(57)【要約】【課題】レーザろう付け方法の設備コストの低減化および品質向上【解決手段】レーザろう付け方法は、板金の縁部１１と他の板金１２の何れか一方にローラ電極２１を押し付けつつ、ローラ電極２１を板金の縁部１１に沿って転がし、板金の縁部１１と他の板金１２を加圧接触させながらローラ電極２１を通してろう付けする両板金１１、１２間に通電し、板金の縁部１１と他の板金１２を発熱させ（予熱工程）、予熱工程で発熱した部位にろう材１４を供給するとともに、レーザビーム３２を当てて板金の縁部１１のろう付け（レーザろう付け工程）を行うものである。【選択図】図４
2007237214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板金の縁部を他の板金面にろう付けするろう付け方法であって、
板金の縁部と他の板金の何れか一方にローラ電極を押し付けつつ、前記ローラ電極を板金の縁部に沿って転がし、前記板金の縁部と他の板金を加圧接触させながら前記ローラ電極を通してろう付けする両板金間に通電し、前記板金の縁部と他の板金を発熱させる予熱工程と、
前記予熱工程で発熱した板金の縁部にろう材を供給するとともに、レーザビームを当ててろう材を溶かして板金の縁部をろう付けするレーザろう付け工程とを備えたレーザろう付け方法。
【請求項２】
板金の縁部を他の板金面にろう付けするろう付け装置であって、
ローラ電極と、前記ローラ電極と他の板金の間に通電する通電装置と、板金の縁部にろう材を供給するろう材供給装置と、板金の縁部にろう材が供給された部位にレーザを照射するレーザ照射装置とを備えたレーザろう付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板金の縁部を他の板金面にろう付けするレーザろう付け方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、板金の縁部を他の板金面にろう付けする場合には、ガスろう付けやレーザろう付けが行われていた。ガスろう付けは、図１に示すように、板金の縁部１１と、板金の縁部１１をろう付けする他の板金１２を重ね合わせ、斯かる部位にガストーチ１３の火炎１３ａを当てて予熱し、図２に示すように、予熱した部位にろう材１４を接触させて両板金１１、１２をろう付け１５するものである。斯かるガスろう付けについては、例えば、特開平８−１９７２３８号公報に記載されている。レーザろう付け（レーザブレージング）は、図３に示すように、ろう材１４を溶融させる熱源として、レーザビーム１６を熱源としたものである。レーザブレージングについては、例えば、特開２００２−７９３７１号公報および特開２００５−５９００９公報に記載されている。
【特許文献１】特開平８−１９７２３８号公報
【特許文献２】特開２００２−７９３７１号公報
【特許文献３】特開２００５−５９００９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ガスろう付けは、火炎を当てることにより、母材を熱するものであり、熱により母材に歪みが生じる可能性があり、歪みが生じた場合には、製品の見栄えなどに影響を与える場合がある。レーザろう付けは、鋼板の予熱と、ろう材の溶融をレーザビームの照射エネルギで行うため、高出力のレーザ照射装置が必要になる。このため、設備コストが嵩む。また、特開２００５−５９００９公報にも課題として挙げられているが、母材を過剰に溶融させてしまう可能性が高く、ろう材を主体とする接合金属部内に脆い金属間化合物が生じ得る。これを改善するためのレーザビームの調整も調整幅が小さく調整が難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係るレーザろう付け方法は、板金の縁部を他の板金面にろう付けするろう付け方法であって、板金の縁部と他の板金の何れか一方にローラ電極を押し付けつつ、ローラ電極を板金の縁部に沿って転がし、板金の縁部と他の板金を加圧接触させながらローラ電極を通してろう付けする両板金間に通電し、板金の縁部と他の板金を発熱させる予熱工程と、予熱工程で発熱した板金の縁部にろう材を供給するとともに、レーザビームを当ててろう材を溶かして板金の縁部をろう付けするレーザろう付け工程とを備えたものである。
【０００５】
