(57)【要約】本発明は、溶融されるエッジの間に溶融ジョイントを作り出すことによりチューブまたはテイラードブランクのエッジのような溶融される１またはいくつかの金属部品を溶接するためのハイブリッドアーク−レーザー方法に関し、前記溶接ジョイントは、溶接されるエッジに沿って金属を溶融し、続いて固化するように互いに組み合わせられる少なくともレーザービームと少なくとも電気アークを用いることにより獲得される。前記方法は、（ａ）パイロットアークのスパークを獲得するために少なくとも５０体積％のアルゴンを含む開始ガス組成物の存在下で電流により出力される少なくとも１つの電極を用いて少なくとも１つの電気アークを点弧する工程、（ｂ）溶接される部品に工程（ａ）でスパークされたパイロットアークを移す工程、および（ｃ）溶接領域の少なくとも一部を保護するために少なくとも５０体積％のヘリウムを含む保護気体性雰囲気を溶接領域に向けて放出させ、レーザー光線と電気アークを組み合わせることにより前記保護気体性雰囲気の存在下で溶接ジョイントを溶接する工程からなる。開始ガス組成物は、６０体積％を超えるアルゴン、好ましくは７０ないし１００体積％のアルゴン、および任意に０．０５から３０体積％の含有量のヘリウム、Ｈ2 、Ｎ2 から選択される少なくとも１種の付加的な非酸化性化合物を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属被加工物により担持される、溶接されるエッジの間に少なくとも１つの溶接されるジョイントを作り出すことにより、溶接される１以上の金属被加工物を溶接するためのレーザー／アークハイブリッド溶接方法であって、前記溶接ジョイントは溶融を引き起こすように互いに組み合わされた少なくとも１つのレーザービームおよび少なくとも１つの電気アークを用いることにより得られ、つづいて前記溶接されるエッジに沿って金属が固化するものであり、前記方法は、以下のように：すなわち、
（ａ）パイロットアークを点弧するために少なくとも５０体積％のアルゴンを含むガス状点弧組成物の存在下で電流が供給される少なくとも１つの電極を用いる少なくとも１つの電気アークの点弧、
（ｂ）溶接される被加工物への工程（ａ）で点弧されたパイロットアークの移動、および
（ｃ）溶接領域の少なくとも一部を遮蔽するために少なくとも５０体積％のヘリウムを含むガス状遮蔽雰囲気の溶接領域への注入、およびレーザービームと電気アークを組み合わせることによるガス状遮蔽雰囲気の存在下での溶接ジョイントの溶接
のように実施される方法。
【請求項２】
工程（ａ）で、ガス状点弧組成物は、６０体積％を超えるアルゴン、好ましくは、７０から１００体積％のアルゴンを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
工程（ａ）で、点弧ガスはまた、０．０５から３０体積％の濃度でヘリウム、Ｈ2 およびＮ2 から選ばれる少なくとも１種の付加的な非酸化性の化合物も含むことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
工程（ａ）で、電気アークは、続いてプラズマアークを獲得するために電極とノズルとの間で点弧されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
工程（ｂ）で、パイロットアークは、溶接される被加工物までプラズマアークを送られる溶接ヘッドを持ってくることにより移動することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
工程（ｃ）で、ガス状遮蔽雰囲気は、少なくとも４０体積％のヘリウム、好ましくは、５０から１００体積％のヘリウムを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
工程（ｃ）で、ガス状遮蔽雰囲気は、加えて、０．０５から３０体積％の量でアルゴン、Ｈ2 、Ｏ2 、ＣＯ2 およびＮ2 から選ばれる少なくとも１つの添加化合物を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
工程（ｃ）で、レーザービームおよびプラズマアークは、溶接ノズルの同じオリフィスを介して互いに組み合わせられて、送られることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
