(57)【要約】本発明は、溶接部に気孔またはピットのような欠陥が発生することを防止するとともに、溶接部の加工性を向上させることができるレーザ溶接方法及びこれを用いた溶接部材に関するもので、被溶接部にレーザを照射して溶接するレーザ溶接方法において、上記レーザ照射時に、レーザ照射部及び上記レーザ照射部の裏面部にシールドガスを供給することを特徴とするレーザ溶接方法、及びこれを通じて製造された溶接部を有する溶接部材に関するものである。【選択図】図２
2015526298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接部にレーザを照射して溶接するレーザ溶接方法において、
前記レーザ照射時に、レーザ照射部及び前記レーザ照射部の裏面部にシールドガスを供給する、レーザ溶接方法。
【請求項２】
前記被溶接部は、互いに異なる厚さの鋼材が突き合わせて溶接される部位である、請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項３】
前記レーザ照射部に供給されるシールドガスは、レーザ照射方向の同軸方向及び側面方向のいずれか一つ以上の方向から供給される、請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項４】
前記レーザ溶接後に、前記レーザ照射部または裏面部にシールドガスを追加的に供給する、請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項５】
前記シールドガスは、ヘリウムガス、アルゴンガス、またはこれらの混合ガスのいずれか一つである、請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項６】
前記シールドガスは１５〜４０Ｌ／ｍｉｎの流量で供給される、請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項７】
前記シールドガスは１５〜２０Ｌ／ｍｉｎの流量で供給される、請求項６に記載のレーザ溶接方法。
【請求項８】
前記レーザの溶接入熱量は０．８３〜３．０ｋＷ・ｍｉｎ／ｍである、請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項９】
前記レーザの照射位置は、互いに異なる厚さの板材界面から厚い板材側に０．１〜０．２５ｍｍである、請求項２に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１０】
被溶接部にレーザを照射して溶接された溶接部を含む溶接部材であり、前記溶接部の窒素含量が１２５重量ｐｐｍ以下である、レーザ溶接部材。
【請求項１１】
前記溶接部は、請求項１から９のいずれか一つのレーザ溶接方法によって製造される、請求項１０に記載のレーザ溶接部材。
【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もので、より詳細には、ＴＷＢ（Ｔａｉｌｏｒ  Ｗｅｌｄｅｄ  Ｂｌａｎｋｓ）用レーザ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車産業では、環境規制の強化に伴う車体の軽量化を目的に高強度鋼材の採用が増加している。これとともに、加工方法の側面においても、テーラードブランク（ＴＷＢ、Ｔａｉｌｏｒ  Ｗｅｌｄｅｄ  Ｂｌａｎｋ）やハイドロフォーミング（Ｈｙｄｒｏｆｏｒｍｉｎｇ）などが積極的に検討され、従来のプレス工程を代替している実情にある。
【０００３】
上記テーラードブランクとは、いわゆる「目的に合わせて溶接により仕立てられた鋼板」のことである。また、上記テーラードブランクは、厚さや強度、材質などが互いに異なる鋼板を適切なサイズ及び形状で切断した後、溶接して所望する形態の製品に加工したものである。これにより、加工してから直接溶接する場合に比べて費用を大きく減らすことができる。このとき、適用されることができる溶接方法としては、レーザ溶接、抵抗シーム溶接、プラズマ溶接などが検討されているが、レーザ溶接が主に適用されている。
