(57)【要約】【課題】プルームの排除とシールドガスによるワークの保護を行えるレーザ溶接システムを提供する。【解決手段】レーザ溶接システム１は、ワークＷの被照射領域にレーザ光Ｌを照射するためのレーザ照射装置２と、ワークＷの被照射領域に沿ってシールドガスを噴射して被照射領域を覆うシールドガス層を形成するためのシールドガス噴射装置４と、気体を噴射してシールドガス層よりも上方を流れる気流を発生させるための気流発生手段５と、を備える。【選択図】図１
2020124724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの被照射領域にレーザ光を照射するためのレーザ照射装置と、
前記被照射領域に沿ってシールドガスを噴射して、前記被照射領域を覆うシールドガス層を形成するためのシールドガス噴射装置と、
気体を噴射して、前記シールドガス層よりも上方を流れる気流を発生させるための気流発生手段と、を備えることを特徴とするレーザ溶接システム。
【請求項２】
前記気流発生手段は、第１方向に向けて気体を噴射する第１噴射口を有し、
上下方向において、前記被照射領域から前記第１噴射口までの距離は３０ｍｍ〜４５ｍｍであり、
前記第１噴射口は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って延びるスリット形状を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接システム。
【請求項３】
前記気流発生手段は、第１方向に向けて気体を噴射する複数個の第１噴射口を有し、
上下方向において、前記被照射領域から前記複数個の第１噴射口までの距離は３０ｍｍ〜４５ｍｍであり、
前記複数個の第１噴射口は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接システム。
【請求項４】
前記第１噴射口から噴射される気体の噴射方向の水平方向に対する傾斜角度は０°〜１０°であることを特徴とする請求項２又は３に記載のレーザ溶接システム。
【請求項５】
前記気流発生手段は、前記シールドガス層よりも上方を流れる気流を発生させるための第１気体噴射手段と、前記第１気体噴射手段の上方に配置されて前記レーザ照射装置の下方を流れる気流を発生させるための第２気体噴射手段と、を備え、
前記第１気体噴射手段が前記第１噴射口を有することを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載のレーザ溶接システム。
【請求項６】
前記シールドガス噴射装置は、隙間を空けて相互に対向配置された一対のガス噴射手段を備え、
前記一対のガス噴射手段の各々は、シールドガスを噴射するための第２噴射口を有し、
上下方向における前記被照射領域から前記第２噴射口までの距離は１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のレーザ溶接システム。
【請求項７】
ワークにレーザ光を照射するためのレーザ照射装置と、
前記ワークを所定位置に保持するための保持部材と、
気体を噴射して気流を発生させるための気流発生手段と、を備え、
前記保持部材は、前記ワークが載置される載置台と、前記ワークを上方から抑える抑え治具と、を有し、
前記抑え治具は、第１側面を有する第１抑え部と、第２側面を有する第２抑え部と、を有し、
前記第１側面と前記第２側面とは第１方向に隙間を空けて相互に対向し、前記隙間は前記第１方向に垂直な第２方向に沿って延び、
前記ワークの一部は前記隙間を介して上方に露出し、
前記レーザ照射装置は前記隙間を介して前記ワークの前記一部にレーザ光を照射し、
前記気流発生手段は前記隙間を前記第２方向に沿って流れる気流を発生させることを特徴とするレーザ溶接システム。
【請求項８】
前記隙間の前記第１方向における両端は開放されており、