溶接される被加工物は、クラッド鋼または非クラッド鋼、特に接合用鋼、高耐力鋼、炭素鋼、表面上に亜鉛合金被覆を有する鋼鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金から選択される金属または金属合金で作られていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
溶接される加工物が０．１ないし７０ｍｍ、好ましくは０．３ないし５０ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
溶接される被加工物が、自動車の車体の部品を形成するテイラードブランクであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
電極とノズルの間の工程（ａ）で点弧されるパイロットアークの発生または存在を検出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
工程（ａ）で、ガス状点弧組成物がアルゴンとヘリウムを含み、工程（ｃ）で、ガス状遮蔽雰囲気はアルゴンとヘリウムを含み、ガス状点弧組成物およびガス状遮蔽雰囲気は不均等な比率のヘリウムおよび／またはアルゴンを含むことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
溶接ヘッドを供給するためのガス状点弧組成物の使用からのガス状遮蔽雰囲気の使用への切り替えが、工程（ｂ）の移動の間または溶接される被加工物へのパイロットアークの移動の直後、好ましくはパイロットアークの移動の後になされることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
溶接される被加工物が、チューブまたはパイプを得るように溶接されることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
プラズマアークを作り出すように、溶接される被加工物まで溶接ヘッドをもたらす動作は、パイロットアークが検出されてのち実施され、好ましくは、前記動作は、少なくとも５０体積％ヘリウムを含むガス状遮蔽雰囲気の工程（ｃ）での注入とほとんど同時に実施されることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
レーザー光線が、アークプラズマと組み合わさるように、プラズマアークの形成と同時にかまたは後に送られることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
自動車の車体の部品を形成する被加工物が、請求項１ないし１７のいずれか１項記載のハイブリッド溶接方法を実施することにより互いに溶接される、自動車車体部品を製造するための方法。
【請求項１９】
チューブまたはパイプのエッジが、請求項１ないし１７のいずれか１項記載のハイブリッド溶接プロセスを実施することにより互いに溶接される、長手軸方向またはらせん状に溶接されたチューブまたはパイプを製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、電気アーク点弧ガス（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｒｃ  ｓｔｒｉｋｉｎｇ  ｇａｓ）およびレーザービーム補助ガス（ｌａｓｅｒ  ｂｅａｍ  ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ  ｇａｓ）として特別のガスまたはガス混合物を用いるレーザービームと電気アーク特にプラズマアークを組み合わせたハイブリッド溶接法およびハイブリッド溶接装置に関し、並びに、パイプもしくはチューブの溶接またはテイラードブランク、特に自動車産業で用いられ得るテイラードブランクの溶接へのその適用に関する。
【０００２】
プラズマアーク溶接において、溶接操作の開始時のアークの正確で効果的な点弧は、最高に重要であり、必須である。と言うのは、もし点弧がまったくなければ、溶接は電気アークの欠如のために起こりえず、一方、もしアークが不正確に点弧されるならば、このことは、例えばノズルのような溶接ヘッドのある種の部品に損傷をもたらし得るからである。