【０００４】
レーザ溶接は、高効率エネルギービームを用いて高速生産が可能で、溶接部の品質にも優れることが特徴である。しかし、一部の鋼種または継手では気孔（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）またはピット（ｐｉｔ）のような溶接欠陥が発生するという問題点が持続的に指摘されている。一般に、ピットとは、気孔欠陥が顕著に発生する条件で生じ、気孔内のガス分圧が増加して溶接ビードの表面まで露出する欠陥を意味する。
【０００５】
最近は、自動車の軽量化のニーズに応えるために、素材間の厚さの差が大きい継手が増加して、気孔またはピット欠陥がさらに顕著に発生することが問題点として浮かんでいる。図１は互いに異なる厚さの素材を溶接した場合に発生する可能性がある気孔及びピットの欠陥の一例を示すものである。
【０００６】
一方、ＴＷＢ用レーザ溶接に関しては以下のような技術がある。
【０００７】
特許文献１（特開平８−１７４２４６号公報）は、溶接ビードの傾斜角を制御して溶接部のプレス成形性を改善させる技術を提案している。具体的には、素材間の段差（ｄｆ）をｔａｖｅ×ｔａｎ１０≦ｄｆ≦ｔａｖｅ×ｔａｎ３０、ｔａｖｅ＝（ｔ１＋ｔ２）／２の範囲としてプレス成形性を保証する。このとき、ｔ１は厚板側素材の板厚、ｔ２は薄板側素材の板厚をそれぞれ示す。この技術は、溶接部の段差を除去してプレス金型の損傷を低減させるが、溶接部の気孔及びピットの欠陥を解決するには十分ではない実情にある。
【０００８】
特許文献２（特開平８−２５７７７３号公報）は、厚さが異なる板材をレーザ溶接する場合、突合せ継手に良好な溶接ビードを形成し、溶接欠陥を防止することを目的に突合せ継手をレーザビームが交差往復する、即ち、ウィービングする溶接方法を提示している。レーザ溶接で持続的に指摘されている継手のギャップ（Ｇａｐ）を拡大することができる方法であるが、溶接線が長くなることによって溶接時間が増加し、本質的に気孔欠陥を除去するには限界性を含んでいる。
【０００９】
特許文献３（特開平７−２６６０８１号公報）は、ピットやブローホールなどの欠陥なしで耐気孔性に優れた表面処理鋼板用アーク溶接ワイヤー及び溶接施工方法に関するもので、Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉを基本成分として残留成分をＦｅ及びその他の不純物で構成し、電気抵抗率がρ≧３．２×１０−７Ω・ｍであるソリッドワイヤと、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）のような不活性ガスと二酸化炭素（ＣＯ２）及び酸素（Ｏ２）のような活性ガスとを混合したシールドガスを用いる溶接方法と、を提示している。ワイヤーの電気抵抗率を増加させて溶接電流を増加することなく所定の入熱量を確保することにより、入熱量の低減効果によって気孔の発生を抑制させることができる。しかし、ＴＷＢ用レーザ溶接の場合は、基本的に溶接材料を使用しないことが原則で、溶接材料を適用する場合は、単価上昇とともに溶接部の表面品質を確保することが困難であるという問題点が指摘されている。
【００１０】
特許文献４（特開２００１−１３８０８５号公報）は、レーザ溶接部の溶込み特性を改善するとともに、気孔を防止するために、不活性ガスに炭酸ガスの混合比率を８０〜９５％とするシールドガスを適用する方法を提案している。酸素または炭酸ガスのような活性ガスの場合は、通常、熱伝導型溶接において溶融金属の表面張力を減少させて深溶込みを可能にする特性を有することができるが、レーザ溶接のようなキーホール溶接ではその影響がわずかであるとみなされている。また、上記特許発明では酸素のような活性ガスがむしろ溶接部の気孔発生を助長する結果が得られるため、その効果についてはさらに詳細な検討が必要であると判断される。
