(57)【要約】【課題】スパッタ、プラズマ、プルーム、ヒューム等の副次物の影響を低減し、レーザ光学系の汚損及び溶接欠陥の低減を図ることができる、ハイブリッド溶接装置を提供する。【解決手段】レーザヘッド２は、レーザ光Ｌの光路を形成するレーザノズル２１と、レーザノズル２１の先端側にレーザ光Ｌと干渉しないように配置された第一整流板２２と、第一整流板２２に沿って圧縮空気を噴射する第一エアナイフ２３と、第一整流板２２と溶接部Ｐとの間にレーザ光Ｌと干渉しないように配置された第二整流板２４と、第二整流板２４に沿って圧縮空気を噴射する第二エアナイフ２５と、を備え、第一整流板２２及び第二整流板２４は、レーザ光Ｌの光軸及び溶接方向Ｗに対して垂直な方向Ｅに長い形状を有し、第二整流板２４は、溶接トーチ３の先端を挿通可能なトーチ用開口部２４４を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ溶接とアーク溶接とを併用して溶接するハイブリッド溶接装置において、
溶接部にレーザ光を照射するレーザヘッドと、
前記溶接部に溶加材を供給する溶接トーチと、を含み、
前記レーザヘッドは、前記レーザ光の光路を形成するレーザノズルと、該レーザノズルの先端側に前記レーザ光と干渉しないように配置された第一整流板と、該第一整流板に沿って圧縮空気を噴射する第一エアナイフと、前記第一整流板と前記溶接部との間に前記レーザ光と干渉しないように配置された第二整流板と、該第二整流板に沿って圧縮空気を噴射する第二エアナイフと、を備え、
前記第一整流板及び前記第二整流板は、前記レーザ光の光軸及び溶接方向に対して垂直な方向に長い形状を有し、
前記第二整流板は、前記溶接トーチの先端を挿通可能なトーチ用開口部を備える、
ことを特徴とするハイブリッド溶接装置。
【請求項２】
前記第一エアナイフは前記第一整流板の長手方向に圧縮空気を噴射し、前記第二エアナイフは前記第二整流板の長手方向に圧縮空気を噴射するように配置されている、請求項１に記載のハイブリッド溶接装置。
【請求項３】
前記第一整流板は、前記レーザノズル側に配置される第一平面部と、該第一平面部に対して前記溶接部側に対峙するように配置される第二平面部と、前記第一平面部及び前記第二平面部の長手方向の片側の側面を連結する連結部と、を備え、前記第一平面部及び前記第二平面部は、前記レーザ光を通過させるレーザ用開口部を有している、請求項１に記載のハイブリッド溶接装置。
【請求項４】
前記第二整流板は、前記溶接部の上方に配置される正面部と、該正面部の長手方向の両側の側面に沿って配置された一対の側面部と、を備え、前記正面部は、前記レーザ光を通過させるレーザ用開口部と前記トーチ用開口部とを有している、請求項１に記載のハイブリッド溶接装置。
【請求項５】
前記ハイブリッド溶接装置は、前記第一整流板と前記第二整流板とを連結するブラケットを備える、請求項１に記載のハイブリッド溶接装置。
【請求項６】
前記ハイブリッド溶接装置は、前記第一整流板と前記第二整流板との間に配置され、前記レーザ光の光路を形成する先端ノズルを備える、請求項１に記載のハイブリッド溶接装置。
【請求項７】
前記ハイブリッド溶接装置は、前記トーチ用開口部と前記溶接トーチとの隙間を埋める絶縁材を備える、請求項１に記載のハイブリッド溶接装置。
【請求項８】
前記ハイブリッド溶接装置は、前記レーザノズルに配置されたゲートバルブを備える、請求項１に記載のハイブリッド溶接装置。
【請求項９】
前記第二整流板は、前記第一整流板よりも長く形成されている、請求項１に記載のハイブリッド溶接装置。
【請求項１０】
前記第一エアナイフから噴射される圧縮空気の流量は、前記第二エアナイフから噴射される圧縮空気の流量よりも大きく設定されている、請求項１に記載のハイブリッド溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド溶接装置に関し、特に、レーザ溶接とアーク溶接とを複合させたハイブリッド溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ溶接とアーク溶接を複合させたハイブリッド溶接（いわゆる、レーザ・アークハイブリッド溶接）は、溶込み深さを深くすることができる、高速化が可能である、入熱が低く溶接変形を抑制することができる等、アーク溶接とレーザ溶接の両方の長所を併せ持つことから、大型構造物の溶接に適している。