前記気流発生手段は、前記隙間が有する前記両端のうち前記気流の下流側に位置する端部における風速が１０ｍ／秒以上となるように前記気流を発生させることを特徴とする請求項７に記載のレーザ溶接システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ溶接装置として、ガルバノスキャナを用いてリモート溶接を行うものが提案されている。このようなリモート溶接では、反射鏡を回動させてレーザ光を走査させるため、溶接を高速かつ正確に行うことができる。
【０００３】
このようなレーザ溶接では、レーザ光が照射されたワークの加工点からはプルームと呼ばれる金属蒸気やスパッタと呼ばれる金属片等が発生する。プルームはレーザ光を遮って減衰させ、十分な溶け込み深さを達成できない等、レーザ溶接の安定性を阻害する原因となる。レーザ溶接装置の保護ガラスにスパッタが付着した場合も同様に、レーザ溶接の安定性が阻害される。そこで、空気流によりプルームやスパッタを排除する構成が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、溶接中の溶融金属の酸化等を防ぐためにシールドガスをワークの加工点に向けて噴射し、溶融金属と空気との接触を絶つことでワークを保護する手法が広く採用されている。例えば、特許文献２には、プルームを排除するための空気を噴出する第１ノズルと、シールドガスを噴出するための第２ノズルと、を備える溶接システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６８６１０
【特許文献２】特開２０１７−６９２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、プルームやスパッタの排除とシールドガスによるワークの保護をより良好に行うことのできるレーザ溶接システムの提供を目的とする。
【０００７】
本発明は、プルームをより良好に排除できるレーザ溶接システムの提供を他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るレーザ溶接システムは、ワークの被照射領域にレーザ光を照射するためのレーザ照射装置と、前記被照射領域に沿ってシールドガスを噴射して、前記被照射領域を覆うシールドガス層を形成するためのシールドガス噴射装置と、気体を噴射して、前記シールドガス層よりも上方を流れる気流を発生させるための気流発生手段と、を備える。
【０００９】
また、本発明にかかるレーザ溶接システムは、ワークにレーザ光を照射するためのレーザ照射装置と、前記ワークを所定位置に保持する保持部材と、気体を噴射して気流を発生させるための気流発生手段と、を備え、前記保持部材は、前記ワークが載置される載置台と、前記ワークを上方から抑える抑え治具と、を有し、前記抑え治具は、第１側面を有する第１抑え部と、第２側面を有する第２抑え部と、を有し、前記第１側面と前記第２側面とは第１方向に隙間を空けて相互に対向し、前記隙間は前記第１方向に垂直な第２方向に沿って延び、前記ワークの一部は前記隙間を介して上方に露出し、前記レーザ照射装置は前記隙間を介して前記ワークの前記一部にレーザ光を照射し、前記気流発生手段は前記隙間を前記第２方向に沿って流れる気流を発生させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るレーザ溶接システムによれば、ワークの被照射領域をシールドガス層で覆うことができるので、被照射領域が大気に曝されて酸化等するのを抑制できる。また、気流を発生させるので、当該気流によりプルームやスパッタを排除することができる。更に、当該気流はシールドガス層よりも上方を流れるので、気流によるシールドガス層の乱れを抑制できる。
【００１１】
また、本発明にかかるレーザ溶接システムによれば、レーザ照射装置は第１抑え部の第１側面と第２抑え部の第２側面の間に設けられた隙間を介してワークの一部にレーザ光を照射し、気流発生手段は当該隙間を流れる気流を発生させるので、レーザ光の照射により発生したプルームを気流によって排除することができ、良好な溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ溶接システムを示す概略斜視図。
【図２】図１に示すレーザ溶接システムの一部を示す概略側面図。