【０００３】
現在、電気アークトーチにおいてアークを点弧するために様々の方式が存在する。すなわち：
−高電圧、典型的には２０００から５０００ボルトまたは高周波数、例えば１０から５０ｋＨｚのいずれかの使用に由来するパイロットスパークによる点弧。しかしながらこの方法は、電気または電子装置を損傷させるリスクを有する放射または伝導手段により電磁干渉（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を引き起こすと言う欠点を有する；
−電極とトーチのノズルとの間に作り出される低電力電気アークによるパイロットアークによる点弧。この技術は、電磁干渉を引き起こさない利点を有する。
【０００４】
両方の場合で、アークが点弧されるとき、ついで、それは溶接される被加工物上に移される。
【０００５】
しかしながら、用いられる技術は何であっても、アークの点弧は、好ましくは、低いイオン化ポテンシャルを有するガスの中で起こり、そのガスはまた、電極の汚染または劣化を引き起こさないように、また、溶融した金属と不利に反応しないように不活性でもなければならない。
【０００６】
以下の表１において見られるように、アルゴンはそれらの条件に合致する。と言うのは、それは不活性であり、比較的低いイオン化ポテンシャルを有するからである。さらに低いイオン化ポテンシャルを有するけれども、例えば、窒素の場合に窒化物を形成し、ＣＯ2 の場合にタングステン電極を損傷させるような、溶融した金属と反応し得る窒素またはＣＯ2 とは異なる。
【表１】
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【０００７】
さらに、プラズマアーク溶接では、主にアルゴンを含むプラズマガスを用いることが慣用となっている。
【０００８】
言い換えれば、プラズマアーク溶接においては、アルゴンまたはアルゴン系ガスのみがアークを点弧するために用いられ、その後、実際の溶接操作が実施される。
【０００９】
さらに、特にＣＯ2 ガスタイプのレーザー源によるレーザービーム溶接では、一般的には数キロワットという、関連する高い特定の出力レベルのために、溶接の実施は、高温でイオン化される金属蒸気で満たされたキャピラリーが形成するレーザービームの衝撃点での材料の局所的な溶融という現象に依存し、前記蒸気キャピラリーは、キーホールと呼ばれる。このキーホールの壁は、溶融した金属から形成される。
【００１０】
そのキーホールは重要な役割を演じている。というのは、それは、エネルギーが材料の芯部に直接送られることを可能とするからである。
【００１１】
そのように形成され、維持される溶接プールは、溶接される被加工物上のレーザー光線の相対的な移動に依存して互いに結合される被加工物の間を進行しながら移動し、溶接された接合部の金属はレーザービームが通過した後固形化し、被加工物の隣接する結合を保証する。
【００１２】
キーホールの出現は、金属蒸気プラズマ、すなわち、数千度の温度の電気的に中性のイオン化されたガス混合物の生成を伴う。
【００１３】
金属蒸気プラズマは、レーザー光線と被加工物との間の良好な結合に由来し、それゆえ、不可避である。このタイプのプラズマは、少量の入射エネルギーを吸収し、溶接ビードの幅と深さをそれほどは変化させない。
【００１４】
パワー、速度、ガスの粘性（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｎａｔｕｒｅ）と組成、形態などに関連するある種の条件の下で、金属蒸気プラズマは、そのエネルギーの一部を大気の不純物による汚染から溶接領域を遮蔽するために用いられる遮蔽ガスに移し、そのとき、遮蔽ガスから生じる別のプラズマを作り出すリスクが存在する。
【００１５】
実際には、遮蔽ガスからのそのようなプラズマの発生は、入射レーザービームからエネルギーを吸収し得るものであり、この場合には、溶接ビードは、表面で広がり、溶接される被加工物の厚さに対してはるかに少ししか溶け込まない。
【００１６】
遮蔽ガスプラズマの発生を低減させるために、高いイオン化ポテンシャルを有するガスを用いることが必要であり、このタイプのプラズマの発生を制限するためには、ヘリウムが最も適切なガスであることがわかっている。
