(57)【要約】【課題】溶接裕度と共に生産性にも優れた金属部材の突合せレーザ溶接方法を提供すること。【解決手段】金属部材１０、２０同士の突合せ面を繰り返し横切るようにレーザビームＬＢを走査させ、金属部材１０、２０同士を溶接する金属部材の突合せレーザ溶接方法である。突合せ面を横切るようにレーザビームＬＢを走査させる際、突合せ面に近い程、レーザビームＬＢの照射エネルギー密度を大きくする。金属部材１０、２０に形成される溶融池の底面Ｂ１、Ｂ２を突合せ面に向かって下るように傾斜させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材同士の突合せ面を繰り返し横切るようにレーザビームを走査させ、前記金属部材同士を溶接する金属部材の突合せレーザ溶接方法であって、
前記突合せ面を横切るように前記レーザビームを走査させる際、
前記突合せ面に近い程、前記レーザビームの照射エネルギー密度を大きくする、
金属部材の突合せレーザ溶接方法。
【請求項２】
ガルバノスキャナによって前記レーザビームを走査させ、
前記突合せ面に近い程、前記レーザビームの走査速度を遅くすることによって、前記照射エネルギー密度を大きくする、
請求項１に記載の金属部材の突合せレーザ溶接方法。
【請求項３】
前記突合せ面を横切るように前記レーザビームを蛇行させつつ、前記突合せ面に沿って前記レーザビームを走査させる、
請求項１又は２に記載の金属部材の突合せレーザ溶接方法。
【請求項４】
溶接中に、前記突合せ面において前記レーザビームをこれから走査させる部位のギャップを検出し、
前記ギャップが大きい程、前記突合せ面を横切る前記レーザビームのスイング幅が大きくなるように、検出した前記ギャップに基づいて前記スイング幅を変更する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属部材の突合せレーザ溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部材の突合せレーザ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板などの金属部材同士を突合せてレーザ溶接する場合、突合せ面のギャップ（隙間）や段差がばらつくため、ギャップや段差が大きな部位では、溶接できなかったり充分な喉厚が得られずに、溶接欠陥が発生する虞があった。そのため、ギャップや段差に対する溶接裕度に優れた突合せレーザ溶接方法が望まれている。
そこで、特許文献１に開示された突合せレーザ溶接方法では、一方の金属部材の突合せ面に鋭角コーナー部を形成し、他方の金属部材の突合せ面から当該鋭角コーナーを突出させ、そこにレーザビームを照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０２７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、特許文献１に開示された金属部材の突合せレーザ溶接方法に関し、以下の問題点を見出した。
特許文献１に開示された突合せレーザ溶接方法では、突合せ面から突出した鋭角コーナーが優先的に溶融してギャップに流れ込むため、ギャップに対する溶接裕度が向上するものと考えられる。
しかしながら、一方の金属部材の突合せ面に鋭角コーナー部を形成するための加工が必要となり、生産性に劣るという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、溶接裕度と共に生産性にも優れた金属部材の突合せレーザ溶接方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る突合せレーザ溶接方法は、
金属部材同士の突合せ面を繰り返し横切るようにレーザビームを走査させ、前記金属部材同士を溶接する金属部材の突合せレーザ溶接方法であって、
前記突合せ面を横切るように前記レーザビームを走査させる際、
前記突合せ面に近い程、前記レーザビームの照射エネルギー密度を大きくするものである。
【０００７】