【００１１】
特許文献５（特開２００１−３００７５１号公報）は、レーザ溶接中に発生するプラズマを抑制するために供給されるヘリウムガスがキーホール内に残存して気孔が形成されるという事実から、ヘリウムを十分に外部に排出することを目的に、特に貫通深さを素材の厚さの１．１〜１．２以上にする溶接条件を提案している。対象鋼種の厚さが１０ｍｍ以上である鋼材の場合、溶接条件、即ち、入熱量を通じて貫通深さを制御することができるが、本発明の対象鋼材のような薄物材の場合、溶接条件の範囲が狭くて所定の貫通厚さを確保することが困難であるという実情にある。
【００１２】
特許文献６（特開２０１０−８９１３８号公報）は、亜鉛表面処理鋼板のレーザ溶接で発生する気孔を抑制するために、添加物を添加して、亜鉛蒸気が発生する前に亜鉛と添加物を反応させ、溶融金属内の亜鉛蒸気を減少させる方法を提案しているが、これは、施工単価の上昇とともに塗布量の制御などという実際の施工に多くの問題点を含んでいる。
【００１３】
特許文献７（特開２００３−３１１４５３号公報）は、亜鉛表面処理鋼板の重ね合わせ部で発生する気孔を抑制するために、重ね合わせ部のギャップ（Ｇａｐ）を一定量維持して、レーザ溶接時に発生する亜鉛蒸気を外部に容易に排出する方法である。このような技術は、継手の形状に制約があり、特に突合せ継手を対象とするテーラードブランク部材のレーザ溶接には適用することが困難であると判断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平８−１７４２４６号公報
【特許文献２】特開平８−２５７７７３号公報
【特許文献３】特開平７−２６６０８１号公報
【特許文献４】特開２００１−１３８０８５号公報
【特許文献５】特開２００１−３００７５１号公報
【特許文献６】特開２０１０−８９１３８号公報
【特許文献７】特開２００３−３１１４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の一側面は、レーザ溶接時に、溶接部に気孔またはピットのような欠陥が発生することを防止し、溶接部の加工性を向上させることができるレーザ溶接方法及びこれを用いた溶接部材を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、被溶接部にレーザを照射して溶接するレーザ溶接方法において、上記レーザ照射時に、レーザ照射部及び上記レーザ照射部の裏面部にシールドガスを供給することを特徴とするレーザ溶接方法を提供する。
【００１７】
また、本発明は、被溶接部にレーザを照射して溶接された溶接部を含む溶接部材であり、上記溶接部の窒素含量が１２５重量ｐｐｍ以下であるレーザ溶接部材を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、素材間の厚さの差があるレーザ溶接時にも気孔及びピットの欠陥を防止することにより、優れた溶接特性を確保することができ、母材と同等の水準の良好な加工特性を保証することができるテーラードブランク部材を提供することができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】テーラード溶接部材の溶接継手に発生した気孔及びピットの欠陥の一例を示す写真である。
【図２】レーザ溶接時に溶接部の窒素含量及び気孔の発生程度を示すグラフである。
【図３】本発明の溶接方法の一態様を模式化した模式図である。
【図４】実施例において、溶接部の放射線分析を通じて気孔を観察した写真である。
【図５】実施例において、溶接部のエリクセン（Ｅｒｉｃｈｓｅｎ）の試験結果を観察した写真である。
【図６】本発明の溶接方法において、好ましいレーザの照射位置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明者らは、テーラードブランク部材を製造するために、レーザ溶接を行う場合、特に、異厚鋼板を溶接する場合に気孔またはピット欠陥が発生する原因について深く研究した。その結果、レーザ溶接部の気孔欠陥が溶接部の窒素含量と密接に関わっていることを認知し、これを図２に示した。
