特開2023-87674重ねレーザ溶接継手、重ねレーザ溶接継手の製造方法、及び自動車車体用構造部材
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023087674
(43)【公開日】2023-06-23
(54)【発明の名称】重ねレーザ溶接継手、重ねレーザ溶接継手の製造方法、及び自動車車体用構造部材
(51)【国際特許分類】
B23K 26/21 20140101AFI20230616BHJP
B23K 31/00 20060101ALI20230616BHJP
B23K 26/32 20140101ALI20230616BHJP
C22C 38/00 20060101ALI20230616BHJP
C22C 38/04 20060101ALI20230616BHJP
【ＦＩ】
B23K26/21 G
B23K26/21 N
B23K31/00 F
B23K26/32
C22C38/00 301A
C22C38/00 302A
C22C38/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】32
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022197941
(22)【出願日】2022-12-12
(31)【優先権主張番号】P 2021201939
(32)【優先日】2021-12-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100217249
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 耕一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100221279
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 健吾
(74)【代理人】
【識別番号】100207686
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 恭宏
(74)【代理人】
【識別番号】100224812
【弁理士】
【氏名又は名称】井口 翔太
(72)【発明者】
【氏名】芦田 肇
(72)【発明者】
【氏名】松井 翔
(72)【発明者】
【氏名】富士本 博紀
(72)【発明者】
【氏名】内藤 恭章
【テーマコード（参考）】
4E168
【Ｆターム（参考）】
4E168BA02
4E168BA03
4E168BA21
4E168BA65
4E168BA85
(57)【要約】
【課題】ビード終端部における溶接割れを抑制可能な重ねレーザ溶接継手、重ねレーザ溶接継手の製造方法、及び自動車車体用構造部材を提供する。
【解決手段】本発明の一態様に係る重ねレーザ溶接継手は、複数の金属板と、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードとを備え、複数の金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔが０～１８％であり、第１のビードの長さＬ１が１０～１００ｍｍであり、重ねレーザ溶接継手がさらに第２のビードを有し、第２のビードの長さＬ２がＬ１より小さく、終端周辺領域において、第２のビードにおける、第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、第１のビードの中心軸に沿って２ｍｍ以上であり、第２のビードは第１のビードの中心軸から離隔され、始端周辺領域に第２のビードが含まれない。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の一態様に係る重ねレーザ溶接継手は、複数の金属板と、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードとを備え、複数の金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔが０～１８％であり、第１のビードの長さＬ１が１０～１００ｍｍであり、重ねレーザ溶接継手がさらに第２のビードを有し、第２のビードの長さＬ２がＬ１より小さく、終端周辺領域において、第２のビードにおける、第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、第１のビードの中心軸に沿って２ｍｍ以上であり、第２のビードは第１のビードの中心軸から離隔され、始端周辺領域に第２のビードが含まれない。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
重ね合わせられた複数の金属板と、
複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードと、
を備える重ねレーザ溶接継手であって、
複数の前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔが０～１８％であり、
前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１が１０～１００ｍｍであり、
前記重ねレーザ溶接継手がさらに、第２のビードを有し、
前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２が、前記Ｌ１より小さく、
前記重ねレーザ溶接継手の厚さ方向から見た平面視において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上であり、
前記第２のビードは、前記第１のビードの前記中心軸から離隔され、
前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に前記第２のビードが含まれない
重ねレーザ溶接継手。
複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードと、
を備える重ねレーザ溶接継手であって、
複数の前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔが０～１８％であり、
前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１が１０～１００ｍｍであり、
前記重ねレーザ溶接継手がさらに、第２のビードを有し、
前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２が、前記Ｌ１より小さく、
前記重ねレーザ溶接継手の厚さ方向から見た平面視において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上であり、
前記第２のビードは、前記第１のビードの前記中心軸から離隔され、
前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に前記第２のビードが含まれない
重ねレーザ溶接継手。
【請求項2】
前記重ねレーザ溶接継手の前記厚さ方向から見た平面視において、前記第２のビードが、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項3】
前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードが離隔されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項4】
前記第１のビードが、前記重ねレーザ溶接継手の片方の表面にのみ形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項5】
前記第２のビードが、前記重ねレーザ溶接継手の最表層に配された前記金属板のうち一方にのみ形成され、
前記第２のビードの溶け込み深さが、前記第２のビードが形成されている前記金属板の厚さの１／２以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の重ねレーザ溶接継手。
前記第２のビードの溶け込み深さが、前記第２のビードが形成されている前記金属板の厚さの１／２以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項6】
前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、
前記複数の鋼板のうち１枚以上の鋼板の成分組成が、
Ｃ：０．０５～０．５ｍａｓｓ％、
Ｓｉ：０．１～３．５ｍａｓｓ％、
Ｍｎ：０．１～５．５ｍａｓｓ％、及び
Ｐ及びＳ：合計０．０３ｍａｓｓ％以下
を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の重ねレーザ溶接継手。
前記複数の鋼板のうち１枚以上の鋼板の成分組成が、
Ｃ：０．０５～０．５ｍａｓｓ％、
Ｓｉ：０．１～３．５ｍａｓｓ％、
Ｍｎ：０．１～５．５ｍａｓｓ％、及び
Ｐ及びＳ：合計０．０３ｍａｓｓ％以下
を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項7】
前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、
前記複数の鋼板のうち１枚以上の引張強さが９８０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の重ねレーザ溶接継手。
前記複数の鋼板のうち１枚以上の引張強さが９８０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項8】
前記複数の鋼板のうち前記第２のビードが形成される鋼板の引張強さが９８０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項７に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項9】
