(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク電極に対する溶接進行方向の前方と後方とにレーザビームを照射する溶接方法であって、アーク電極前方に配される先導ビームの焦点がアーク電極の軸中心線が被溶接材表面に交わる電極中心点に対して溶接進行方向前方側５ｍｍ未満の範囲内に位置し、アーク電極後方に配される後続ビームの焦点が前記電極中心点に対して溶接進行方向後方側３〜１０ｍｍの範囲内に位置するように先導ビームおよび後続ビームを照射することを特徴とするレーザ−アーク複合溶接方法。
【請求項２】
アーク電極がＴＩＧ電極であることを特徴とする請求項１記載のレーザ−アーク複合溶接方法。
【請求項３】
アーク電極がＭＩＧ電極であることを特徴とする請求項１記載のレーザ−アーク複合溶接方法。
【請求項４】
ビーム焦点の高さが被溶接材表面から表面下１．０ｍｍまでの範囲内となるように後続ビームを照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載のレーザ−アーク複合溶接方法。
【請求項５】
被溶接材がアルミニウム合金材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載のレーザ−アーク複合溶接方法。
【請求項６】
先導ビームのパワー密度が１７ｋＷ／ｍｍ２  以上、後続ビームのパワー密度が２１．２ｋＷ／ｍｍ２  以上であることを特徴とする請求項５記載のレーザ−アーク複合溶接方法。
【請求項７】
アーク電極に対する溶接進行方向の前方と後方とにレーザビームを照射する溶接装置であって、アーク電極を保持するアークトーチと、アーク電極の軸中心線が被溶接材表面に交わる電極中心点に対して溶接進行方向前方側５ｍｍ未満の範囲内に焦点が位置するように先導ビームを照射する第１のレーザヘッドと、前記電極中心点に対して溶接進行方向後方側３〜１０ｍｍの範囲内に焦点が位置するように後続ビームを照射する第２のレーザヘッドと、上記アークトーチのアーク電極と同軸にアルゴン，ヘリウムなどの不活性ガスを供給するガスノズルを備えていることを特徴とするレーザ−アーク複合溶接装置。
【請求項８】
アーク電極に対する溶接進行方向の前方と後方とにレーザビームを照射する溶接装置であって、アーク電極を保持するアークトーチと、２本の光ファイバを介して伝送されたＹＡＧレーザを２つのビームスポットにそれぞれ集光する光学系を有し、一方のビームをその焦点がアーク電極の軸中心線が被溶接材表面に交わる電極中心点に対して溶接進行方向前方側５ｍｍ未満の範囲内に位置するように照射し、他方のビームをその焦点が前記電極中心点に対して溶接進行方向後方側３〜１０ｍｍの範囲内に位置するように照射するレーザヘッドと、上記アークトーチのアーク電極と同軸にアルゴン，ヘリウムなどの不活性ガスを供給するガスノズルを備えていることを特徴とするレーザ−アーク複合溶接装置。
【請求項９】
アーク電極に対する溶接進行方向の前方と後方とにレーザビームを照射する溶接装置であって、アーク電極を保持するアークトーチと、１本の光ファイバを介して伝送されたＹＡＧレーザをビームスプリッタによって２つのビームスポットに集光する光学系を有し、一方のビームをその焦点がアーク電極の軸中心線が被溶接材表面に交わる電極中心点に対して溶接進行方向前方側５ｍｍ未満の範囲内に位置するように照射し、他方のビームをその焦点が前記電極中心点に対して溶接進行方向後方側３〜１０ｍｍの範囲内に位置するように照射するレーザヘッドと、上記アークトーチのアーク電極と同軸にアルゴン，ヘリウムなどの不活性ガスを供給するガスノズルを備えていることを特徴とするレーザ−アーク複合溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼やアルミニウム合金などの溶接技術に係わり、さらに詳しくは、レーザとアークとを併用することにより、例えば突合わせ溶接や重ね溶接、隅肉溶接などを高能率に行うことができるレーザ−アーク複合溶接方法と、このようなレーザ−アーク複合溶接を行うための溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アークとレーザとを併用して溶接する工法としては、従来、例えば特開平６−２３８４７４号工法に記載されたものが知られている。