(57)【要約】  レーザダイオード（２）と、このレーザダイオードからの出力をレーザビーム（ＬＢ）にして母材（Ｂ）に照射してこの母材Ｂの表面（ＢＳ）を溶融させると共にレーザビームを移動させる照射部（４）と、照射部から照射されるレーザビームの移動に伴って移動する母材の表面の溶融部分（ＢＷ）に対して、溶接ワイヤ（Ｗ）を連続して供給するワイヤ供給部（５）と、溶接ワイヤに通電して母材の表面の溶融部分に位置する溶接ワイヤの先端部分を溶融寸前とするワイヤ溶接電源（７）を備えている。厚板溶接の場合には、作業効率及び工作精度の向上を実現可能であり、高張力鋼板などの難溶接材料に対する溶接の場合には、金属組織の劣化や割れを生じさせることなく溶接を行うことができる。
2010123035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚板溶接や、高張力鋼板などの難溶接材料に対する溶接を行うハイブリッド溶接方法であって、
厚板溶接や、高張力鋼板などの難溶接材料に対する溶接を行うに際して、
レーザダイオードから出射したレーザビームを母材に照射して該母材の表面を溶融させると共に移動させ、
このレーザビームの移動に伴って移動する前記母材の表面の溶融部分に対して、通電により溶融寸前とした溶接ワイヤを連続して供給する
ことを特徴とする。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド溶接方法であって、前記母材に対して照射する前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポットは、前記レーザビームの移動方向に直交する方向に５〜１１ｍｍのスポット幅を有していることを特徴とする。
【請求項３】
請求項１に記載のハイブリッド溶接方法であって、前記母材に対して照射する前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポットは、前記レーザビームの移動方向に沿う長円形状であることを特徴とする。
【請求項４】
請求項１に記載のハイブリッド溶接方法であって、前記母材に対して照射する前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポットは、前記レーザビームの移動方向に円をずらして重ねた形状であることを特徴とする。
【請求項５】
請求項１に記載のハイブリッド溶接方法であって、前記レーザビームの移動方向の前方から前記溶接ワイヤを供給することを特徴とする。
【請求項６】
厚板溶接や、高張力鋼板などの難溶接材料に対する溶接を行うハイブリッド溶接装置であって、
レーザダイオードと、
このレーザダイオードからの出力をレーザビームにして母材に照射して該母材の表面を溶融させると共に、該レーザビームを移動させる照射部と、
この照射部から照射されるレーザビームの移動に伴って移動する前記母材の表面の溶融部分に対して、溶接ワイヤを連続して供給するワイヤ供給部と、
前記溶接ワイヤに通電して前記母材の表面の溶融部分に位置する該溶接ワイヤを溶融寸前とするワイヤ加熱電源を備えている
ことを特徴とする。
【請求項７】
請求項６に記載のハイブリッド溶接装置であって、前記照射部から照射される前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポット幅を５〜１１ｍｍとしたことを特徴とする。
【請求項８】
請求項６に記載のハイブリッド溶接装置であって、前記照射部から照射される前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポットを前記レーザビームの移動方向に沿って長円形状に伸ばすスポット形状変更手段を備えていることを特徴とする。
【請求項９】
