(57)【要約】【課題】金属板の端部間の隙間管理を精度良く実施でき、健全な溶接部を形成できるレーザ溶接方法を提供する。【解決手段】レーザ溶接方法は、位置決め工程で位置決めされた第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２とをシャープレート３１と共にレーザビームＬ１の照射によって溶接する溶接工程と、を備える。位置決め工程は、先細りのテーパ部分４１ｂを有する位置決め部材４１を第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２との間に配置し、第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２とを位置決め部材４１のテーパ部分４１ｂにそれぞれ突き当てる突当工程と、位置決め部材４１を外し、端部１２，２２間にテーパ部分４１ｂの厚さに基づく隙間Ａを形成する隙間形成工程と、を備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属板の端部と第２の金属板の端部とを金属補強板の一面側で位置決めする位置決め工程と、
前記位置決め工程で位置決めされた前記第１の金属板の前記端部と前記第２の金属板の前記端部とを前記金属補強板と共にレーザビームの照射によって溶接する溶接工程と、を備え、
先細りのテーパ部分を有する位置決め部材を前記第１の金属板の前記端部と前記第２の金属板の前記端部との間に配置し、前記第１の金属板の前記端部と前記第２の金属板の前記端部とを前記位置決め部材の前記テーパ部分にそれぞれ突き当てる突当工程と、
前記第１の金属板の前記端部と前記第２の金属板の前記端部との間から前記位置決め部材を外し、前記端部間に前記テーパ部分の厚さに基づく隙間を形成する隙間形成工程と、を備えるレーザ溶接方法。
【請求項２】
前記位置決め工程は、前記突当工程の後、前記第１の金属板と前記第２の金属板とを前記金属補強板に対して押さえる押さえ工程を更に備える請求項１記載のレーザ溶接方法。
【請求項３】
前記溶接工程において、前記第１の金属板の前記端部と前記第２の金属板の前記端部との間の前記隙間に前記レーザビームを照射すると共に、前記レーザビームの照射位置にフィラーワイヤーを添加する請求項１又は２記載のレーザ溶接方法。
【請求項４】
前記溶接工程は、
前記第１の金属板の前記端部と前記金属補強板との重ね合わせ部分に前記レーザビームを照射する第１の照射工程と、
前記第１の照射工程の後、前記第２の金属板の前記端部と前記金属補強板との重ね合わせ部分に前記レーザビームを照射する第２の照射工程と、を有する請求項１又は２記載のレーザ溶接方法。
【請求項５】
前記第１の照射工程では、前記レーザビームの照射位置にフィラーワイヤーを添加せず、
前記第２の照射工程では、前記レーザビームの照射位置にフィラーワイヤーを添加する請求項４記載のレーザ溶接方法。
【請求項６】
前記溶接工程において、前記第１の金属板の前記端部と前記第２の金属板の前記端部との間の前記隙間に、当該隙間よりも幅が狭く且つ走査方向の長さが前記隙間よりも長い形状の前記レーザビームを照射する請求項１又は２記載のレーザ溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板の溶接形態として、例えば金属板の端部同士の突き合わせ部分に沿って溶接部を形成する突き合わせレーザ溶接がある。突き合わせ溶接においては、健全な溶接部を形成する観点から、突き合わせ端部同士の隙間管理が非常に重要となっている。例えば特許文献１には、溶接作業台内に収容可能な位置決め部材を有する金属板の位置決め装置が記載されている。例えば特許文献２には、一方の金属板の突き合わせ端部に突き合わせる壁面と、他方の金属板を押さえつける押さえ面とを具備する位置決め部材を有する位置決め装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３６３１９号公報
【特許文献２】特開平９−１４１４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、溶接対象である金属板はレーザ切断やプレス加工等によって形成されるため、金属板の端部（特に端面）には加工精度に起因した不均一な歪みが生じることがある。このような端部の歪みは、長尺の金属板で特に顕著となり、上述した従来の位置決め装置を用いた場合であっても、金属板の端部間にばらつきの大きな隙間が生じてしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、金属板の端部間の隙間管理を精度良く実施でき、健全な溶接部を形成できるレーザ溶接方法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】
