(57)【要約】【課題】製造コストの低減、溶接品質及び生産性の向上が得られるめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法及びめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造を提供する。【解決手段】第１亜鉛めっき鋼板１０に第２亜鉛めっき鋼板２０を重ね、レーザビーム５を照射してレーザ溶接するにあたり、第２亜鉛めっき鋼板２０に溶接線Ｌｗに沿って下端縁２５ａ、２７ａから上端縁２５ｂ、２７ｂ側に移行するに従って互いに離反するように傾斜する端面２５、２７を備えたスリット２４が形成され、スリット２４の端面２５に露出する母材２１の端面２１ａにレーザビーム５を照射してレーザ溶接する。溶接ビード３０によってスリット２４の凹部が閉塞がれ、かつ亜鉛めっき層１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂの温度が抑制されて亜鉛蒸気の発生が低減して溶接ビード３０の溶接不良が回避される。また、溶接ワイヤ等の供給が不要になりレーザ溶接による溶接速度で溶接することができる。【選択図】図２
2010023082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材の表面にめっき層が形成された第１めっき鋼板と第２めっき鋼板を重ねて該第２めっき鋼板側から溶接線に沿ってレーザビームを照射して上記第１めっき鋼板と第２めっき鋼板をレーザ溶接するめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法において、
上記第１めっき鋼板に、上記溶接線に沿って第１めっき鋼板側の下端縁から上端縁側に移行するに従って互いに離反するように上記レーザビーム照射方向に対して傾斜して互いに対向する端面を備えたスリットが形成された第２めっき鋼板を重ね、上記スリットの端面に露出する第２めっき鋼板の母材の端面にレーザビームを照射してレーザ溶接することを特徴とするめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法。
【請求項２】
上記スリットは、第２めっき鋼板を上記溶接線に沿って上記レーザビーム照射方向に起して下端縁から上端縁側に移行するに従って互いに離反するように上記レーザビーム照射方向に対して傾斜して互いに対向する上記各端面を形成したことを特徴とする請求項１に記載めっき鋼板の重ねレーザ溶接方法。
【請求項３】
上記第２めっき鋼板に形成されるスリットの対向する上記各端面の上端縁間のスリット幅は、溶接後の溶接ビード幅より小であることを特徴とする請求項１または２に記載のめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法。
【請求項４】
上記第１めっき鋼板及び第２めっき鋼板は、母材となる鋼板の表面に亜鉛めっき層を形成した亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法。
【請求項５】
母材の表面にめっき層が形成された第１めっき鋼板と第２めっき鋼板を重ねて該第２めっき鋼板側から溶接線に沿ってレーザビームを照射して上記第１めっき鋼板と第２めっき鋼板をレーザ溶接するめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造において、
上記第１めっき鋼板と、
該第１めっき鋼板に重ねられ、上記溶接線に沿って上記レーザビーム照射方向に起こされて上記第１めっき鋼板側の下端縁から上端縁側に移行するに従って互いに離反するように上記レーザビーム照射方向に対して傾斜して互いに対向する端面を備えたスリットが形成された第２めっき鋼板とを備え、
上記スリットの端面に露出する第２めっき鋼板の母材の端面にレーザビームを照射して上記第１めっき鋼板と第２めっき鋼板をレーザ溶接したことを特徴とするめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造。
【請求項６】