請求項６に記載のハイブリッド溶接装置であって、前記照射部から照射される前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポットを前記レーザビームの移動方向に円をずらして重ねた形状とするスポット形状変更手段を備えていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚板の溶接や、肉盛溶接や、高張力鋼板などの難溶接材料に対する溶接に用いるのに好適なハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記した厚板の溶接や、高張力鋼板などの難溶接材料に対する溶接を行う場合には、例えば、ホットワイヤティグ溶接方法が広く用いられている（例えば、非特許文献１参照）。このホットワイヤティグ溶接方法は、通電により加熱された溶接ワイヤをティグアーク中に供給する方法であり、通常のティグ溶接の溶着量の少なさを補うための方法である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】溶接・接合便覧  溶接学会編  第２版  ９０２頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記したホットワイヤティグ溶接方法は、厚板の溶接に用いた場合、ティグアークによる溶接箇所への入熱量が大きくなって母材に歪が生じてしまう。つまり、上記したホットワイヤティグ溶接方法は、この歪を除去する工程を必要としたり、工作精度の低下を招いたりするという問題を有している。そして、このホットワイヤティグ溶接方法では、母材に歪が生じるのを回避するべく板厚を増すようにすると、重量の増加を避け得ないという問題を有している。【０００５】
一方、上記したホットワイヤティグ溶接方法は、高張力鋼板などの難溶接材料に対する溶接に用いた場合も、上記と同様に、ティグアークによる溶接箇所への入熱により母材に与える熱影響が大きくなって、金属組織の劣化や割れが発生してしまうという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。【０００６】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、厚板の溶接に用いた場合には、母材の変形量を低減することができる分だけ、重量を増加させることなく作業効率及び工作精度の向上を実現することが可能なハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、高張力鋼板などの難溶接材料に対する溶接に用いた場合には、金属組織の劣化や割れを生じさせることなく高品質な溶接を行うことができるハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明者らは、レーザ溶接に用いられるレーザの一種であるレーザダイオードに着目した。
このレーザダイオードは、極めて発振効率の高いレーザである。しかし、レーザダイオードは、表面改質などの用途に限定されている。何故なら、レーザダイオードは、素子をアレイ状に集積して高出力を得る構造となっているため、ＹＡＧレーザなどとは違って集光性能に限界があるからである。【０００８】
しかしながら、レーザダイオードは、照射パワー分布の均一性が優れていると共に、母材に対する入熱制御を精密に行い得る。このことから、本発明者らは、レーザダイオードを用いて熱伝導型の溶接を行う場合には、母材の表面を広く浅く均一に溶融させることができるという知見を得た。【０００９】
そこで、レーザダイオードを用いた熱伝導型の溶接を行うことによって、母材を均一且つ最小限に加熱して表面ないしその近傍のみを溶融させ、この溶融部分に対して溶ける寸前にまで加熱した溶接ワイヤ（ホットワイヤ）を供給して、通電とレーザダイオードにより最小限に加熱して溶融させれば、高品質の溶接が実現できることを本発明者らは見出した。【００１０】
つまり、レーザダイオード及びホットワイヤを組み合わせて、母材に対する加熱の熱源及び溶接ワイヤに対する加熱の熱源を使い分けることによって、厚板の溶接や高張力鋼板などの難溶接材料の溶接に必要な低入熱溶接の安定条件を生み出し得ることを本発明者らは見出し、本発明をするに至った。【００１１】
すなわち、本発明は、厚板溶接や、高張力鋼板などの難溶接材料に対する溶接を行うに際して、レーザダイオードから出射したレーザビームを母材に照射して該母材の表面を溶融させると共に移動させ、このレーザビームの移動に伴って移動する前記母材の表面の溶融部分に対して、通電により溶融寸前とした、例えば、線径１．２ｍｍの溶接ワイヤを連続して供給する構成としたことを特徴としている（請求項１）。【００１２】
本発明において、母材に対して照射するレーザビームの母材の表面におけるスポットの形状は、とくに限定しない。例えば、スポットを円形状としたり、長円形状としたり、矩形状としたりすることができ、レーザビームの移動方向に直交する方向のスポットの大きさをスポット幅（スポットが円形状を成す場合はスポット径）とする。【００１３】