【図３】第１実施形態の実施例及び比較例における風速の計測箇所を説明する概略図。
【図４】第１実施形態の実施例１における風速を示す表とグラフ。
【図５】第１実施形態の実施例２における風速を示す表とグラフ。
【図６】第１実施形態の実施例３における風速を示す表とグラフ。
【図７】比較例１における風速を示す表とグラフ。
【図８】比較例２における風速を示す表とグラフ。
【図９】比較例３における風速を示す表とグラフ。
【図１０】第１実施形態の実施例４における窒素の濃度割合を示すシミュレーション結果を示す図。
【図１１】第１実施形態の実施例５における窒素の濃度割合を示すシミュレーション結果を示す図。
【図１２】比較例４における窒素の濃度割合を示すシミュレーション結果を示す図。
【図１３】（ａ）は第１実施形態の実施例６におけるワーク断面の写真図であり、（ｂ）は比較例５におけるワーク断面の写真図。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るレーザ溶接システムを示す概略斜視図。
【図１５】図１４に示すレーザ溶接システムの要部側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１実施形態］
以下、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るレーザ溶接システムについて説明する。図１及び図２を参照して、本実施形態に係るレーザ溶接システム１はリモート溶接を行うものであって、ワークＷに向けてレーザ光Ｌを上方から照射するためのレーザ照射装置２と、光ファイバケーブル３を介してレーザ照射装置２にレーザ光を供給するためのレーザ発信器（図示せず）と、シールドガスを噴射するためのシールドガス噴射装置４と、気流を発生させるための気流発生手段５と、を備える。
【００１４】
レーザ照射装置２は図示しない光学機器を有し、レーザ発信器から供給されたレーザ光は光学機器を介してワークＷの被照射領域に照射される。遠隔操作により光学機器を動かすことでレーザ光Ｌを走査させ、ワークＷ上における照射位置（加工点）を移動させることができる。また、レーザ照射装置２の照射口には保護レンズ（図示せず）が設けられている。保護レンズは、レーザ照射手段２の内部に埃や塵等の異物が入らないようにして反射鏡等の光学機器を保護するためのものでり、レーザ照射装置２の下面に設けられており、レーザ光Ｌはこの保護レンズを介して出射される。なお、レーザ照射装置２及びレーザ発信器の構成は周知であるので、これらに関する具体的説明は省略する。
【００１５】
シールドガス噴射装置４は、幅方向Ｄ１（第１方向）に隙間Ｇを空けて相互に対向するように配置された一対のガス噴射手段４１，４１と、各ガス噴射手段４１にシールドガスを供給するためのシールドガス供給部（図示せず）と、を備える。各ガス噴射手段４１は、シールドガスを幅方向Ｄ１に向けて隙間Ｇ内へ噴射するための噴射口４１ａ（第２噴射口）を有する。なお、図１に示す例では、噴射口４１ａは縦方向Ｄ２（第２方向）に沿って水平に延びるスリット状とされているが、ガス噴射手段４１はこれに代えて縦方向Ｄ２に配列された複数個の噴射口を備えるものであっても良い。ワークＷは、その被照射領域が隙間Ｇを介して上方に露出すると共に、噴射口４１ａよりも幾分下方に位置するように配置される。シールドガスとしては、例えば、アルゴンガスや窒素ガス、炭酸ガス等が用いられる。  
【００１６】
なお、ここでは説明を容易にするために、ワークＷは平坦な表面（ワーク面）Ｗａを有し、当該ワーク面Ｗａ上に被照射領域が規定されているものと仮定する。即ち、以下の説明においてワーク面ＷａとはワークＷの被照射領域をも意味するものとする。
【００１７】
かかる構成において、シールドガスは各ガス噴射手段４１の噴射口４１ａからワーク面Ｗａに沿って水平方向に噴射される。すると、ワーク面Ｗａ付近にはシールドガスを多く含むシールドガス層が形成され、ワークＷの被照射領域はシールドガス層により覆われる。これにより、ワークＷの加工点が大気に曝されて酸化するのを防止できると共に、溶融金属が流れやすくなり、溶接ビード表面を滑らかにできる。なお、ワーク面Ｗａに対する噴射口４１ａの高さ位置は低い方が好ましく、より具体的にはワーク面Ｗａに対する噴射口４１ａの高さ位置は１０ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００１８】
