(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向するめっき鋼板をレーザ溶接するめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造において、
上記両めっき鋼板間の溶接線に近接する位置に弾性力を有する粘着材を挟み込んでガス排出路を設け、
上記粘着材が上記両めっき鋼板間の溶接線の両側に貼付されると共に、
上記ガス排出路の離間距離がプレッシャローラの加圧により設定高さになるように調節されることを特徴とするめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造。
【請求項２】
上記粘着材は、予め設定間隔を開けた状態でロール状に巻回されており、
上記両めっき鋼板の一方に、上記溶接線を跨いだ状態で貼設することを特徴とする請求項１記載のめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車体等に使用されるめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から自動車用の表面処理鋼板として亜鉛めっき鋼板が用いられているが、亜鉛めっき鋼板は亜鉛の腐食速度が比較的速いため、長時間の防錆効果を期待するには厚目付のめっきが必要となる。
【０００３】
そこで、亜鉛めっき層の活性を抑制するために、鋼板に溶融亜鉛めっきを施した後、合金化処理を行い、Ｆｅ−Ｚｎ相互拡散を行わせて合金層を形成させた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が実用化され、広く用いられている。
【０００４】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、電気めっき鋼板と比較して経済的に付着量を増加させることができるため、厚目付により耐食性を向上させるという対応が容易な鋼板である。
【０００５】
しかし、このような合金化溶融亜鉛めっき鋼板をはじめとする亜鉛系めっき鋼板を重ねた状態でレーザ溶接した場合、接合面間のめっき層から多量の亜鉛蒸気が発生し、この蒸気ガスが溶融金属内に閉じ込められること等に起因して、ビード内にブローホールやビード表面がへこんだり或いはビードを貫通する欠陥（ピットと呼ばれる欠陥）が多数発生し、ビードの荒れが悪化することが知られている。
【０００６】
そのため、めっき鋼板の接合面間にガス排出路を形成した状態で重ねレーザ溶接を行う技術が種々試みられており、例えば特開平１１−２２６７６５号公報には、めっき鋼板の接合面にブラスト加工を用いて凹凸を形成し、この凹凸によりガス排出路を形成し、このガス出路を通して重ねレーザ溶接の際に発生する成分蒸発ガスを外部へ逃がす技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ガス排出路の接合面間の離間距離は、重ねレーザ溶接の際に厳しく管理する必要がある。
【０００８】
すなわち、接合面間の離間距離が狭すぎると、溶接部分が凝固する前に成分蒸発ガスを完全に逃がすことができなくなり、上述したような溶接不良が発生する。又、この離間距離が広すぎた場合には、ガス排出路に溶融金属が流れ込み、レーザ光が照射される側のめっき鋼板が溶断されてしまう等の不都合が生じる。
【０００９】
そのため、重ねレーザ溶接の際には、接合面間の離間距離を厳しく管理しなければならず、作業工数が嵩み、生産効率の低下を招く不都合がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造で、接合面間に形成したガス排出路の離間距離を常に一定に保持した状態で重ねレーザ溶接を行うことが可能で、生産効率の向上を図ることのできるめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による第１のめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造は、互いに対向するめっき鋼板をレーザ溶接するめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造において、上記両めっき鋼板間の溶接線に近接する位置に弾性力を有する粘着材を挟み込んでガス排出路を設け、上記粘着材が上記両めっき鋼板間の溶接線の両側に貼付されると共に、上記ガス排出路の離間距離がプレッシャローラの加圧により設定高さになるように調節されることを特徴とする。
【００１２】
このような構成では、２枚のめっき鋼板を重ね合わせてレーザ溶接を行う際に、この両めっき鋼板間に弾性力を有する粘着剤を挟み込んでガス排出路を形成することで、めっき鋼板間に形成されているめっき層から発生した成分蒸発ガスはガス排出路を通って外部へ逃がされる。
【００１４】