そこで、好ましくは、前記母材に対して照射する前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポットは、前記レーザビームの移動方向に直交する方向に５〜１１ｍｍのスポット幅（スポットが円形状を成す場合は５〜１１ｍｍのスポット径）を有している構成とする（請求項２）。【００１４】
好ましくは、前記母材に対して照射する前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポットは、前記レーザビームの移動方向に沿う長円形状である構成とする（請求項３）。【００１５】
好ましくは、前記母材に対して照射する前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポットは、前記レーザビームの移動方向に円をずらして重ねた形状である構成とする（請求項４）。【００１６】
好ましくは、前記レーザビームの移動方向の前方から前記溶接ワイヤを供給する構成とする（請求項５）。【００１７】
また、本発明は、厚板溶接や、高張力鋼板などの難溶接材料に対する溶接を行うハイブリッド溶接装置であって、レーザダイオードと、このレーザダイオードからの出力をレーザビームにして母材に照射して該母材の表面を溶融させると共に、該レーザビームを移動させる照射部と、この照射部から照射されるレーザビームの移動に伴って移動する前記母材の表面の溶融部分に対して、溶接ワイヤを連続して供給するワイヤ供給部と、前記溶接ワイヤに通電して前記母材の表面の溶融部分に位置する該溶接ワイヤを溶融寸前とするワイヤ加熱電源を備えている構成としている（請求項６）。【００１８】
好ましくは、前記照射部から照射される前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポット幅（スポットが円形状を成す場合は５〜１１ｍｍのスポット径）を５〜１１ｍｍとした構成とする（請求項７）。【００１９】
好ましくは、前記照射部から照射される前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポットを前記レーザビームの移動方向に沿って長円形状に伸ばすスポット形状変更手段を備えている構成とする（請求項８）。【００２０】
好ましくは、前記照射部から照射される前記レーザビームの前記母材の表面におけるスポットを前記レーザビームの移動方向に円をずらして重ねた形状とするスポット形状変更手段を備えている構成とする（請求項９）。【００２１】
ここで、スポット幅寸法が５ｍｍよりも小さいと、入熱が母材の表面ないしその近傍にとどまらず奥まで達することとなる。一方、スポット幅寸法が１１ｍｍよりも大きいと、溶け込み不足を生じる。したがって、スポット幅寸法は、６〜１０ｍｍであることが望ましく、スポット幅寸法が、７〜９ｍｍであることがより望ましい。【００２２】
また、本発明に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置において、レーザビームの母材の表面におけるスポットは、レーザビームの移動方向に沿って複数の部分に分割されて、各部分が所定の照射強度になるように設定されるようにしてもよい。【００２３】
さらに、本発明に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置では、アクチュエータのような圧力制御手段を設けて、溶接ワイヤの母材表面に対する接触圧を一定に維持するようにしてもよい。【００２４】
さらにまた、本発明に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置では、レーザビーム及び溶接ワイヤの首振り機構を設けて、突き合わせ溶接時に、開先幅以下の振幅で且つ所定値以下の周期でレーザビーム及び溶接ワイヤに首振りを行わせるようにしてもよい。【００２５】
本発明に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置は、板厚が５〜８ｍｍの鋼板や高張力鋼板から成る構造物、例えば、橋梁や高速道路等の鋼コンクリート合成構造における鋼部材、いわゆる合成床版の隅肉溶接に用いたり、船体の上部構造物の隅肉溶接に用いたりするのに好適である。【００２６】