気流発生手段５は、シールドガス層の上方に気流を発生させるものであって、第１気体噴射手段５１と、第２気体噴射手段５２と、第１及び第２気体噴射手段５１，５２に気体を供給するための気体供給手段（図示せず）と、を備える。
【００１９】
第１気体噴射手段５１は、主に溶接中にワークＷから発生するプルームを排除するための気流を発生させるものであり、縦方向Ｄ２におけるワークＷ（隙間Ｇ）の片側に配設されている。また、第１気体噴射手段５１は気体を縦方向Ｄ２に向けて噴射するための噴射口５１ａ（第１噴射口）を有し、噴射口５１ａがガス噴射手段４１の噴射口４１ａよりも上方に位置するように配置される。また、本実施形態における噴射口５１ａは幅方向Ｄ１に沿って水平に延びるスリット状とされ、噴射口５１ａの幅方向Ｄ１全域にわたってほぼ等しい噴射速度で気体を噴射できるように構成されている。第１気体噴射手段５１から噴射される気体としては、空気であってもよく、或いはシールドガスとして使用可能なアルゴンガスや窒素ガス、炭酸ガスなどであってもよい。
【００２０】
かかる構成において、第１気体噴射手段５１から噴射された気体は気流となり、レーザ光Ｌを横切ってプルームを除去する。これにより、プルームによるレーザ光Ｌの減衰を抑制して溶接の品質を高めることができる。また、気流はシールドガス層よりも上方を流れるため、気流によるシールドガス層の乱れを抑制でき、またワークＷの被照射領域を荒らすこともない。即ち、気体をワークＷの被照射領域に直接吹き付けるとワークＷの被照射領域は荒れてしまうが、本実施形態では気流はワークＷの被照射領域に直接吹き付けられないため、このような問題を回避できる。
【００２１】
ここで、シールドガス層を大きく乱すことなくプルームを良好に除去できるような気流を発生させるためには、第１気体噴射手段５１から噴射する気体の噴射圧力は０．１ＭＰａ〜６ＭＰａとするのが好ましく、０．３ＭＰａとするのがより好ましい。噴射圧力が０．１ＭＰａよりも低いとプルームを除去するのに十分な気流を発生させることができず、また６ＭＰａを超えるとプルームの除去効率は変わらないにも拘わらず消費ネルギーが無駄に大きくなるためである。また、上下方向Ｄ３におけるワーク面Ｗａから第１気体噴射手段５１の噴射口５１ａまでの距離Ｈ（ワーク面Ｗａに対する噴射口５１ａの高さＨ）は３０ｍｍ〜４５ｍｍとするのが好ましい。また、噴射口５１ａからの気体の噴射方向Ｄ４は水平方向とするか、或いは斜め上向きとするのが好ましい。より具体的に、噴射方向Ｄ４の水平方向ＤＨに対する傾斜角度θは０°〜１０°とするのが好ましい。噴射口５１ａの高さＨが大き過ぎても小さ過ぎても、また傾斜角度θが小さ過ぎても大き過ぎても、シールドガス層を大きく乱したり気流によるプルームの排除が十分でなかったりする虞があるためである。なお、噴射口５１ａからは上下方向Ｄ３に一定幅を有する気流が噴射されるが、噴射方向というときは当該一定幅を有する気流のうち最も風速が速い方向を言う。更に、縦方向Ｄ２において、噴射口５１ａは被照射領域に近接して配置されるのが好ましい。
【００２２】
第２気体噴射手段５２は、主に溶接中に発生するスパッタを吹き飛ばすための気流を発生させるものであり、第１気体噴射手段５１よりも上方に配置されている。また、第２気体噴射手段５２は気体を縦方向Ｄ２に向けて噴射するための噴射口５２ａを有し、本実施形態における噴射口５２ａは幅方向Ｄ１に沿って水平に延びるスリット状とされ、噴射口５２ａの幅方向Ｄ１全域にわたってほぼ等しい噴射速度で気体を噴射できるように構成されている。第２気体噴射手段５２から噴射される気体は空気であるのが好ましいが、これに限定されない。
【００２３】