【０００６】
上記課題の解決のため、本発明に係るレーザ溶接方法は、第１の金属板の端部と第２の金属板の端部とを金属補強板の一面側で位置決めする位置決め工程と、位置決め工程で位置決めされた第１の金属板の端部と第２の金属板の端部とを金属補強板と共にレーザビームの照射によって溶接する溶接工程と、を備え、先細りのテーパ部分を有する位置決め部材を第１の金属板の端部と第２の金属板の端部との間に配置し、第１の金属板の端部と第２の金属板の端部とを位置決め部材のテーパ部分にそれぞれ突き当てる突当工程と、第１の金属板の端部と第２の金属板の端部との間から位置決め部材を外し、端部間にテーパ部分の厚さに基づく隙間を形成する隙間形成工程と、を備える。
【０００７】
このレーザ溶接方法では、第１の金属板の端部の位置と第２の金属板の端部の位置とをそれぞれ決定する位置決め工程において、先細りのテーパ部分を有する位置決め部材を用いて、第１の金属板の端部と第２の金属板の端部とを位置決め部材のテーパ部分にそれぞれ突き当てている。このような位置決め部材を用いた位置決め工程により、第１の金属板の端部と第２の金属板の端部との間に、テーパ部分の厚さに基づいた微小な隙間を形成することができる。この微小な隙間はテーパ部分の加工精度に基づいて金属板の端部の加工精度よりも高い精度で形成できるので、金属板の端部間の隙間管理を精度良く実施でき、健全な溶接部を形成できる。
【０００８】
また、位置決め工程は、突当工程の後、第１の金属板と第２の金属板とを金属補強板に対して押さえる押さえ工程を更に備えてもよい。これにより、位置決め工程で位置決めされた第１の金属板と第２の金属板との位置が後続の工程でずれてしまうことを抑制できる。
【０００９】
また、溶接工程において、第１の金属板の端部と第２の金属板の端部との間の隙間にレーザビームを照射すると共に、レーザビームの照射位置にフィラーワイヤーを添加してもよい。これにより、第１の金属板の端部と第２の金属板の端部との間の隙間に形成される肉厚の溶接部を形成でき、第１の金属板と第２の金属板とを強固に接合できる。
【００１０】
また、溶接工程は、第１の金属板の端部と金属補強板との重ね合わせ部分にレーザビームを照射する第１の照射工程と、第１の照射工程の後、第２の金属板の端部と金属補強板との重ね合わせ部分にレーザビームを照射する第２の照射工程と、を有してもよい。これにより、フィラーワイヤーの添加なしに第１の金属板と第２の金属板とを強固に接合できる。
【００１１】
また、第１の照射工程では、レーザビームの照射位置にフィラーワイヤーを添加せず、第２の照射工程では、レーザビームの照射位置にフィラーワイヤーを添加してもよい。これにより、第１の金属板の端部と第２の金属板の端部との間における隙間が大きい箇所があった場合であっても、フィラーワイヤーによって当該隙間を埋めることができる。これにより、当該隙間に肉厚の溶接部を形成でき、第１の金属板と第２の金属板とを強固に接合できる。また、第２の照射工程のみでフィラーワイヤーを用いるので、工程の煩雑化も回避できる。
【００１２】
また、溶接工程において、第１の金属板の端部と第２の金属板の端部との間の隙間に、当該隙間よりも幅が狭く且つ走査方向の長さが隙間よりも長い形状のレーザビームを照射してもよい。これにより、フィラーワイヤーの添加なしに第１の金属板と第２の金属板とを強固に接合できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、金属板の端部間の隙間管理を精度良く実施でき、健全な溶接部を形成できるレーザ溶接方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザ溶接方法を適用して作製された鉄道車両用外板を説明する図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視部分断面図である。
【図３】レーザ溶接方法の準備工程を示す断面図である。
【図４】レーザ溶接方法の位置決め部材配置工程を示す平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視部分断面図である。
【図６】レーザ溶接方法の位置決め工程を説明する図である。
【図７】レーザ溶接方法の溶接工程を説明する図である。
【図８】レーザ溶接方法の表面処理工程を説明する図である。
【図９】本発明の第１変形例に係るレーザ溶接方法の一例を説明する図である。
【図１０】本発明の第２変形例に係るレーザ溶接方法の一例を説明する図である。