本発明の一態様に係る突合せレーザ溶接方法では、突合せ面を横切るようにレーザビームを走査させる際、金属部材同士の突合せ面に近い程、レーザビームの照射エネルギー密度を大きくする。そのため、突合せた金属部材のそれぞれに形成される溶融池の底面を突合せ面に向かって下るように傾斜させることができる。その結果、金属部材のそれぞれに形成される溶融池が重力によってギャップに向かって流れ込み、互いに結合し易くなるため、ギャップや段差に対する溶接裕度が向上する。また、突合せ面に特殊な加工も不要であり、生産性にも優れている。すなわち、溶接裕度と共に生産性にも優れている。
【０００８】
ガルバノスキャナによって前記レーザビームを走査させ、前記突合せ面に近い程、前記レーザビームの走査速度を遅くすることによって、前記照射エネルギー密度を大きくしてもよい。高速かつ容易にレーザビームの走査速度を変化させ、照射エネルギー密度を変化させることができる。
【０００９】
また、前記突合せ面を横切るように前記レーザビームを蛇行させつつ、前記突合せ面に沿って前記レーザビームを走査させてもよい。レーザビームが溶融池を横切ることがなく、スパッタの発生を抑制することができる。
【００１０】
溶接中に、前記突合せ面において前記レーザビームをこれから走査させる部位のギャップを検出し、前記ギャップが大きい程、前記突合せ面を横切る前記レーザビームのスイング幅が大きくなるように、検出した前記ギャップに基づいて前記スイング幅を変更してもよい。ギャップに対する溶接裕度をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、溶接裕度と共に生産性にも優れた金属部材の突合せレーザ溶接方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法を示す模式斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法における溶接中の様子を示すイメージ断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法における溶接後の様子を示す模式断面図である。
【図４】比較例に係る突合せレーザ溶接方法における溶接中の様子を示すイメージ断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法における入熱量Ｑをイメージ断面図である。
【図６】実施例に係る突合せレーザ溶接方法におけるレーザビームＬＢの走査軌跡ＳＴを示す模式平面図である。
【図７】比較例に係る突合せレーザ溶接方法におけるレーザビームＬＢの走査軌跡ＳＴを示す模式平面図である。
【図８】比較例及び実施例における溶接中の溶融池からスパッタの発生状況を示すマクロ写真である。
【図９】比較例及び実施例のギャップ及び段差に対する溶接裕度を示すマップである。
【図１０】図９のグラフに示したギャップ及び段差の条件Ａ、Ｂにおける比較例及び実施例に係る溶接部３０のミクロ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１４】
（第１の実施形態）
＜突合せレーザ溶接方法＞
まず、図１〜図３を参照して、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法について説明する。図１は、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法を示す模式斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法における溶接中の様子を示すイメージ断面図である。図３は、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法における溶接後の様子を示す模式断面図である。
なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
【００１５】