複数の金属板を重ね合わせる工程と、
複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードを形成するように、第１のレーザ照射をする工程と、
を備える重ねレーザ溶接継手の製造方法であって、
前記重ね合わせにおいて、前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔを０～１８％とし、
前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１を１０～１００ｍｍとし、
前記重ねレーザ溶接継手の製造方法が、第２のビードを形成するように、第２のレーザ照射をする工程をさらに備え、
前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２を、前記Ｌ１より小さくし、
前記重ねレーザ溶接継手の厚さ方向から見た平面視において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さを、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上とし、
前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸から離隔させ、
前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に、前記第２のビードを含めず、
前記第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に、前記第２のビードを形成する
重ねレーザ溶接継手の製造方法。
複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードを形成するように、第１のレーザ照射をする工程と、
を備える重ねレーザ溶接継手の製造方法であって、
前記重ね合わせにおいて、前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔを０～１８％とし、
前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１を１０～１００ｍｍとし、
前記重ねレーザ溶接継手の製造方法が、第２のビードを形成するように、第２のレーザ照射をする工程をさらに備え、
前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２を、前記Ｌ１より小さくし、
前記重ねレーザ溶接継手の厚さ方向から見た平面視において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さを、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上とし、
前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸から離隔させ、
前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に、前記第２のビードを含めず、
前記第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に、前記第２のビードを形成する
重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項10】
前記第１のレーザ照射の後で、前記第２のレーザ照射をすることを特徴とする請求項９に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項11】
前記第２のレーザ照射の後で、前記第１のレーザ照射をすることを特徴とする請求項９に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項12】
前記重ねレーザ溶接継手の前記厚さ方向から見た平面視において、前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成することを特徴とする請求項９～１１のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項13】
前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードを離隔させることを特徴とする請求項９～１１のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項14】
前記第１のビードを、前記重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成することを特徴とする請求項９～１１のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項15】
前記第２のビードの溶け込み深さを、前記第２のビードが形成された前記金属板の厚さの１／２以上にすることを特徴とする請求項９～１１のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項16】
請求項１又は２に記載の重ねレーザ溶接継手を備える自動車車体用構造部材。
【請求項17】
重ね合わせられた複数の金属板と、
複数の前記金属板のうちの、最表層に配された金属板である第１の金属板の端面と、前記第１の金属板と重ね合わされた第２の金属板の表面と、を接合し、かつ、複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードと、
を備える重ねレーザ溶接継手であって、
複数の前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔが０～１８％であり、
前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１が１０～１００ｍｍであり、
前記重ねレーザ溶接継手がさらに、少なくとも前記第２の金属板の表面に第２のビードを有し、
前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２が、前記Ｌ１より小さく、
前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上であり、
前記第２のビードは、前記第１のビードの前記中心軸から離隔され、
前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に前記第２のビードが含まれない
重ねレーザ溶接継手。
複数の前記金属板のうちの、最表層に配された金属板である第１の金属板の端面と、前記第１の金属板と重ね合わされた第２の金属板の表面と、を接合し、かつ、複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードと、
を備える重ねレーザ溶接継手であって、
複数の前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔが０～１８％であり、
前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１が１０～１００ｍｍであり、
前記重ねレーザ溶接継手がさらに、少なくとも前記第２の金属板の表面に第２のビードを有し、
前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２が、前記Ｌ１より小さく、
前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上であり、
前記第２のビードは、前記第１のビードの前記中心軸から離隔され、
前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に前記第２のビードが含まれない
重ねレーザ溶接継手。
【請求項18】
前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第２のビードが、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項19】
前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードが離隔されていることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項20】
前記第１のビードが、前記重ねレーザ溶接継手の片方の表面にのみ形成されていることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項21】
前記第２の金属板における前記第２のビードの溶け込み深さが、前記第２の金属板の厚さの１／２以上であることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項22】
前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、
前記複数の鋼板のうち１枚以上の鋼板の成分組成が、
Ｃ：０．０５～０．５ｍａｓｓ％、
Ｓｉ：０．１～３．５ｍａｓｓ％、
Ｍｎ：０．１～５．５ｍａｓｓ％、及び
Ｐ及びＳ：合計０．０３ｍａｓｓ％以下
を含む
ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の重ねレーザ溶接継手。
前記複数の鋼板のうち１枚以上の鋼板の成分組成が、
Ｃ：０．０５～０．５ｍａｓｓ％、
Ｓｉ：０．１～３．５ｍａｓｓ％、
Ｍｎ：０．１～５．５ｍａｓｓ％、及び
Ｐ及びＳ：合計０．０３ｍａｓｓ％以下
を含む
ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項23】