この公報によれば、予熱用のＴＩＧ溶接用トーチをレーザトーチの前方に配置し、ＴＩＧアークで予熱した部位にレーザを照射することにより、低出力のレーザ発振器でも厚い材料の加工が可能になると記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者による実験によれば、レーザ照射位置の前方にアーク電極を配した場合には、溶接速度が比較的低速のときには、さほど問題はないものの、溶接速度を高くするとアークが不安定となって、溶接ビードに乱れが生じる傾向があり、高速での溶接性に問題点があることが確認され、このような問題点を解消することが従来のレーザ−アーク複合溶接方法における課題となっていた。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、従来のレーザ−アーク複合溶接方法における上記課題に着目してなされたものであって、高速溶接においてもアークが不安定となることがなく、良好な形状の溶接ビードが得られ、溶接作業能率の大幅な向上が可能なレーザ−アーク複合溶接方法、さらにはこのようなレーザ−アーク複合溶接を行うための溶接装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わるレーザ−アーク複合溶接方法は、アーク電極に対する溶接進行方向の前方と後方とにレーザビームを照射する溶接方法であって、アーク電極前方に配される先導ビームの焦点がアーク電極の軸中心線が被溶接材表面に交わる電極中心点に対して溶接進行方向前方側５ｍｍ未満の範囲内に位置し、アーク電極後方に配される後続ビームの焦点が前記電極中心点に対して溶接進行方向後方側３〜１０ｍｍの範囲内に位置するように先導ビームおよび後続ビームを照射する構成としたことを特徴としており、レーザ−アーク複合溶接方法におけるこのような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００６】
本発明の請求項２に係わるレーザ−アーク複合溶接方法においては、アーク電極がＴＩＧ電極である構成とし、請求項３に係わるレーザ−アーク複合溶接方法においては、アーク電極がＭＩＧ電極である構成としている。
【０００７】
また、本発明の請求項４に係わるレーザ−アーク複合溶接方法においては、ビーム焦点の高さが被溶接材表面から表面下１．０ｍｍまでの範囲内となるように後続ビームを照射する構成とし、請求項５に係わるレーザ−アーク複合溶接方法においては、被溶接材がアルミニウム合金材である構成とし、さらに本発明の請求項６に係わるレーザ−アーク複合溶接方法においては、先導ビームのパワー密度が１７ｋＷ／ｍｍ２  以上、後続ビームのパワー密度が２１．２ｋＷ／ｍｍ２  以上である構成としたことをそれぞれ特徴としている。
【０００８】
本発明の請求項７に係わるレーザ−アーク複合溶接装置は、アーク電極を保持するアークトーチと、アーク電極の軸中心線が被溶接材表面に交わる電極中心点に対して溶接進行方向前方側５ｍｍ未満の範囲内に焦点が位置するように先導ビームを照射する第１のレーザヘッドと、前記電極中心点に対して溶接進行方向後方側３〜１０ｍｍの範囲内に焦点が位置するように後続ビームを照射する第２のレーザヘッドと、上記アークトーチのアーク電極と同軸にアルゴン，ヘリウムなどの不活性ガスを供給するガスノズルを備えている構成とし、本発明の請求項８に係わるレーザ−アーク複合溶接装置は、アーク電極を保持するアークトーチと、２本の光ファイバを介して伝送されたＹＡＧレーザを２つのビームスポットにそれぞれ集光する光学系を有し、一方のビームをその焦点がアーク電極の軸中心線が被溶接材表面に交わる電極中心点に対して溶接進行方向前方側５ｍｍ未満の範囲内に位置するように照射し、他方のビームをその焦点が前記電極中心点に対して溶接進行方向後方側３〜１０ｍｍの範囲内に位置するように照射するレーザヘッドと、上記アークトーチのアーク電極と同軸にアルゴン，ヘリウムなどの不活性ガスを供給するガスノズルを備えている構成とし、さらに本発明の請求項９に係わるレーザ−アーク複合溶接装置は、アーク電極を保持するアークトーチと、１本の光ファイバを介して伝送されたＹＡＧレーザをビームスプリッタによって２つのビームスポットに集光する光学系を有し、一方のビームをその焦点がアーク電極の軸中心線が被溶接材表面に交わる電極中心点に対して溶接進行方向前方側５ｍｍ未満の範囲内に位置するように照射し、他方のビームをその焦点が前記電極中心点に対して溶接進行方向後方側３〜１０ｍｍの範囲内に位置するように照射するレーザヘッドと、上記アークトーチのアーク電極と同軸にアルゴン，ヘリウムなどの不活性ガスを供給するガスノズルを備えている構成とし、レーザ−アーク複合溶接装置におけるこのような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接方法は、溶接進行方向に対して、アーク電極の前方と後方とにレーザビームを照射するようにしたものであり、当該溶接方法においては、アーク電極の前方に位置する先導ビームの照射により誘起されるプラズマによってアーク電極から発生するアークが安定すると共に、先導ビームとアークによって形成された溶融池に後続のレーザビームが効率良く吸収されることから、高速溶接時にも深い溶け込みの溶接ビードが安定して得られることになる。