図１に示すように、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法では、金属部材１０と金属部材２０との突合せ面を繰り返し横切るようにレーザビームＬＢを照射しながら、溶接部３０を突合せ面に沿って成長させる。金属部材１０、２０は、特に限定されないが、例えば自動車用の鋼板やアルミニウム板などである。レーザ溶接装置をしては、例えば、ガルバノスキャナが搭載されたリモートレーザ溶接装置を用いることができる。ガルバノスキャナによって、レーザビームＬＢを高速に走査させることができる。なお、図１の溶接部３０には、溶融前の金属部材１０、２０の輪郭が二点鎖線によって示されている。
【００１６】
図１の例では、金属部材１０、２０は共にｙ軸方向に延びた板状部材である。ここで、金属部材１０は、主面が水平面（ｘｙ平面）に垂直になるように固定されており、金属部材２０は、主面が水平面（ｘｙ平面）と平行になるように固定されている。そして、金属部材１０の主面の上端部と金属部材２０の端面とを突合せ、金属部材１０の上端面から金属部材２０の上面（上側の主面）に亘って、レーザビームＬＢを走査している。具体的には、ｘ軸方向に蛇行させつつｙ軸方向に進行するようにレーザビームＬＢを走査している。図１では、レーザビームＬＢの走査軌跡ＳＴが太い実線で示されている。
【００１７】
なお、レーザビームＬＢの走査軌跡ＳＴは、金属部材１０と金属部材２０との突合せ面を繰り返し横切る形状であれば特に限定されない。例えば、走査軌跡ＳＴは、ウィービングによるジグザグ状や、後述する図７に示したウォブリングによるらせん状などであってもよい。
【００１８】
図１に模式的に強調して示すように、金属部材１０と金属部材２０との突合せ面にはギャップＧが形成される。図１に示すように、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法によって形成された溶接部３０の底面Ｂ１（金属部材１０との界面）は、突合せ面に向かって下るように傾斜している。同様に、溶接部３０の底面Ｂ２（金属部材２０との界面）も、突合せ面に向かって下るように傾斜している。
【００１９】
以下に、図２、図３を参照して、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法の詳細について説明する。図２は、金属部材１０の上端面から金属部材２０の上面に亘って、レーザビームＬＢをｘ軸正方向に走査した様子を示している。図２に示すように、レーザビームＬＢの照射によって、金属部材１０の突合せ部が溶融し、溶融池Ｐ１が形成される。同様に、レーザビームＬＢの照射によって、金属部材２０の突合せ部が溶融し、溶融池Ｐ２が形成される。突合せ部を横切るようにレーザビームＬＢをｘ軸方向に走査することによって、溶融池Ｐ１、Ｐ２はｘ軸方向に揺動する。
なお、レーザビームＬＢをｘ軸負方向に走査する場合も同様であるため、説明を省略する。
【００２０】
溶融池Ｐ１、Ｐ２が揺動しながら結合することによって、金属部材１０、２０が溶接される。すなわち、溶融池Ｐ１、Ｐ２が結合した溶融池が凝固することによって、図３に示すように、溶接部３０が溶接後に形成される。なお、図２、図３には、溶融前の金属部材１０、２０の輪郭が二点鎖線によって示されている。
【００２１】
ここで、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法では、図２に示すように、金属部材１０にレーザビームＬＢを照射する際、突合せ面すなわちギャップＧに向かうにつれてレーザビームＬＢによる入熱量Ｑを大きくする。レーザビームＬＢによる入熱量Ｑが大きい程、金属部材１０における溶融深さも大きくなる。そのため、溶融池Ｐ１の底面Ｂ１が突合せ面に向かって下るように傾斜する。その結果、図２に白抜き矢印で示したように、重力によって溶融池Ｐ１がギャップＧに向かって流れ込み易くなる。
【００２２】
他方、金属部材２０にレーザビームＬＢを照射する際、突合せ面すなわちギャップＧから遠ざかるにつれてレーザビームＬＢによる入熱量Ｑを小さくする。換言すると、金属部材２０においても、突合せ面すなわちギャップＧに近い程、レーザビームＬＢによる入熱量Ｑを大きくする。レーザビームＬＢによる入熱量Ｑが大きい程、金属部材２０における溶融深さも大きくなる。そのため、溶融池Ｐ２の底面Ｂ２が突合せ面に向かって下るように傾斜する。その結果、図２に白抜き矢印で示したように、重力によって溶融池Ｐ２がギャップＧに向かって流れ込み易くなる。
【００２３】
