(57)【要約】【課題】低出力のレーザでも十分な溶込み深さが得られるレーザとアークの複合溶接方法、及び、その複合溶接に適した開先形状を提供する。【解決手段】被溶接材１、２の突き合わせ、その突合せ面に設けられた開先３をレーザとアークにより複合溶接する方法において、アーク溶接法は消耗電極式ガスシールドアークによる短絡移行形態とし、かつ、レーザ溶接とアーク溶接の順序はレーザ先行・アーク後行とし、開先３の突合せ面のルートギャップＬＧをレーザ光１１のスポット径以上として、キーホール形成用間隙を設け、アーク溶接により形成される溶融池２３上にレーザ光を照射してキーホール１２を形成しながら、アーク溶接による溶着金属をそのキーホールおよびキーホール形成用間隙内に流入させることにより溶接する。【選択図】        図１
2004223543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接材を突き合わせ、その突合せ面に設けられた開先をレーザとアークにより複合溶接する方法において、
アーク溶接法は消耗電極式ガスシールドアークによる短絡移行形態とし、かつ、レーザ溶接とアーク溶接の順序はレーザ先行・アーク後行とし、
前記開先の突合せ面の間隙をレーザ光のスポット径以上として、キーホール形成用間隙を設け、消耗電極式ガスシールドアーク溶接により形成される溶融池上にレーザ光を照射してキーホールを形成しながら、消耗電極から短絡移行形態にて溶融池に移行した溶着金属をそのキーホールおよびキーホール形成用間隙内に流入させることにより突合せ溶接を行うことを特徴とするレーザとアークの複合溶接方法。
【請求項２】
前記開先突合せ面が、レーザ光の入射方向または板厚方向に平行になっている開先に対して溶接することを特徴とする請求項１記載のレーザとアークの複合溶接方法。
【請求項３】
前記開先突合せ面が、レーザ光の入射方向または板厚方向に末広がり状になっている開先に対して溶接することを特徴とする請求項１記載のレーザとアークの複合溶接方法。
【請求項４】
前記開先突合せ面が、レーザ光の入射方向または板厚方向に平行な部分と末広がり状の部分とを有する開先に対して溶接することを特徴とする請求項１記載のレーザとアークの複合溶接方法。
【請求項５】
前記キーホール形成用間隙は、レーザ光のスポット径以上で、かつ開先突合せ面部分の全厚の１／２以下、または、最大でも４ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレーザとアークの複合溶接方法。
【請求項６】
レーザ光の照射位置とアークの狙い位置との距離を０〜５ｍｍとすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレーザとアークの複合溶接方法。
【請求項７】
レーザにＹＡＧレーザを用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のレーザとアークの複合溶接方法。
【請求項８】
シールドガスには、炭酸ガスまたは炭酸ガスの混合比が１０％以上の不活性ガスとの混合ガスを用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のレーザとアークの複合溶接方法。
【請求項９】
請求項１記載のレーザとアークの複合溶接方法において、
開先突合せ面の間隙が、レーザ光のスポット径以上であり、かつその開先突合せ面の形状が、レーザ光の入射方向または板厚方向に平行になっていることを特徴とするレーザとアークの複合溶接用の開先形状。
【請求項１０】
請求項１記載のレーザとアークの複合溶接方法において、
開先突合せ面の間隙が、レーザ光のスポット径以上であり、かつその開先突合せ面の形状が、レーザ光の入射側と反対方向すなわち被溶接材の板裏面側に末広がり状になっていることを特徴とするレーザとアークの複合溶接用の開先形状。