本発明に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置では、レーザダイオードから出射したレーザビームを母材に照射すると、母材は均一にそして最小限の熱を受けて表面ないしその近傍のみが溶融する。【００２７】
この状態でレーザビームを移動させて、このレーザビームの移動に伴って移動する母材の表面の溶融部分に対して、通電により溶融寸前とした溶接ワイヤを連続して供給しつつ、レーザビームによる加熱を行うと、溶接ワイヤも最小限の熱を受けて溶融することから、高品質の溶接が成されることとなる。【００２８】
この際、レーザビームの母材の表面におけるスポット径を５〜１１ｍｍ（望ましくは６〜１０ｍｍ、より望ましくは７〜９ｍｍ）とすると、母材表面の凹凸や肌の乱れ等の溶融部分の暴れが少ない領域に対して、溶接ワイヤを供給し得ることから、安定性の高い溶接が成されることとなる。【００２９】
また、本発明に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置では、レーザビームの母材の表面におけるスポットをレーザビームの移動方向に沿う長円形状としたり、レーザビームの移動方向に円をずらして重ねたような形状としたりすると、より安定性の高い溶接が成されることとなる。【００３０】
さらに、本発明に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置では、レーザビームの移動方向の前方から溶接ワイヤを供給するように成せば、溶接ワイヤをレーザビームが追うことになるので、溶接ワイヤの未溶着等の溶接ビードの不具合を修復し得ることとなる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置では、母材への熱影響を少なく抑えることが可能であり、その結果、厚板の溶接に用いた場合には、変形量をほとんどなくすことができる分だけ、重量を増加させることなく作業効率及び工作精度の向上を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
また、本発明に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置では、高張力鋼板などの難溶接材料に対する溶接に用いた場合には、金属組織の劣化や割れを生じさせることなく高品質の溶接を行うことが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例に係るハイブリッド溶接装置の構成説明図である。
【図２】図１に示したハイブリッド溶接装置により隅肉溶接を行っている状況の断面説明図である。
【図３】図１に示したハイブリッド溶接装置による隅肉溶接箇所の拡大写真である。
【図４】従来周知のホットワイヤティグ溶接による隅肉溶接箇所の拡大写真である。
【図５】本発明の他の実施例に係るハイブリッド溶接装置の構成説明図である。
【図６】図５に示したハイブリッド溶接装置における溶接トーチが他の姿勢をとっている状態の部分構成説明図である。
【図７】図５に示したハイブリッド溶接装置により製造された鋼コンクリート合成構造における鋼部材の全体斜視説明図である。
【図８】グラインダー加工済み部位における図５のハイブリッド溶接装置による隅肉溶接箇所の拡大写真である。
【図９】グラインダー加工済み部位，ショットブラスト加工済み部位及び表面加工なしの部位を示す隅肉溶接箇所の斜視説明図である。
【図１０】ショットブラスト加工済み部位における図５のハイブリッド溶接装置による隅肉溶接箇所の拡大写真である。
【図１１】表面加工なしの部位における図５のハイブリッド溶接装置による隅肉溶接箇所の拡大写真である。
【図１２】本発明の他の実施例に係るハイブリッド溶接方法による隅肉溶接箇所の斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１及び図２は本発明に係るハイブリッド溶接装置の一実施例を示している。
図１に示すように、このハイブリッド溶接装置１は、レーザダイオード２と、照射部４を備えている。このレーザダイオード２と照射部４とは、光ファイバー３を介して接続している。【００３５】
上記照射部４は、照射ヘッド４Ａと、この照射ヘッド４Ａを移動させる駆動機構４Ｂを具備している。照射ヘッド４Ａは、光ファイバー３を介して伝達されるレーザダイオード２からの出力をレーザビームＬＢにして母材Ｂに照射し、そして、この母材Ｂの表面ＢＳを溶融させる。【００３６】