【００２１】
図２に示されているように、溶接部の窒素含有量が約１２５ｐｐｍ以上存在する場合は、溶接部において気孔及びピットの欠陥が集中的に発生することが確認できた。
【００２２】
上記溶接部に引き込まれる窒素は、殆ど大気に存在する窒素の混入により起因するもので、レーザ溶接時に発生する高温のプラズマによって周辺と接触した窒素ガスが解離されて溶接部に混入され、冷却過程中における固溶度の減少が原因で気孔に排出されると判断される。
【００２３】
よって、本発明者らは、レーザ溶接時に、レーザ照射部（レーザ溶接の上部）だけでなく、レーザ照射部の裏面部（レーザ溶接の下部）で発生するプラズマに不活性ガスを噴射してプラズマを冷却させてプラズマの成長を抑制し、プラズマと大気中の窒素が直接的に接触することを抑制することにより、気孔及びピットの欠陥を抑えることができる方法を開発して本発明を導出した。
【００２４】
本発明ではレーザ照射時にシールドガスの供給を制御して、プラズマと大気中の窒素との接触を抑制することで溶接部の欠陥を抑えることができる方案を提供する。これに加えて、本発明ではレーザビームの照射位置及び溶接入熱量を制御することにより溶接部の欠陥発生を抑制することができるレーザ溶接方法も提供する。
【００２５】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２６】
まず、本発明のレーザ溶接方法について詳細に説明する。本発明のレーザ溶接方法は、被溶接部にレーザを照射して溶接するレーザ溶接方法において、上記レーザが照射される際に、レーザ照射部及び上記レーザ照射部の裏面部にシールドガスを供給する。
【００２７】
上記被溶接部とは一つ以上の鋼材が突合せ溶接される部位を意味し、２以上の鋼材はその厚さが互いに異なる場合にも適用されることができる。上記鋼材は、自動車用部品を製造するための鋼材で、高強度特性を有することが好ましいが、必ずしもこれに限定されず、レーザ溶接時に気孔が問題となる可能性がある鋼材にすべて適用できることが予想される。
【００２８】
一方、厚さが互いに異なる、即ち、異厚鋼材を溶接する溶接継手の場合、適正な溶接入熱量を設定することが困難である場合が多い。より薄い厚さの鋼材（薄物材とも呼ぶ）を基準に溶接する場合、より厚い厚さの鋼材（厚物材とも呼ぶ）が十分に溶融されない。また、上記厚物材板材を基準に溶接入熱を適用すると、薄物材が過多に溶融されて溶け落ちや気孔などの溶接欠陥が発生しやすい。溶接入熱量が増加すると、プラズマの温度上昇をもたらして気孔が形成しやすくなり、過多に溶融された溶融金属は重力によって下部に下がるようになってアンダーフィルまたは溶け落ちが発生する。
【００２９】
よって、本発明では、図６に示されているように、レーザビームの照射位置を厚物材の板材側に移動させて、厚物材の板材を先に溶融させ、その後、薄物材を局部的に溶融する方法を提案する。即ち、本発明において、上記レーザは、互いに異なる厚さの板材界面から厚い板材（厚物材の板材）側に０．１〜０．２５ｍｍの部分に照射することが好ましい。これにより、厚物材の溶融金属が薄物材側に移動しながら所定の溶接金属部ののど厚さを確保するようになり、溶接部の強度向上にも寄与することができる。上記距離が０．１ｍｍ未満である場合は薄物材の板材が溶融されて溶接欠陥が発生し、０．２５ｍｍを超過すると厚物材の板材だけが溶融される現象が発生する。
【００３０】
本発明では、溶接入熱量が０．８３〜３．０ｋＷ・ｍｉｎ／ｍであることが好ましい。上記溶接入熱量が０．８３ｋＷ・ｍｉｎ／ｍ未満である場合は、厚物材の溶融量が不足して薄物材側への移動が困難であり、３．０ｋＷ・ｍｉｎ／ｍを超過すると、厚物材の板材が過多に溶融されて溶け落ちる現象が発生するという問題がある。
【００３１】