【図１１】本発明の第３変形例に係るレーザ溶接方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るレーザ溶接方法を適用して作製された鉄道車両用外板の一実施形態を示す平面図である。図１に示されるように、外板１は、鉄道車両の側構体の一部を構成する部材であり、例えば窓部となる開口部２と、吹き寄せ部３と、幕部４と、腰部５とを備える。外板１において、吹き寄せ部３、幕部４及び腰部５が一体化している。外板１は、略矩形状の第１の金属板１１と、略矩形状の第２の金属板２１と、これらの金属板１１，２１の接合部分であるレーザ溶接部Ｃに沿って配置された略矩形状のシャープレート（金属補強板）３１とによって構成されている。以下では、外板１の長手方向を方向Ｄ１とし、外板１の短手方向を方向Ｄ２として説明する。
【００１７】
第１の金属板１１及び第２の金属板２１は、例えば長辺が約３４５０ｍｍ、短辺が約１１５０ｍｍ、厚さが約１．５ｍｍのステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０１Ｌ又はＳＵＳ３０４等）からなり、例えばレーザ切断やプレス加工等によって切り出された板である。第１の金属板１１の中心部は例えば略矩形状に刳り抜かれた開口部２が形成されている。この開口部２は、例えば強化ガラス等を嵌め込むことによって鉄道車両の窓部を形成するために設けられている。方向Ｄ１において、開口部２の両側の領域は吹き寄せ部３となる。方向Ｄ２において、開口部２よりも上側は幕部４となる。また、開口部２よりも下側の領域、及び第２の金属板２１は腰部５となる。
【００１８】
シャープレート３１は、例えば長辺が約３４５０ｍｍ、短辺が約１５０ｍｍ、厚さが約０．８ｍｍのステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０１Ｌ又はＳＵＳ３０４等）からなる。シャープレート３１は、開口部２と重ならないように外板の裏面側に配置されている。シャープレート３１における第１の金属板１１側の長辺３１ａは、開口部２における第２の金属板２１側の縁２ａに重なっていてもよいし、長辺３１ａは開口部２の縁２ａよりも第２の金属板２１側に位置してもよい。
【００１９】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視部分断面図である。図２に示されるように、第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２とは、シャープレート３１の一面（主面）３１ｂ上にて間隔Ｓをもって対向した状態で、レーザ溶接部Ｃによってシャープレート３１と共に互いに強固に接合されている。
【００２０】
続いて、上述した外板１の形成方法の一例について図３〜図８を用いながら説明する。本実施形態におけるレーザ溶接工程では、準備工程、位置決め工程、溶接工程、表面処理工程が順番に行われる。当該位置決め工程は、位置決め部材配置工程、突当工程、押さえ工程、及び隙間形成工程を有しており、位置決め部材配置工程、突当工程、押さえ工程、及び隙間形成工程が順番に行われる。
【００２１】
図３は、準備工程を説明する断面図である。図３に示されるように、準備工程において、第１の金属板１１と第２の金属板２１とシャープレート３１とを用意し、シャープレート３１の一面３１ｂ側に、第１の金属板１１及び第２の金属板２１を配置する。シャープレート３１の一面３１ｂ側にて、第１の金属板１１の端部１２と、第２の金属板２１の端部２２とが互いに対向するように、金属板１１，２１を配置する。準備工程において、端部１２，２２同士に間隔Ｔを空けるように金属板１１，２１を配置する。間隔Ｔの長さは、後述する位置決め部材４１が端部１２，２２同士の間に配置できる任意の長さであればよい。第１の金属板１１、第２の金属板２１、及びシャープレート３１は、例えば図示しない載置台上にて配置されてもよい。
【００２２】
図４は、レーザ溶接方法の位置決め部材配置工程を示す平面図である。図４に示されるように、位置決め部材配置工程において、第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２との間に、所定の間隔を空けて複数の位置決め部材４１を方向Ｄ１に沿って配置する。位置決め部材４１と、第１の金属板１１及び第２の金属板２１とは互いに接触していないが、位置決め部材４１は第１の金属板１１又は第２の金属板２１のいずれか一方と接触していてもよい。
【００２３】
図５は、図４のＶ−Ｖ線矢視部分断面図である。図５に示されるように、位置決め部材４１は、金型を用いて成型加工された金属部材であり、断面略矩形状の本体部４１ａと、本体部４１ａの一端側に設けられるテーパ部分４１ｂとを有している。テーパ部分４１ｂは、本体部４１ａからシャープレート３１に向かって先細った形状を有している。方向Ｄ２における本体部４１ａの厚さは例えば１ｍｍ以上であるため、テーパ部分４１ｂの厚さＷは例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。また、テーパ部分４１ｂの長さＨは、第１の金属板１１の厚さ及び第２の金属板２１の厚さよりも大きく、例えば２ｍｍ以上であればよい。テーパ部分４１ｂの先端４１ｃにおける先端角は、例えば３０°〜４５°である。位置決め部材４１の先端４１ｃはシャープレート３１の一面３１ｂに当接しているが、必ずしも当接していなくてもよい。