上記第２めっき鋼板に形成されるスリットの対向する上記各端面の上端縁間のスリット幅は、溶接後の溶接ビード幅より小であることを特徴とする請求項５に記載のめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体等に使用されるめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法及びめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車用の表面処理鋼板として耐食性に優れためっき鋼板、例えば亜鉛めっき鋼板が使用されている。このような母材の表面に亜鉛めっき層が形成された亜鉛めっき鋼板を重ね合わせてレーザ溶接した場合、母材としての鋼板の融点より亜鉛めっき層の成分である亜鉛の沸点が低く、溶接時に亜鉛めっき鋼板の母材が溶融したときには亜鉛めっき層の亜鉛がガス化して成分蒸発ガス、即ち亜鉛蒸気が発生する。この亜鉛蒸気が溶融金属内に閉じ込められて溶接ビードにブローホールが発生したり、溶接ビード表面が陥没或いはピットが多数発生して溶接不良となることが知られている。
【０００３】
このような亜鉛蒸気によるブローホールやピット等の溶接欠陥発生に対しては、重ね合わせた両亜鉛めっき鋼板の接合面間にガス排出路を形成し、このガス排出路を通して重ねレーザ溶接の際に発生する亜鉛蒸気を外部に逃がす種々のレーザ溶接方法がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、レーザ溶接の前処理としてプレス成形によって亜鉛めっき鋼板の接合面に凸部を形成することにより、重ね合わされた両亜鉛めっき鋼板間に微小隙間を形成し、この微小隙間を通して重ねレーザ溶接の際に発生する亜鉛蒸気を外部に排出する技術が開示されている。また、特許文献２には、レーザ溶接の前処理としてブラスト加工によって亜鉛めっき鋼板の接合面に多数の凹凸を形成することにより、重ね合わされた両亜鉛めっき鋼板間に微小隙間を形成し、この微小隙間を通して重ねレーザ溶接の際に発生する亜鉛蒸気を外部に排出する技術が開示されている。
【０００５】
しかし、これら亜鉛めっき鋼板にプレス成形やブラスト加工によりガス排出路となるガス逃がし用の微小隙間を形成する特許文献１や特許文献２にあっては、接合面間の微小隙間を厳しく管理する必要がある。即ち、ガス排出路となる接合面間の隙間が狭すぎると、溶接部分の溶融金属が凝固する前に亜鉛蒸気の脱気が十分に行われず、残留する亜鉛蒸気が溶融金属内に閉じ込められて溶接ビードにブローホールやピット等の溶接欠陥が発生する。一方、接合面間の隙間が広すぎると、ガス排出路に溶融金属が流れ込みレーザビームが照射される側の亜鉛めっき鋼板が溶断される等の不具合が懸念される。そのため、接合面間の隙間を厳しく管理しなければならず、作業工数が増大して生産性の低下を招くことが懸念される。
【０００６】
この溶接不良を回避すると共に生産性を向上する重ねレーザ溶接方法としては、図５に要部断面を示すように、２枚の亜鉛めっき鋼板１０１と１０２の接合面１０１ａ、１０２ａを重ね合わせてレーザ溶接する前処置として、レーザビーム１０５が照射される側の亜鉛めっき鋼板１０１に溶接線に沿ってスリット１０３を形成し、レーザ溶接の際に発生する亜鉛蒸気をスリット１０３を介して外部に排出しつつ接合面１０１ａと１０２ａをレーザビーム１０５によりレーザ溶接する。
【０００７】
このレーザ溶接方法によると、亜鉛めっき鋼板１０１及び１０２の接合面１０１ａと１０２ａを重ねレーザ溶接する際に、めっき鋼板１０１、１０２間に形成されるめっき層１０１ｂ、１０２ｂから発生した亜鉛蒸気がスリット１０３から外部へ放出され、安定した溶接が得られる。
【０００８】
しかし、溶接した製品にスリット１０３による凹部が残存することから、外観品質の低下を招くと共に、漏水等が懸念される部位に適用できない等の不都合がある。
【０００９】
そこで、図６に要部断面を示すように、２枚の亜鉛めっき鋼板１０１と１０２の接合面１０１ａ、１０２ａを重ね合わせてレーザ溶接する前処置として、レーザビーム１０５が照射される側の亜鉛めっき鋼板１０１にスリット１０３を形成し、接合面１０１ａと１０２ａをレーザビーム１０５により溶接する際にめっき層１０１ｂ、１０２ｂから発生した亜鉛蒸気をスリット１０３から外部へ放出すると共にスリット１０３に溶接ワイヤ１０６を溶加材として供給して充填、いわゆる肉盛りするレーザ溶接方法がある。
【００１０】