【請求項１１】
請求項１記載のレーザとアークの複合溶接方法において、
開先突合せ面の間隙が、レーザ光のスポット径以上であり、かつその開先突合せ面の形状が、レーザ光の入射方向または板厚方向に平行な部分とその下方に末広がり状の部分とを有することを特徴とするレーザとアークの複合溶接用の開先形状。
【請求項１２】
前記開先突合せ面のレーザ光入射側にＶ形またはこれに類似する開口部を設けてなることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載のレーザとアークの複合溶接方法用の開先形状。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザとアークの複合溶接方法に関し、特に厚板の突き合わせ溶接に好適なレーザとアークの複合溶接方法およびその複合溶接に用いる溶接継手の開先形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザとアークを組み合わせた複合溶接方法は従来より多くの提案がなされており、例えば、特許文献１には、溶接進行方向の先行をレーザとし、後行をアークとするレーザとアークの複合溶接方法が開示されている。そして、この複合溶接方法は、開先のルートギャップを被溶接材の板厚の１０％以上でレーザ光のビーム径以下として突き合わせ溶接を行うものである。すなわち、開先のルートギャップを被溶接材の板厚の１０％以上レーザ光のビーム径以下に設定することにより、レーザ光がルートギャップの深部まで入り込むため、レーザによる溶込み深さを深くすることができ、比較的低出力のレーザでも厚板の高速溶接が可能であるとされている。
【０００３】
また、特許文献２には、同じく溶接進行方向の先行をレーザとし、後行をアークとするレーザとアークの複合溶接方法において、図９に示すように、開先３の底部に連続してレーザ導光用ギャップ３８を設けてレーザ光を被溶接材１、２の板厚方向の深部にまで到達させて突き合わせ溶接することが開示されている。またこの場合、レーザ光の焦点深度が一定のビーム径となる焦点平行部Ｄ内に被溶接材１、２の板厚を内包するようにして溶接することとしている。これは言い換えると、ルートギャップはレーザ光のビーム径以下としているという意味である。
【０００４】
上にあげた各特許文献に開示された複合溶接方法はいずれも、レーザの有する深溶込みの特性を活用し、より深い溶込みを得るべく開先のルートギャップを特定ないし改良したものである。すなわち、特許文献１では、ルートギャップを、被溶接材の板厚の１０％以上レーザ光のビーム径以下とするものであり、特許文献２では、開先の底部に連続してレーザ導光用ギャップを設けるものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２１６９７２号公報（段落［０００６］−［００１６］、図１、図２）
【特許文献２】
特開平１０−２２５７８２号公報（段落［０００６］−［００２０］、図１、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の複合溶接方法はいずれも、アーク溶接による溶着金属を生成する前に先立ってレーザ光を前記ルートギャップに照射し、そのルートフェイス面をレーザにより溶融させたのちに、アーク溶接による溶着金属を流入させるものである。そのために、特許文献１では、ルートギャップの上限値をレーザ光のビーム径以下としている。ビーム径すなわち収束させたレーザ光の焦点平行部のビーム径（本明細書では、「スポット径」という）は、一般に１ｍｍ以下、通常は０．４〜０．８ｍｍである。ルートギャップの無い開先と比較すると、この程度の小さいルートギャップでも溶込み深さは増加するが、その増加量は厚板溶接の分野では必ずしも十分とはいえない。特許文献１に示された実施例に該当する文献を調査したところ、７ｋＷの大出力ＣＯ２レーザによる報告がなされているが、４ｋＷの低出力ＹＡＧレーザにおいて十分な溶込み深さを得るには、未だ不十分である。