前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、
前記複数の鋼板のうち１枚以上の引張強さが９８０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の重ねレーザ溶接継手。
前記複数の鋼板のうち１枚以上の引張強さが９８０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項24】
前記複数の鋼板のうち前記第２のビードが形成される鋼板の引張強さが９８０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項２３に記載の重ねレーザ溶接継手。
【請求項25】
複数の金属板を重ね合わせる工程と、
複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードを形成するように、第１のレーザ照射をする工程と、
を備える重ねレーザ溶接継手の製造方法であって、
前記第１のレーザ照射をする工程では、少なくとも、前記複数の金属板のうちの最表面に配された第１の金属板の端面と、前記第１の金属板と重ね合わされた第２の金属板の表面と、を少なくとも接合し、
前記重ね合わせにおいて、前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔを０～１８％とし、
前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１を１０～１００ｍｍとし、
前記重ねレーザ溶接継手の製造方法が、少なくとも前記第２の金属板に第２のビードを形成するように、第２のレーザ照射をする工程をさらに備え、
前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２を、前記Ｌ１より小さくし、
前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さを、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上とし、
前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸から離隔させ、
前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に、前記第２のビードを含めず、
前記第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に、前記第２のビードを形成する
重ねレーザ溶接継手の製造方法。
複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードを形成するように、第１のレーザ照射をする工程と、
を備える重ねレーザ溶接継手の製造方法であって、
前記第１のレーザ照射をする工程では、少なくとも、前記複数の金属板のうちの最表面に配された第１の金属板の端面と、前記第１の金属板と重ね合わされた第２の金属板の表面と、を少なくとも接合し、
前記重ね合わせにおいて、前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔを０～１８％とし、
前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１を１０～１００ｍｍとし、
前記重ねレーザ溶接継手の製造方法が、少なくとも前記第２の金属板に第２のビードを形成するように、第２のレーザ照射をする工程をさらに備え、
前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２を、前記Ｌ１より小さくし、
前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さを、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上とし、
前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸から離隔させ、
前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に、前記第２のビードを含めず、
前記第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に、前記第２のビードを形成する
重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項26】
前記第１のレーザ照射の後で、前記第２のレーザ照射をすることを特徴とする請求項２５に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項27】
前記第２のレーザ照射の後で、前記第１のレーザ照射をすることを特徴とする請求項２５に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項28】
前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成することを特徴とする請求項２５～２７のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項29】
前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードを離隔させることを特徴とする請求項２５～２７のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項30】
前記第１のビードを、前記重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成することを特徴とする請求項２５～２７のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項31】
前記第２の金属板における前記第２のビードの溶け込み深さを、前記第２の金属板の厚さの１／２以上にすることを特徴とする請求項２５～２７のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法。
【請求項32】
請求項１７又は１８に記載の重ねレーザ溶接継手を備える自動車車体用構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、重ねレーザ溶接継手、重ねレーザ溶接継手の製造方法、及び自動車車体用構造部材に関する。
【背景技術】
【0002】
重ね継手は、重ね合わせられた複数の金属板を溶接して得られる溶接継手である。重ね継手を製造するための溶接手段の一つにレーザ溶接がある。重ねレーザ溶接とは、重ね合わせた複数枚の金属板の片側表面にレーザビームを照射して、金属板を溶融凝固させることにより、これら金属板を接合する溶接のことである。
【0003】
重ねレーザ溶接は、ハット形部材のフランジ部などの狭い領域を、高速に接合することが可能である。しかしながら、重ねレーザ溶接には、溶接ビードの終端にある最終凝固部で割れが生じやすいという問題がある。
【0004】
レーザ溶接においては、レーザの進行方向と反対の方向に、溶融金属の流れが生じる。そのため、レーザ溶接によって形成されたビードの終端部には、クレータと呼ばれる凹みが生じる。さらに、レーザ溶接の終了後には、ビードの終端部に引張応力が加えられる。レーザ溶接の終了後は、溶接部からその周辺への抜熱によって溶接部が急冷され、収縮するからである。クレータが形成されたビード終端部に引張応力が加えられることによって、ビード終端部は、ビードの延在方向に垂直に引き裂かれるように破断することがある。この場合、終端部の破断がビードに沿って進展し、ビード全体にわたって亀裂が形成されるおそれがある。
【0005】
近年、機械構造部品の材料を高強度化する例が増えている。例えば自動車車体用部材、特に自動車の骨格部材となる構造部材では、車体の強度及び剛性の向上を目的として、引張強さ９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板が適用される例が増えている。しかしながら、金属板の引張強さが大きくなるほど、レーザ溶接の終了後にビード終端部に加わる引張応力が大きくなり、ビード終端部の割れが生じるおそれが高まる。ビードに、その全長にわたる亀裂が発生すると、接合部のせん断強度及び剥離強度等の静的強度が低下し、さらに、疲労強度も著しく低下する。以上の事情により、高強度金属板においてビード終端部の割れを防止する技術が待望されている。
【0006】
特許文献１には、複数の鋼板を重ね合わせた鋼板の片側表面にレーザビームを断続的に照射して、線状の第１接合部とその第１接合部に続いて直線状の後続接合部とが列状に配列した溶接部を形成する際、少なくとも、上記溶接部を構成する鋼板間の合計間隙Ｇを、溶接部を構成する鋼板の合計厚Ｔの０～１５％の範囲内とし、上記レーザビームを照射する溶接ヘッドの移動方向とレーザビームの走査方向を逆向きとすることにより、第１接合部の溶接始端部と該第１接合部に隣接した後続接合部の溶接終端部とが対向し、かつ、上記後続接合部同士の溶接始端部と溶接終端部とが対向するよう溶接部を形成するとともに、上記した接合部の各種寸法を適正範囲に制御することによって、接合部の溶接終端部の割れ発生がなく、剥離強度にも優れる重ねレーザ溶接継手とその製造方法及びその溶接継手を有する自動車車体用構造部材が開示されている。
【0007】