【０００３】
例えば、特許文献１には、レーザ溶接ヘッドのレーザ光照射口と被溶接物とのなす空間に、レーザ光と干渉しないように被溶接物とほぼ平行な保護筒を配置して、その保護筒のなかに第１のエアシャッターを形成するとともに、第１のエアシャッターと交差しつつ保護筒の上方から溶接進行方向に向けて斜め下方を指向する空気の流れをもって第２のエアシャッターを形成することが開示されている。かかる発明では、第１のエアシャッター及び第２のエアシャッターの相乗効果によりスパッタの飛散方向を偏向させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１９１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に、溶接中に、スパッタ（飛散した溶融金属の微小粒子）、プラズマ、プルーム（プラズマの気流）、ヒューム（蒸化した溶融金属）等の副次物が発生した場合には、種々の不具合を生じやすいことが知られている。例えば、スパッタ、プルーム、ヒューム等がレーザ光学系（集光レンズ、保護ガラス等）の表面に到達した場合には、その表面で冷却され固化・付着し、レーザ光学系の表面を汚損してしまう。
【０００６】
また、溶接中にプラズマやプルームが発生した場合には、レーザ光の吸収、屈折、散乱等が生じてレーザのエネルギー密度が減少し、溶込み深さが浅くなってしまう。また、プラズマやプルームの状態変動によって、レーザのエネルギー密度に揺らぎを生じ、溶接欠陥を生じやすくなってしまう。
【０００７】
特許文献１に記載された発明は、保護筒内に圧縮空気を噴射することによって第１のエアシャッターを形成し、保護筒の上方から保護筒内に斜め下方に圧縮空気を噴射することによって第２のエアシャッターを形成している。しかしながら、第１のエアシャッターの圧縮空気に第２のエアシャッターの圧縮空気を衝突させていることから、第１のエアシャッターによる圧縮空気の流れが阻害され、エアシャッターとしての機能が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
また、特許文献１に記載された発明では、保護筒の側面に形成された空気取り入れ口から積極的に周囲の空気を保護筒内に取り込むようにしているが、このような空気の流れは溶接部付近において空気の流れを生じさせることとなり、プラズマやプルームの状態を大きく変動させたり、溶融池の状態を不安定にさせたりする要因となってしまうという問題がある。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、スパッタ、プラズマ、プルーム、ヒューム等の副次物の影響を低減し、レーザ光学系の汚損及び溶接欠陥の低減を図ることができる、ハイブリッド溶接装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、レーザ溶接とアーク溶接とを併用して溶接するハイブリッド溶接装置において、溶接部にレーザ光を照射するレーザヘッドと、前記溶接部に溶加材を供給する溶接トーチと、を含み、前記レーザヘッドは、前記レーザ光の光路を形成するレーザノズルと、該レーザノズルの先端側に前記レーザ光と干渉しないように配置された第一整流板と、該第一整流板に沿って圧縮空気を噴射する第一エアナイフと、前記第一整流板と前記溶接部との間に前記レーザ光と干渉しないように配置された第二整流板と、該第二整流板に沿って圧縮空気を噴射する第二エアナイフと、を備え、前記第一整流板及び前記第二整流板は、前記レーザ光の光軸及び溶接方向に対して垂直な方向に長い形状を有し、前記第二整流板は、前記溶接トーチの先端を挿通可能なトーチ用開口部を備える、ことを特徴とするハイブリッド溶接装置が提供される。
【００１１】
前記第一エアナイフは前記第一整流板の長手方向に圧縮空気を噴射し、前記第二エアナイフは前記第二整流板の長手方向に圧縮空気を噴射するように配置されていてもよい。