また、このハイブリッド溶接装置１は、ワイヤ供給部５と、ワイヤ加熱電源７を備えている。ワイヤ供給部５は、上記照射ヘッド４Ａから照射されるレーザビームＬＢの移動に伴って移動する母材Ｂの表面ＢＳの溶融部分ＢＷに対して、溶接ワイヤＷを連続して供給する。ワイヤ加熱電源７は、溶接ワイヤＷに通電して、母材Ｂの表面ＢＳの溶融部分ＢＷに位置する溶接ワイヤＷの先端部分を溶融寸前とする。【００３７】
この場合、照射部４の照射ヘッド４Ａから照射されるレーザビームＬＢの母材Ｂの表面ＢＳにおけるスポットは円形状を成しており、レーザビームＬＢの移動方向に直交する方向のスポット幅、すなわち、スポット径Ｄを５〜１１ｍｍとしている。【００３８】
なお、図１に仮想線で示すように、レーザビームＬＢの光路上にシリンドリカルレンズ（スポット形状変更手段）８を設置して、レーザビームＬＢの母材Ｂの表面ＢＳにおけるスポットＳが、レーザビームＬＢの移動方向に沿って長円形状を成すようにしてもよい。【００３９】
このような構成を成すハイブリッド溶接装置１では、例えば、隅肉溶接を行うに際して、図２にも示すように、照射部４の照射ヘッド４Ａから出射したレーザビームＬＢを母材Ｂ１，Ｂ２に照射すると、母材Ｂ１，Ｂ２はいずれも均一にそして最小限の熱を受けて各々の表面ＢＳないしその近傍のみが溶融する。【００４０】
次いで、照射部４の駆動機構４Ｂの動作によって照射ヘッド４ＡとともにレーザビームＬＢを移動させる。このレーザビームＬＢの移動に伴って移動する母材Ｂ１，Ｂ２の各々の表面ＢＳの溶融部分ＢＷに対して、溶接ワイヤＷをレーザビームＬＢの移動方向の前方から連続して供給する。このとき、ワイヤ加熱電源７からの通電により溶接ワイヤＷを溶融寸前とした状態で供給する。【００４１】
そして、この溶融寸前とした溶接ワイヤＷに対してレーザビームＬＢによる加熱を行うと、溶接ワイヤＷも最小限の熱を受けて溶融することから、高品質の溶接が成されることとなる。【００４２】
この実施例では、レーザビームＬＢの母材Ｂの表面ＢＳにおけるスポット径Ｄを５〜１１ｍｍとしているので、母材表面ＢＳの溶融部分ＢＷの凹凸や肌の乱れ等といった暴れが少ない領域に対して、溶接ワイヤＷを供給し得ることから、安定性の高い溶接が成されることとなる。【００４３】
この際、図１に仮想線で示すように、レーザビームＬＢの光路上にシリンドリカルレンズ８を設置して、レーザビームＬＢの母材Ｂの表面ＢＳにおけるスポットＳが、レーザビームＬＢの移動方向に沿う長円形状になるようにすると、より安定性の高い溶接が成されることとなる。【００４４】
また、この実施例では、レーザビームＬＢの移動方向の前方から溶接ワイヤＷを供給するようにしているので、溶接ワイヤＷをレーザビームＬＢが追うことになり、したがって、溶接ワイヤＷの未溶着等の溶接ビードの不具合を修復し得ることとなる。【００４５】
そこで、この隅肉溶接箇所の断面写真を撮影して、従来周知のホットワイヤティグ溶接による隅肉溶接箇所の断面写真と比較したところ、図３及び図４に示す結果を得た。
図３及び図４から判るように、この実施例に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置１による隅肉溶接では、母材Ｂ１，Ｂ２が変形していないうえに溶融部分ＢＷが極浅い。これに対して、従来周知のホットワイヤティグ溶接による隅肉溶接では、母材Ｂ１，Ｂ２が変形して溶融部分ＢＷが深くなっている。【００４６】
したがって、この実施例に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置１では、従来周知のホットワイヤティグ溶接と比べて、高品質の溶接を行い得ることが実証できた。
【実施例２】
【００４７】
図５及び図６は、本発明の他の実施例によるハイブリッド溶接装置を示している。この実施例では、本発明のハイブリッド溶接装置を隅肉溶接に用いた場合を示し、具体的には、橋梁や高速道路等の鋼コンクリート合成構造における鋼部材（いわゆる合成床版）を製造する際の隅肉溶接に用いた場合を示す。【００４８】
図５に示すように、このハイブリッド溶接装置１１は、レーザダイオード１２と、溶接トーチ（照射部）１４と、ワイヤ供給部１５と、制御部１６と、ワイヤ加熱電源１７と、チラー１８と、溶接台車１９を備えている。【００４９】