ここで、図４は、比較例に係る突合せレーザ溶接方法における溶接中の様子を示すイメージ断面図である。図４は、図２に対応した図である。図４に示すように、比較例に係る突合せレーザ溶接方法では、レーザビームＬＢによる入熱量Ｑが一定であるため、溶融池Ｐ１１の底面Ｂ１１及び溶融池Ｐ２２の底面Ｂ２２が水平になる。そのため、溶融池Ｐ１１、Ｐ２２には、ギャップＧに向かって流れ込もうとする力は作用しない。なお、比較例でも、突合せ部を横切るようにレーザビームＬＢをｘ軸方向に走査することによって、溶融池Ｐ１、Ｐ２がｘ軸方向に揺動するため、溶融池Ｐ１１、Ｐ２２は結合し得る。
【００２４】
これに対し、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法では、図２に示すように、突合せた金属部材１０、２０において、突合せ面に近い程、レーザビームＬＢによる入熱量Ｑを大きくし、溶融池Ｐ１、Ｐ２の底面Ｂ１、Ｂ２を突合せ面に向かって下るように傾斜させる。その結果、重力によって溶融池Ｐ１、Ｐ２がギャップＧに向かって流れ込み、互いに結合し易くなるため、比較例に比べてギャップや段差に対する溶接裕度が向上する。また、突合せ面に特殊な加工も不要であり、生産性にも優れている。すなわち、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法は、溶接裕度と共に生産性にも優れている。
【００２５】
次に、図３を参照して、目標喉厚ｔ３を確保するためのレーザビームＬＢのスイング幅ｗｓの決定方法について説明する。例えば、目標喉厚ｔ３は、金属部材２０の厚さｔ２の７０％程度である。すなわち、例えば、ｔ３＝０．７ｔ２とする。
図３に示すように、スイング幅ｗｓは、金属部材１０の厚さｔ１と、ギャップ幅ｇと、金属部材２０の溶融幅ｗｍとの合計値であり、次式（１）により表すことができる。
ｗｓ＝ｔ１＋ｇ＋ｗｍ・・・（１）
【００２６】
すなわち、金属部材２０の溶融幅ｗｍを決定すれば、スイング幅ｗｓを決定することができる。ここで、理想的には、図３に二点鎖線で示した金属部材１０の溶融部の断面積Ｓ１と金属部材２０の溶融部の断面積Ｓ２との合計と、溶接部３０の断面積Ｓ３とは一致する。そのため、この幾何学的な関係から、スイング幅ｗｓを決定することができる。
【００２７】
金属部材１０の溶融部の断面は三角形状であって、その断面積Ｓ１は、金属部材１０の厚さｔ１と、金属部材２０の厚さｔ２と、金属部材１０と金属部材２０との段差ｈとを用いて、次式（２）により表すことができる。
Ｓ１＝ｔ１（ｔ２＋ｈ）／２・・・（２）
【００２８】
金属部材２０の溶融部の断面も三角形状であって、その断面積Ｓ２は、金属部材２０の厚さｔ２と、金属部材２０の溶融幅ｗｍとを用いて、次式（３）により表すことができる。
Ｓ２＝ｔ２×ｗｍ／２・・・（３）
【００２９】
図３に示すように、溶接部３０の断面積Ｓ３は、底辺ｔ３、高さｔ１の三角形の面積と、底辺ｔ３、高さｗｍの三角形の面積と、縦ｔ３、横ｇの長方形の面積との合計である。そのため、次式（４）により表すことができる。
Ｓ３＝ｔ３×ｔ１／２＋ｔ３×ｗｍ／２＋ｔ３×ｇ・・・（４）
【００３０】
上述の通り、断面積Ｓ１、Ｓ２の合計が断面積Ｓ３に等しいから、式（２）〜式（４）から次式（５）が成立する。
ｔ１（ｔ２＋ｈ）／２＋ｔ２×ｗｍ／２
＝ｔ３×ｔ１／２＋ｔ３×ｗｍ／２＋ｔ３×ｇ・・・（５）
【００３１】
式（５）を溶融幅ｗｍについて解くと、次式（６）が得られる。
ｗｍ＝｛２ｇ×ｔ３＋ｔ１（ｔ３−ｔ２−ｈ）｝／（ｔ２−ｔ３）・・・（６）
そして、式（１）に式（６）を代入すれば、次式（７）によりスイング幅ｗｓが得られる。
ｗｓ＝ｔ１＋ｇ＋｛２ｇ×ｔ３＋ｔ１（ｔ３−ｔ２−ｈ）｝／（ｔ２−ｔ３）・・・（７）
【００３２】
式（７）から、ギャップ幅ｇが大きい程、スイング幅ｗｓを大きくすればよいことが分かる。他方、式（７）から、段差ｈが小さい程、スイング幅ｗｓを大きくすればよいことが分かる。なお、図３から明らかなように、ギャップ幅ｇは負の値になり得ないが、段差ｈは負の値になり得る。
【００３３】