かかる構成において、第２気体噴射手段５２から噴射された気体は気流となり、レーザ照射装置２の保護レンズの近傍位置を保護レンズのレンズ面に沿って流れ、スパッタを吹き飛ばす。これにより、スパッタが保護レンズに当たったり保護レンズに付着したりするのを防止する。ここで、上下方向Ｄ３におけるレーザ照射装置２の保護レンズから噴射口５２ａまでの距離は２７０ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００２４】
このように、本実施形態のレーザ溶接システム１によれば、シールドガスを用いたワークＷの保護と、気流を用いたプルーム及びスパッタの除去を同時に達成することができる。また、主にプルームを除去するための気流を発生させる第１気体噴射手段５１と、主にスパッタを除去するための気流を発生させる第２気体噴射手段５２とを別個に設けているため、プルームとスパッタとを効率的に除去することができる。
【００２５】
本実施形態に係るレーザ溶接システム１の効果を確認するため、第１気体噴射手段５１における噴射口５１ａの高さＨと噴射方向Ｄ４の傾斜角度θが異なる構成（実施例１〜３と比較例１〜３）について、１８の地点（測定地点）における風速を測定した。具体的には、図３を参照して、噴射口５１ａから縦方向Ｄ２に６１ｍｍ離れた第１及び測定位置Ｐ１,Ｐ２と、９４ｍｍ離れた測定位置Ｐ３、Ｐ４と、１２９ｍｍ離れた測定位置Ｐ５、Ｐ６との合計６つの測定位置のそれぞれについて、ワーク面Ｗａの上方２．５ｍｍ，２０ｍｍ及び３５ｍｍの地点における風速を測定した。気体として空気を用い、０．３ＭＰａの空気圧で噴射させた。また、第１気体噴射手段５１にはＥＸＡＩＲ社製のノズルを用いた。
【００２６】
実施例１〜３及び比較例１〜３における風速の測定結果を図４〜図９の表１〜表６及びグラフ１〜６にそれぞれ示す。実施例１〜３及び比較例１〜３における噴射口５１ａの高さＨと傾斜角度θは次の通りである。
実施例１：噴射口高さＨ＝３６ｍｍ、傾斜角度θ＝０°
実施例２：噴射口高さＨ＝４０ｍｍ、傾斜角度θ＝８°
実施例３：噴射口高さＨ＝４０ｍｍ、傾斜角度θ＝０°
比較例１：噴射口高さＨ＝４３ｍｍ、傾斜角度θ＝１９°
比較例２：噴射口高さＨ＝４０ｍｍ、傾斜角度２０＝０°
比較例３：噴射口高さＨ＝５０ｍｍ、傾斜角度θ＝０°
【００２７】
図４〜図９に示す様に、実施例１〜３ではワーク面Ｗａ付近（ワーク面Ｗａの上方２．５ｍｍ及び２０ｍｍの位置）においては比較的風速が低いためにシールドガス層の乱れが発生しにくく、またワーク面Ｗａから上方に離れた位置（ワークＷａの上方３５ｍｍの位置）においては比較的風速が高いために、プルームを良好に排除できることが分かる。
【００２８】
これに対し、比較例１及び２においては、ワーク面Ｗａから上方に離れた位置における風速が十分でなく、これではプルームを良好に排除できないおそれがある。また、比較例３においても、縦方向Ｄ２において噴射口５１ａに比較的近い位置（Ｐ１及びＰ２）において、ワーク面Ｗａから上方に離れた地点における風速が不足している。
【００２９】
また、第１気体噴射手段５１における噴射口５１ａの高さＨと噴射方向Ｄ４の傾斜角度θが異なる構成（実施例４、５と比較例４）について、ワーク面Ｗａ付近におけるシールドガスの体積割合を示すシミュレーション結果を図１０〜図１２に示す。ここでは、シールドガスとして窒素を用いた。また、図１に示すようなスリット状の噴射口４１ａに代えて、図１０〜図１２に示す様に縦方向Ｄ２に直線状に並ぶ３個の噴射口４１ａを用い、各噴射口４１ａから５０Ｌ／ｍｉｎの割合で窒素を噴射した。第１気体噴射手段５１からは上述した実施例１〜３及び比較例１〜３と同一の条件（噴射口高さＨ及び傾斜角度θを除く）で気体を噴射させた。実施例４、５及び比較例４における噴射口５１ａの高さＨと傾斜角度θは次の通りである。
実施例４：噴射口高さＨ＝３０ｍｍ、傾斜角度θ＝０°
実施例５：噴射口高さＨ＝４０ｍｍ、傾斜角度θ＝０°
比較例４：噴射口高さＨ＝２５ｍｍ、傾斜角度θ＝０°
【００３０】
図１０及び図１１に示す実施例４及び実施例５では、ワーク面Ｗａ近傍における窒素の濃度割合が高く、シールドガス層が良好に形成された。これに対し図１２に示す比較例４では、実施例４，５におけるものと比較してワーク面Ｗａ近傍における窒素の濃度割合が低く、これではシールドガスによるシールドガス効果が十分に得られない虞がある。