レーザダイオード１２，制御部１６及びチラー１８は、いずれも基礎Ｅ上に設置されており、溶接トーチ１４，ワイヤ供給部１５及びワイヤ加熱電源１７は、いずれも溶接台車１９に搭載されている。【００５０】
図７にも示すように、鋼部材Ｇは、鋼板Ｇ１（肉厚８ｍｍ程度の鋼板）の上に複数のチャンネル材Ｇ２を互いに平行に配置して成っており、この実施例において、レール２０が鋼板Ｇ１上に基台２１を介して配置されている。このレール２０は、鋼板Ｇ１に隅肉溶接されるチャンネル材Ｇ２と平行を成しており、溶接台車１９は、このレール２０上を２ｍ／ｍｉｎを超えない一定速度で走行する。【００５１】
レーザダイオード１２は最大出力が６ｋＷであり、溶接トーチ１４は、線径１ｍｍの光ファイバー１３を介して伝搬されるレーザダイオード１２からのレーザビームを母材である鋼板Ｇ１に照射してその表面を溶融させる。【００５２】
ワイヤ供給部１５は、上記溶接トーチ１４から照射されるレーザビームの移動に伴って移動する鋼板Ｇ１の溶融部分に対して、溶接ワイヤＷを連続して供給する。ワイヤ加熱電源１７は、最大３００Ａの電流を溶接ワイヤＷに供給することで加熱し、鋼板Ｇ１の溶融部分に位置する溶接ワイヤＷの先端部分を溶融寸前とする。【００５３】
この場合、溶接台車１９には、溶接ワイヤＷの先端部分を鋼板Ｇ１の溶融部分に案内するワイヤガイド２２が備えられている。また、溶接台車１９には、溶接トーチ１４及びワイヤガイド２２を支持する旋回機構２３が備えられている。この旋回機構２３は、溶接トーチ１４及びワイヤガイド２２がそれぞれ隅肉部を向くように両者を支持すると共に、溶接トーチ１４及びワイヤガイド２２を鉛直軸回りに旋回可能に支持する。溶接トーチ１４及びワイヤガイド２２は、旋回機構２３を動作させることで、互いの位置関係を保ったまま図５に示す溶接姿勢から図６に示す溶接姿勢へとシフトする。【００５４】
溶接トーチ１４から照射されるレーザビームのスポットは、該溶接トーチ１４に内蔵された光学レンズにより円形状に設定される。例えば、隅肉部の脚長を考慮して、レーザビームの移動方向に直交する方向のスポット幅、すなわち、スポット径が５〜１１ｍｍとなるように集光され、レーザビームは、その光軸が隅肉部の溶接線上を向くようにして斜め上方から照射される。【００５５】
溶接ワイヤＷは、溶接の移動方向の前方で且つ斜め上方から供給され、集光されたレーザビームのスポットの最も移動方向側に溶接ワイヤＷの先端部分がかかるように調整される。【００５６】
このような構成を成すハイブリッド溶接装置１１では、鋼板Ｇ１に対するチャンネル材Ｇ２の隅肉溶接を行うに際して、まず、鋼板Ｇ１及びチャンネル材Ｇ２の各接合面にグラインダー加工を施して平滑化した後、溶接トーチ１４から出射したレーザビームを鋼板Ｇ１，チャンネル材Ｇ２に照射すると、鋼板Ｇ１，チャンネル材Ｇ２はいずれも均一にそして最小限の熱を受けて各々の表面ないしその近傍のみが溶融する。【００５７】
次いで、溶接台車１９の一定速度の走行によって溶接トーチ１４とともにレーザビームを移動させる。このレーザビームの移動に伴って移動する鋼板Ｇ１，チャンネル材Ｇ２の各々の表面の溶融部分に対して、溶接ワイヤＷをレーザビームの移動方向の前方から連続して供給する。このとき、ワイヤ加熱電源１７からの通電により溶接ワイヤＷを溶融寸前とした状態で供給する。【００５８】
そして、この溶融寸前の溶接ワイヤＷに対してレーザビームによる加熱を行うと、溶接ワイヤＷも最小限の熱を受けて溶融することから、高品質の溶接が成されることとなる。【００５９】
そこで、上記したハイブリッド溶接装置１１によって、鋼板Ｇ１に対するチャンネル材Ｇ２の隅肉溶接を行った場合の隅肉溶接箇所の断面写真を撮影したところ、図８に示す結果を得た。なお、この隅肉溶接は、レーザ出力を４〜６ｋＷ、溶接速度を０．８〜１．２ｍ／ｍｉｎ、ワイヤ供給速度を８〜１２ｍ／ｍｉｎ、ワイヤ供給電流を１７５〜２０５Ａとして行った。【００６０】
図８から判るように、この実施例に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置１１による隅肉溶接では、鋼板Ｇ１，チャンネル材Ｇ２が変形していないうえに溶融部分が極浅い。したがって、この実施例に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置１１では、高品質の鋼部材Ｇが得られることが実証できた。【００６１】
上記した実施例では、図９に示すように、鋼板Ｇ１及びチャンネル材Ｇ２の各接合面にグラインダー加工を施して平滑面ＧＧを得た後に、隅肉溶接を行っている。【００６２】