想定される最大のギャップ幅ｇ及び最小の段差ｈから式（７）を用いてスイング幅ｗｓを決定し、スイング幅ｗｓを固定値としてもよい。あるいは、溶接中に、トラッキングセンサなどによって、これから溶接する部位のギャップ幅ｇ、段差ｈを検出しつつ、式（７）を用いてスイング幅ｗｓを随時フィードバック制御してもよい。
【００３４】
次に、図５を参照して、溶融池Ｐ１の底面Ｂ１を突合せ面に向かって下るように傾斜させるための入熱量Ｑの制御方法について説明する。図５は、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法における入熱量Ｑをイメージ断面図である。図５の例では、レーザビームＬＢのスポット径ｄｓによって金属部材１０の厚さｔ１を分割して入熱量Ｑを制御している。
【００３５】
ここで、図５に示すように、金属部材１０の突合せ面と反対側の主面から数えてｎ（ｎは自然数）番目の入熱量Ｑｎについて考える。入熱量Ｑｎは、スポット面積Ｓｓ（＝πｄｓ２／４）を底面積とし、溶融深さＬｎを高さとする円柱状の金属を溶解するために必要な熱量である。従って、入熱量Ｑｎは、金属の密度ρ、融点Ｔｍ、融解熱ｃｍ、比熱ｃ、及び常温Ｔ０を用いて、次式（８）により表すことができる。
Ｑｎ＝ρ×Ｓｓ×Ｌｎ×｛ｃ×（Ｔｍ−Ｔ０）＋ｃｍ｝・・・（８）
【００３６】
他方、レーザビームＬＢの照射エネルギーが全て入熱量Ｑｎとして消費されると仮定すると、入熱量Ｑｎは、レーザビームＬＢの照射エネルギー密度Ｅとスポット面積Ｓｓの積であるから、以下の次式（９）により表すことができる。
Ｑｎ＝Ｅ×Ｓｓ・・・（９）
【００３７】
式（８）、式（９）から次式（１０）が成立する。
ρ×Ｓｓ×Ｌｎ×｛ｃ×（Ｔｍ−Ｔ０）＋ｃｍ｝＝Ｅ×Ｓｓ・・・（１０）
式（１０）を溶融深さＬｎについて解くと、次式（１１）が得られる。
Ｌｎ＝Ｅ／［ρ｛ｃ×（Ｔｍ−Ｔ０）＋ｃｍ｝］・・・（１１）
【００３８】
式（１１）に示すように、溶融深さＬｎは、照射エネルギー密度Ｅに比例する。従って、図５に示すように、溶融深さを徐々に深くするには、照射エネルギー密度Ｅを徐々に大きくすればよい。ここで、一般的に、照射エネルギー密度Ｅは、レーザ出力Ｐ、走査速度ｖｓ、スポット径ｄｓを用いて、次式（１２）により表すことができる。
Ｅ＝Ｐ／（ｖｓ×ｄｓ）・・・（１２）
式（１１）、式（１２）から、溶融深さを深くするには、レーザ出力Ｐを大きくするか、走査速度ｖｓを遅くするか、スポット径ｄｓを小さくすればよいことが分かる。
【００３９】
（他の実施形態）
なお、例えば、図１において金属部材１０の下端部がｘ軸正方向に折れ曲がり断面Ｌ字状であるような場合（より具体的には、例えば溶接後の金属部材１０、２０が筒状体を構成するような場合）、ギャップＧを通過したレーザビームＬＢが金属部材１０の内面に照射され、部分的に溶融して傷付けられる虞がある。
【００４０】
そのため、レーザビームＬＢがギャップＧを通過する間、走査速度ｖｓを速くしたり、レーザ出力Ｐを小さくするなどして、照射エネルギー密度Ｅをできる限り小さくしてもよい。あるいは、金属部材１０において意図せずレーザビームＬＢが照射され得る部位に、レーザビームＬＢから金属部材１０を保護する保護板を設けておいてもよい。さらに、金属部材１０における当該部位の肉厚を他の部位よりも厚くしておいてもよい。
また、金属部材１０において意図せずレーザビームＬＢが照射され得る部位には、位置決め用の穴やピンなどを設けないことが好ましい。
【実施例】
【００４１】
以下に、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法について、比較例及び実施例を挙げて詳細に説明する。しかしながら、第１の実施形態に係る突合せレーザ溶接方法は、以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００４２】
＜試験条件＞
まず、比較例及び実施例に係る突合せレーザ溶接方法の試験条件について説明する。比較例及び実施例に係る突合せレーザ溶接方法において、図３に示したギャップ幅ｇと段差ｈとを変化させて、溶接裕度を調査した。ギャップ幅ｇは、０〜１．０ｍｍまで０．２ｍｍ間隔で変化させた。段差ｈは、−０．５〜０．５ｍｍまで０．２ｍｍ間隔で変化させた。金属部材１０の厚さｔ１及び金属部材２０の厚さｔ２をいずれも２．３ｍｍとし、各条件において３回ずつ溶接した。図３に示した目標喉厚ｔ３を金属部材２０の厚さｔ２の７０％とし、喉厚が３回とも目標喉厚ｔ３以上であった場合に溶接可能と判定した。