【００１２】
前記第一整流板は、前記レーザノズル側に配置される第一平面部と、該第一平面部に対して前記溶接部側に対峙するように配置される第二平面部と、前記第一平面部及び前記第二平面部の長手方向の片側の側面を連結する連結部と、を備え、前記第一平面部及び前記第二平面部は、前記レーザ光を通過させるレーザ用開口部を有していてもよい。
【００１３】
前記第二整流板は、前記溶接部の上方に配置される正面部と、該正面部の長手方向の両側の側面に沿って配置された一対の側面部と、を備え、前記正面部は、前記レーザ光を通過させるレーザ用開口部と前記トーチ用開口部とを有していてもよい。
【００１４】
前記ハイブリッド溶接装置は、前記第一整流板と前記第二整流板とを連結するブラケットを備えていてもよい。
【００１５】
前記ハイブリッド溶接装置は、前記第一整流板と前記第二整流板との間に配置され、前記レーザ光の光路を形成する先端ノズルを備えていてもよい。
【００１６】
前記ハイブリッド溶接装置は、前記トーチ用開口部と前記溶接トーチとの隙間を埋める絶縁材を備えていてもよい。
【００１７】
前記ハイブリッド溶接装置は、前記レーザノズルに配置されたゲートバルブを備えていてもよい。
【００１８】
前記第二整流板は、前記第一整流板よりも長く形成されていてもよい。
【００１９】
前記第一エアナイフから噴射される圧縮空気の流量は、前記第二エアナイフから噴射される圧縮空気の流量よりも大きく設定されていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
上述した本発明に係るハイブリッド溶接装置によれば、溶接部とレーザヘッドとの間に、二層の整流板（第一整流板及び第二整流板）を配置し、これらの整流板に沿って各々に圧縮空気を流すようにしたことから、レーザ光学系に侵入するスパッタ、プルーム、ヒューム等の副次物を排除することができる。
【００２１】
また、溶接トーチを第二整流板に貫通させて、溶接トーチの外周を第二整流板で覆うことにより、第二エアナイフの圧縮空気が溶接トーチに衝突して生じる乱流が溶接部付近における空気に与える影響を低減することができる。したがって、溶接部付近における空気の乱れを抑制することができ、プラズマやプルームの状態を大きく変動させたり、溶融池の状態を不安定にさせたりすることがない。
【００２２】
その結果、本発明に係るハイブリッド溶接装置によれば、スパッタ、プラズマ、プルーム、ヒューム等の副次物の影響を低減し、レーザ光学系の汚損及び溶接欠陥の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド溶接装置の全体構成を示す側面図である。
【図２】図１に示したレーザヘッドを示す側面図である。
【図３】図１に示したレーザヘッドを示す上面図である。
【図４】第一整流板の構成を示す斜視図である。
【図５】第二整流板の構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は溶接トーチを設置した状態におけるトーチ用開口部の正面図、である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図５（Ｂ）を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド溶接装置の全体構成を示す側面図である。図２は、図１に示したレーザヘッドを示す側面図である。図３は、図１に示したレーザヘッドを示す上面図である。なお、図２及び図３において、位置関係を明確にするために、溶接トーチを一点鎖線で仮想的に図示してある。
【００２５】