上記レーザ溶接方法は、その種類を特に限定するものではなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が適用することができるものであれば十分である。本発明は、レーザ溶接方法のうち、特にＣＯ２レーザ溶接方法の技術的効果に優れる。ＣＯ２レーザ溶接方法の場合、溶接部の気孔の発生可能性が高いため、本発明の気孔発生の効果を抑制するという側面において、ＣＯ２レーザ溶接方法でその効果を極大化することができる。
【００３２】
図３を参照して、本発明について詳細に説明する。図３は本発明の溶接方法に適用されることができる装置の一例を示す模式図である。
【００３３】
本発明のレーザ溶接方法は、レーザ照射時に、照射部にシールドガスを供給するとともに、レーザ照射部の裏面部にもシールドガスを供給する。上記レーザ照射部にシールドガスを供給する方法は、レーザ照射方向と同軸方向に同軸ノズル１０を通じてシールドガスを供給する方法、及び側面方向から側面ノズル２０を通じてシールドガスを供給する方法が用いられることができる。
【００３４】
上記レーザ照射方向と同軸方向にシールドガスを供給するのは、レーザビームと大気の反応を遮断してビームの散乱を防止するという効果がある。一方、側面方向からシールドガスを供給するのは、溶接時に発生するプラズマを除去して溶接部におけるレーザビームの効率低下を改善させることができるという長所がある。
【００３５】
本発明では、上記レーザ照射時に、照射部の裏面部にも下部ノズル３０を通じてシールドガスを供給することが好ましい。上記溶接部の照射面（溶接部の上部）のみにシールドする場合、溶接部の気孔及びピットの欠陥を防止するには限界がある。特に、薄物材を溶接する場合に貫通溶接が行われるが、この場合、高温のプラズマは溶接部の異面にも上部と同等の水準のプラズマが発生し、これを通じて溶接部に窒素ガスが集中的に混入される可能性があるためである。したがって、レーザ照射面の裏面部（下部）に発生するプラズマと大気中の窒素の反応を遮断するために、裏面部にもシールドガスを供給することが好ましい。
【００３６】
ＴＷＢのような溶接線が長い製品を連続的に生産する場合、溶接部の裏面全体をシールドするのは設計構造上において困難があり、広い面積をシールドするためには多量のガスを必要とするという問題点がある。本発明では、気孔発生に高温のプラズマが関係することに着目して不活性ガスをプラズマ発生部に直接噴射することにより、少量のシールドガスでも効果的に気孔及びピットの欠陥を防止できるという効果を得ることができる。このように、気孔及びピットの欠陥を抑えることにより、溶接部の加工時に亀裂などの発生が抑制されて優れた加工性を確保することができるという長所がある。
【００３７】
一方、上記レーザ照射部及びその裏面部にシールドガスを供給すること以外に、レーザ照射後、後方からレーザ照射部またはその裏面部に追加的にシールドガスを供給することがより好ましい。図３に示される溶接ヘッドの後方に位置した上部シールドボックス４０及び下部シールドボックス５０は、それぞれレーザ照射後に、レーザ照射部及びその裏面部に追加的にシールドガスを供給する手段である。
【００３８】
レーザ溶接は、高効率レーザビームを用いる方法で、高速溶接を特徴とする。この場合、図３に示される同軸ノズル１０、側面ノズル２０、及び下部ノズル３０を適用すること以外に、溶接が行われた後、即ち、溶接の後方で大気に露出する可能性があるため、必要に応じて、溶接ヘッドの後方に上部シールドボックス４０及び下部シールドボックス５０を備える必要性がある。この場合、窒素の混入を抑制することができるだけでなく、冷却中に溶接部が大気と遮断されることによって酸化現象が抑えられて表面物質を改善させることができるという効果がある。
【００３９】
一方、上記供給されるシールドガスは、不活性ガスで、ヘリウム（Ｈｅ）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガスなどが用いられることができ、これらの混合ガスを用いることもできる。ヘリウムガスは、アルゴンガスに比べてイオン化エネルギーが高いためプラズマ発生量が減少することから、好ましくはヘリウムガスがより効果的である。