特許文献２には、引張強度が７８０ＭＰａ級以上である少なくとも１枚の高張力鋼板を含む、板厚が０．５～３．０ｍｍであり、表面に油が塗布された複数の鋼板が重ね合わされてレーザ溶接されるレーザ溶接継手であって、前記複数の鋼板が重ね合わされた重ね合せ部は、最上段の前記鋼板の表面から最下段の前記鋼板の裏面まで貫通した溶接ビードを有し、前記溶接ビードの最低ビッカース硬さが３５０Ｈｖ以上であるとともに、前記溶接ビードにおける溶接金属の成分組成が、質量％で、Ｃ：０．０５～０．３５％、Ｓｉ：０．０１～２．５％、Ｍｎ：０．５～５．０％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるとともに、Ｃ＋Ｓｉ／５≦０．４を満足し、かつ、前記溶接ビードにおける表ビード幅ＷＳ及び裏ビード幅ＷＢが、ＷＳ＋ＷＢ≦３．５を満足することを特徴とするレーザ溶接継手が開示されている。
【0008】
特許文献３には、複数の鋼板を重ね合わせ、あるいは突合せて、重ね部あるいは突合せ部の最上段の鋼板表面にレーザを照射し、最下段の鋼板裏面まで溶融させつつ溶接部を形成させる場合において、溶接部を形成させたのち、１０分以内に絶対湿度が２ｇ／ｍ３以下のシールドガスを最上段の鋼板表面の溶接部に供給しつつ、大気に接している最下段の鋼板裏面まで貫通しないよう溶接金属にレーザを１回以上再照射し、溶接金属を照射回数分だけ再溶融させることを特徴とする鋼構造物が開示されている。
【0009】
特許文献４には、複数枚重ねのワークのエッジに沿ってレーザビームを走査して溶接を行う重ねレーザ溶接方法において、ビーム走査方向に対して４５～９０度傾く方向から、ワーク板面に対し斜めにレーザビームを照射して溶接を行い、ビーム走査方向に直交する断面内でビードを傾斜させることを特徴とする重ねレーザ溶接方法が開示されている。
【0010】
特許文献５には、複数の金属部材を重ね合わせた部位にレーザー光を照射して複数の前記金属部材同士を溶接するレーザー溶接方法であって、複数の前記金属部材のうち少なくとも１つの前記金属部材は母材よりも融点の低い被覆材によって前記母材が被覆されたメッキ鋼板から形成され、一の前記金属部材の面内方向の位置を決めた状態で、一の前記金属部材の一の側面から加工を施して反対側の他の側面に当該他の側面から盛り上がる突起部を生成させる前処理工程と、前記突起部を生成した一の前記金属部材を、前記突起部を介在させて、面内方向の位置を維持したまま他の前記金属部材と重ね合わせた状態にし、複数の前記金属部材を重ね合わせた部位にレーザー光を照射して複数の前記金属部材同士を溶接する溶接工程と、を有するレーザー溶接方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】国際公開第２０２０／１９４６６９号
【特許文献2】特開２０１９－１８８４０７号公報
【特許文献3】特開２０１２－２４００８３号公報
【特許文献4】特開２００８－２９６２３６号公報
【特許文献5】国際公開第２０１４／１２６１７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
特許文献１の技術では、ビード終端部をＪ字形状とすることにより溶接割れを抑制している。しかしながら、特許文献１の技術は、ビード終端部をＪ字形状とする必要があり、溶接箇所の幅、例えば、フランジの幅が小さい部材には適用することができない。また、ビードの長さを所定値以上とする必要があり、短いビードに適用することができない。特許文献２～５の技術では、ビード終端部における引張応力の緩和について何ら検討されていない。また、特許文献３の技術には、溶接時間が長くなるという課題がある。
【0013】
以上の事情に鑑みて、本発明は、ビード終端部における溶接割れを抑制可能な重ねレーザ溶接継手、重ねレーザ溶接継手の製造方法、及び自動車車体用構造部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明の要旨は以下の通りである。
【0015】
（１）本発明の一態様に係る重ねレーザ溶接継手は、重ね合わせられた複数の金属板と、複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードと、を備える重ねレーザ溶接継手であって、複数の前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔが０～１８％であり、前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１が１０～１００ｍｍであり、前記重ねレーザ溶接継手がさらに、第２のビードを有し、前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２が、前記Ｌ１より小さく、前記重ねレーザ溶接継手の厚さ方向から見た平面視において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上であり、前記第２のビードは、前記第１のビードの前記中心軸から離隔され、前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に前記第２のビードが含まれない。
（２）上記（１）に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記重ねレーザ溶接継手の前記厚さ方向から見た平面視において、前記第２のビードが、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成されていてもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードが離隔されていてもよい。
（４）上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第１のビードが、前記重ねレーザ溶接継手の片方の表面にのみ形成されていてもよい。
（５）上記（１）～（４）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第２のビードが、前記重ねレーザ溶接継手の最表層に配された前記金属板のうち一方にのみ形成され、前記第２のビードの溶け込み深さが、前記第２のビードが形成されている前記金属板の厚さの１／２以上であってもよい。
（６）上記（１）～（５）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、前記複数の鋼板のうち１枚以上の鋼板の成分組成が、Ｃ：０．０５～０．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．１～３．５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．１～５．５ｍａｓｓ％、及びＰ及びＳ：合計０．０３ｍａｓｓ％以下を含んでもよい。
（７）上記（１）～（６）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、前記複数の鋼板のうち１枚以上の引張強さが９８０ＭＰａ以上であってもよい。
（８）上記（７）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の鋼板のうち前記第２のビードが形成される鋼板の引張強さが９８０ＭＰａ以上であってもよい。
（２）上記（１）に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記重ねレーザ溶接継手の前記厚さ方向から見た平面視において、前記第２のビードが、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成されていてもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードが離隔されていてもよい。
（４）上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第１のビードが、前記重ねレーザ溶接継手の片方の表面にのみ形成されていてもよい。
（５）上記（１）～（４）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第２のビードが、前記重ねレーザ溶接継手の最表層に配された前記金属板のうち一方にのみ形成され、前記第２のビードの溶け込み深さが、前記第２のビードが形成されている前記金属板の厚さの１／２以上であってもよい。
（６）上記（１）～（５）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、前記複数の鋼板のうち１枚以上の鋼板の成分組成が、Ｃ：０．０５～０．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．１～３．５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．１～５．５ｍａｓｓ％、及びＰ及びＳ：合計０．０３ｍａｓｓ％以下を含んでもよい。
（７）上記（１）～（６）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、前記複数の鋼板のうち１枚以上の引張強さが９８０ＭＰａ以上であってもよい。
（８）上記（７）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の鋼板のうち前記第２のビードが形成される鋼板の引張強さが９８０ＭＰａ以上であってもよい。
【0016】