本発明の一実施形態に係るハイブリッド溶接装置１は、例えば、図１〜図３に示したように、レーザ溶接とアーク溶接とを併用して溶接するハイブリッド溶接装置であって、溶接部Ｐにレーザ光Ｌを照射するレーザヘッド２と、溶接部Ｐに溶加材を供給する溶接トーチ３と、を含み、レーザヘッド２は、レーザ光Ｌの光路を形成するレーザノズル２１と、レーザノズル２１の先端側にレーザ光Ｌと干渉しないように配置された第一整流板２２と、第一整流板２２に沿って圧縮空気を噴射する第一エアナイフ２３と、第一整流板２２と溶接部Ｐとの間にレーザ光Ｌと干渉しないように配置された第二整流板２４と、第二整流板２４に沿って圧縮空気を噴射する第二エアナイフ２５と、を備え、第一整流板２２及び第二整流板２４は、レーザ光Ｌの光軸及び溶接方向Ｗに対して垂直な方向Ｅに長い形状を有し、第二整流板２４は、溶接トーチ３の先端を挿通可能なトーチ用開口部２４４を備えている。
【００２６】
図１に示した被溶接物４は、例えば、中空の筒形状を有する長尺の鋼構造物である。被溶接物４は、具体的には、クレーン車、高所作業車、橋梁点検車等の構成部品であるブームである。かかるブームは、近年、断面略Ｕ字形状を有する鋼材の開放側の両端部同士を突合せ溶接することによって長尺の筒形状に形成されている。なお、被溶接物４はブームや筒形状の構造物に限定されるものではない。
【００２７】
図１では、鋼材を上下に配置して側面部に形成される突合せ部を横向き溶接する場合を図示している。なお、本実施形態に係るハイブリッド溶接装置１は、鋼材を左右に配置して上面部に形成される突合せ部を下向き溶接する場合にも使用することができる。
【００２８】
図１に示したように、レーザヘッド２及び溶接トーチ３は、例えば、ロボットアーム５の先端に配置される。ロボットアーム５は、例えば、床面上を溶接方向Ｗに移動可能な台車６に載置されている。ロボットアーム５を制御することにより、レーザヘッド２及び溶接トーチ３の姿勢制御を行い、台車６を移動させながら被溶接物４の溶接を行う。
【００２９】
なお、レーザヘッド２及び溶接トーチ３を支持する構成は図示した構成に限定されるものではない。例えば、溶接方向に沿って配置されたレールにレーザヘッド２及び溶接トーチ３を姿勢制御可能に配置してもよい。
【００３０】
溶接トーチ３は、例えば、アーク溶接用のトーチである。溶接トーチ３は、支持部材３１によってロボットアーム５の先端又はレーザヘッド２に固定される。また、図示しないが、溶接トーチ３は、溶接ワイヤ送給装置によって溶加材（溶接ワイヤ）が供給されるように構成されている。また、溶接トーチ３は、レーザ光Ｌの光軸に対して傾斜した角度に配置される。
【００３１】
また、本実施形態に係るハイブリッド溶接装置１は、レーザ溶接を先行させ、アーク溶接を後行させるように構成されているが、かかる構成に限定されるものではない。例えば、ハイブリッド溶接装置１は、アーク溶接を先行させ、レーザ溶接を後行させる構成であってもよい。
【００３２】
レーザヘッド２は、図１に示したように、レーザノズル２１に接続される集光レンズユニット２６を備えていてもよい。集光レンズユニット２６は、複数のレンズを含み、照射されるレーザ光の径や焦点を調整する機能を有している。集光レンズユニット２６は、光ファイバを介してレーザ発振器（図示せず）に接続されている。
【００３３】
図２及び図３に示したレーザヘッド２は、説明の便宜上、集光レンズユニット２６の図を省略してある。レーザノズル２１は、図２及び図３に示したように、略円筒形状を有している。また、レーザノズル２１は、後端側に集光レンズユニット２６に接続するためのフランジ２１１を備えている。また、レーザノズル２１の先端側にはレーザ光Ｌの光路を遮断可能なゲートバルブ２７が配置されていてもよい。なお、ゲートバルブ２７は、レーザノズル２１の後端側又は中間部に配置されていてもよい。
【００３４】
ゲートバルブ２７は、レーザ光Ｌの照射時には光路を開放し、レーザ光Ｌの照射を停止した直後に光路を閉鎖するように制御される。かかるゲートバルブ２７をレーザ光Ｌの光路中に配置することにより、レーザ光Ｌの照射を停止した後にレーザノズル２１内に吸い込まれて集光レンズユニット２６の表面に付着するプルームやヒューム等の副次物を排除することができる。なお、図２及び図３において、ゲートバルブ２７の駆動ユニットについては図を省略してある。
【００３５】
ここで、図４は、第一整流板２２の構成を示す斜視図である。第一整流板２２は、例えば、ＬＷ平面（レーザ光Ｌの光軸と溶接方向Ｗとによって構成される平面）における断面が略Ｕ字形状を有している。