【００１７】
近年、上記溶接プロセスと並行してレーザービームと電気アークの組み合わせに基づくレーザー／アークハイブリッド溶接と呼ばれる溶接プロセスが開発されている。
【００１８】
特に、文献、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、非特許文献１、特許文献７、特許文献８、非特許文献２、非特許文献３において、レーザー／アークハイブリッド溶接プロセスが記載されている。
【００１９】
一般的には、プラズマ／レーザー、またはより一般的には、レーザー／アークハイブリッド溶接プロセスは、電気アーク溶接とレーザービームを組み合わせている組み合わせられた、すなわち、混成された（ｍｉｘｅｄ）溶接プロセスである。レーザー／アークプロセスは、消耗性であり得るかあり得ない電極と溶接される被加工物との間に電気アークを発生させることと、アーク領域内、すなわち、エッジからエッジに互いに溶接されるべき部品を互いに結合させることにより得られる結合平面近くまたは結合平面内で強力なレーザービーム、特にＹＡＧタイプまたはＣＯ2 タイプのレーザーを集光させることからなる。
【００２０】
そのようなハイブリッドプロセスは、レーザー溶接のみまたはアークもしくはプラズマ溶接のみと比較して溶接速度を顕著に改善することを可能とし、加えて、特にレーザービームの集光スポットが小さいサイズであるために溶接される部品の位置決定に高い精度を求めるレーザー溶接のみと比較して、溶接前のエッジの位置決定についての許容度およびまた溶接されるエッジ間の許容される間隙を顕著に増加させることを可能とする。
【００２１】
レーザー／アークハイブリッド溶接プロセスの使用は、レーザービーム、その集光デバイスおよび適切な溶接電極を組み合わせることを可能とする溶接ヘッドの使用を要求する。
【００２２】
いくつかのヘッド形態が上記文献中に記載されており、要約すれば、例えば、特許文献９および特許文献１０により教示されるように、レーザービームおよび電気アークもしくはプラズマジェットは、１つで同一の溶接ヘッドにより発射され得るものであり、すなわち、それらは同じオリフィスまたは２つの別の溶接ヘッドを介して出て行き、一方はレーザー光線を発射し、他方は電気アークもしくはプラズマジェットを発射し、レーザー光線およびアーク／プラズマは溶接領域で組み合わせられると言うことができる。
【００２３】
ハイブリッドレーザー／アークプロセスは、自動車産業のためのテーラードブランクを溶接するのに完璧に適していると評価されている。と言うのは、それは、特許文献２および非特許文献４に言及されているように、良く濡れており、アンダーカットのない溶接ビードを得ることを可能とするからである。
【特許文献１】
ＥＰ−Ａ−７９３５５８
【特許文献２】
ＥＰ−Ａ−７８２４８９
【特許文献３】
ＥＰ−Ａ−８００４３４
【特許文献４】
ＵＳ−Ａ−５００６６８８
【特許文献５】
ＵＳ−Ａ−５７００９８９
【特許文献６】
ＥＰ−Ａ−８４４０４２
【非特許文献１】
Ｔ．Ｐ．ディーボルドとＣ．Ｅ．オルブライトによる「アルミニウム合金５０５２のレーザーＧＴＡ溶接」、１９８４年、１８〜２４ページ
【特許文献７】
ＳＵ−Ａ−１８１５０８５
【特許文献８】
ＵＳ−Ａ−４６８９４６６
【非特許文献２】
Ｒ．Ｐ．ウォルダックとＪ．ビフィンによる「プラズマアークで強化されたレーザー溶接」、１７２〜１７６ページ、１９９４年
【非特許文献３】
Ｒ．Ｐ．ウォルダックとＪ．ビフィンによる「プラズマアークで強化されたレーザー溶接」、１７２〜１７６ページ、１９９４年
【特許文献９】
ＷＯ−Ａ−０１／０５５５０
【特許文献１０】
ＥＰ−Ａ−１０８４７８９
【非特許文献４】
「レーザーとアークを合せると効力がある」、インダストリアル・レーザー・ソリューションズ、１９９９年２月号、２８〜３０ページ。
【００２４】
溶接されたジョイントの製造の間に、レーザービームを補助し、外部からの攻撃から溶接領域を遮蔽するために補助ガスを用いることは必須であり、電気アークのためのガス、特にプラズマガスは、プラズマアークプロセスの場合にアークプラズマジェットを作り出す役割をする。
【００２５】