【００１０】
このとき、アーク電極としては、請求項２および請求項３に記載しているように、ＴＩＧ電極およびＭＩＧ電極のいずれをも使用することができる。すなわち非消耗式のタングステン電極と被溶接材との間にアークを発生させるようにしても、連続的に供給されるフィラーワイヤの先端と被溶接材との間にアークを発生させるようにしても実質的に同様の効果が得られる。
【００１１】
なお、先導ビームおよび後続ビームの照射位置については、先導ビームを電極中心点（アーク電極の軸中心線が被溶接材表面に交わる点）に対して溶接進行方向前方側５ｍｍ未満の範囲内に先導ビームの焦点が位置するように照射し、後続ビームを前記電極中心点に対して溶接進行方向後方側３〜１０ｍｍの範囲内に後続ビームの焦点が位置するように照射することによって高速溶接時においてもアークがより安定すると共に、より深い溶け込みが得られることになる。このとき、後続ビームについては、さらに深い溶け込みが得られることから、請求項４に記載しているように、その焦点高さ位置が被溶接材の表面下１．０ｍｍまでの範囲となるように照射することが望ましい。
【００１２】
本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接方法は、金属材料全般の溶接に適用することができるが、アーク熱を併用していると共に、レーザビームを先導ビームと後続ビームとに分割することにより溶接部に供給されるエネルギー密度の合計を高くすることができるので、請求項５に記載しているように、特にレーザの反射率が高いアルミニウム合金に適用した場合にその効果が大きい。
【００１３】
そして、本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接方法をこのようなアルミニウム合金に適用した場合、高速溶接において十分な溶け込み深さを得るためには、請求項６に記載しているように、先導ビームのパワー密度を１７ｋＷ／ｍｍ２  以上、後続ビームのパワー密度を２１．２ｋＷ／ｍｍ２  以上とすることが望ましい。すなわち、先導レーザのパワー密度が１７ｋＷ／ｍｍ２  未満の場合にはレーザ照射によるプラズマが十分に形成されず、高速溶接時のアーク安定化の効果が得られなくなる傾向があり、後追レーザのパワー密度が２１．２ｋＷ／ｍｍ２  に満たない場合には、最も使用頻度の高い板厚１．０〜３．０ｍｍのアルミニウム合金の重ね溶接において、高速で十分な溶け込み深さが得られなくなることがあることによる。
【００１４】
このようなレーザ−アーク複合溶接を行うための装置としては、請求項７に記載しているように、先導ビームを所定の位置、すなわちその焦点が電極中心点に対して溶接進行方向前方側５ｍｍ未満の範囲内に位置するように照射するためのレーザヘッドと、後続ビームを所定の位置、すなわちその焦点が電極中心点に対して溶接進行方向後方側３〜１０ｍｍの範囲内に位置するように照射するためのレーザヘッドとをそれぞれアークトーチの前後に設けたものや、請求項８に記載しているように、２本の光ファイバから伝送されたレーザビームをレーザヘッド部で平行に束ね、２つのビームスポットに集光させ、一方のビームをアーク電極の上記前方位置へ、他方のビームをアーク電極の上記後方位置へそれぞれ照射するようにしたもの、さらには請求項９に記載しているように、１本の光ファイバから伝送されたレーザビームをレーザヘッド部でビームスプリッタによって２つのビームスポットに集光させ、一方のビームをアーク電極の上記前方位置へ、他方のビームをアーク電極の上記後方位置へそれぞれ照射するようにしたものを用いることができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わるレーザ−アーク複合溶接方法は、上記構成、すなわち溶接進行方向に対して、アーク電極の前方と後方、すなわち先導ビームの焦点が電極中心点に対して溶接進行方向前方側５ｍｍ未満の範囲内に位置し、後続ビームの焦点が同じく電極中心点に対して溶接進行方向後方側３〜１０ｍｍの範囲内に位置するように、レーザビームをそれぞれ照射するようにしたものであるから、アーク電極に先行する先導ビームの照射によって発生するプラズマがアークを安定化すると共に、後続するレーザビームが先導ビームとアークによって形成された溶融池に効率良く吸収されるので、高速溶接時においても深い溶け込みの溶接ビードが極めて安定して得られるようになるという極めて優れた効果をもたらすものである。