【００３６】
具体的には、図２〜図４に示したように、第一整流板２２は、レーザノズル２１側に配置される第一平面部２２１と、第一平面部２２１に対して溶接部Ｐ側に対峙するように配置される第二平面部２２２と、第一平面部２２１及び第二平面部２２２の長手方向の片側の側面を連結する連結部２２３と、を備えている。なお、第一整流板２２は、第一平面部２２１、第二平面部２２２及び連結部２２３を溶接して形成してもよいし、一枚の金属板を屈曲させて形成してもよい。
【００３７】
図４に示したように、第一平面部２２１は、レーザ光Ｌを通過させる第一レーザ用開口部２２４を有している。また、第二平面部２２２は、レーザ光Ｌを通過させる第二レーザ用開口部２２５を有している。第一レーザ用開口部２２４及び第二レーザ用開口部２２５は、同軸上に配置されている。また、第二レーザ用開口部２２５の径は、第一レーザ用開口部２２４の径よりも小さく形成されていてもよい。
【００３８】
また、第一レーザ用開口部２２４は、第一平面部２２１の長手方向の中央部よりも圧縮空気を噴射する側（図４の下側）に近い位置に形成されていてもよい。かかる構成により、圧縮空気の出口を溶接部Ｐから遠ざけることができ、第一整流板２２から外部に放出された圧縮空気が溶接部Ｐ付近の空気に与える影響を低減することができる。第二レーザ用開口部２２５についても、第一レーザ用開口部２２４と同様に、第二平面部２２２の長手方向の中央部よりも圧縮空気を噴射する側（図４の下側）に近い位置に形成されていてもよい。
【００３９】
連結部２２３は、例えば、第一平面部２２１及び第二平面部２２２に対して垂直となるように配置されるが、かかる構成に限定されるものではない。例えば、連結部２２３は、外側に凸となるように湾曲した板材であってもよいし、第一平面部２２１及び第二平面部２２２の横幅の長さが一致していない場合には、斜めに配置するようにしてもよい。
【００４０】
また、第一整流板２２は、ゲートバルブ２７の筐体に接続するためのブラケット２２６を有していてもよい。図示しないが、ブラケット２２６は、レーザ光Ｌを通過させるレーザ用開口部を備えている。このレーザ用開口部は、第一レーザ用開口部２２４と一致する位置に形成されている。
【００４１】
また、第二レーザ用開口部２２５には、第一整流板２２と第二整流板２４との間に配置され、レーザ光Ｌの光路を形成する先端ノズル２２７が配置されていてもよい。先端ノズル２２７は、例えば、先端側が窄まった筒形状（円錐台筒形状等）を有している。かかる先端ノズル２２７を第二レーザ用開口部２２５に配置することにより、レーザ光Ｌの光路内に侵入するスパッタ、プルーム、ヒューム等を物理的に低減することができる。
【００４２】
また、先端ノズル２２７は、例えば、第二平面部２２２の内面に配置される支持部材２２８によって支持される。図示しないが、支持部材２２８は、レーザ光Ｌを通過させるレーザ用開口部を備えている。このレーザ用開口部は、第二レーザ用開口部２２５と一致する位置に形成されている。なお、先端ノズル２２７は、支持部材２２８を省略して第二平面部２２２の表面に直に接続するようにしてもよい。
【００４３】
第一エアナイフ２３は、例えば、図２及び図３に示したように、第一整流板２２を構成する第一平面部２２１の長手方向に沿って圧縮空気を噴射するエアノズル２３１と、圧縮空気を案内するガイド部材２３２と、を備えている。
【００４４】
ガイド部材２３２は、例えば、圧縮空気の噴射方向の両側に配置された壁部材と、レーザ光Ｌを通過させる開口部と、を備えている。壁部材は、第一レーザ用開口部２２４と干渉しない位置に配置される。かかるガイド部材２３２を配置することにより、圧縮空気の拡散を抑制し、第一整流板２２の長手方向に圧縮空気を効率よく流すことができる。また、ガイド部材２３２は、支持部材２２８に接続され支持されていてもよい。なお、ガイド部材２３２は、支持部材２２８ではなく、第一平面部２２１又は第二平面部２２２によって支持されていてもよい。
【００４５】