【００４０】
また、上記シールドガスの供給流量は、１５〜４０Ｌ／ｍｉｎの速度で供給されることが好ましい。上記流量が１５Ｌ／ｍｉｎ以上でなければ良好な効果を確保することができず、それ未満ではシールド効果が低下して大気中の窒素混入が増加する。なお、４０Ｌ／ｍｉｎを超過すると、気孔の防止には効果的であるが、溶融部が激しく揺れてビードの表面品質が不良になり、冷却効果のため入熱量を補正するために溶接速度を低減しなければならないという問題がある。シールドガスの流量が多くなると、経済性が低下するため、シールドガスの供給流量を１５〜２０Ｌ／ｍｉｎとすることがより好ましい。
【００４１】
以下、本発明の溶接部材について詳細に説明する。本発明の溶接部材は、溶接部の窒素含量が１２５重量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
上記溶接部の窒素は、レーザ溶接過程中に、大気中の窒素ガスが流入されたもので、上記窒素含量が１２５重量ｐｐｍを超過すると、溶接部に気孔またはピット欠陥の発生可能性が増加し、加工時に亀裂または破断の原因になりかねない。即ち、初晶フェライトで凝固するレーザ溶接部では窒素の限界固溶度が１２５重量ｐｐｍである。したがって、初晶フェライトで凝固する鉄鋼素材をレーザ溶接する場合、気孔またはピット欠陥を抑えるためには、溶接部の窒素含量を１２５重量ｐｐｍに制御することが好ましい。
【００４３】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。下記実施例は、本発明の理解を助けるためのものであるだけで、本発明を限定するものではない。
【００４４】
（実施例１）
下表１の組成（重量％、残部Ｆｅ及び不可避不純物）及び厚さを有する冷延鋼板（ＣＲ）及び亜鉛めっき鋼板（ＧＩ）をそれぞれ用意した。
【００４５】
【表１】
2015526298.tif 000003
【００４６】
上記Ａ及びＢの冷延鋼板及び亜鉛めっき鋼板を用いてレーザ溶接を行った。このとき、レーザ溶接は、６ｋＷのＣＯ２レーザ溶接機を用いており、予備試験を通じて比較的気孔の発生が顕著なレーザ出力６ｋＷ、溶接速度２ｍ／ｍｉｎの条件で突合せ溶接を実施した。
【００４７】
レーザ溶接部の気孔欠陥はＫＳ  Ｂ０８４５によって測定された。鋼材の厚さ１０ｍｍ以下の場合、試験視野１０×１０ｍｍにおいて欠陥点数が１点以下である場合を１等級、３点以下である場合を２等級、６点以下である場合を３等級、６点を超過する場合を４等級に分類した。ここで、欠陥点数は、気孔の直径が１ｍｍ以下である場合を１点、１〜２ｍｍである場合を２点、２〜３ｍｍである場合を３点、３〜４ｍｍである場合を６点としてそれぞれ与えた。
【００４８】
レーザ溶接部の成形性は、エリクセン（Ｅｒｉｃｈｓｅｎ）試験機を用いて評価した。厚さが異なる点を考慮し、亀裂が発生する位置を分類して、溶接部で発生する場合を不合格、母材で発生する場合を合格としてそれぞれ評価した。
【００４９】
上記レーザ溶接時にシールド条件を異ならせてレーザ溶接を実施しており、これによる気孔発生の有無及び成形性を評価して表２に示した。表２において、シールド方法は図３のレーザ溶接装置を用いた。図３を参照して、レーザ照射方向と同軸方向にシールドする方法１０、レーザ照射方向に対して側面方向からシールドする方法２０、及びレーザ照射部の裏面部からシールドする方法３０をそれぞれ表２のシールド方法（１）、（２）、及び（３）で示した。
【００５０】
【表２】
2015526298.tif 000004
【００５１】
上記表２の結果から分かるように、発明例は、レーザ溶接時に、レーザ照射部だけでなく、照射部の裏面部（溶接下部）にもシールドガスを噴射しており、シールドガスの種類及び流量が本発明の範囲を満たすものである。その結果、上記発明例は、すべて優れた気孔発生等級（即ち、気孔の発生が抑制される）を確保し、加工時に破断が溶接部ではなく母材に発生することを確認することにより、溶接部の加工性が改善されることが確認できた。