また、溶加材を供給しながらレーザ溶接する重ねレーザ溶接方法としては特許文献３がある。この特許文献３の重ねレーザ溶接方法は、図７に要部断面を示すように、母材１１１ａ、１１２ａの各表面にそれぞれ亜鉛めっき層１１１ｂ、１１２ｂが形成された亜鉛めっき鋼板１１１と１１２の重ね合わせ部の板面に対して略水平方向に移動させながら、垂直方向からレーザビーム１１５を照射しつつ、そのレーザビーム１１５の移動方向後方から溶融池１１７に低融点溶加材として銅系フィラーワイヤ１１６を連続供給する。こうしてレーザビーム１１５の照射により亜鉛めっき鋼板１１１、１１２及び銅系フィラーワイヤ１１６をほぼ同時に加熱溶融し、形成され溶融池１１７に銅系フィラーワイヤ１１６を溶融状態で連続的に供給しながら両亜鉛めっき鋼板１１１１、１１２を重ねレーザ溶接する。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−１６２３８７号公報
【特許文献２】特開平１１−２２６７６５号公報
【特許文献３】特開２００６−９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記亜鉛めっき鋼板の接合面を重ね合わせてレーザ溶接する前処置として一方の亜鉛めっき鋼板にスリットを形成し、両接合面をレーザ溶接する際にスリットに溶加材となる溶接ワイヤを供給する方法にあっては、スリットが溶融して凝固した溶接ワイヤによる肉盛りによって閉塞されて外観品質が向上すると共に漏水等が懸念される部位への適用が可能になる。
【００１３】
しかし、一般に溶接ワイヤの供給速度は、レーザ溶接可能速度に対して大幅に遅く、溶接速度が大幅に遅くなり生産性の低下が懸念される。また、溶接ワイヤの使用による製造コストの増大の要因となる。
【００１４】
また、特許文献３によると、重ね合わされた亜鉛めっき鋼板にレーザビームを照射しつつ、そのレーザビームの移動方向後方から低融点溶加材としての銅系フィラーワイヤを連続供給することから、亜鉛めっき層の亜鉛が溶融するもの亜鉛蒸気の発生が抑制され、かつレーザビームの照射により形成され溶融池が溶融した銅系フィラーワイヤにより肉盛りされて凹部が塞がれ外観品質が向上すると共に漏水等が懸念される部位への適用が可能になる。
【００１５】
しかし、銅系フィラーワイヤの供給速度は、レーザ溶接可能速度に対して遅く、溶接速度が遅くなり生産性の低下が懸念される。また、銅系フィラーワイヤの使用により製造コストの増大の要因となる。
【００１６】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、溶接ワイヤ等の溶加材を必要とすることなく製造コストの低減を図ると共に溶接品質及び生産性の向上が得られるめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法及びめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成する請求項１に記載のめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法の発明は、母材の表面にめっき層が形成された第１めっき鋼板と第２めっき鋼板を重ねて該第２めっき鋼板側から溶接線に沿ってレーザビームを照射して上記第１めっき鋼板と第２めっき鋼板をレーザ溶接するめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法において、上記第１めっき鋼板に、上記溶接線に沿って第１めっき鋼板側の下端縁から上端縁側に移行するに従って互いに離反するように上記レーザビーム照射方向に対して傾斜して互いに対向する端面を備えたスリットが形成された第２めっき鋼板を重ね、上記スリットの端面に露出する第２めっき鋼板の母材の端面にレーザビームを照射してレーザ溶接することを特徴とする。
【００１８】
この発明によると、スリットの端面をレーザビームの照射方向と交差するように傾斜させることから、スリット溝巾を抑制しつつ端面に露出する母材の端面にのみレーザビームを照射することが可能になり、第１めっき鋼板に重ねられた第２めっき鋼板に形成されたスリットの端面に露出する母材の端面にのみ溶接ヘッドからレーザビームにより照射できる。このレーザビームが照射された加熱部において第１めっき鋼板及び第２めっき鋼板の母材及びめっき層が溶融した溶融金属が凝固して溶接ビードが形成されて第１めっき鋼板と第２めっき鋼板が一体に接合され、かつ対向する端面によって狭く形成されたスリットの凹部が溶接ビードで埋められる。
【００１９】