一方、特許文献２では、Ｖ形開先の底部に連続してレーザ導光用ギャップを設けたものであるが、レーザ導光用ギャップはビームウェスト（レーザスポット径）よりも小さいため、本質的には上記特許文献１の技術と同様の問題がある。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、低出力のレーザでも十分な溶込み深さが得られるレーザとアークの複合溶接方法を提供すること、及び、その複合溶接に適した開先形状を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るレーザとアークの複合溶接方法は、被溶接材を突き合わせ、その突合せ面に設けられた開先をレーザとアークにより複合溶接する方法において、アーク溶接法は消耗電極式ガスシールドアークによる短絡移行形態とし、かつ、レーザ溶接とアーク溶接の順序はレーザ先行・アーク後行とし、前記開先の突合せ面の間隙をレーザ光のスポット径以上として、キーホール形成用間隙を設け、消耗電極式ガスシールドアーク溶接により形成される溶融池上にレーザ光を照射してキーホールを形成しながら、消耗電極から短絡移行形態にて溶融池に移行した溶着金属をそのキーホールおよびキーホール形成用間隙内に流入させることにより突合せ溶接を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、
（１）開先突合せ面の間隙（すなわち、ルートギャップ）をレーザ光のスポット径以上とすること、
（２）未溶融の開先にレーザ光を直接照射するのではなく、アーク溶接により形成される溶融池上に照射すること、
（３）アーク溶接法は消耗電極式ガスシールドアークによる短絡移行形態とすること
が最も重要である。
したがって、ルートギャップがレーザ光のスポット径以上であっても、アーク溶接法が消耗電極式ガスシールドアークによる短絡移行形態であるため、アーク圧力が弱く、アーク直下近傍すなわちレーザ照射部に溶融金属が存在するため、レーザ光はルートギャップを通過せずに、アーク溶接により形成される溶融池上にキーホールを形成する。そして、ルートギャップを従来技術よりも大きくできるため、キーホールの深さが増加し、その結果、従来技術よりも溶込み深さを増加することができる。
一方、アーク溶接の溶滴移行形態が短絡移行ではなく、スプレー移行等のオープンアークの場合はアーク圧力が強く、アーク直下すなわちレーザ照射部の溶融金属量が少ないため、ルートギャップを大きくした場合はレーザ光がルートギャップを通過し、溶込み深さは逆に減少する。
よって、本発明では低出力。低価格のレーザでも深い溶込みが得られる。なお、溶込み深さＰの定義を図７に示す。
【００１０】
また、本発明のレーザとアークの複合溶接方法は、前記開先突合せ面が、レーザ光の入射方向または板厚方向に平行になっている開先に対して溶接するものであり、あるいは、レーザ光の入射方向または板厚方向に末広がり状、または平行な部分と末広がり状の部分とを有する開先に対して溶接するものである。
【００１１】
すなわち、本発明では、前記キーホール形成用間隙が、レーザ光の入射方向（入射光軸）または板厚方向に平行な部分、末広がり状の部分、あるいは平行部と末広がり状の傾斜部を有する部分のいずれかに構成されるものであり、そのキーホール形成用間隙をレーザ光のスポット径以上とすることにより、溶込み深さを増加させることができるのである。
しかし、キーホール形成用間隙をあまり大きくすると、溶着金属の抜け落ちや表面張力によりビード表面のひけ（アンダーフィル）が大きくなるため、キーホール形成用間隙は、レーザ光のスポット径以上で、かつ開先突合せ面部分の全厚の１／２以下、または、最大でも４ｍｍ以下とする。