【００２４】
図６の（ａ）は、突当工程を示す断面図である。図６の（ａ）に示されるように、突当工程において、第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２との間に配置した位置決め部材４１のテーパ部分４１ｂに、当該端部１２，２２をそれぞれ突き当てる。当該突当工程では、例えば金属板１１，２１をそれぞれ移動させる突当装置等が用いられる。これにより、第１の金属板１１及び第２の金属板２１の位置がそれぞれ決定される。
【００２５】
図６の（ｂ）は、押さえ工程を示す断面図である。図６の（ｂ）に示されるように押さえ工程において、第１の金属板１１と第２の金属板２１とをシャープレート３１に対して押さえる。当該押さえ工程では、例えば押圧治具５１，５２が用いられ、押圧治具５１が第１の金属板１１をシャープレート３１側に押さえつけると共に、押圧治具５２が第２の金属板２１をシャープレート３１側に押さえつける。これにより、第１の金属板１１の位置と第２の金属板２１の位置とが固定される。
【００２６】
図６の（ｃ）は、隙間形成工程を示す断面図である。図６の（ｃ）に示されるように、押さえ工程の後、第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２との間から位置決め部材４１を外す。これにより、端部１２，２２間にテーパ部分４１ｂの厚さに基づく間隔Ｓが空いた隙間Ａを形成する。間隔Ｓの長さはテーパ部分４１ｂの厚さＷに基づいており、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。したがって、第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２との間の隙間管理を精度よく実施できる。押圧治具５１，５２によって第１の金属板１１の位置と第２の金属板２１の位置とが固定されているため、位置決め部材４１を外す際に第１の金属板１１及び第２の金属板２１の位置ずれを抑制できる。また、端部１２，２２は位置決め部材４１のテーパ部分４１ｂに突き当たっているため、端部１２，２２の間から位置決め部材４１を外しやすくなっている。
【００２７】
図７は、レーザ溶接方法の溶接工程を示す断面図である。図７に示されるように、上記位置決め工程にて位置決めされた第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２とをシャープレート３１と共にレーザビームＬ１を照射し、隙間Ａの延在方向に沿って連続的なレーザ溶接部Ｃ１を形成する。このレーザ溶接部Ｃ１を形成することによって、第１の金属板１１と第２の金属板２１とを、シャープレート３１と共に互いに強固に接合する。レーザ溶接部Ｃ１を形成後、押圧治具５１，５２をそれぞれの金属板１１，２１から外す。
【００２８】
溶接工程にてレーザ溶接部Ｃ１を形成するとき、レーザビームＬ１の照射位置（第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２との間の隙間Ａ）上には、フィラーワイヤー６１をセットし、溶融したフィラーワイヤー６１を添加する。これにより両端部２１，２２間の隙間Ａに、金属板１１，２１の厚さよりも肉厚のレーザ溶接部Ｃ１を形成できる。溶接に用いるレーザは、例えばＹＡＧレーザ又はファイバレーザであり、出力は約４ｋＷである。また、レーザの走査速度は、例えば３ｍ／ｍｉｎであり、レーザの走査回数は１回である。アシストガスは、例えばアルゴンガスであり、約５０リットル／ｍｉｎで供給される。フィラーワイヤー６１は、第１の金属板１１及び第２の金属板２１と同様のステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０１Ｌ又はＳＵＳ３０４等）であり、直径は例えば約１．２ｍｍである。フィラーワイヤー６１の供給速度は、例えば３ｍ／ｍｉｎである。
【００２９】
図８は、レーザ溶接方法の表面処理工程を示す断面図である。溶接工程が終了した直後の状態では、レーザ溶接部Ｃ１は、図７に示されるように金属板１１，２１の表面１１ａ，２１ａから突出するように形成されている。そこで図８に示されるように、研磨機７１等を用いて溶接工程後に形成されたレーザ溶接部Ｃ１を研磨することによって、レーザ溶接部Ｃ１の表面と、第１の金属板１１の表面１１ａと、第２の金属板２１の表面２１ａとが面一になるように平坦化する。研磨機７１は、例えば砥石が取り付けられたグラインダー等である。これにより、図１に示された外板１が得られる。