したがって、レーザー供給源が、レーザー／プラズマアークハイブリッド溶接プロセスを実施するためにプラズマアーク溶接装置と組み合わせられるとき、そのとき上記問題はきわめて複雑になることが容易に理解されるであろう。と言うのは、その場合、溶接プール近くの遮蔽ガスプラズマの生成を回避することのみならず、電極により発生するアークの正確な点弧を獲得することが可能であることも必要であるからである。
【００２６】
上述のように、プラズマガスは、アークの有効な点弧を可能とするために本質的にアルゴンを含まなければならない。
【００２７】
しかしながら、溶接される材料に対するレーザービームの衝撃により発生する金属蒸気プラズマとの接触の際に、アルゴン富化プラズマガスは容易にイオン化し、レーザービームを吸収するプラズマを作り出し、それはビームの貫通深さを減少させるので、それゆえ溶接の品質に対して有害である。
【００２８】
逆に、溶接プールを遮蔽するためのガスは、吸収性プラズマの生成を防止するために主にヘリウムを含まなければならない。
【００２９】
しかしながら、もし電極の末端が高い比率のヘリウムにより取り囲まれて接触しているならば、プラズマアークを正確に点弧することは不可能であろう。
【００３０】
それゆえ、本発明の目的は、それらの問題を提起しない、レーザー／アークハイブリッド溶接プロセス、すなわち、有効に点弧し、まったく或いはほとんどまったく吸収性プラズマが生成しないレーザー／アーク、特にレーザー／プラズマアークハイブリッド溶接プロセスを提案することである。
【００３１】
それゆえ、本発明の解決策は、金属被加工物により担持される、溶接されるエッジの間に少なくとも１つの溶接されるジョイントを作り出すことにより、溶接される１以上の金属加工物を溶接するためのレーザー／アークハイブリッド溶接方法であって、溶接ジョイントは溶融を引き起こすように互いに組み合わされた少なくとも１つのレーザービームおよび少なくとも１つの電気アークを用いることにより得られ、つづいて溶接されるエッジに沿って金属が固化するものであり、前記方法は、以下のように：すなわち、
（ａ）パイロットアークを点弧するために少なくとも５０体積％のアルゴンを含むガス状点弧組成物の存在下で電流が供給される少なくとも１つの電極を用いる少なくとも１つの電気アークの点弧、
（ｂ）溶接される被加工物への工程（ａ）で点弧されたパイロットアークの移動、および
（ｃ）溶接領域の少なくとも一部を遮蔽するために少なくとも５０体積％のヘリウムを含むガス状遮蔽雰囲気の溶接領域への注入、およびレーザービームと電気アークを組み合わせることによるガス状遮蔽雰囲気の存在下での溶接ジョイントの溶接
のように実施される方法である。
【００３２】
場合に応じて、本発明の方法は、１以上の以下の技術的特徴を含み得る。
【００３３】
−工程（ａ）で、ガス状点弧組成物は、６０体積％を超えるアルゴン、好ましくは、７０から１００体積％のアルゴンを含む。
【００３４】
−工程（ａ）で、点弧ガスはまた、０．０５から３０体積％の濃度でヘリウム、Ｈ2 およびＮ2 から選ばれる少なくとも１種の付加的な非酸化性の化合物も含む。
【００３５】
−工程（ａ）で、電気アークは、続いてプラズマアークを獲得するために電極とノズルとの間で点弧される。
【００３６】
−工程（ｂ）で、パイロットアークは、溶接される被加工物までプラズマアークを送られる溶接ヘッドを持ってくることにより移動する。
【００３７】
−工程（ｃ）で、気体性遮蔽雰囲気は、少なくとも４０体積％のヘリウム、好ましくは、５０から１００体積％のヘリウムを含む。
【００３８】
−工程（ｃ）で、ガス状遮蔽雰囲気は、加えて、０．０５から３０体積％の濃度でアルゴン、Ｈ2 、Ｏ2 、ＣＯ2 およびＮ2 から選ばれる少なくとも１つの添加化合物を含む。
【００３９】
−工程（ｃ）で、レーザービームおよびプラズマアークは、溶接ノズルの同じオリフィスを介して互いに組み合わせられて、送られる。
【００４０】
−溶接される被加工物は、クラッド鋼または非クラッド鋼、特に接合用鋼（ｊｏｉｎｉｎｇ  ｓｔｅｅｌ）、高耐力鋼（ｈｉｇｈ−ｙｉｅｌｄ−ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｓｔｅｅｌ）、炭素鋼、表面上に亜鉛合金被覆を有する鋼鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金から選択される金属または金属合金で作られている。