また、レーザろう付け装置は、板金の縁部を他の板金面にろう付けするろう付け装置であって、ローラ電極と、ローラ電極と他の板金の間に通電する通電装置と、板金の縁部にろう材を供給するろう材供給装置と、板金の縁部にろう材が供給された部位にレーザを照射するレーザ照射装置とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
このレーザろう付け方法および装置によれば、ろう付け後に母材に生じる歪みを小さくすることができる。また、特開２００５−５９００９公報に開示されているように、鋼板の予熱と、ろう材の溶融をレーザビームの照射エネルギのみで行うレーザブレージングに比べて、設備コストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態に係るレーザろう付け方法およびレーザろう付け装置を図面に基づいて説明する。
【０００８】
この実施形態では、レーザろう付け方法は、図４に示すように、板金の縁部１１と他の板金１２の何れか一方にローラ電極２１を押し付けつつ、ローラ電極２１を板金の縁部１１に沿って転がし、板金の縁部１１と他の板金１２を加圧接触させながらローラ電極２１を通してろう付けする両板金１１、１２間に通電し、板金の縁部１１と他の板金１２を発熱させ（予熱工程）、予熱工程で発熱した部位にろう材１４を供給するとともに、レーザビーム３２を当てて板金の縁部１１のろう付け（レーザろう付け工程）を行うものである。
【０００９】
このレーザろう付け方法を具現化した一実施形態であるレーザろう付け装置２０は、図４に示すように、ローラ電極２１と、通電装置２２と、ろう材供給装置２３と、レーザ照射装置２４を備えている。
【００１０】
ローラ電極２１は、電極としての機能を備えたローラ状の転動部３１で構成されている。このローラ電極２１には、例えば、シーム溶接に用いられているシーム電極を用いることができる。また、ローラ電極２１は、図示は省略するがロボットアームの先端に取り付けたものを用いるとよく、ロボットアームのティーチング動作により、所望の位置に移動し得るように構成するとよい。
【００１１】
通電装置２２は、ローラ電極２１と他の板金１２との間に通電するものである。この実施形態では、ローラ電極２１と、ローラ電極２１が押し当てられない側の板金１２に通電するものである。この通電装置２２についてもシーム溶接に用いられている通電装置２２を適用することができる。
【００１２】
ろう材供給装置２３は、板金の縁部１１にろう材１４を供給する装置であり、ガスろう付け装置やレーザブレージングなどのレーザろう付け装置で用いられるろう材供給装置を適用することができる。
【００１３】
レーザ照射装置２４は、板金の縁部１１にろう材１４が供給された部位にレーザビーム３２を照射する装置である。このレーザ照射装置２４は、板金１１、１２の予熱と、ろう材１４の溶融をレーザビームの照射エネルギのみで行うレーザブレージングに用いられているレーザ照射装置に比べて、照射できるレーザビーム３２の出力が低いものを用いることができる。従って、レーザブレージングに用いられているレーザ照射装置に比べて、格段に安価なレーザ照射装置を用いることができる。この実施形態では、１ｋＷクラスのレーザビームを出力する能力を備えたレーザ照射装置を用いている。なお、図示は省略するが、ろう材供給装置２３及びレーザ照射装置２４は、ろう付け位置に沿って移動させることができるように、それぞれロボットアームの先端に取り付けた構造にするとよい。
【００１４】
この実施形態では、レーザ照射装置２４は、図４に示すように、板金の縁部１１と他の板金１２を重ねた部位に対し、板金の縁部１１にローラ電極２１を押し付け、板金の縁部１１に沿ってローラ電極２１を転がしている。そして、板金の縁部１１と他の板金１２を加圧接触させながら、通電装置２２によりローラ電極２１を通して、両板金１１、１２間に通電し、板金の縁部１１と他の板金１２を発熱させる（予熱工程）。次に、ろう材供給装置２３により、この予熱工程で発熱した板金の縁部１１にろう材１４を供給するとともに、レーザ照射装置２４により、レーザビームを当ててろう材を溶かして板金の縁部１１をろう付けする（レーザろう付け工程）。
【００１５】
このレーザろう付け装置２０によれば、ローラ電極２１を押し当てつつシーム溶接の要領で通電をして、ジュール熱で、板金の縁部１１および他の板金（母材）を予熱することができる。また、ジュール熱による予熱工程は、母材内部（板金の縁部１１と他の板金１２の重合部）を中心にして発熱するので、火炎やレーザビームを照射して予熱を加える場合に比べて、外観上母材に歪みが生じにくい。また、通電装置２２による通電は、母材を予熱することを主たる目的としており、シーム溶接のように溶接が行われる程度に高い電流値での通電を要しないからスパッタを発生させることがなく、また、通電する電流値の調整幅が広く、調整が容易である。