【００３１】
更に、ワーク面Ｗａにレーザ光Ｌを照射して得られた溶け込み深さを測定した。図１３（ａ）は本実施形態におけるレーザ溶接システム１を用いてワーク面Ｗａにレーザ光Ｌを照射させたワークＷの断面写真であり（実施例６）、図１３（ｂ）は気流発生装置４を用いずにレーザ光Ｌを照射させたワークＷの断面写真である（比較例５）。何れの場合もレーザ光Ｌの出力は４ｋＷ、走査速度は２．５ｍ／ｍｉｎ、スポット径は０．９μｍとした。また、実施例６では、上述の実施例１と同一の条件（即ち、噴射口高さＨ＝３６ｍｍ、傾斜角度＝０°）とした。図１３（ａ）に示すのは縦方向Ｄ２において噴射口５１ａから７０ｍｍの箇所における断面であり、当該箇所において高さ３０ｍｍ地点における風速は１８ｍ／ｓであった。
【００３２】
その結果、実施例６では溶け込み深さＤｐ１（ワーク表面Ｗａからの溶け込み深さ）は約３．３６ｍｍであったのに対し、比較例５では溶け込み深さＤｐ２は約１．０２ｍｍであり、本実施形態に係るレーザ溶接システム１によれば比較的深い溶け込み深さを実現できることが確認できた。
【００３３】
このように、本実施形態のレーザ溶接システム１によれば、十分な溶け込み深さを実現できるので、溶接を良好に行うことができる。特に、ワークＷの厚さが比較的厚い場合においても良好な重ね溶接を行うことができる。
【００３４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るレーザ溶接システムについて説明する。なお、上述のレーザ溶接システム１と実質同一の部材には同一の参照番号を付し詳細な説明は省略する。
【００３５】
図１４及び図１５を参照して、本実施形態に係るレーザ溶接システム１０１はリモート溶接を行うものであって、ワークＷにレーザ光Ｌを照射するためのレーザ照射装置２と、光ファイバケーブル３を介してレーザ照射装置２にレーザ光を供給するためのレーザ発信器（図示せず）と、溶接中に発生するプルームを排除するための気流を発生させる気流発生手段１０５と、ワークＷを所定位置に保持する保持部材６と、を備える。保持部材６は、ワークＷが載置される載置台６１と、ワークＷを上方から抑える抑え治具６２と、を有し、抑え治具６２は第１抑え部６３と第２抑え部６４を有する。
【００３６】
第１抑え部６３及び第２抑え部６４は、幅方向Ｄ１（第２方向）に延びる第１側面６３ａ及び第２側面６４ａをそれぞれ有し、第１側面６３ａと第２側面６４ａとが縦方向Ｄ２（第１方向）に隙間Ｇ２を空けて相互に対向するように位置決めされている。第１側面６３ａは鉛直方向（上下方向Ｄ３）に延び、第２側面６３ａは上方に向かうに従い第１側面６３ａから離隔するように第１側面６３ａに対して傾斜して延びている。換言すると、隙間Ｇ２は幅方向Ｄ１に沿って延び、縦方向Ｄ２における隙間Ｇ２の幅寸法は上方に向かうに従い漸増する。また、隙間Ｇ２の上方及び幅方向Ｄ１両側は開口している。
【００３７】
ワークＷの一部Ｗｐは隙間Ｇ２を介して上方に露出し、レーザ照射装置２から出射されたレーザ光Ｌは隙間Ｇ２を介してワークＷの一部Ｗｐに照射される。図１４には、ワークＷの端部が折り畳まれ、このように折り畳まれた部分にレーザ光Ｌを照射して重ね溶接をする例を示している。
【００３８】
気流発生手段１０５は、幅方向Ｄ１における隙間Ｇ２の一方側に配置されて隙間Ｇ２に臨む噴射口１５１ａを有し、この噴射口１５１ａから幅方向Ｄ１に向けて気体を噴射する。噴射された気体は隙間Ｇ２内を幅方向Ｄ１に流れ、幅方向Ｄ１における隙間Ｇ２の他方側（出口側）から外部に流れ出る。即ち、隙間Ｇ２は気流発生手段１０５により発生された気流が通過する流路として機能する。
【００３９】
かかる構成において、レーザ光Ｌが照射されたワークＷの加工点からはプルームと呼ばれる金属蒸気が発生するが、プルームは気流発生手段１０５により発生されて隙間Ｇ２を流れる気流により吹き飛ばされ、隙間Ｇ２の他方側端部（出口側端部／気流の流れ方向における下流側端部）から外部に排出される。また、気流発生手段１０５からの気流は隙間Ｇ２に沿って流れるため、比較的小さい噴射圧力でプルームを効率的に排除することができる。更に、隙間Ｇ２は上方に向かうに従いテーパ状に広がるので、レーザ光Ｌを斜め上方から照射する際においても抑え治具６２が邪魔になることがない。