【００４１】
−溶接される加工物が０．１ないし７０ｍｍ、好ましくは０．３ないし５０ｍｍの厚さを有する。
【００４２】
−溶接される被加工物が、自動車の車体の部品を形成するテイラードブランクである。
【００４３】
−電極とノズルの間の工程（ａ）で点弧されるパイロットアークの発生または存在を検出する工程をさらに含む。
【００４４】
−工程（ａ）で、ガス状点弧組成物がアルゴンとヘリウムを含み、工程（ｃ）で、ガス状遮蔽雰囲気はアルゴンとヘリウムを含み、ガス状点弧組成物およびガス状遮蔽雰囲気は不均等な比率のヘリウムおよび／またはアルゴンを含む。
【００４５】
−溶接ヘッドを供給するためのガス状点弧組成物の使用からのガス状遮蔽雰囲気の使用への切り替えは、工程（ｂ）の移動の間または溶接される被加工物へのパイロットアークの移動の直後、好ましくはパイロットアークの移動の後になされる。
【００４６】
−溶接される被加工物は、チューブまたはパイプを得るように溶接される。
【００４７】
本発明はまた、自動車車体部品を形成する被加工物が、本発明によるハイブリッド溶接プロセスを実施することにより互いに溶接される、自動車車体部品を製造するための方法にも関する。
【００４８】
本発明は、添付の図１で例示されており、その図は、本発明によるハイブリッド溶接装置の一部を示し、その装置は通常、高エネルギーコヒーレント単色光線３を作り出すガスレーザー（ＣＯ2 レーザー）発振器、溶接されるチューブまたはパイプの反対側に位置する溶接ヘッドにレーザービーム３をもたらすための偏光鏡を備える光経路を備える。
【００４９】
溶接ヘッドは、通常、溶接される被加工物１０、１１の厚い部分で、そして組み合わせられる加工物のエッジの突き合わせ、ラップまたは他の形状で結合することにより得られる結合平面９で、１以上の焦点でレーザービーム３を集光するようにレンズまたは１以上の集光鏡を備える。
【００５０】
さらに、アークプラズマジェットは、電極１およびプラズマガス４により得られる。
【００５１】
レーザービーム３およびプラズマジェットは、溶接される被加工物のエッジを溶融させるのに十分な局所的なパワー密度の集中を引き出すためにノズル２の単一のオリフィスを介して互いに噴出するように溶接ヘッドで組み合わされる。
【００５２】
有効な点弧を得るために、電極１と接触させて、純粋なアルゴンまたは本質的にアルゴンを含むガス混合物、典型的には７０から１００体積％のアルゴンを導入し、残部は可能的にはヘリウム、水素またはいずれか他の適切な非酸化性ガスまたはガス混合物であることが必要であることが本発明の発明者により立証された。
【００５３】
添付の図１に見られ得るように、供給源４に由来するこのガス状点弧組成物は、前記非消耗性電極１およびノズル２の間のパイロットアークを点弧するように電極１のすぐ近くのおよび／または回りの溶接ヘッドに導入される。
【００５４】
次いで、このパイロットアークが正確に点弧されるとき、互いに溶接される被加工物に移され、溶接ヘッドのノズル２の単一のオリフィスを介して放出される。
【００５５】
次いで、遮蔽ガス供給源５に由来する遮蔽ガスは、溶接プールを遮蔽するために導入される、すなわち、溶接されたジョイントが形成される。
【００５６】
この遮蔽ガスは、ヘリウムまたはヘリウムに基づくガス混合物から本発明により形成され、その遮蔽ガスは、好ましくは５０から１００体積％のヘリウムを含み、残部は、可能的には、アルゴン、水素またはいずれか他の適切なガスまたはガス混合物である。
【００５７】
この方式で事態を進行させることにより、その条件は、遮蔽ガス由来の有害なプラズマが金属蒸気プラズマと接触して生成しないようになり、それゆえ、レーザー光線３の大部分が吸収されなくなる。
【００５８】
ガス流は、正確な点弧が起きるまで、プラズマガス（４）を溶接ヘッドに供給するような方式で通常のコントロールユニット６により処理され、一方、一旦パイロット電気アークがコントロールユニット６により検出されると、コントロールユニットは、例えば、パイロットアークを点弧するために用いられる主にアルゴンを含むガス雰囲気から溶接のために用いられ得る主にヘリウムを含むガス雰囲気に変更するためにヘッドの中のヘリウム含量を増加させるためにシールドガス（５）を発射させるようにソレノイド弁（図示せず）を開く。