（９）本発明の別の態様に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法は、複数の金属板を重ね合わせる工程と、複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードを形成するように、第１のレーザ照射をする工程と、を備える重ねレーザ溶接継手の製造方法であって、前記重ね合わせにおいて、前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔを０～１８％とし、前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１を１０～１００ｍｍとし、前記重ねレーザ溶接継手の製造方法が、第２のビードを形成するように、第２のレーザ照射をする工程をさらに備え、前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２を、前記Ｌ１より小さくし、前記重ねレーザ溶接継手の厚さ方向から見た平面視において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さを、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上とし、前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸から離隔させ、前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に、前記第２のビードを含めず、前記第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に、前記第２のビードを形成する。
（１０）上記（９）に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のレーザ照射の後で、前記第２のレーザ照射をしてもよい。
（１１）上記（９）に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第２のレーザ照射の後で、前記第１のレーザ照射をしてもよい。
（１２）上記（９）～（１１）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記重ねレーザ溶接継手の前記厚さ方向から見た平面視において、前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成してもよい。
（１３）上記（９）～（１２）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードを離隔させてもよい。
（１４）上記（９）～（１３）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のビードを、前記重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成してもよい。
（１５）上記（９）～（１４）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第２のビードの溶け込み深さを、前記第２のビードが形成された前記金属板の厚さの１／２以上にしてもよい。
（１０）上記（９）に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のレーザ照射の後で、前記第２のレーザ照射をしてもよい。
（１１）上記（９）に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第２のレーザ照射の後で、前記第１のレーザ照射をしてもよい。
（１２）上記（９）～（１１）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記重ねレーザ溶接継手の前記厚さ方向から見た平面視において、前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成してもよい。
（１３）上記（９）～（１２）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードを離隔させてもよい。
（１４）上記（９）～（１３）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のビードを、前記重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成してもよい。
（１５）上記（９）～（１４）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第２のビードの溶け込み深さを、前記第２のビードが形成された前記金属板の厚さの１／２以上にしてもよい。
【0017】
（１６）本発明の別の態様に係る自動車車体用構造部材は、上記（１）～（８）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手を備える。
【0018】
（１７）本発明の一態様に係る重ねレーザ溶接継手は、重ね合わせられた複数の金属板と、複数の前記金属板のうちの、最表層に配された金属板である第１の金属板の端面と、前記第１の金属板と重ね合わされた第２の金属板の表面と、を接合し、かつ、複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードと、を備える重ねレーザ溶接継手であって、複数の前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔが０～１８％であり、前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１が１０～１００ｍｍであり、前記重ねレーザ溶接継手がさらに、少なくとも前記第２の金属板の表面に 第２のビードを有し、前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２が、前記Ｌ１より小さく、前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上であり、前記第２のビードは、前記第１のビードの前記中心軸から離隔され、前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に前記第２のビードが含まれない。
（１８）上記（１７）に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第２のビードが、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成されていてもよい。
（１９）上記（１７）又は（１８）に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードが離隔されていてもよい。
（２０）上記（１７）～（１９）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第１のビードが、前記重ねレーザ溶接継手の片方の表面にのみ形成されていてもよい。
（２１）上記（１７）～（２０）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第２の金属板における前記第２のビードの溶け込み深さが、前記第２の金属板の厚さの１／２以上であってもよい。
（２２）上記（１７）～（２１）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、前記複数の鋼板のうち１枚以上の鋼板の成分組成が、Ｃ：０．０５～０．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．１～３．５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．１～５．５ｍａｓｓ％、及びＰ及びＳ：合計０．０３ｍａｓｓ％以下を含んでいてもよい。
（２３）上記（１７）～（２２）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、前記複数の鋼板のうち１枚以上の引張強さが９８０ＭＰａ以上であってもよい。
（２４）上記（２３）に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の鋼板のうち前記第２のビードが形成される鋼板の引張強さが９８０ＭＰａ以上であってもよい。
（１８）上記（１７）に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第２のビードが、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成されていてもよい。
（１９）上記（１７）又は（１８）に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードが離隔されていてもよい。
（２０）上記（１７）～（１９）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第１のビードが、前記重ねレーザ溶接継手の片方の表面にのみ形成されていてもよい。
（２１）上記（１７）～（２０）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記第２の金属板における前記第２のビードの溶け込み深さが、前記第２の金属板の厚さの１／２以上であってもよい。
（２２）上記（１７）～（２１）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、前記複数の鋼板のうち１枚以上の鋼板の成分組成が、Ｃ：０．０５～０．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．１～３．５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．１～５．５ｍａｓｓ％、及びＰ及びＳ：合計０．０３ｍａｓｓ％以下を含んでいてもよい。
（２３）上記（１７）～（２２）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の金属板が、複数の鋼板であり、前記複数の鋼板のうち１枚以上の引張強さが９８０ＭＰａ以上であってもよい。
（２４）上記（２３）に記載の重ねレーザ溶接継手では、前記複数の鋼板のうち前記第２のビードが形成される鋼板の引張強さが９８０ＭＰａ以上であってもよい。
【0019】