【００３０】
以上説明したように、このレーザ溶接方法では、第１の金属板１１の端部１２の位置と第２の金属板２１の端部２２の位置とをそれぞれ決定する位置決め工程において、先細りのテーパ部分４１ｂを有する位置決め部材４１を用いて、第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２とを位置決め部材のテーパ部分４１ｂにそれぞれ突き当てている。このような位置決め部材４１を用いた位置決め工程により、第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２との間に、テーパ部分４１ｂの厚さＷに基づいた微小な隙間Ａを形成することができる。この微小な隙間Ａはテーパ部分４１ｂの加工精度に基づいて金属板１１，２１の端部１２，２２の加工精度よりも高い精度で形成できるので、金属板１１，２１の端部１２，２２間の隙間管理を精度良く実施でき、健全なレーザ溶接部Ｃを形成できる。
【００３１】
また、このレーザ溶接方法では、位置決め工程は、突当工程の後、第１の金属板１１と第２の金属板２１とをシャープレート３１に対して押さえる押さえ工程を更に備えてもよい。これにより、位置決め工程で位置決めされた第１の金属板１１と第２の金属板２１との位置が後続の工程でずれてしまうことを抑制できる。
【００３２】
また、このレーザ溶接方法では、溶接工程において、第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２との間の隙間ＡにレーザビームＬ１を照射すると共に、レーザビームＬ１の照射位置にフィラーワイヤー６１を添加してもよい。これにより、第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２との間の隙間Ａに形成される肉厚のレーザ溶接部Ｃ１を形成でき、第１の金属板１１と第２の金属板２１とを強固に接合できる。
【００３３】
図９は、第１変形例に係るレーザ溶接方法の一例を示す断面図である。図９に示されるように、第１の照射工程として、位置決め工程にて位置決めされた第１の金属板１１の端部１２とシャープレート３１との重ね合わせ部分Ｏ１にレーザビームＬ２を照射する。続いて、第１の照射工程の後の第２の照射工程として、第２の金属板２１の端部２２とシャープレート３１との重ね合わせ部分Ｏ２にレーザビームＬ２を照射する。つまり、第１及び第２の照射工程によって重ね合わせ部分Ｏ１，Ｏ２のそれぞれを連続的に隅肉溶接する。第１及び第２の照射工程後、間隔Ｓが空いた隙間Ａの延在方向に沿って連続的なレーザ溶接部を形成する。第１及び第２の照射工程後、押圧治具５１，５２を金属板１１，２１からそれぞれ外す。
【００３４】
第１及び第２の照射工程に用いるレーザは、例えばＹＡＧレーザ又はファイバレーザであり、出力は約４ｋＷである。また、レーザの走査速度は、例えば６ｍ／ｍｉｎである。第１及び第２の照射工程のレーザの走査回数は、それぞれ１回である。アシストガスは、例えばアルゴンガスであり、約３０リットル／ｍｉｎで供給される。このように第１及び第２の照射工程を行うことによって、第１の金属板１１及びシャープレート３１と、第２の金属板２１及びシャープレート３１とをそれぞれ個別に溶接し、溶接不良個所を低減することができる。したがって、フィラーワイヤーの添加なしに第１の金属板１１と第２の金属板２１とを強固に接合できる。
【００３５】
図１０は、第２変形例に係るレーザ溶接方法の一例を示す断面図である。図１０に示されるように、第１の照射工程として、位置決め工程にて位置決めされた第１の金属板１１の端部１２とシャープレート３１との重ね合わせ部分Ｏ１にレーザビームＬ２を照射する。続いて、第１の照射工程の後、第２の金属板２１の端部２２とシャープレート３１との重ね合わせ部分Ｏ２にレーザビームＬ２を照射する。ここで、第２の照射工程にてレーザ溶接部を形成するとき、レーザビームＬ２の照射位置（重ね合わせ部分Ｏ２）上にはフィラーワイヤー８１をセットし、溶融したフィラーワイヤー８１を添加する。つまり、第１の照射工程では、レーザビームＬ２の照射位置（重ね合わせ部分Ｏ１）にフィラーワイヤー８１を添加せず、第２の照射工程では、レーザビームＬ２の照射位置（重ね合わせ部分Ｏ２）にフィラーワイヤー８１を添加している。第１及び第２の照射工程後、間隔Ｓが空いた隙間Ａの延在方向に沿って連続的なレーザ溶接部を形成する。フィラーワイヤー８１は、フィラーワイヤー６１と同一の材質及び寸法を有してもよく、フィラーワイヤー８１の供給速度は、例えば６ｍ／ｍｉｎである。なお、第２変形例に用いるレーザ及びレーザの走査条件は、第１変形例のレーザと同一でよい。
【００３６】