そこで、鋼板Ｇ１及びチャンネル材Ｇ２の各接合面にショットブラスト加工を施して平滑面ＧＳを得た後に隅肉溶接を行った場合と、鋼板Ｇ１及びチャンネル材Ｇ２の各接合面に表面処理を施さずに未処理面ＧＫのまま隅肉溶接を行った場合とのそれぞれについて、隅肉溶接箇所の断面写真を撮影したところ、図１０及び図１１に示す結果を得た。なお、この隅肉溶接も、グラインダー加工を施した場合と同様に、レーザ出力を４〜６ｋＷ、溶接速度を０．８〜１．２ｍ／ｍｉｎ、ワイヤ供給速度を８〜１２ｍ／ｍｉｎ、ワイヤ供給電流を１７５〜２０５Ａとして行った。【００６３】
図１０及び図１１から判るように、ショットブラスト加工を施して平滑面ＧＳを得た場合及び表面処理を施さずに未処理面ＧＫとした場合のいずれの場合も、上記したハイブリッド溶接装置１１による隅肉溶接では、鋼板Ｇ１，チャンネル材Ｇ２が変形していないうえに溶融部分が極浅い。したがって、この実施例に係るハイブリッド溶接方法及びハイブリッド溶接装置１１では、鋼板Ｇ１及びチャンネル材Ｇ２の各接合面に対する表面処理（表面処理をしない場合も含む）を適宜選択することができ、その結果、溶接工数及び溶接コストの低減が図られることとなる。
【実施例３】
【００６４】
図１２は、本発明の他の実施例によるハイブリッド溶接方法を示している。この実施例に係るハイブリッド溶接方法が、先の実施例によるハイブリッド溶接方法と異なるところは、図１２に示すように、溶接トーチ１４の移動方向側近傍（図示左側近傍）に、この溶接トーチ１４とは別の溶接トーチ（スポット形状変更手段）２４を配置した点にある。【００６５】
すなわち、この実施例に係るハイブリッド溶接方法では、溶接トーチ１４から照射されるレーザビームによる円形状のスポットＤｒの最も移動方向側（図示左側）に、溶接トーチ２４から照射されるレーザビームによる円形状のスポットＤｆが重なるようにしている。なお、スポットＤｒ，Ｄｆは、いずれも長円形状を成していてもよい。【００６６】
この実施例に係るハイブリッド溶接方法では、スポットＤｒの移動方向側に位置する溶接トーチ２４から照射されるレーザビームによるスポットＤｆが、スポットＤｒの移動に先立って予熱して鋼板Ｇ１表面の汚れや吸着ガスを除去するので、溶接ワイヤＷに対する通電がより確実になって、汚れや吸着ガスが急速加熱時に噴出すことで生じる溶接ワイヤＷと鋼板Ｇ１との接触不良を回避でき、その結果、溶接品質の安定を実現し得ることとなる。【００６７】
この実施例では、溶接トーチ１４とは別にスポット形状変更手段としての溶接トーチ２４を配置することで、スポットＤｆを形成するようにしているが、これに限定されるものではなく、他の構成として、例えば、溶接トーチ１４内においてレーザビームを分割することで、スポットＤｆを形成するようにしてもよい。この場合、偏光子を用いて、レーザビームが溶接トーチ１４内部の光学レンズを透過した後に、伝搬方向を僅かに偏光させる方法や、溶接トーチ１４内部の光学レンズにおける平行光化する部分に部分反射鏡を設置して、この部分反射鏡の透過率を選択することで透過比率を決定する方法がある。【００６８】
なお、上記した実施例では、いずれもレーザビームの移動方向の前方から溶接ワイヤを供給するようにしているが、レーザビームの移動方向の後方から溶接ワイヤを供給するように成すことも可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１    ハイブリッド溶接装置
２    レーザダイオード
４    照射部
５    ワイヤ供給部
７    ワイヤ加熱電源
８    シリンドリカルレンズ（スポット形状変更手段）
１１  ハイブリッド溶接装置
１２  レーザダイオード
１４  溶接トーチ（照射部）
１５  ワイヤ供給部
１７  ワイヤ加熱電源
２４  他の溶接トーチ（スポット形状変更手段）
Ｂ    母材
ＢＳ  母材の表面
ＢＷ  表面の溶融部分
ＬＢ  レーザビーム
Ｇ１  鋼板（母材）
Ｇ２  チャンネル材（母材）
Ｗ    溶接ワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１２】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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