ここで、開先突合せ面部分（ルートフェイス部）の全厚とは、キーホール形成用間隙が前記のように平行部と末広がり状の傾斜部とからなる場合は、これらの部分の合計厚さをいい、その他の場合はそれぞれ単独の開先突合せ面部分（ルートフェイス部）の厚さをいう。
【００１２】
また、レーザ光の照射位置とアークの狙い位置との距離ＬＡは０〜５ｍｍとする。ＬＡが５ｍｍを超えると、レーザ照射部とアーク直下部とが離れすぎ、アーク溶接による溶融金属がレーザ照射部の方へ流動しにくくなり、その結果、レーザ光はルートギャップを通過するだけとなってしまい、溶込みは得られないからである。
また、ＬＡが０ｍｍ未満の場合では、レーザ溶接よりもアーク溶接が先行するため、レーザによるキーホール形成をアーク溶接による溶融金属が阻害し、キーホールを閉じようとするためである。
【００１３】
また、本発明で使用するレーザは、ＹＡＧレーザが好ましい。その理由は以下のとおりである。溶接用レーザの主流はＣＯ２レーザとＹＡＧレーザであるが、ＣＯ２レーザの波長はＹＡＧレーザの約１０倍であるため、ＣＯ２レーザはＹＡＧレーザと比較してレーザ照射部近傍に「ブルーム」と呼ばれる金属プラズマが大量に発生し、これがレーザ光を吸収するため、母材に到達するレーザのエネルギが減少するという特徴がある。「ブルーム」の発生はレーザ単独溶接と比較して、レーザ・アーク複合溶接では特に顕著であるためである。
また、シールドガスには、炭酸ガスまたは炭酸ガスの混合比が１０％以上の不活性ガスとの混合ガスを用いる。
【００１４】
また、本発明のレーザとアークの複合溶接に用いて好適な開先形状は、
第１に、開先突合せ面の間隙が、レーザ光のスポット径以上であり、かつその開先突合せ面の形状が、レーザ光の入射方向または板厚方向に平行になっているものである。
【００１５】
第２に、開先突合せ面の間隙が、レーザ光のスポット径以上であり、かつその開先突合せ面の形状が、レーザ光の入射側と反対方向または被溶接材の板裏面側に末広がり状になっているものである。
【００１６】
第３に、開先突合せ面の間隙が、レーザ光のスポット径以上であり、かつその開先突合せ面の形状が、レーザ光の入射方向または板厚方向に平行な部分と末広がり状の部分とを有するものである。
【００１７】
また、前記の各開先形状は、開先突合せ面のレーザ光入射側にＶ形またはこれに類似する開口部を設けてなるものである。
このような突合せ継手の開先形状とすることにより、ビード形状が良好で溶込み深さの深いレーザとアークの複合溶接を実施することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明のレーザとアークの複合溶接方法の概要を示す模式図、図２はその溶接部の上面図、図３は複合溶接方法の作用を示す模式図である。これらの図において、１、２は被溶接材であり、溶接線に沿う突合せ面には所定形状の開先３が加工されている。開先３については後で詳しく説明する。溶接進行方向は矢印で示す方向である。ここでは、溶接進行方向の前方にレーザヘッド１０を配置し、その後方にアーク溶接トーチ２０を配置して突合せ溶接を行っている。すなわち、アーク溶接トーチ２０の溶接ワイヤ２１の先端部から発生するアーク２２による溶融池２３上にレーザヘッド１０からの収束されたレーザ光１１を照射し、レーザ光１１によりキーホール１２を溶融池２３に形成しながら溶接する状況が示されている。また、アーク溶接の溶滴移行形態は短絡移行であり、アーク２２が発生する期間と溶接ワイヤ２１が溶融池に短絡する期間が交互に繰り返される。なお、図１において、Ａはレーザ焦点、Ｂはアーク発生点をあらわし、２４は溶接チップ、２５は溶接ビードである。
【００１９】