【００４３】
表１は、比較例及び実施例に係る突合せレーザ溶接方法の試験条件をまとめて示した表である。表１に示すように、比較例及び実施例に係る突合せレーザ溶接方法のいずれにおいても、レーザ出力Ｐは６０００Ｗとし、デフォーカス量は２０ｍｍとした。
【００４４】
【表１】
2019171425.tif 000003
【００４５】
図６は、実施例に係る突合せレーザ溶接方法におけるレーザビームＬＢの走査軌跡ＳＴを示す模式平面図である。図６、表１に示すように、実施例では、ピッチｐを０．２８５ｍｍ、スイング幅ｗｓを５．６７ｍｍとして、ｘ軸方向にレーザビームＬＢを蛇行させつつｙ軸方向に溶接した。レーザビームＬＢの走査速度ｖｓは、図６に示した中央部において１９．５ｍ／ｍｉｎ、端部において１２８．１ｍ／ｍｉｎとなるように徐々に変化させた。ｙ軸方向の溶接速度ｖｗは、１．６３ｍ／ｍｉｎであった。
【００４６】
図７は、比較例に係る突合せレーザ溶接方法におけるレーザビームＬＢの走査軌跡ＳＴを示す模式平面図である。図７、表１に示すように、比較例では、ピッチｐを１．０ｍｍ、スイング幅ｗｓを４．６ｍｍ、進行方向幅ｗｔを２．０ｍｍとして、レーザビームＬＢをらせん状に走査させつつｙ軸方向に溶接した。レーザビームＬＢの走査速度ｖｓは、１６．１ｍ／ｍｉｎとした。ｙ軸方向の溶接速度ｖｗは、１．５ｍ／ｍｉｎであった。
【００４７】
＜試験結果＞
図８は、比較例及び実施例における溶接中の溶融池からスパッタの発生状況を示すマクロ写真である。図８に示すように、実施例に係る突合せレーザ溶接方法では、比較例に比べ、スパッタの発生が少なかった。図７に示すように、比較例ではレーザビームＬＢの走査軌跡ＳＴがらせん状である。そのため、レーザビームＬＢが溶融池を横切った際にスパッタが発生し易い。これに対し、図６に示すように、実施例ではレーザビームＬＢの走査軌跡ＳＴを蛇行させるため、レーザビームＬＢが溶融池を横切ることがなく、スパッタの発生が抑制される。
【００４８】
次に、図９は、比較例及び実施例のギャップ及び段差に対する溶接裕度を示すマップである。図９の横軸はギャップ幅ｇ（ｍｍ）、縦軸は段差ｈ（ｍｍ）を示している。黒丸印が比較例において溶接可能な条件を示している。一方、白丸印は実施例において溶接可能な条件を示している。図９に示すように、実施例では、比較例において溶接不可能であった条件においても溶接可能となり、比較例に比べてギャップ及び段差に対する溶接裕度が格段に向上した。
【００４９】
図１０は、図９のグラフに示したギャップ及び段差の条件Ａ、Ｂにおける比較例及び実施例に係る溶接部３０のミクロ写真である。比較例については、図１０に示すように、条件Ａでは溶接可能であったが、条件Ｂにおいては溶融池が結合せずに溶接不可能であった。他方、実施例では、図１０に示すように、条件Ａ、Ｂのいずれにおいても溶接可能であった。
【００５０】
実施例では、突合せ面近傍において入熱量Ｑを大きくするため、レーザビームＬＢの走査速度ｖｓを突合せ面近傍（図６における中央部）に近い程遅くしている。その結果、図１０に示すように、条件Ａ、Ｂのいずれにおいても、溶融池すなわち溶接部３０の底面Ｂ１、Ｂ２を、突合せ面に向かって下るように傾斜させることができた。実施例では、図２を参照して説明した通り、重力によって溶融池Ｐ１、Ｐ２がギャップＧに向かって流れ込み、互いに結合し易くなるため、比較例に比べてギャップや段差に対する溶接裕度が向上したものと推察される。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０、２０  金属部材
３０  溶接部
Ｂ１、Ｂ２  底面
ＬＢ  レーザビーム
Ｐ１、Ｐ２  溶融池
ＳＴ  走査軌跡
【図１】
2019171425.tif 000004
【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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