このレーザ溶接にあたりめっき層はレーザビームによって直接的に照射されることがなく、めっき層の温度がめっき成分の沸点以下に抑制されて溶融するものの沸騰することがなく、めっき層の成分がガス化して発生する成分蒸発ガスが大幅に低減されて溶接ビードの発生するブローホールやピット等の溶接不良が回避されて安定した溶接品質を得ることができる。また、溶接ワイヤ等の溶加材によってスリット内を肉盛りする必要がなく、レーザ溶接による溶接速度で溶接することが可能になり、生産性の向上が得られると共に、溶加材が不要になり設備の簡素化が得られ、かつ製造コストの削減が期待できる。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１のめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法において、上記スリットは、第２めっき鋼板を上記溶接線に沿って上記レーザビーム照射方向に起して下端縁から上端縁側に移行するに従って互いに離反するように上記レーザビーム照射方向に対して傾斜して互いに対向する端面を形成したことを特徴とする。
【００２１】
この発明によると、第２めっき鋼板を、その溶接線に沿ってレーザビーム照射方向に起こすことによりレーザビーム照射方向に対して傾斜して互いに対向する上記端面を備えたスリットが形成されることから、生産性にすぐれたプレス加工等によって効率的にスリットを形成できる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２のめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法において、上記第２めっき鋼板に形成されるスリットの対向する上記各端面の上端縁間のスリット幅は、溶接後の溶接ビード幅より小であることを特徴とする。
【００２３】
この発明によると、第２めっき鋼板に形成されるスリットの対向する端面のスリット幅を溶接後の溶接ビード幅より小さく設定することでスリットによって形成される凹部が確実に閉塞できる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項のめっき鋼板の重ねレーザ溶接方法において、上記第１めっき鋼板及び第２めっき鋼板は、母材となる鋼板の表面に亜鉛めっき層を形成した亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする。
【００２５】
この発明は、第１めっき鋼板及び第２めっき鋼板を具体的な亜鉛めっき鋼板の例を示すものであって、レーザ溶接にあたり亜鉛めっき層がレーザビームによって直接的に照射されることがなく亜鉛めっき層の温度が亜鉛の沸点以下に抑制されて溶融するものの沸騰することがなく、亜鉛めっき層の亜鉛がガス化して発生する亜鉛蒸気が大幅に低減されて溶接ビードの発生するブローホールやピット等の溶接不良が回避されて安定した溶接品質を得ることができる。
【００２６】
請求項５に記載のめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造は、母材の表面にめっき層が形成された第１めっき鋼板と第２めっき鋼板を重ねて該第２めっき鋼板側から溶接線に沿ってレーザビームを照射して上記第１めっき鋼板と第２めっき鋼板をレーザ溶接するめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造において、上記第１めっき鋼板と、該第１めっき鋼板に重ねられ、上記溶接線に沿って上記レーザビーム照射方向に起こされて上記第１めっき鋼板側の下端縁から上端縁側に移行するに従って互いに離反するように上記レーザビーム照射方向に対して傾斜して互いに対向する端面を備えたスリットが形成された第２めっき鋼板とを備え、上記スリットの端面に露出する第２めっき鋼板の母材の端面にレーザビームを照射して上記第１めっき鋼板と第２めっき鋼板をレーザ溶接したことを特徴とする。
【００２７】