この実施形態において、レーザヘッド１０は溶接線に対し垂直に設置され、アーク溶接トーチ２０は３０゜の前進角で設置されている。また、レーザにはＹＡＧレーザを使用しているが、特にこれに限定されるものではない。アーク溶接トーチ２０による溶接は消耗電極式ガスシールドアーク溶接（ＭＧＡＷ）とし、溶滴移行形態が短絡移行となるような溶接条件を用いる。また、レーザ光１１の照射位置Ａとアーク２２の狙い位置Ｂとの距離ＬＡは、０〜５ｍｍの範囲が適当である。
【００２０】
このレーザヘッド１０は、光ファイバや光学系等を介して導かれるレーザ光を集光レンズ１３で収束し、いわゆるビーム・ウェスト（ｂｅａｍ  ｗａｉｓｔ）と呼ばれるスポット光１１を所定位置に照射するようになっている。また必要に応じて、アシストガス（例えば、炭酸ガス）を噴射するノズル（図示せず）がレーザヘッド１０と同軸状に、もしくはその近傍に別体で設けられる。
【００２１】
アーク溶接トーチ２０は、自動的に送給される溶接ワイヤ２１の先端からアーク２２を発生させ、短絡移行形態により溶接ワイヤからの溶滴が溶融池２３に移行する。また、アーク溶接の際、シールドガス（例えば、ＣＯ２等の活性ガス、もしくはＡｒとＣＯ２の混合ガス）をアーク溶接トーチ２０を通じて噴出させている。
【００２２】
図４は本発明の複合溶接方法に適用される基本的な開先形状の例を示す断面図である。
開先形状の基本形は、主に次の３種類に分けられる。
（１）平行開先型（図４（ａ）参照）
（２）逆Ｖ開先型（図４（ｂ）参照）
（３）複合開先型（図４（ｃ）参照）
【００２３】
（１）平行開先型（図４（ａ）参照）
平行開先型は、被溶接材１、２の表面部（上面部）に形成されるＶ形開口部３１と、開先突合せ面を構成するルートフェイス部３２とを連続させ、かつルートフェイス部３２が被溶接材１、２の板厚方向（レーザ光の入射方向）に平行になるように形成される開先形状である。いわゆるＹ形開先である。そして、この相対向するルートフェイス部（開先突合せ面）３２の間隙であるルートギャップＲＧは、レーザ光の前記ビーム・ウェスト部（または前記特開平１０−２２５７８２号公報に記載の焦点平行部、図９参照）のスポット径以上に設定する。このようにレーザ光のスポット径以上の間隙に設定される開先突合せ面の間隙、すなわちルートギャップＲＧを、本明細書においては「キーホール形成用間隙」と称している。
【００２４】
（２）逆Ｖ開先型（図４（ｂ）参照）
逆Ｖ開先型は、被溶接材１、２の表面部（上面部）に形成されるＶ形開口部３１と、開先突合せ面を構成する末広がり状のテーパ状ルートフェイス部３３とを連続して形成される開先形状である。すなわち、Ｖ形開口部３１の底部に連続する開先突合せ面が被溶接材１、２の板厚方向（レーザ光の入射方向）に末広がり状に傾斜している形状である。そしてこの場合、前記キーホール形成用間隙ＲＧは、Ｖ形開口部３１とテーパ状ルートフェイス部３３とが接続する位置３４における最も狭くなるギャップ幅で規定される。すなわち、この最小のギャップ幅ＲＧがレーザ光のスポット径以上に設定される。また、テーパ状ルートフェイス部３３の被溶接材裏面側の最大ギャップ幅は、キーホール形成用間隙ＲＧの上限値（４ｍｍ）以下に設定する。なお、貫通ビードの場合にあっては、裏当材を使用することにより、この上限値を若干超えることも許容できる。
【００２５】
（３）複合開先型（図４（ｃ）参照）
複合開先型は、前記平行開先型と逆Ｖ開先型とを複合（合成）したものであり、Ｖ形開口部３１の底部に連続して平行なルートフェイス部３２を設け、さらに平行ルートフェイス部３２に続けてテーパ状ルートフェイス部３３を設けた開先形状である。この場合のキーホール形成用間隙ＲＧは、平行ルートフェイス部３２の間隙で規定され、その間隙がレーザ光のスポット径以上に設定される。なお、テーパ状ルートフェイス部３３は、この例では、裏ビード形状の調整を目的としているため、深さ（厚さ）ＤＢは小さくされる。
【００２６】
なお、上に述べたＶ形開口部３１の開先角度α、深さＤｇ、平行ルートフェイス部３２の深さ（厚さ）ＬＫ、およびテーパ状ルートフェイス部３３のテーパ角度β、深さ（厚さ）ＬＫは、被溶接材の板厚、溶接条件（レーザ出力、溶接電流・電圧、溶接速度等）などに応じて決められる。