エアノズル２３１は、ガイド部材２３２に接続されており、例えば、図２に示したように、第一整流板２２の下端側から上端側に向って圧縮空気を噴射するように構成されている。また、エアノズル２３１は、第一整流板２２を構成する第一平面部２２１の内面に近接した位置に配置されている。このように、第一平面部２２１に近接した位置から第一平面部２２１に対して平行に圧縮空気を噴射することにより、圧縮空気はコアンダ効果によって第一平面部２２１の内面に沿って吸い付くように流れることとなる。したがって、レーザ光Ｌの光路上に整流された圧縮空気層を形成することができ、第一レーザ用開口部２２４を圧縮空気で遮蔽することができる。
【００４６】
ここで、図５は、第二整流板２４の構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は溶接トーチ３を設置した状態におけるトーチ用開口部の正面図、である。第二整流板２４は、例えば、ＬＷ平面における断面が略Ｃ字形状を有している。
【００４７】
具体的には、図２、図３及び図５（Ａ）に示したように、第二整流板２４は、溶接部Ｐの上方に配置される正面部２４１と、正面部２４１の長手方向の両側の側面に沿って配置された一対の側面部２４２と、を備えている。なお、第二整流板２４は、正面部２４１及び側面部２４２を溶接して形成してもよいし、一枚の金属板を屈曲させて形成してもよい。
【００４８】
側面部２４２は、例えば、正面部２４１に対して垂直となるように配置されるが、かかる構成に限定されるものではない。例えば、側面部２４２は、正面部２４１に対して鋭角又は鈍角を形成するように配置してもよいし、湾曲するように配置してもよい。
【００４９】
図５（Ａ）に示したように、正面部２４１は、レーザ光Ｌを通過させるレーザ用開口部２４３を有している。また、レーザ用開口部２４３は、第一整流板２２の第一レーザ用開口部２２４及び第二レーザ用開口部２２５と同軸上に配置されている。また、レーザ用開口部２４３の径は、第二レーザ用開口部２２５の径よりも小さく形成されていてもよい。
【００５０】
また、レーザ用開口部２４３は、正面部２４１の長手方向の中央部よりも圧縮空気を噴射する側（図５（Ａ）の下側）に近い位置に形成されていてもよい。かかる構成により、圧縮空気の出口を溶接部Ｐから遠ざけることができ、第二整流板２４から外部に放出された圧縮空気が溶接部Ｐ付近の空気に与える影響を低減することができる。
【００５１】
また、第二整流板２４の長手方向の長さをＥ２とし、第一整流板２２の長手方向の長さをＥ１とすれば、Ｅ２＞Ｅ１の関係を有するように、第一整流板２２及び第二整流板２４の長さを設定するようにしてもよい。このように、第二整流板２４を第一整流板２２よりも長く形成することにより、第二整流板２４から外部に放出される圧縮空気の出口を溶接部Ｐからより遠ざけることができる。
【００５２】
また、図５（Ａ）に示したように、正面部２４１には、溶接トーチ３の先端を挿通可能なトーチ用開口部２４４が形成されている。トーチ用開口部２４４は、レーザ用開口部２４３に近接した位置に形成される。
【００５３】
また、図５（Ｂ）に示したように、トーチ用開口部２４４に溶接トーチ３を挿通した際に形成される隙間を絶縁材２４５で埋めるようにしてもよい。図５（Ｂ）では、説明の便宜上、絶縁材２４５を灰色に塗り潰して図示してある。このようにトーチ用開口部２４４と溶接トーチ３との隙間を埋めることによって、この隙間から出入りする空気を遮断することができる。また、埋設材として絶縁材２４５を使用することにより、溶接トーチ３から第二整流板２４に流れる電流を遮断することができ、短絡の発生を抑制することができる。
【００５４】
また、図２及び図３に示したように、第二整流板２４は、第一整流板２２に連結するブラケット２４６を備えていてもよい。ブラケット２４６は、例えば、支持部材２２８に接続される。ブラケット２４６は、支持部材２２８と一体に形成されていてもよい。また、ブラケット２４６は、支持部材２２８ではなく、第一整流板２２の第二平面部２２２に接続されていてもよい。
【００５５】