【００４０】
ここで、上下方向Ｄ３におけるワークＷの被照射面（より具体的には、ワークＷの一部Ｗｐの表面）から噴射口１５１ａまでの距離（噴射口高さ）Ｌ３は３０ｍｍ〜４０ｍｍであるのが好ましい。距離Ｌ３が小さ過ぎると気流が加工点に当たり被照射面が荒れてしまう虞が生じ、また距離Ｌ３が大き過ぎるとプルームの除去効率が低下する虞があるためである。また、プルームを良好に除去するためには、気流発生手段１０５は、隙間Ｇ２の他方側端部（下流側端部）における気流の風速が１０ｍ／ｓ以上となるように気体を噴射するのが好ましく、具体的な噴射圧力は縦方向Ｄ２における隙間Ｇ２の幅寸法Ｌ２等に応じて調整すればよい。
【００４１】
また、レーザ光照射装置２は、気流の流れ方向における下流側から上流側（即ち、図１４における左下から右上）に向かってにレーザ光Ｌを走査して溶接を行うのが好ましい。このように、レーザ光Ｌの走査方向（溶接方向）を気流の流れ方向とは逆方向とすることにより、プルームは気流発生手段１０５により発生された気流によって溶接方向上流側（溶接完了側）に向けて流れ、プルームによる溶接への悪影響を効果的に抑えることができる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態に係るレーザ溶接システムについて添付の図面を参照して説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、修正が可能である。
【００４３】
例えば、上記第１実施形態では、第１気体噴射手段５１は幅方向Ｄ１に延びるスリット状の噴射口５１ａを有するが、幅方向Ｄ１全域において略同一の噴射速度で気体を噴射できるものであればこれに限定されず、例えば複数個の噴射口を幅方向Ｄ１に配列し、これら複数個の噴射口から略同一の噴射速度で気体を噴射させる構成であっても良い。第２気体噴射手段５２についても同様である。
【００４４】
また、上記第１実施形態においては、気流発生手段５は第１及び第２気体噴射手段５１，５２を備えるが、気流発生手段５は第１気体噴射手段５１と第２気体噴射手段５２の何れか一方のみを備える構成であっても構わない。更に、上記第１実施形態においては、シールドガス噴射装置４は一対のガス噴射手段４１，４１を有するが、何れか一方のガス噴射手段４１のみを備えても良い。
【００４５】
上記第１実施形態では、ガス噴射手段４１によるシールドガスの噴射方向を幅方向Ｄ１としたのに対し、第１，第２気体噴射手段５１，５２による気体の噴射方向を平面視において幅方向Ｄ１と直交する縦方向Ｄ２としたが、本発明はこれに限定されず、例えばガス噴射手段４１によるシールドガスの噴射方向と第１，第２気体噴射手段５１，５２による気体の噴射方向とを平面視において平行となる様に構成しても構わない。
【００４６】
更に、上記第２実施形態においては、第１側面６３ａは上下方向Ｄ３に沿って鉛直に延び、第２側面６４ａは上下方向Ｄ３に対して傾斜して延びるが、第１側面６３ａと第２側面６４ａの双方が上下方向Ｄ３に対して傾斜して延びるようにしても良い。
【００４７】
また、第２側面６４ａは必ずしも第１側面６３ａに対して傾斜して延びる必要はなく、第１側６３ａと第２側面６４ａが相互に平行に延びるようにしても構わない。
【符号の説明】
【００４８】
１，１０１  レーザ溶接システム
２  レーザ照射装置
４  シールドガス噴射装置
４１  ガス噴射手段
４１ａ  噴射口  （第２噴射口）
５，１０５  気流発生手段
５１  第１気体噴射手段
５１ａ，１５１ａ  噴射口（第１噴射口）
５２  第２気体噴射手段
Ｄ１  幅方向（第１方向）
Ｄ２  縦方向（第２方向）
Ｄ３  上下方向
Ｇ，Ｇ２  隙間
Ｌ  レーザ光
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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