【００１６】
本発明の請求項２および請求項３に係わるレーザ−アーク複合溶接方法においては、アーク電極としてＴＩＧ電極あるいはＭＩＧ電極を用いるようにしているので、安定なアークを得ることができ、欠陥のない良好な溶接部を得ることができ、請求項４に係わるレーザ−アーク複合溶接方法においては、後続ビームをその焦点高さが被溶接材表面から表面下１．０ｍｍまでの範囲内となるように照射するようにしているので、さらに深い溶け込みを得ることができる。
【００１７】
また、本発明の請求項５に係わるレーザ−アーク複合溶接方法においては、当該溶接方法をアルミニウム合金材に適用するようにしているので、レーザビームの反射率が高いアルミニウム合金材の溶接にも、通常のレーザ溶接法に較べてより広く対応することができ、本発明の請求項６に係わるレーザ−アーク複合溶接方法においては、このようなアルミニウム合金材の溶接に際して、先導ビームのパワー密度を１７ｋＷ／ｍｍ２  以上、後続ビームのパワー密度を２１．２ｋＷ／ｍｍ２  以上として溶接するようにしているので、最も使用頻度の高い板厚のアルミニウム合金の高速重ね溶接においても、プラズマによるアークの安定化作用を十分なものとして溶け込みの深い健全な溶接部を確実に得ることができるという優れた効果がもたらされる。
【００１８】
一方、本発明の請求項７に係わるレーザ−アーク複合溶接装置は、アーク電極を有するアークトーチと、不活性ガスを供給するガスノズルと、第１のレーザヘッドと、第２のレーザヘッドを備え、第１および第２のレーザヘッドによって先導ビームおよび後続ビームをアークトーチの前方および後方側の所定位置にそれぞれ照射するようにしたものであり、本発明の請求項８に係わるレーザ−アーク複合溶接装置は、同じくアークトーチと、ガスノズルと、レーザヘッドを備え、レーザヘッドが２本の光ファイバを介して伝送されたＹＡＧレーザを２つのビームスポットに集光する光学系を有し、集光された両ビームをアーク電極の前方および後方側の所定位置にそれぞれ照射するようにしたものであり、本発明の請求項９に係わるレーザ−アーク複合溶接装置は、同じくアークトーチと、ガスノズルと、レーザヘッドを備え、レーザヘッドが１本の光ファイバを介して伝送されたＹＡＧレーザをビームスプリッタによって２つのビームスポットに集光する光学系を有し、集光された両ビームをアーク電極の前方および後方側の所定位置にそれぞれ照射するようにしたものであるから、いずれも本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接方法を実施するのに好適な構造を備え、当該装置を使用することにより、本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接方法を容易に実施することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接を行うための装置の一実施例を示すものであって、図に示すレーザ−アーク複合溶接装置１は、アークトーチとしてのＭＩＧトーチ２と、図中に矢印で示す溶接進行方向に対して、ＭＩＧトーチ２の前方側に位置する第１のレーザヘッド３ａと、ＭＩＧトーチ２の後方側に位置する第２のレーザヘッド３ｂを備えている。
【００２１】
ＭＩＧトーチ２は、コンジットケーブル４を介して図示しないＭＩＧ溶接装置に連結されており、消耗電極（アーク電極）となるフィラーワイヤ５が送給されると共に、ＭＩＧトーチ２はフィラーワイヤ５の周囲に開口するガスノズル２ａを備え、アルゴンなどの不活性ガスからなるシールドガスをフィラーワイヤＷと同軸に供給するようになっている。一方、第１および第２のレーザヘッド３ａおよび３ｂは、光ファイバー６ａおよび６ｂを介して図示しないＹＡＧレーザ発振器に接続され、前記フィラーワイヤ５が被溶接材Ｗに交わる点（以後、電極中心点と称する）の前後位置にレーザビームＢ１  （先導ビーム）およびＢ２  （後続ビーム）をそれぞれ照射するようになっている。
【００２２】
このようなレーザ−アーク複合溶接装置１を用いて、ＭＩＧトーチ２によるアーク電圧を２２Ｖ、電流を１８０Ａとすると共に、先導レーザビームＢ１  の出力を１．２ｋＷ、後続レーザビームＢ２  の出力を２．８ｋＷとし、図２（ａ）に拡大して示すように、フィラーワイヤ５が被溶接材Ｗに交わる電極中心点と先導ビームＢ１  の焦点との距離ｄ１  を２ｍｍ、電極中心点と後続ビームＢ２  の焦点との距離ｄ２  を５ｍｍとして、板厚２ｍｍのアルミニウム合金材Ｗ１  ，Ｗ２  を２枚重ねて、上方の合金材Ｗ１  の側から重ね溶接を行った。