また、キーホール形成用間隙ＲＧのギャップ幅は、ルートフェイス部の全厚ＬＫの１／２以下、または最大でも４ｍｍ以下に設定する。
【００２７】
また、本発明においては、前記開先形状に類似する形状を含むものであることはいうまでもない。例えば、開口部３１の断面形状はＶ形に限らずこれに類似する形状、例えばＵ形や円弧状などとしてもよい。また複合開先型では、Ｖ形開口部３１に続けて平行ルートフェイス部３２、そしてテーパ状ルートフェイス部３３と続く形状としているが、これとは逆に、Ｖ形開口部３１、テーパ状ルートフェイス部３３、そして平行ルートフェイス部３２と続く形状としてもよいものである。
【００２８】
以上のいずれかの開先形状に形成された開先３を用いて本発明のレーザとアークの複合溶接を行う。この複合溶接方法を図１〜図３に基づいて説明する。
まず、アーク溶接トーチ２０の溶接ワイヤ２１の先端からアーク２２を発生させ、開先３のＶ形開口部３１内に溶融池２３を形成する。アーク溶接のよう滴移行形態は短絡移行でありアーク圧力が弱いため、アーク直下近傍には溶融金属が存在する。溶融池２３が形成されたのち、アーク２２の近傍において溶融池２３の上方からレーザヘッド１０にて収束されたレーザ光１１を溶接線に垂直に照射する。レーザ光１１は（幾何学上の）焦点位置がＶ形開口部３１とルートギャップ部３２の接続点３４、または若干下方に位置するように照射する。また、レーザとアーク間距離ＬＡは０〜５ｍｍの範囲内に設定する。そうすると、開先３のルートギャップはレーザ光のスポット径以上に設けられているが、レーザ照射部に溶融金属が存在するので、レーザ光はルートギャップ部を通過することなく、開先３内の深部（被溶接材板厚方向の深部）にまで深いキーホール１２を容易に形成することができる。また、アーク溶接による溶着金属はこの深いキーホール１２内およびキーホール形成用間隙内に流入し、良好な突合せ溶接継手を形成する。したがって、ＹＡＧレーザのような比較的低出力のレーザでも深いキーホールを形成することが可能なので、このようにキーホール１２を形成しながら溶着金属をキーホール１２およびキーホール形成用間隙内に流入させることにより、溶込み深さの深い突合せ溶接が可能となる。
【００２９】
【実施例】
本発明の実施例を図５により説明する。図５の（ａ）は通常のビードオン複合溶接の場合、（ｂ）は平行開先型（Ｙ形開先）に対する複合溶接の場合で、それぞれキーホール形成用間隙なしとありの場合を示している。実験に供した試験片、レーザ、アーク等の仕様、試験条件は次のとおりである。
2004223543.tif 000003
【００３０】
また、Ｙ形開先の複合溶接におけるルートギャップのギャップ幅と溶込み深さとの関係（試験結果）を図６に示す。図７は溶込み深さの定義を示す図である。溶込み深さＰは、開先部３１の底部におけるルートフェイス部の接続点３４から開先溶融部の最下端までの距離である。
【００３１】
まず、レーザ・アーク複合溶接と同条件でレーザ単独溶接を行った場合、ルートギャップゼロにおける溶込み深さＰは約５ｍｍである。また、従来技術のようにルートギャップをレーザ光のスポット径以下とした場合、溶込み深さは７ｍｍ程度まで増加するが、ルートギャップがレーザ光のスポット径以上の場合は、レーザ光がルートギャップを通過するため、溶込みはゼロとなる。