【００５２】
一方、比較例１から６は、レーザ照射部の裏面部（溶接下部）にシールドガスが供給されない場合で、冷延鋼板及びめっき鋼板の溶接部で両方とも気孔が多量発生することが確認でき、加工時に溶接部で破断が発生して加工性が劣位にあることが確認できた。
【００５３】
比較例７は、発明例に比べてシールドガスの流量が十分ではない場合で、シールドガスの流量が本発明の範囲に及ばないため、本発明のように優れた気孔発生の抑制効果を期待することが困難であることを確認できた。また、比較例８及び９は、溶接下部のシールドガスとしてアルゴン及び窒素を採用したもので、ヘリウムガスに比べて気孔低減効果が多少劣位にあることを確認できた。
【００５４】
一方、図４の（ａ）及び（ｂ）は上記比較例１及び発明例１の溶接部を放射線分析した写真を示すものである。上記図４に示されているように、比較例１では溶接部に気孔が発生することを確認できたが、発明例１では溶接部に気孔が発生しないことを確認できた。
【００５５】
また、図５の（ａ）及び（ｂ）は上記比較例１及び発明例１の溶接部のエリクセン（Ｅｒｉｃｈｓｅｎ）の試験結果を示す写真である。図５に示されているように、本発明の発明例では溶接部に亀裂が発生しなかったが、比較例では溶接部に亀裂が発生することを確認できた。
【００５６】
（実施例２）
上記表１のＣＲ−Ａ（薄物材）板材及びＣＲ−Ｂ（厚物材）板材を用いて下表３の条件で、レーザ照射時に、境界から厚物材板材への距離を変化させ、溶接入熱量を変化させながら溶接した場合、溶接部の溶接欠陥及び亀裂発生率を測定してその結果を下表３に示した。
【００５７】
上記溶接はレーザ照射部及びその裏面部にヘリウムガスをそれぞれ２０Ｌ／ｍｉｎで供給しながら行われており、溶接入熱量はレーザ出力及び溶接速度を変更しながら制御した。
【００５８】
一方、下表３において、溶接欠陥はビード外観を中心に観察し、アンダーフィルは溶接金属部が母材に比べて０．１ｍｍ以上下がった場合を基準にした。また、溶け落ちはアンダーフィル現象が顕著であるため溶融金属が落ち、全体にホールが発生した場合を意味する。なお、溶接部の亀裂発生率はエリクセン（Ｅｒｉｃｈｓｅｎ）試験機を用いて評価した。即ち、溶接継手にボールを押し上げながら溶接部における破断の有無を確認した。
【００５９】
【表３】
2015526298.tif 000005
【００６０】
上記表３に示されているように、レーザビームの照射位置が増加するにつれて、溶接欠陥及び溶接部の破断が発生しない溶接入熱量の範囲が増加することが分かる。即ち、発明例１０のようにビームの位置が０ｍｍである場合は溶接入熱量が０．８３ｋＷ・ｍｉｎ／ｍのみ良好な特性を示した。しかし、ビームの位置が０．１〜０．２５ｍｍである発明例１１〜１９では０．８３〜３ｋＷ・ｍｉｎ／ｍまで拡大することが分かる。しかし、ビームの位置が０．３ｍｍである比較例２０〜２４では溶接入熱量の変化とは関係なく未溶接のため溶接部において破断した。
【００６１】
一方、溶接入熱量が本発明の範囲である３ｋＷ・ｍｉｎ／ｍを超過する場合は、上記ビームの位置とは関係なく溶接部の欠陥が発生することを確認できる。
【符号の説明】
【００６２】
１０  同軸ノズル
２０  側面ノズル
３０  下部ノズル
４０  後方の上部ノズル
５０  後方の下部ノズル
６０  スパッタ及びヒューム除去用ノズル
【図２】
2015526298.tif 000006
【図３】
2015526298.tif 000007
【図６】
2015526298.tif 000008
【図１】
2015526298.tif 000009
【図４】
2015526298.tif 000010
【図５】
2015526298.tif 000011
【国際調査報告】
2015526298.tif 000012
2015526298.tif 000013