【００１６】
またレーザ照射装置２４は、上述したように通電による予熱工程により、予め母材が熱せられているので、母材の予熱からろう材の溶融までを行う通常のレーザブレージングの場合に比べて、照射するレーザビームの出力を低く抑えることができる。このため、例えば、通常のレーザブレージングにおいて、４Ｋｗレベルのレーザ照射装置が必要であったところ、１Ｋｗレベルの比較的低い出力のレーザ照射装置を用いることができるので、設備コストを低減させることができる。また、このようにレーザビームの出力を低く抑えることができるので、特開２００５−５９００９公報にも課題として挙げられているものとは対照的に、このレーザろう付け方法によれば、母材を過剰に溶融させてしまう可能性が低く、ろう材を主体とする接合金属部内に脆い金属間化合物が生じ難い。これにより、ろう付けの品質を向上させることができる。
【００１７】
また、このレーザろう付け装置によれば、通電装置の出力調整、レーザ照射装置の出力調整等が容易なので、レーザろう付けの条件設定が容易になる。
【００１８】
また、このレーザろう付け方法によれば、ローラ電極２１で、板金の縁部１１と他の板金１２を加圧接触させるので、板金の縁部１１と他の板金１２の隙間ｓが詰められ、その後をなぞるようにレーザろう付けを行う。このため、通常のレーザブレージングに比べて、ろう付けも板金の縁部１１と他の板金１２の隙間ｓが詰められた状態で行われるから、ろう付けの仕上がりがよい。なお、説明の便宜を図るため、図１〜６において、板金の縁部１１と他の板金１２の隙間を強調して描いているが、実際には、この隙間は図示されているほど大きいものではなく、極めて微小な隙間であり、また、隙間は必ずしもあるとは限らない。
【００１９】
また、ろう付けも板金の縁部１１と他の板金１２の隙間ｓが詰められた状態でろう付けが行われるので、板金の縁部１１と他の板金１２の隙間ｓに溶けたろう材が入り込む量が減るので、総じてろう材の使用量を減らすことができる。これにより、材料コストの低減も図ることができる。
【００２０】
以上、本発明の一実施形態に係るレーザろう付け方法およびレーザ照射装置を説明したが、本発明に係るレーザろう付け方法およびレーザ照射装置は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
例えば、図４に示す例では、ローラ電極２１を板金の縁部１１側から押し当てて、板金の縁部１１と他の板金１２を加圧接触している。図５に示すように、ローラ電極２１は、他の板金１２側から押し当てて、板金の縁部１１と他の板金１２を加圧接触させてもよい。この際、通電装置２２の他方の電極は板金の縁部１１側の板金に通電するとよい。また、図６に示すように、２つのローラ電極２１ａ、２１ｂを用い、板金の縁部１１と他の板金１２の両側からそれぞれローラ電極２１ａ、２１ｂを押し当てて、板金の縁部１１と他の板金１２を加圧接触させてもよい。この際、通電装置２２は、２つのローラ電極２１ａ、２１ｂに通電するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ガスろう付け方法の説明図。
【図２】ガスろう付け方法の説明図。
【図３】一般的なレーザブレージング方法の説明図。
【図４】本発明の一実施形態に係るレーザろう付け装置を示す図。
【図５】本発明の他の実施形態に係るレーザろう付け装置を示す図。
【図６】本発明の他の実施形態に係るレーザろう付け装置を示す図。
【符号の説明】
【００２３】
１１   板金の縁部
１２   他の板金
２０   レーザろう付け装置
２１   ローラ電極
２２   通電装置
２３   材供給装置
２４   レーザ照射装置
３１   転動部
３２   レーザビーム
ｓ     隙間
【図１】
2007237214.tif 000003
【図２】
2007237214.tif 000004
【図３】
2007237214.tif 000005
【図４】
2007237214.tif 000006
【図５】
2007237214.tif 000007
【図６】
2007237214.tif 000008