このレーザ溶接方法では、第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２との間における隙間Ａが大きい箇所があった場合であっても、フィラーワイヤー８１によって当該隙間Ａを埋めることができる。これにより、当該隙間Ａに金属板１１，２１よりも肉厚の溶接部を形成でき、第１の金属板１１と第２の金属板２１とを強固に接合できる。また、第２の照射工程のみでフィラーワイヤー８１を用いるので、工程の煩雑化も回避できる。
【００３７】
図１１の（ａ）は、第３変形例に係るレーザ溶接方法の一例を示す断面図である。図１１の（ａ）に示されるように、位置決め工程にて位置決めされた第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２とをシャープレート３１と共にレーザビームＬ３を照射し、間隔Ｓが空いた隙間Ａの延在方向に沿って連続的なレーザ溶接部を形成する。レーザ溶接部を形成することによって、第１の金属板１１と第２の金属板２１とを、シャープレート３１と共に互いに強固に接合する。レーザ溶接部を形成後、押圧治具５１，５２をそれぞれの金属板１１，２１から外す。
【００３８】
図１１の（ｂ）は、レーザビームＬ３の形状を示す平面図である。図１１の（ｂ）に示されるように、間隔Ｓのうち最も短い長さ（両端部１２，２２が最も近接した箇所における間隔Ｓの長さ）をＫとした場合、レーザビームＬ３の照射位置（第１の金属板１１の端部１２と第２の金属板２１の端部２２との間の隙間Ａ）に、長さＫよりも幅Ｋ１が狭く且つ走査方向の長さＫ２が長さＫよりも長い形状（スポット形状）のレーザビームＬ３を照射する。つまり、隙間Ａの長さＫと、レーザビームＬ３の幅Ｋ１及び長さＫ２との関係は、Ｋ１＜Ｋ＜Ｋ２を満たす。レーザビームＬ３の幅Ｋ１は、例えば０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであり、レーザビームＬ３の長さＫ２は、例えば約３．５ｍｍである。レーザビームＬ３は、矩形型レーザビームでもよい。
【００３９】
第３変形例の溶接工程で用いるレーザは、例えば直接集光型半導体レーザ（ＤＤＬ：Direct Diode Laser）であり、出力は約４ｋＷである。また、レーザの走査速度は、例えば２．２ｍ／ｍｉｎであり、レーザの走査回数は１回である。アシストガスは、例えばアルゴンガス及び酸素ガス（Ａｒ：Ｏ２＝９５：５）であり、約３０リットル／ｍｉｎで供給される。このような形状を有するレーザビームＬ３を用いることによって、精度良く隙間Ａ内にレーザビームＬ３を照射することができる。また、レーザビームＬ３のスポット形状は、走査方向に長く、且つ第３変形例のレーザビームＬ３の走査速度は実施形態の走査速度よりも遅くなっている。これにより、レーザの走査回数は１回であっても、溶接部に対して熱量を十分に伝達でき、フィラーワイヤーの添加なしに第１の金属板１１と第２の金属板２１とを、シャープレート３１と共に互いに強固に接合できる。
【００４０】
本発明は、上記実施形態及び上記変形例に限られるものではない。例えば上記実施形態及び上記変形例では、位置決め工程は、位置決め部材配置工程、突当工程、押さえ工程、及び隙間形成工程を有しているが、例えば押さえ工程を省略してもよい。また、第１変形例等で金属板１１，２１の厚さよりも肉厚のレーザ溶接部が形成されなかった場合、表面処理工程を省略してもよい。また、表面処理工程では、金属板の研磨以外の工程等を追加してもよい。また、各工程間に搬送工程等を適宜追加してもよい。
【００４１】
また、位置決め部材４１のテーパ部分４１ｂの断面形状は、シャープレート３１に向かって先細った直角三角形状であってもよく、シャープレート３１に向かって先細った略台形状であってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…外板、１１…第１の金属板、１２，２２…端部、２１…第２の金属板、３１…シャープレート（金属補強板）、３１ｂ…一面、４１…位置決め部材、４１ａ…本体部、４１ｂ…テーパ部分、５１，５２…押圧治具、６１，８１…フィラーワイヤー、７１…研磨機、Ａ…隙間、Ｃ，Ｃ１…レーザ溶接部、Ｄ１，Ｄ２…方向、Ｈ…長さ、Ｌ１〜Ｌ３…レーザビーム、Ｏ１，Ｏ２…重ね合わせ部分、Ｓ…間隔。
【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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【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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【図１１】
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