【００５９】
点弧サイクルは、例えば、以下の通りである。
【００６０】
−電極の周りのプラズマガス４、例えば、約５  ｌ／ｍｉｎの流量を有するアルゴンの流入を可能とする弁の開放。
【００６１】
−次いで、パイロットアークを点弧するための電極とノズルの間の低いアンペア数の電流の供給。
【００６２】
−パイロットアークが検出されたときには、溶接ヘッドは、形成される溶接プールを遮蔽するように２０  ｌ／ｍｉｎの流量で遮蔽ガス、例えばヘリウムの注入によりプラズマを発生させるように溶接される被加工物にもたらされる。
【００６３】
−次いで、レーザービーム３が射出され、そのとき強度はその溶接整定値を取り、レーザービームはアークプラズマと組み合わせられる。
【００６４】
それゆえ、プラズマアークを作り出すように、溶接される加工物まで溶接ヘッドをもたらす動作は、パイロットアークが検出されてのち有利に実施され、好ましくは、前記動作は、少なくとも５０体積％ヘリウムを含むガス状遮蔽雰囲気の注入とほとんど同時に実施される。
【００６５】
さらに、レーザービームについては、これは、ビームが、プラズマアークが形成された後プラズマアークと組み合わさるように、プラズマアークの形成と同時にかまたは後に射出される、すなわち、溶融される領域に誘導されるかまたは送射される。
【００６６】
本発明は、軸方向またはらせん状溶接によるチューブもしくはパイプの、または自動車車体部品の少なくとも一部を構成することが意図されるテイラードブランクの溶接に特に適用可能である。
【００６７】
それゆえ、本発明はまた、チューブまたはパイプのエッジが、本発明によるハイブリッド溶接プロセスを実施することにより互いに溶接される、長手軸方向またはらせん状に溶接されたチューブまたはパイプを製造するための方法にも関する。
【００６８】
本発明は、同一または異なる厚さおよび／または同一または異なる冶金学的組成もしくは冶金学的グレードおよび／または同一または異なる厚さを有する金属加工物をハイブリッド溶接することにより互いに結合させるために用いられ得る。
【００６９】
加えて、用いられる溶接方法および調製物に応じて、溶接されるジョイントは、しばしば、「ステップ」の創出をもたらす、溶接される被加工物のそれぞれの上方平面の間の水準の差により特徴付けられる。しかしながら、逆の状況、すなわち、上方平面は面一であるが、その下方平面は同じ水準になく、「ステップ」が溶接されるジョイントの反対側に位置する、テイラードブランクタイプのジョイントにも遭遇し得る。
【００７０】
この種の溶接は、一旦溶接されると被加工物がその最終形態、例えば、車体の製造で組み込まれる様々の部品、および特にドア、ルーフ、フードとトランク、または内装の構造部品を与えるために延伸される、自動車産業でしばしば見られる。
【００７１】
もちろん、全ての場合に、溶接される加工物および溶接ヘッドは、一方に対して他方が相対的な移動の動きを被るようにされる、すなわち、加工物が静止し、溶接ヘッドが動くかまたはその逆である。
【００７２】
さらに、溶接相が特に溶接される直径および厚さに依存して１以上の経路で実施され得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の溶接の具体例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…電極、２…ノズル、３…高エネルギービーム、４…プラズマガス、６…コントロールユニット、９…結合平面、１０，１１…被加工物
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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2005501736.tif 000006
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2005501736.tif 000008
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【国際調査報告】
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