第二エアナイフ２５は、例えば、図２及び図３に示したように、第二整流板２４を構成する正面部２４１の長手方向に沿って圧縮空気を噴射するエアノズル２５１を備えている。エアノズル２５１は、ブラケット２４６に接続されており、例えば、図２に示したように、第二整流板２４の下端側から上端側に向って圧縮空気を噴射するように構成されている。
【００５６】
また、エアノズル２５１は、第二整流板２４を構成する正面部２４１の内面に近接した位置に配置されている。このように、正面部２４１に近接した位置から正面部２４１に対して平行に圧縮空気を噴射することにより、圧縮空気はコアンダ効果によって正面部２４１の内面に沿って吸い付くように流れることとなる。したがって、レーザ光Ｌの光路上に整流された圧縮空気層を形成することができ、レーザ用開口部２４３を圧縮空気で遮蔽することができる。
【００５７】
また、第一エアナイフ２３から噴射される圧縮空気の流量は、第二エアナイフ２５から噴射される圧縮空気の流量よりも大きく設定されていてもよい。スパッタ、プルーム、ヒューム等は、溶接部Ｐから離れるほど冷却され金属粒子に固化しやすい。したがって、溶接部Ｐから離れた位置に配置される第一エアナイフ２３まで到達した副次物は、溶接部Ｐに近接した位置に配置される第二エアナイフ２５付近の副次物よりも運動エネルギーが高いことから、より強力な遮蔽能力が必要となる。
【００５８】
ところで、レーザ溶接とアーク溶接とを併用したハイブリッド溶接では、レーザ光Ｌの照射端部と近接した位置に溶接トーチが配置されている。したがって、溶接トーチと干渉しないように整流板を配置しようとすれば、整流板の横幅（短手方向の長さ）は狭くならざるを得ない。この場合、整流板は溶接部に近接した位置に配置されることから、整流板を回り込む空気の流れが形成され、スパッタ、プルーム、ヒューム等がレーザ光Ｌの照射端部に侵入しやすくなってしまう。
【００５９】
また、エアナイフの圧縮空気が溶接トーチと干渉する場合には乱流が形成され、その乱流によって溶接部付近の空気が乱されることとなる。この空気の乱れは、溶接部におけるプラズマやプルームの状態を大きく変動させたり、溶融池の状態を不安定にさせたりする要因となってしまう。
【００６０】
そこで、本実施形態に係るハイブリッド溶接装置１では、第二整流板２４によって、レーザ光Ｌの光路だけでなく溶接トーチ３の外周も覆うことにより、第二整流板２４の横幅を長く形成することができ、第二整流板２４を回り込む空気の流れを低減することができる。また、溶接トーチ３の先端のみを第二整流板２４から貫通させることによって、圧縮空気が溶接トーチ３と干渉して乱流が生じた場合であっても、その乱流が溶接部Ｐ付近の空気に与える影響を低減することができる。
【００６１】
上述した本実施形態に係るハイブリッド溶接装置１によれば、第一整流板２２及び第二整流板２４を配置したことによって、レーザ光学系に侵入するスパッタ、プルーム、ヒューム等の副次物を排除することができる。したがって、溶接時に生じる、スパッタ、プラズマ、プルーム、ヒューム等の副次物の影響を低減し、レーザ光学系の汚損及び溶接欠陥の低減を図ることができる。
【００６２】
本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ハイブリッド溶接装置
２  レーザヘッド
３  溶接トーチ
４  被溶接物
５  ロボットアーム
６  台車
２１  レーザノズル
２２  第一整流板
２３  第一エアナイフ
２４  第二整流板
２５  第二エアナイフ
２６  集光レンズユニット
２７  ゲートバルブ
３１  支持部材
２１１  フランジ
２２１  第一平面部
２２２  第二平面部
２２３  連結部
２２４  第一レーザ用開口部
２２５  第二レーザ用開口部
２２６  ブラケット
２２７  先端ノズル
２２８  支持部材
２３１  エアノズル
２３２  ガイド部材
２４１  正面部
２４２  側面部
２４３  レーザ用開口部
２４４  トーチ用開口部
２４５  絶縁材
２４６  ブラケット
２５１  エアノズル
【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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