（２５）本発明の別の態様に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法は、複数の金属板を重ね合わせる工程と、複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビードを形成するように、第１のレーザ照射をする工程と、を備える重ねレーザ溶接継手の製造方法であって、前記第１のレーザ照射をする工程では、少なくとも、前記複数の金属板のうちの最表面に配された第１の金属板の端面と、前記第１の金属板と重ね合わされた第２の金属板の表面と、を少なくとも接合し、前記重ね合わせにおいて、前記金属板の隙間の大きさの合計値Ｇと、前記金属板の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔを０～１８％とし、前記第１のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第１のビードの長さＬ１を１０～１００ｍｍとし、前記重ねレーザ溶接継手の製造方法が、少なくとも前記第２の金属板に第２のビードを形成するように、第２のレーザ照射をする工程をさらに備え、前記第２のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、前記第２のビードの長さＬ２を、前記Ｌ１より小さくし、前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第１のビードの終端を通り且つ前記終端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第１の仮想線と、前記第１のビードの前記終端から前記第１のビードの始端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って５ｍｍ離れた第１の点を通り且つ前記第１の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第２の仮想線との間の領域である終端周辺領域において、前記第２のビードにおける、前記第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さを、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ以上とし、前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸から離隔させ、前記第１のビードの始端を通り且つ前記始端における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第３の仮想線と、前記第１のビードの前記始端から前記第１のビードの前記終端に向けて前記第１のビードの前記中心軸に沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点を通り且つ前記第２の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第４の仮想線との間の領域である始端周辺領域に、前記第２のビードを含めず、前記第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に、前記第２のビードを形成する。
（２６）上記（２５）に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のレーザ照射の後で、前記第２のレーザ照射をしてもよい。
（２７）上記（２５）に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第２のレーザ照射の後で、前記第１のレーザ照射をしてもよい。
（２８）上記（２５）～（２７）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成してもよい。
（２９）上記（２５）～（２８）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードを離隔させてもよい。
（３０）上記（２５）～（２９）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のビードを、前記重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成してもよい。
（３１）上記（２５）～（３０）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第２の金属板における前記第２のビードの溶け込み深さを、前記第２の金属板の厚さの１／２以上にしてもよい。
（２６）上記（２５）に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のレーザ照射の後で、前記第２のレーザ照射をしてもよい。
（２７）上記（２５）に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第２のレーザ照射の後で、前記第１のレーザ照射をしてもよい。
（２８）上記（２５）～（２７）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第２の金属板における前記第１の金属板と重ね合わされた合わせ面において、前記第２のビードを、前記第１のビードの前記中心軸を基準として、前記第１のビードの両側に形成してもよい。
（２９）上記（２５）～（２８）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のビードの前記終端から、前記第１のビードの前記始端と反対の方向に向けて、前記第１のビードの前記中心軸に沿って２ｍｍ離れた第３の点を通り、且つ前記第３の点における前記第１のビードの前記中心軸に垂直な第５の仮想線から、前記第２のビードを離隔させてもよい。
（３０）上記（２５）～（２９）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第１のビードを、前記重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成してもよい。
（３１）上記（２５）～（３０）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手の製造方法では、前記第２の金属板における前記第２のビードの溶け込み深さを、前記第２の金属板の厚さの１／２以上にしてもよい。
【0020】
（３２）本発明の別の態様に係る自動車車体用構造部材は、上記（１７）～（２４）のいずれか一項に記載の重ねレーザ溶接継手を備える。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、ビード終端部における溶接割れを抑制可能な重ねレーザ溶接継手、重ねレーザ溶接継手の製造方法、及び自動車車体用構造部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】重ねレーザ溶接継手の厚さ方向から平面視したときの重ねレーザ溶接継手の模式図である。
【図2】第２のビードの応力緩和領域の拡大図である。
【図3A】第１の実施形態における第１のビード及び第２のビードを含む重ねレーザ溶接継手の拡大断面図である。
【図3B】同実施形態における第１のビード及び第２のビードを含む重ねレーザ溶接継手の拡大断面図である。
【図4】同実施形態における第１のビードを含む重ねレーザ溶接継手の拡大断面図である。
【図5A】第２のビードがない通常の重ねレーザ溶接継手における引張応力の模式図である。
【図5B】第２のビードを有する重ねレーザ溶接継手における引張応力の模式図である。
【図6】重ねレーザ溶接継手の厚さ方向から平面視したときの重ねレーザ溶接継手の模式図である。
【図7A】第２の実施形態における第１のビード及び第２のビードを含む重ねレーザ溶接継手の拡大断面図である。
【図7B】同実施形態における第１のビード及び第２のビードを含む重ねレーザ溶接継手の拡大断面図である。
【図8】同実施形態における第１のビードを含む重ねレーザ溶接継手の拡大断面図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の変形例を示す拡大断面図である。
【図10】条件Ｎｏ．５の重ねレーザ溶接継手の写真である。
【図11】条件Ｎｏ．８の重ねレーザ溶接継手の写真である。
【図12】条件Ｎｏ．１２の重ねレーザ溶接継手の写真である。
【図13】条件Ｎｏ．２０の重ねレーザ溶接継手の写真である。
【図14】条件Ｎｏ．２９の重ねレーザ溶接継手の写真である。
【図15】条件Ｎｏ．３３の重ねレーザ溶接継手の写真である。
【図16】条件Ｎｏ．３６の重ねレーザ溶接継手の写真である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
［第１の実施形態］
＜重ねレーザ溶接継手１＞
以下、図面を適宜参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る重ねレーザ溶接継手について説明する。本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１は、重ね合わせられた複数の金属板１０と、複数の金属板１０を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビード１１と、を有する。
これら複数の金属板１０の間の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の金属板１０の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔは、０～１８％である。第１のビード１１の延在方向に沿った中心軸１１Ｘに沿って測定される、第１のビード１１の長さＬ１は、１０～１００ｍｍである。