【００２３】
図３は、このようにして得た重ね溶接継手の引張り強さと溶接速度との関係を、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、先導ビームＢ１  のみの場合、および後続ビームＢ２  のみの場合と比較して示す図である。なお、先導ビームＢ１  、あるいは後続ビームＢ２  のみの場合には、上記した本発明方法の場合のトータルレーザ出力に合わせて、これらレーザビームの出力を４ｋＷとした。
【００２４】
この結果、図２（ｂ）に示ように、後続ビームＢ２  を照射することなく先導ビームＢ１  のみを照射した場合には、溶接速度が４ｍ／ｍｉｎを超えると、十分な溶け込みが得られなくなって引張り強さが低下し始めた。また、先導ビームＢ１  を照射することなく後続ビームＢ２  のみを照射した場合には、溶接速度が５ｍ／ｍｉｎを超えるまで引張り強さが確保されるが、５ｍ／ｍｉｎを超えると急激に低下する傾向が認められた。これに対し、アークの前後に先導ビームＢ１  および後続ビームＢ２  を照射するようにした本発明に係わる溶接方法の場合には、溶接速度７ｍ／ｍｉｎまで強度低下なく溶接ができることが確認された。
【００２５】
また、溶接ビードを観察すると、後続ビームＢ２  のみの場合には溶接速度が６ｍ／ｍｉｎとなると、十分にアークが形成されず、極めて不安定なビード外観となっていた。一方、先導ビームＢ１  のみの場合には外観上は高速域まで問題のない溶接ビードが得られるものの、溶け込み深さが浅いために十分な溶接強度が得られない結果となった。これに対し、本発明に係わる溶接方法の場合には、先導ビームＢ１  によって安定なアークが得られ、先導ビームＢ１  とアークによって形成された溶融池に後続ビームＢ２  が照射されて効率良くエネルギーが吸収されたため、高速での溶接が可能になったものと考えられる。
【００２６】
図４は、後続ビームＢ２  の焦点をフィラーワイヤ５の先端部、すなわち電極中心点から５ｍｍ後方の位置（ｄ２  ＝５ｍｍ）に固定し、先導ビームＢ１  の位置を変えて、溶接速度７ｍ／ｍｉｎで同様に溶接したときの溶け込み深さの変化を示すものであって、これによれば、先導ビームＢ１  の焦点位置が電極中心点から５ｍｍを超えて離れると、溶け込み深さが浅くなる傾向が認められた。これは先導ビームＢ１  がアークから離れ過ぎると、プラズマによる高速溶接時のアークを安定させる効果が小さくなったことによると考えられる。
【００２７】
また、図５は、先導ビームＢ１  の焦点位置を電極中心点から２ｍｍ前方（ｄ１  ＝２ｍｍ）に固定し、後続ビームＢ２  の位置を変えて、溶接速度７ｍ／ｍｉｎで同様に溶接したときの溶け込み深さの変化を示すものであって、この結果によれば、後続ビームＢ２  の焦点位置が電極中心点から３〜１０ｍｍの範囲にある場合に深い溶け込みが得られることが確認された。
【００２８】
さらに、図６は、先導ビームＢ１  の焦点を電極中心点から２ｍｍ前方（ｄ１  ＝２ｍｍ）に、後続ビームＢ２  の焦点を電極中心点から５ｍｍ後方（ｄ２  ＝５ｍｍ）の位置にそれぞれ固定し、後続ビームＢ２  の焦点高さ位置を変えて、溶接速度７ｍ／ｍｉｎで同様に溶接したときの溶け込み深さの変化を示すものであって、これによると、後続ビームＢ２  の焦点高さが被溶接材Ｗの表面から被溶接材Ｗの内部方向に１．０ｍｍまでの範囲内の位置にある場合に深い溶け込みが得られることが判明した。
【００２９】
加えて、先導ビームＢ１  の出力については、ビーム径０．３ｍｍにおいて、出力が１．２ｋＷよりも低い場合、すなわちパワー密度が１７ｋＷ／ｍｍ２に満たない場合には、アークが不安定な傾向となる現象が観察された。これは、先導ビームＢ１  のパワー密度が低すぎると被溶接材Ｗの表面におけるビームの反射が大きくなるためと考えられる。後続ビームＢ２  の出力については、低くても溶接は可能であるが、例えば自動車などに一般的に使用される板厚０．６〜３．０ｍｍ程度の鋼板やアルミニウム合金を高速で溶接するには、パワー密度が２１．２ｋＷ／ｍｍ２に満たない場合には、不十分な溶け込みによる強度不足が生じ易くなる傾向が認められた。
【００３０】