一方、レーザ・アーク複合溶接の場合、キーホール形成用間隙なし（ルートギャップゼロ）のときには、溶込み深さはレーザ単独溶接のときとほとんど変わらないが、所定のギャップ幅のキーホール形成用間隙を設けると、図６に示すように、溶込み深さが大幅に増加する。例えば、ギャップ幅がスポット径と同等の０．５ｍｍのときは、溶込み深さは７ｍｍ程度であるが、ギャップ幅がスポット径以上の２ｍｍのときは、溶込み深さは１０ｍｍ以上にもなる。また、この条件では溶込み深さの極大値はギャップ幅が２ｍｍのときにみられ、３ｍｍを超えると、溶込み深さが急激に減少する傾向を示す。また、溶込み深さはレーザとアーク間距離ＬＡにより影響を受けるが、ＬＡ＝０〜５ｍｍの範囲では、ギャップ幅の上限値は３ｍｍが適当である。その理由は、これ以上ギャップ幅が大きくなると、前述のように溶け落ちが生じるからである。従って、ギャップ幅の上限値は、一般的にルートフェイス部の全厚ＬＫの１／２であるが、最大でも３ｍｍが適当なようである。
【００３２】
本発明は、前述のように従来技術と比較して更なる溶込み深さの増加が可能であるので、厚板の突き合わせ溶接、特に溶接鋼管や造船、一般構造物等の突き合わせ溶接に好適なものである。
また、開先形状についても、例えば、図８（ａ）に示すようなＩ形開先であっても、そのルートギャップＲＧが本発明でいう「キーホール形成用間隙」の要件を充足する限り、適用可能である。
さらに、図８（ｂ）に示すように、隅肉溶接の場合はレ形開先とすることで、適用可能である。この場合、レ形開先は、立板１の側面１ａと、下板２の傾斜部２ｂを付けた端面２ａとで構成される。そして、立板１の側面１ａと下板２の端面２ａとで形成されるルートギャップＲＧは、前記キーホール形成用間隙とする。このレ形開先の複合溶接は、レーザヘッドの中心（レーザ光軸）Ｌ０を垂直線から下板２側へ１０゜程度傾けて行うため、キーホール形成用間隙の方向はレーザ光に平行ではなく、板厚方向となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、突き合わせ開先のルートギャップをレーザ光のスポット径以上とし、アークによる溶融池上からレーザ光を照射してキーホールを形成するものであるので、低出力のレーザでも更なる溶込み深さの増加が可能となる効果がある。したがって、厚板に対するレーザとアークの複合溶接を低出力・低価格のレーザ発振器で実施することが可能となる。
また、本発明の溶接継手開先を用いることにより、ビード形状の良好で溶込み深さの深いレーザとアークの複合溶接が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザとアークの複合溶接方法の概要を示す模式図である。
【図２】図１の溶接部の上面図である。
【図３】本発明の複合溶接方法の作用を示す模式図である。
【図４】本発明の複合溶接方法に適用される基本的な開先形状の例を示す断面図である。
【図５】実施例における、通常のビードオン複合溶接の場合と平行開先型（Ｙ形開先）に対する複合溶接の場合を示す図である。
【図６】Ｙ形開先の複合溶接におけるルートギャップのギャップ幅と溶込み深さとの関係（試験結果）を示す図である。
【図７】溶込み深さの定義を示す図である。
【図８】本発明が適用される他の開先形状（Ｉ形開先とレ形開先）を示す図である。
【図９】特開平１０−２２５７８２号公報による複合溶接におけるレーザ溶接の模式図である。
【符号の説明】
１、２  被溶接材
３  開先
１０  レーザヘッド
１１  レーザ光
１２  キーホール
１３  集光レンズ
２０  アーク溶接トーチ
２１  溶接ワイヤ
２２  アーク
２３  溶融池
３１  Ｖ形開口部
３２  平行ルートフェイス部
３３  テーパ状ルートフェイス部
【図１】
2004223543.tif 000004
【図２】
2004223543.tif 000005
【図３】
2004223543.tif 000006
【図４】
2004223543.tif 000007
【図５】
2004223543.tif 000008
【図６】
2004223543.tif 000009
【図７】
2004223543.tif 000010
【図８】
2004223543.tif 000011
【図９】
2004223543.tif 000012