又、２枚のめっき鋼板間の、溶接線を挟んだ両側に粘着材を貼付してガス排出路を形成し、プレッシャローラにより加圧しながら溶接線上をレーザ光により重ね溶接する。その際、ガス排出路の離間距離が設定高さになるようにプレッシャローラの加圧力を調節することで、ガス排出路を適正値とすることができる。
【００１５】
第２のめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造は、第１のめっき鋼板の重ねレーザ溶接において、上記粘着材は、予め設定間隔を開けた状態でロール状に巻回されており、上記両めっき鋼板の一方に、上記溶接線を跨いだ状態で貼設することを特徴とする。
【００１６】
このような構成では、粘着材を、予め設定間隔を開けた状態でロール状に巻回しておくことで、重ねレーザ溶接を行う際に、両めっき鋼板間に粘着材を自動的に装着することが可能となり、生産効率が良くなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１、図２に本発明の第１実施の形態を示す。ここで、図１は重ねレーザ溶接装置の溶接ヘッド部の拡大図、図２はめっき鋼板の接合面の拡大断面図である。
【００２０】
図中の符号１は溶接ヘッドで、この溶接ヘッド１にローラアーム２が固設され、このローラアーム２に、レーザ照射部の傍らを押圧するプレッシャローラ３が枢支されている。
【００２１】
溶接ヘッド１は、図示しないロボットアーム等に連設されており、このロボットアームの動作により、重ね合せた２枚のめっき鋼板４，５の溶接線Ｌｗ上を移動し、その際、溶接ヘッド１から照射するレーザ光により、２枚のめっき鋼板４，５を連続線溶接する。
【００２２】
図２に示すように、上側のめっき鋼板４の接合面４ａの端部にプレッシャローラ３が圧接され、このプレッシャローラ３に対して溶接線Ｌｗを挟む反対側の両接合面４ａ，５ａ間に、挿入物の一例である平板状のスペーサ７が介装されている。
【００２３】
プレッシャローラ３により接合面４ａの端部を圧接すると、この接合面４ａがスペーサ７により傾斜され、接合面４ａ，５ａ間に、断面三角形状のガス排出路６が形成される。
【００２４】
スペーサ７の挿入位置、及びその板厚は、溶接線Ｌｗ上のガス排出路６の離間距離ｇが適正値（本実施の形態では0.1〜0.4mm）となるように予め設定されている。
【００２５】
このような構成では、プレス加工などにより所定形状に加工された２枚のめっき鋼板４，５の接合面４ａ，５ａを重ね合わせ、又この両接合面４ａ，５ａ間の所定位置にスペーサ７を介装する。
【００２６】
そして、上側のめっき鋼板４の接合面４ａの端部側にプレッシャローラ３を押し当てると、この接合面４ａが、図２に示すように傾斜し、接合面４ａ，５ａ間に断面三角形状のガス排出路６が形成される。
【００２７】
そして、プレッシャローラ３にて接合面４ａ，５ａを圧接しながら、溶接ヘッド１を溶接線Ｌｗに沿って移動させ、その際、溶接ヘッド１から出射されるレーザ光を、溶接線Ｌｗ上に照射して連続線溶接を行う。
【００２８】
このとき、溶接線Ｌｗに位置するガス排出路６の離間距離ｇがスペーサ７の厚さ及び装着位置により、予め所定値に設定されているため、離間距離ｇを適切な寸法に保持した状態で重ねレーザ溶接を行うことができ、接合面４ａ，５ａ間で発生する、亜鉛等からなるめっき層から発生した成分蒸発ガスは、ガス排出路６から外部に放出され、ビード中に成分蒸発ガスが残留せず、ブローホールやビット等の溶接不良の発生を回避することができる。
【００２９】
このように、本実施の形態では、ガス排出路６の溶接線Ｌｗ上の離間距離ｇがスペーサ７の装着位置及び板厚により予め設定されているため、離間距離ｇの管理が容易となり、溶接品質を損なうことなく、生産効率の向上を図ることができる。
【００３０】
尚、スペーサ７は接合面４ａ，５ａ間に、連続的、或いは断続的に介装されていても良い。
【００３１】
又、図３〜図５に本発明の第２実施の形態を示す。ここで、図３はめっき鋼板の接合部の斜視図、図４はめっき鋼板の接合部の断面図、図５はロール状粘着テープの斜視図である。
【００３２】
本実施の形態では、挿入物として粘着材１１を用い、この粘着材１１で、重ねレーザ溶接時におけるガス排出路６の離間距離ｇを設定状態に保持するようにしたものである。
【００３３】
図５に示すように、ロール状粘着テープ１２の離型紙１３には、所定間隔を開けて２列に配列された粘着材１１が貼付されている。この各粘着材１１は、芯材と、この芯材の上下面に形成した粘着層との三層構造で、ある程度の弾力性を有しており、めっき鋼板４，５の接合面４ａ，５ａ間に介装したときは、プレッシャローラの加圧力を調節することで、ガス排出路６の離間距離ｇが適正値（本実施の形態では、0.1〜0.4m）になるように設定する。
【００３４】
溶接工程においては、先ず、所定形状に加工された２枚のめっき鋼板４，５の内の、下側のめっき鋼板５の接合面５ａに対し、溶接線Ｌｗを跨いだ両側に、ロール状粘着テープ１２に貼付されている粘着材１１を離型紙１３から剥離しながら貼り付ける。