この発明によると、第１めっき鋼板上に重ねられた第２めっき鋼板に形成されたスリットの端面に露出する母材の端面にレーザビームが照射され、加熱部において第１めっき鋼板及び第２めっき鋼板の母材及びめっき層が溶融した溶融金属が凝固して溶接ビードが形成されて第１めっき鋼板と第２めっき鋼板が一体に接合され、かつスリットの凹部が溶接ビードで埋められる。このレーザ溶接にあたりめっき層はレーザビームによって直接的に照射されることがなくめっき層の温度がめっき成分の沸点以下に抑制されて溶融するのみで沸騰するもののめっき層の成分がガス化して発生する成分蒸発ガスが大幅に低減されて溶接ビードの発生するブローホールやピット等の溶接不良が回避されて安定した溶接品質の溶接構造が得られる。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、請求項５のめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造において、上記第２めっき鋼板に形成されるスリットの対向する上記各端面の上端縁間のスリット幅は、溶接後の溶接ビード幅より小であることを特徴とする。
【００２９】
この発明によると、第２めっき鋼板に形成されるスリットの対向する各端面間のスリット幅を溶接後の溶接ビード幅より小さく設定することでスリットによって形成される凹部が確実に閉塞でき、高品質の溶接構造が得られる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、レーザビームが照射された加熱部において第１めっき鋼板及び第２めっき鋼板の母材及びめっき層が溶融した溶融金属が凝固して溶接ビードが形成されて第１めっき鋼板と第２めっき鋼板が一体に接合され、かつ溶加材を用いることなくスリットの凹部が溶接ビードで埋められると共に、めっき層の成分がガス化して発生する成分蒸発ガスが大幅に低減されて溶接不良が回避されて安定した溶接品質が得られる。更に、溶加材の供給が不要になりレーザ溶接による溶接速度で溶接することが可能になり生産性の向上が得られると共に製造コストが抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下本発明の一実施の形態を、図１乃至図４を参照して説明する。図１は重ねレーザ溶接装置の溶接ヘッド部の拡大図、図２は図１のＡ部拡大断面図、図３はめっき鋼板の接合面の斜視図、図４はレーザ溶接後のめっき鋼板の接合面の断面図である。
【００３２】
本実施の形態におけるめっき鋼板は、母材と該母材の融点よりも低い沸点をもつめっき層よりなるめっき鋼板であって、母材の表裏両面に亜鉛めっき層が形成された第１亜鉛めっき鋼板１０と、母材の表裏両面に亜鉛めっき層が形成された第２亜鉛めっき鋼板２０を重ねレーザ溶接する。
【００３３】
図中符号１はロボットアームによって移動可能に設けられたリモートレーザ溶接機の溶接ヘッドであり、溶接ヘッド１はレーザビームを複数のミラーからなる光偏向学系により反射させ、その光偏向学系のミラーの角度を可変制御することにより、レーザビームを瞬時に次の溶接点まで移動させ次なる溶接を施すことはできる。また、比較的焦点の長いレーザビームが使用され溶接点毎に焦点距離の調整も可能である。
【００３４】
溶接ヘッド１の光偏向学系のミラーの角度を可変制御することによりレーザビーム５を第２亜鉛めっき鋼板２０表面上を溶接線Ｌｗに沿って瞬時に移動させて、レーザビーム５によって第１亜鉛めっき鋼板１０と第２亜鉛めっき鋼板２０を連続的に溶接する。
【００３５】
図１の要部拡大を図２に示し、図３に斜視図を示すように、下側の第１亜鉛めっき鋼板１０は、母材１１の表裏両面にそれぞれ亜鉛めっき層１２ａ、１２ｂが形成され、その接合面１０ａが平板状に形成される。一方、上側の第２亜鉛めっき鋼板２０は、母材２１の表裏両面にそれぞれ亜鉛めっき層２２ａ、２２ｂが形成され、第１亜鉛めっき鋼板１０の接合面１０ａ上に第２亜鉛めっき鋼板２０の接合面２０ａが重ね合わされる。
【００３６】
上側の第２亜鉛めっき鋼板２０は溶接線Ｌｗ上に沿ってレーザ溶接する際の前処理としてスリット２４が連続的に形成される。このスリット２４は、第１亜鉛めっき鋼板１０側の下端縁２５ａ、２７ａ側からレーザビーム照射側となる上端縁２５ｂ、２７ｂ側に移行するに従って互いに離反してレーザビーム５の照射方向に対して予め設定された傾斜角θでテーパ状に傾斜して対向する端面２５、２７を有する。これらテーパ状に傾斜する端面２５及び２７に、レーザビーム５の照射方向に対して傾斜角θで傾斜する母材２１の端面２１ａ、２１ｂが露出する。
【００３７】
第２亜鉛めっき鋼板２０の接合面２０ａにはスリット２４の端面２５の延在方向に沿って、端面２５の下端縁２５ａに接近するに従って第１亜鉛めっき鋼板１０の接合面１０ａから漸次離間するように傾斜する傾斜面２６が形成される。同様に端面２７に沿って端面２７の下端縁２７ａに接近するに従って第１亜鉛めっき鋼板１０の接合面１０ａから漸次離間するように傾斜する傾斜面２８が形成される。また、スリット２４の最大溝巾ａである端面２５の上端縁２５ｂと端面２７の上端縁２７ｂとの離間距離は後述する図４に示す溶接後の溶接ビード３０の溶接ビード幅ｂより小さく設定される（ａ＜ｂ）。
