する一方で、上記微小隙間が外部開放される位置から不活性ガスを外部に吹き出させることでその微小隙間に不活性ガスの流れを積極的に生成させることを特徴とする請求項1に記載のレーザ溶接方法。   While ensuring a minute gap between the two metal plates by blowing an inert gas between the surface-treated metal plate and the other metal plate facing it from the hole formed in one of them 2. The laser welding method according to claim 1, wherein an inert gas flow is actively generated in the minute gap by blowing out an inert gas from a position where the minute gap is opened to the outside. 3. . 上記微小隙間が所定の大きさとなるように、表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板にそれぞれに当接する規制手段をもって双方の金属板同士のなす相互離間距離を規制することを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ溶接方法。   The distance between the two metal plates is regulated by regulating means that abuts on the surface-treated metal plate and the other metal plate facing the surface-treated metal plate so that the minute gap has a predetermined size. The laser welding method according to claim 1 or 2. 上記不活性ガスの吹き込みに先立って、表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板を貫通するロケートピンをもって双方の金属板同士の相対位置決めを行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ溶接方法。   Prior to the blowing of the inert gas, relative positioning of both metal plates is performed with a locate pin penetrating the surface-treated metal plate and the other metal plate facing the surface-treated metal plate. The laser welding method described in 1. 母材として表面処理が施された表面処理金属板を含む少なくとも二枚の金属板を重ね合わせるとともに、少なくとも溶接部位において上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板との間に微小隙間を確保した状態でレーザ溶接を施すにあたり、上記微小隙間が所定の大きさとなるように少なくとも二枚の金属板を規制する装置であって、
上記不活性ガスの吹き込みにより表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板とが相互に離間することで形成される両者間の微小隙間が所定の大きさとなるようにそれぞれの金属板に当接して位置規制する規制手段と、
上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板との間に不活性ガスを吹き込んで双方の金属板同士を互いに離間させる不活性ガス吹き込み手段と、
を備えていることを特徴とするレーザ溶接用母材隙間矯正装置。
At least two metal plates including a surface-treated metal plate that has been surface-treated as a base material are overlapped, and at least a welded portion has a minute gap between the surface-treated metal plate and the other metal plate facing it. A device that regulates at least two metal plates so that the minute gap has a predetermined size when performing laser welding in a secured state,
The surface-treated metal plate and the other metal plate facing the surface-treated metal plate are separated from each other by the blowing of the inert gas, so that the minute gap between the two is in contact with each metal plate so as to have a predetermined size. A regulation means for regulating the position,
An inert gas blowing means for blowing an inert gas between the surface-treated metal plate and the other metal plate facing the metal plate to separate the two metal plates from each other;
A base metal gap correction device for laser welding, comprising:
上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板のうちいずれか一方に形成された穴から不活性ガス吹き込み手段をもって両者の間に不活性ガスを吹き込んでその双方の金属板同士の間に微小隙間を確保する一方で、上記微小隙間が外部開放される位置から不活性ガスを外部に吹き出させることでその微小隙間に不活性ガスの流れを積極的に生成させるようになっていることを特徴とする請求項5に記載のレーザ溶接用母材隙間矯正装置。   An inert gas is blown in between the surface-treated metal plate and the other metal plate facing the metal plate with an inert gas blowing means between the two metal plates. While ensuring the gap, the inert gas flow is actively generated in the minute gap by blowing the inert gas from the position where the minute gap is opened to the outside. The base material gap correction apparatus for laser welding according to claim 5. 上記不活性ガスの吹き込みに先立って、表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板を貫通してその双方の金属板同士の相対位置決めを行うロケートピンを備えていることを特徴とする請求項5または6に記載のレーザ溶接用母材隙間矯正装置。   6. A locating pin for positioning the two metal plates relative to each other through the surface-treated metal plate and the other metal plate facing the surface-treated metal plate prior to blowing the inert gas. Or a base material gap correction device for laser welding according to 6; 上記規制手段がトグルク機構を利用したストッパー装置であって、そのストッパー装置のベース部材が上記表面処理金属板とそれに対面する他方の金属板のうちいずれか一方の金属板に、上記ベース部材に揺動可能に支持されたストッパーアームが他方の金属板にそれぞれ当接するようになっていることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のレーザ溶接用母剤隙間矯正装置。   The restricting means is a stopper device using a toggle mechanism, and the base member of the stopper device is swung to one of the surface-treated metal plate and the other metal plate facing it, and to the base member. The laser welding base metal gap correction device according to any one of claims 5 to 7, wherein a stopper arm supported so as to be movable comes into contact with the other metal plate.
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