そして、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１は、さらに、第２のビード１２を有する。第２のビード１２は、第１のビード１１の中心軸１１Ｘから離隔され、且つ、その少なくとも一部が、第１のビード１１の終端を基準として規定される終端周辺領域ＥＡに配される。具体的には、第１のビード１１の終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード１２における、第１のビード１１の幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上である。加えて、第１のビード１１の始端周辺領域ＳＡには、第２のビード１２が含まれない。なお、第１のビード１１の幅方向の端部とは、第１のビード１１の延在方向に関して両側の縁を意味する。
なお、第１のビード１１の終端とは、第１のビード１１の外周と中心軸１１Ｘとの２つの交点のうち、クレータ１１１が存在する方の交点にあたる。終端周辺領域ＥＡ及び始端周辺領域ＳＡについては後述する。
＜重ねレーザ溶接継手１＞
以下、図面を適宜参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る重ねレーザ溶接継手について説明する。本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１は、重ね合わせられた複数の金属板１０と、複数の金属板１０を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビード１１と、を有する。
これら複数の金属板１０の間の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の金属板１０の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔは、０～１８％である。第１のビード１１の延在方向に沿った中心軸１１Ｘに沿って測定される、第１のビード１１の長さＬ１は、１０～１００ｍｍである。
そして、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１は、さらに、第２のビード１２を有する。第２のビード１２は、第１のビード１１の中心軸１１Ｘから離隔され、且つ、その少なくとも一部が、第１のビード１１の終端を基準として規定される終端周辺領域ＥＡに配される。具体的には、第１のビード１１の終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード１２における、第１のビード１１の幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上である。加えて、第１のビード１１の始端周辺領域ＳＡには、第２のビード１２が含まれない。なお、第１のビード１１の幅方向の端部とは、第１のビード１１の延在方向に関して両側の縁を意味する。
なお、第１のビード１１の終端とは、第１のビード１１の外周と中心軸１１Ｘとの２つの交点のうち、クレータ１１１が存在する方の交点にあたる。終端周辺領域ＥＡ及び始端周辺領域ＳＡについては後述する。
【0024】
（金属板１０）
複数の金属板１０は、重ねレーザ溶接継手１の母材である。金属板の種類、厚さ、及び表面処理の有無は、レーザ溶接に適したものである限り、特に限定されない。金属板１０の枚数も特に限定されず、２枚以上の任意の枚数とすることができる。
複数の金属板１０は、重ねレーザ溶接継手１の母材である。金属板の種類、厚さ、及び表面処理の有無は、レーザ溶接に適したものである限り、特に限定されない。金属板１０の枚数も特に限定されず、２枚以上の任意の枚数とすることができる。
【0025】
複数の金属板１０の好適な一例は、複数の鋼板、及び複数のＡｌ板等である。金属板１０を鋼板とする場合、この鋼板の成分組成は特に限定されず、重ねレーザ溶接継手の用途に応じた好適な成分組成を適用することができる。例えば、複数の鋼板のうち１枚以上の成分組成が、Ｃ：０．０５～０．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．１～３．５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．１～５．５ｍａｓｓ％、及びＰ及びＳ：合計０．０３ｍａｓｓ％以下を含有し、残部がＦｅ及び不純物を含んでもよい。このような成分組成を有する鋼板は、高い強度を有するので、重ねレーザ溶接継手１に優れた強度を付与することができる。なお、このような成分組成を有する鋼板に、通常の重ねレーザ溶接を実施すると、ビードの終端部において溶接割れが生じやすい。しかし本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１においては、後述する第２のビード１２によって、溶接割れが抑制されている。
【0026】
また、重ねレーザ溶接継手１の強度を高める観点からは、金属板１０の強度は高いほど好ましい。例えば、複数の金属板１０が複数の鋼板である場合、これら鋼板のうち１枚以上の引張強さが９８０ＭＰａ以上、１０００ＭＰａ以上、又は１１００ＭＰａ以上であってもよい。鋼板の引張強さが高いほど、溶接後にビードの終端部にかかる引張応力が大きくなるが、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１においては、後述する第２のビード１２によって、引張応力が低減されている。また、引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼板、即ち高強度鋼板は、重ねレーザ溶接継手の最表に配置されても良く、内側に配置されても良い。一般に、高強度鋼板はＣ含有量が大きく、溶接される鋼板を重ね合わせた板組のどこかに高強度鋼板が含まれていれば、溶接部のＣ含有量は高くなるので、溶接部の溶接割れは起こりやすくなる。しかしながら、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１においては、後述する第２のビード１２等を利用することにより、高強度鋼板が含まれる板組においても溶接割れ防止効果を効果的に発現させることができる。なお、複数の金属板１０が複数の鋼板であり、且つ、これらのうち１枚以上が高強度鋼板である場合、後述する第２のビード１２が高強度鋼板に溶け込んでいることが好ましい。また、高強度鋼板において、後述する第１のビード１１と第２のビード１２との位置関係が満たされることが一層好ましい。一方、高強度鋼板と組み合わせられる引張強さ９８０ＭＰａ未満の鋼板のみに、第２のビード１２が形成されていたとしても、後述する第１のビード１１及び第２のビード１２の位置関係が満たされている限り、ビード終端部における引張応力を緩和して、高強度鋼板における溶接割れを抑制する効果は十分に得られる。
【0027】
（ビード）
本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１においては、複数の金属板１０に、第１のビード１１と、第１のビード１１より短い第２のビード１２とが形成されている。なお「ビード」とは一般的に、溶接によって盛り上がった部分を意味するが、本実施形態にでは、ビードの盛り上がり部を研磨などにより除去することによって形成されたビード痕についても「ビード」とみなす。ビードが平坦化されていても、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の効果は損なわれない。複数の金属板１０同士の間隔、並びにビードの形状及び位置関係を最適化することによって、ビードの終端部における溶接割れを防止することができる。以下、図１等を参照しながら、ビードの形状及び位置関係について説明する。なお、ビードの形状は、重ねレーザ溶接継手１の表面と裏面とで必ずしも一致しない。以下に説明されるビードの形状及び位置関係が、重ねレーザ溶接継手１の少なくとも片方の面において満たされていれば、溶接割れを抑制する効果が得られる。従って、以下に説明されるビードの形状及び位置関係が、少なくとも片方の面において後述の範囲内とされる継手は、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１とみなされる。好ましくは、以下に説明されるビードの形状及び位置関係は、重ねレーザ溶接継手１の両面において満たされる。また、特に断りが無い限り、以下に説明するビードの形状及び位置関係は、重ねレーザ溶接継手１の厚さ方向から重ねレーザ溶接継手１を平面視したときのものである。
本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１においては、複数の金属板１０に、第１のビード１１と、第１のビード１１より短い第２のビード１２とが形成されている。なお「ビード」とは一般的に、溶接によって盛り上がった部分を意味するが、本実施形態にでは、ビードの盛り上がり部を研磨などにより除去することによって形成されたビード痕についても「ビード」とみなす。ビードが平坦化されていても、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の効果は損なわれない。複数の金属板１０同士の間隔、並びにビードの形状及び位置関係を最適化することによって、ビードの終端部における溶接割れを防止することができる。以下、図１等を参照しながら、ビードの形状及び位置関係について説明する。なお、ビードの形状は、重ねレーザ溶接継手１の表面と裏面とで必ずしも一致しない。以下に説明されるビードの形状及び位置関係が、重ねレーザ溶接継手１の少なくとも片方の面において満たされていれば、溶接割れを抑制する効果が得られる。従って、以下に説明されるビードの形状及び位置関係が、少なくとも片方の面において後述の範囲内とされる継手は、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１とみなされる。好ましくは、以下に説明されるビードの形状及び位置関係は、重ねレーザ溶接継手１の両面において満たされる。また、特に断りが無い限り、以下に説明するビードの形状及び位置関係は、重ねレーザ溶接継手１の厚さ方向から重ねレーザ溶接継手１を平面視したときのものである。