【００３８】
このようにスリット２４の端面２５、２７をレーザビーム５の照射方向と交差するように傾斜させることから、スリット溝巾ａを抑制しつつ端面２５、２７に露出する母材１１の端面１２ａ、１２ｂにのみレーザビーム５を照射することが可能になる。これにより、第１亜鉛めっき鋼板１０に重ねられた第２亜鉛めっき鋼板２０に形成されたスリット２４の端面２５、２７に露出する母材２１の端面２１ａ、２１ｂにのみ溶接ヘッド１からレーザビーム５により容易に照射できる。
【００３９】
この下端２５ａ、２７ａ側から上端２５ｂ、２７ｂ側に移行するに従って互いに離反するようテーパ状に傾斜して対向する端面２５、２７を有するスリット２４は、平行に対向する端面を有するスリットを上面側、即ちレーザビーム５の照射側に押し起こすプレス加工によって容易に形成できる。
【００４０】
このレーザ溶接の前処理によって溶接線Ｌｗに沿ってスリット２５が形成された第２亜鉛めっき鋼板２０は、図１に示すようにその接合面２０ａを第１亜鉛めっき鋼板１０の接合面１０ａに重ね、溶接線Ｌｗに沿って溶接ヘッド１から照射されるレーザビームを移動しつつレーザ溶接する。
【００４１】
先ず、第１亜鉛めっき鋼板１０の接合面１０ａ上に第２亜鉛めっき鋼板２０を重ねた状態で、溶接ヘッド１を溶接線Ｌｗに沿って移動させながら、スリット２４が形成されていない隣接するスリット２４の間にレーザビーム５を照射してレーザ溶接を行う一方、スリット２４が形成されている部分においてはスリット２０の端面２５に露出する母材２１の端面２１ａにレーザビーム５を照射してレーザ溶接を行う。
【００４２】
このとき、スリット２４が形成されていない部分にあっては、亜鉛めっき鋼板１０と２０の接合面１０ａと２０ａは密着された状態でレーザ溶接され、第１亜鉛めっき鋼板１０及び第２亜鉛めっき鋼板２０の表面形状に影響されることなく安定した溶接が行われる。
【００４３】
また、このスリット２４が形成されていない部分のレーザ溶接の際に、接合面１０ａ、２０ａ間の亜鉛めっき層１２ａ、２２ｂら発生する成分蒸発ガスである亜鉛蒸気はスリット２４から外部に放出される。従って、溶融金属内に亜鉛蒸気が閉じ込められることなく、溶融金属の凝固により形成される溶接ビード３０に発生するブローホールやピット等の溶接不良を回避することができる。
【００４４】
一方、スリット２４が形成されている部分においては、溶接ヘッド１を溶接線Ｌｗに沿って移動させながら、レーザビーム照射方向と交差してスリット２４の端面２５に露出する母材２１の端面２１ａにレーザビーム５を照射してレーザ溶接することから、容易かつ確実に母材２１の端面２１ａにのみに溶接ヘッド１からレーザビーム５により照射できる。このレーザビーム５が照射された加熱部において第２亜鉛めっき鋼板２０の母材２１の端面２１ａ、２１ｂ及び亜鉛めっき層２２ａ、２２ｂ、第１亜鉛めっき鋼板１０の母材１１及び亜鉛めっき層１２ａ、１２ｂが溶融し、移動方向後方から溶融した母材１１、２１、及び亜鉛めっき層１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂが凝固して図４に示す溶接ビード３０が形成されて母材１１と２１が一体に接合される。
【００４５】
ここで、スリット２４の溝巾ａを予め溶接ビード３０の溶接ビード幅ｂより小さく設定されることから、図４に示すように溶接完了と同時にスリット２４がこれら母材１１、２１、亜鉛めっき層１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂが溶融して凝固した溶接ビード３０で埋められ、凹部が閉塞される。
【００４６】