【００３５】
次いで、この接合面５ａに対し、上側のめっき鋼板５の接合面５ａを重ね合わせ、粘着材１１上を一対のプレッシャローラ１４，１４でそれぞれ圧接し、ガス排出路６の離間距離ｇを、プレッシャローラの加圧力を調節することで適正値（本実施の形態では、0.1〜0.4m）に設定した状態で、溶接ヘッド１（図１参照）を溶接線Ｌｗ上に沿って移動させ、この溶接ヘッド１から出射されるレーザ光により連続線溶接を行う。
【００３６】
このとき、接合面４ａ，５ａ間のめっき層で発生した成分蒸発ガスは、ガス排出路６から外部に放出されるため、第１実施の形態と同様、ビード中に成分蒸発ガスが残留せず、ブローホールやビット等の溶接不良の発生を回避することができる。
【００３７】
又、ガス排出路６を粘着材１１で確保するようにしたので、めっき鋼板４，５に、ガス排出路６をを形成するための余分な加工を行う必要が無く、プレス加工が容易になる。又、粘着材１１をロール状粘着テープ１２から剥離しながら接合面５ａに貼付するようにしたので、粘着材１１を貼付する工程の自動化が可能となり、生産効率が向上する。
【００３８】
又、粘着材１１にある程度の弾性を持たせることで、ガス排出路６の離間距離ｇを、プレッシャローラ３の加圧力を調節することで、最適値に設定することができるので、粘着材１１の厚さを厳密に管理する必要が無く、粘着材１１のコストを低減することができる。
【００３９】
又、図６に本発明の第３実施の形態によるめっき鋼板の接合面の拡大断面図を示す。
【００４０】
本実施の形態では、めっき鋼板４，５の接合面４ａ，５ａを重ね合わせる際に、この接合面４ａ，５ａ間に、端部側から離間部材の一例である一対のＬ字型ブラケット１５，１６を装着し、重ねレーザ溶接を行う際に、先ず、この接合面４ａ，５ａの基部側をプレッシャローラ３で加圧し、次いで、一対のブラケット１５，１６を互いに離間する方向へ、図示しないリフタ等を介して移動させる。
【００４１】
すると、接合面４ａ，５ａ間が拡開されてガス排出路６が形成されると共に、この接合面４ａ，５ａは、自己の弾撥力によりブラケット１５，１６に押し付けられるため、レーザ光を照射する溶接線Ｌｗの離間距離ｇが固定される。
【００４２】
この場合、ブラケット１５，１６の離間幅は、離間距離ｇが適正値（本実施の形態では、0.1〜0.4m）となる位置に予め設定しておく。
【００４３】
その後、プレッシャローラ３で加圧しながら、溶接線Ｌｗに沿って重ねレーザ溶接を行う。このとき、接合面４ａ，５ａ間のめっき層で発生した成分蒸発ガスは、ガス排出路６から外部に放出されるため、第１実施の形態と同様、ビード中に成分蒸発ガスが残留せず、ブローホールやビット等の溶接不良の発生を回避することができる。
【００４４】
そして、重ねレーザ溶接が所定に完了した後、一対のブラケット１５，１６を接合面４ａ，５ａ間から取り外す。
【００４５】
このように、本実施の形態では、一対のブラケット１５，１６により接合面４ａ，５ａ間を広げてガス排出路６を形成するようにしたので、ブラケット１５，１６は自己の弾撥力でブラケット１５，１６に押し付けられるため、溶接線Ｌｗ上の離間距離ｇを一定の状態に保持することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、２枚のめっき鋼板を重ね合わせて重ねレーザ溶接を行う際に、この両めっき鋼板間に挿入物を挟み込んでガス排出路を形成し、接合面に形成されているめっき層で発生した成分蒸発ガスをガス排出路を経て外部へ放出するようにしたので、ビード中に成分蒸発ガスが残留せず、常に安定した溶接品質を得ることができる。
【００４７】
又、接合面間に挿入物を介装することによりガス排出路を常に一定に保持した状態で重ねレーザ溶接を行うことが可能となるため、生産効率の向上を図ることができる。しかも、めっき鋼板にガス排出路を形成するための加工を何ら施す必要が無いため、構造の簡素化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態による重ねレーザ溶接装置の溶接ヘッド部の拡大図
【図２】同、めっき鋼板の接合面の拡大断面図
【図３】第２実施の形態によるめっき鋼板の接合部の斜視図
【図４】同、めっき鋼板の接合部の断面図
【図５】同、ロール状粘着テープの斜視図
【図６】第３実施の形態によるめっき鋼板の接合面の拡大断面図
【符号の説明】
３，１４  プレッシャローラ
４，５  めっき鋼板
４ａ，５ａ  接合面
６  ガス排出路
７  スペーサ（挿入物）
１１  粘着材（挿入物）
１２  ロール状粘着テープ
１５，１６  ブラケット（挿入物）
ｇ  離間距離
Ｌｗ  溶接線
【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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