図７は、本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接を行うための装置の他の実施例を示すものであって、図に示すレーザ−アーク複合溶接装置１１は、アークトーチとしてのＭＩＧトーチ２と、レーザヘッド１３から主に構成されており、当該レーザヘッド１３は、その内部にコリメーションレンズ１３ａおよびフォーカシングレンズ１３ｂからなる光学系を備えており、図外のＹＡＧレーザ発振器から２本の光ファイバー６ａおよび６ｂを介して伝送されたレーザを２つのビームスポットにそれぞれ集光し、先導ビームＢ１  および後続ビームＢ２  としてＭＩＧトーチ２から供給されるフィラーワイヤ５の前方および後方側にそれぞれ照射するようになっている。
【００３１】
図８は、本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接を行うための装置のさらに他の実施例を示すものであって、図に示すレーザ−アーク複合溶接装置２１は、上記実施例に係わるレーザ−アーク複合溶接装置１１と同様に、アークトーチとしてのＭＩＧトーチ２と、レーザヘッド２３から主に構成され、当該レーザヘッド２３は、その内部にコリメーションレンズ２３ａ，フォーカシングレンズ２３ｂおよびビームスプリッタ２３ｃからなる光学系を備えており、光ファイバー６を介して図外のＹＡＧレーザ発振器から伝送されたレーザビームをビームスプリッタ２３ｃによって分割して２つのビームスポットに集光し、先導ビームＢ１  および後続ビームＢ２  としてＭＩＧトーチ２から供給されるフィラーワイヤ５の前方および後方側にそれぞれ照射するようになっており、上記各実施例に係わるレーザ−アーク複合溶接装置１および１１と同様の機能を有している。
【００３２】
なお、上記実施例においては、いずれもアーク電極としてＭＩＧ電極を用いた例を示したが、ＴＩＧ電極によっても基本的に同様の作用効果が得られることが確認されている。また、このとき、必要に応じてフィラーワイヤのような溶加材を溶融池に供給することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接装置の一実施例を示す説明図である。
【図２】（ａ）    図１に示したレーザ−アーク複合溶接装置におけるアーク電極、先導ビームおよび後続ビームの配置を示す概略説明図である。
（ｂ）    先導ビームのみを用いた比較例におけるアーク電極とビームの配置を示す概略説明図である。
（ｃ）    後続ビームのみを用いた比較例におけるアーク電極とビームの配置を示す概略説明図である。
【図３】本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接における溶接速度を先導ビームあるいは後続ビームのみを用いた比較例に係わるレーザ−アーク複合溶接の場合と比較して示すグラフである。
【図４】本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接における溶け込み深さと先導ビームの焦点位置の関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接における溶け込み深さと後続ビームの焦点位置の関係を示すグラフである。
【図６】本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接における溶け込み深さと後続ビームの焦点高さ位置の関係を示すグラフである。
【図７】（ａ）    本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接装置の他の実施例を示す説明図である。
（ｂ）    図７（ａ）に示したレーザ−アーク複合溶接装置の上方からの矢視図である。
【図８】本発明に係わるレーザ−アーク複合溶接装置のさらに別の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１１，２１    レーザ−アーク複合溶接装置
２    ＭＩＧトーチ（アークトーチ）
２ａ    ガスノズル
３ａ    第１のレーザヘッド
３ｂ    第２のレーザヘッド
５    フィラーワイヤ（アーク電極）
６，６ａ，６ｂ    光ファイバー
１３，２３    レーザヘッド
１３ａ，２３ａ    コリメーションレンズ（光学系）
１３ｂ，２３ｂ    フォーカシングレンズ（光学系）
２３ｃ    ビームスプリッタ（光学系）
Ｂ１      先導ビーム（レーザビーム）
Ｂ２      後続ビーム（レーザビーム）
Ｗ，Ｗ１  ，Ｗ２      被溶接材
【図１】
0003591630.tif 000002
【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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