このレーザ溶接にあたりレーザビーム５を亜鉛めっきが付着していない第２亜鉛めっき鋼板２０の母材２１の端面２１ａにのみ照射して該部を加熱して溶融することから、この加熱部において母材２１の端面２１ａ、２１ｂ及びスリット２４に対応する第１亜鉛めっき鋼板１０の母材１１の部位が溶融する。一方、亜鉛めっき層１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂも母材１１、２１と共に溶融するが、亜鉛めっき層１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂはレーザビーム５によって直接的に照射されることがなく、これら亜鉛めっき層１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂに対する温度が亜鉛の沸点以下に抑制される。これにより亜鉛めっき層１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂの成分である亜鉛は溶融するのみで沸騰することがなく、亜鉛めっき層１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂがガス化して発生する亜鉛蒸気量が大幅に低減されて、溶融金属内に閉じ込められる亜鉛蒸気量が低減されて溶接ビード３０に発生するブローホールやピット等の溶接不良が回避される。なお、亜鉛めっき層１２ａ、２２ｂの溶融に伴って発生する微量の亜鉛蒸気はスリット２４から外部に放出される。
【００４７】
従って、本実施の形態によると、第２亜鉛めっき鋼板２０にレーザビーム５の照射方向に突出して形成されてレーザビーム５の照射方向と交差してスリット２４から露出する母材２１の端面２１ａにのみレーザビーム５を照射する簡単なレーザ溶接によってめっき層１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂがガス化して発生する亜鉛蒸気量が大幅に低減されて溶融金属内に亜鉛蒸気等の成分蒸発ガスが残留せず、溶接ビード３０にブローホールやピット等の溶接不良の発生が回避でき、かつスリット２４による凹部が閉塞され安定した溶接品質を得ることができる。また、溶接ワイヤ等の溶加材によってスリット内を肉盛りする必要がなく、リモートレーザ溶接による溶接速度で溶接することが可能になり、レーザ溶接速度の向上により生産性の向上が得られると共に、溶接ワイヤ等が不要になり設備の簡素化が得られ、かつ製造コストの削減が期待できる。
【００４８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、亜鉛めっき鋼板を重ねてレーザ溶接する例を説明したが、亜鉛めっき鋼板に限らず、母材とこの母材の融点よりも低い沸点をもつめっき層よりなるめっき鋼板の重ねレーザ溶接に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態を示す重ねレーザ溶接装置の溶接ヘッド部の拡大図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】亜鉛めっき鋼板の接合面の斜視図である。
【図４】レーザ溶接後の亜鉛めっき鋼板の接合面の断面図である。
【図５】従来の亜鉛めっき鋼板の重ねレーザ溶接方法の概要を示すめっき鋼板の拡大断面図である。
【図６】従来の亜鉛めっき鋼板の重ねレーザ溶接方法の概要を示すめっき鋼板の拡大断面図である。
【図７】従来の亜鉛めっき鋼板の重ねレーザ溶接方法の概要を示すめっき鋼板の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１              溶接ヘッド
５              レーザビーム
１０            第１亜鉛めっき鋼板（第１めっき鋼板）
１０ａ          接合面
１１            母材
１２ａ、１２ｂ  亜鉛めっき層
２０            第２亜鉛めっき鋼板（第２めっき鋼板）
２０ａ          接合面
２１            母材
２１ａ、２１ｂ  端面
２２ａ、２２ｂ  亜鉛めっき層（めっき層）
２４            スリット
２５            端面
２５ａ          下端縁
２５ｂ          上端縁
２７            端面
２７ａ          下端縁
２７ｂ          上端縁
３０            溶接ビード
Ｌｗ            溶接線
ａ              スリット幅
ｂ              溶接ビード幅
【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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