【0028】
（第１のビード１１）
第１のビード１１は、複数の金属板１０を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である。第１のビード１１の形状については、線状であれば、特に限定されず、直線や曲線でもよく、また、折れ曲がっていてもよい。例えば、第１のビード１１は、Ｃ字状やＬ字状でもよい。第１のビード１１は、複数の金属板１０を接合するため、第１のビード１１を断面視すると、図３Ａ及び図３Ｂに例示されるように、第１のビード１１は、全ての金属板１０に跨るように板厚方向に延在している。ただし、第１のビード１１が全ての金属板１０を貫通している必要はない。図３Ｂに例示されるように、第１のビード１１が重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成されていてもよい。あるいは、複数の第１のビード１１が、それぞれいくつかの金属板１０を接合することによって、全ての金属板１０を接合していてもよい。第１のビード１１が重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成される場合、第１のビード１１のクレータ１１１が小さくなり、溶接割れを一層抑制することができる。
第１のビード１１は、複数の金属板１０を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である。第１のビード１１の形状については、線状であれば、特に限定されず、直線や曲線でもよく、また、折れ曲がっていてもよい。例えば、第１のビード１１は、Ｃ字状やＬ字状でもよい。第１のビード１１は、複数の金属板１０を接合するため、第１のビード１１を断面視すると、図３Ａ及び図３Ｂに例示されるように、第１のビード１１は、全ての金属板１０に跨るように板厚方向に延在している。ただし、第１のビード１１が全ての金属板１０を貫通している必要はない。図３Ｂに例示されるように、第１のビード１１が重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成されていてもよい。あるいは、複数の第１のビード１１が、それぞれいくつかの金属板１０を接合することによって、全ての金属板１０を接合していてもよい。第１のビード１１が重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成される場合、第１のビード１１のクレータ１１１が小さくなり、溶接割れを一層抑制することができる。
【0029】
（複数の金属板１０の隙間Ｇ）
レーザ溶接においては、レーザの進行方向と反対の方向に、溶接金属の流れが生じる。そのため、第１のビード１１の終端部には、クレータ１１１と称される凹みが形成される。クレータ１１１は溶接割れの原因となるので、小さいほど好ましい。ここで、複数の金属板１０の間の隙間を小さくすることによって、クレータ１１１を小さくすることができる。以上の理由により、複数の金属板１０の間の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の金属板１０の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔは、０～１８％の範囲内とされる。Ｇは、金属板１０の枚数が２枚である場合は、２枚の金属板の隙間の大きさであり、金属板１０の枚数が３枚以上である場合は、金属板同士の隙間の大きさの合計値である。例えば図３Ａに例示される重ねレーザ溶接継手１においては、Ｇは、隙間ｇ１と隙間ｇ２とを足した値であり、Ｔは、板厚ｔ１、ｔ２、及びｔ３の合計値である。Ｇ／Ｔは小さい程好ましく、１５％以下、１２％以下、又は１０％以下であってもよい。
レーザ溶接においては、レーザの進行方向と反対の方向に、溶接金属の流れが生じる。そのため、第１のビード１１の終端部には、クレータ１１１と称される凹みが形成される。クレータ１１１は溶接割れの原因となるので、小さいほど好ましい。ここで、複数の金属板１０の間の隙間を小さくすることによって、クレータ１１１を小さくすることができる。以上の理由により、複数の金属板１０の間の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の金属板１０の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔは、０～１８％の範囲内とされる。Ｇは、金属板１０の枚数が２枚である場合は、２枚の金属板の隙間の大きさであり、金属板１０の枚数が３枚以上である場合は、金属板同士の隙間の大きさの合計値である。例えば図３Ａに例示される重ねレーザ溶接継手１においては、Ｇは、隙間ｇ１と隙間ｇ２とを足した値であり、Ｔは、板厚ｔ１、ｔ２、及びｔ３の合計値である。Ｇ／Ｔは小さい程好ましく、１５％以下、１２％以下、又は１０％以下であってもよい。
【0030】
金属板１０の間の隙間の大きさは、第１のビード１１の終端部の断面において測定する。断面は、第１のビード１１の終端１１Ｅから、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って、始端１１Ｓ側に２．５ｍｍだけ離れた位置を通るものとする。また、断面は、前記位置における第１のビードの中心軸１１Ｘに対して垂直にする。この断面において、複数の金属板１０の間の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の金属板１０の厚さの合計値Ｔとを測定する。また、図４に示されるように、隙間の大きさは、断面における第１のビード１１の両端において測定する。第１のビード１１の左側における隙間の大きさｇｌと、右側における隙間の大きさｇｒとの平均値を、金属板１０同士の隙間の大きさとみなす。
【0031】
（第１のビード１１の長さＬ１）
第１のビード１１の延在方向に沿った中心軸１１Ｘに沿って測定される、第１のビード１１の長さＬ１は１０～１００ｍｍとされる。第１のビード１１の長さＬ１が１０ｍｍ未満である場合、溶接割れの抑制が難しくなる。溶接割れを一層抑制する観点から、第１のビード１１の長さＬ１を１２ｍｍ以上、１５ｍｍ以上、又は２０ｍｍ以上としてもよい。一方、第１のビード１１の長さＬ１が１００ｍｍ超である場合、レーザ溶接に要する時間が増大し、生産性が損なわれる場合がある。第１のビード１１の長さＬ１を９０ｍｍ以下、８０ｍｍ以下、又は７０ｍｍ以下としてもよい。
第１のビード１１の延在方向に沿った中心軸１１Ｘに沿って測定される、第１のビード１１の長さＬ１は１０～１００ｍｍとされる。第１のビード１１の長さＬ１が１０ｍｍ未満である場合、溶接割れの抑制が難しくなる。溶接割れを一層抑制する観点から、第１のビード１１の長さＬ１を１２ｍｍ以上、１５ｍｍ以上、又は２０ｍｍ以上としてもよい。一方、第１のビード１１の長さＬ１が１００ｍｍ超である場合、レーザ溶接に要する時間が増大し、生産性が損なわれる場合がある。第１のビード１１の長さＬ１を９０ｍｍ以下、８０ｍｍ以下、又は７０ｍｍ以下としてもよい。
【0032】
なお、被溶接材が大きい場合は、重ねレーザ溶接継手１に複数の第１のビード１１を設けてもよい。この場合、複数の第１のビード１１の終端部それぞれの近傍に、後述する第２のビード１２を配置すればよい。ただし、重ねレーザ溶接継手１に含まれる全ての第１のビード１１の終端部に、第２のビード１２を配置する必要はない。溶接割れが特に懸念される箇所においてのみ、第２のビード１２を形成してもよい。
【0033】
（第２のビード１２）
重ねレーザ溶接継手１は、第１のビード１１に加えて、第２のビード１２を有する。第２のビード１２は、第１のビード１１の終端１１Ｅの近傍に配される。また、第２のビード１２の長さＬ２は、第１のビード１１の長さＬ１よりも短い。なお、第２のビード１２の長さＬ２は、第２のビード１２の延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、第２のビード１２の大きさのことである。第２のビード１２が短く、第２のビードの延在方向が特定できない場合は、第２のビード１２の長径を第２のビード１２の長さＬ２とみなす。
重ねレーザ溶接継手１は、第１のビード１１に加えて、第２のビード１２を有する。第２のビード１２は、第１のビード１１の終端１１Ｅの近傍に配される。また、第２のビード１２の長さＬ２は、第１のビード１１の長さＬ１よりも短い。なお、第２のビード１２の長さＬ２は、第２のビード１２の延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、第２のビード１２の大きさのことである。第２のビード１２が短く、第２のビードの延在方向が特定できない場合は、第２のビード１２の長径を第２のビード１２の長さＬ２とみなす。
【0034】
レーザ溶接によって形成されるビードの終端部における溶接割れの原因の一つは、レーザ溶接後にビードの終端部にかかる引張応力である。従って、ビードの終端部に加わる引張応力を低減することで、当該領域における溶接割れの発生を抑制できる。この引張応力は、レーザ溶接の終了後に溶接部の温度が低下する過程において、溶接部及びその周囲が収縮することによって生じる。この引張応力を低減する手段を本発明者らは鋭意検討した。そして本発明者らは、ビードの終端部の温度が低下する前に、終端部の近傍に別のビードを形成することにより、終端部にかかる引張応力を分散させ、溶接割れを抑制できることを知見した。
【0035】
図５Ａは、第２のビード１２が無い場合に、第１のビード１１に加わる引張応力の概念図である。第１のビード１１の終端部には、クレータ１１１が形成される。また、レーザ溶接によって加熱された母材部が収縮することにより、第１のビード１１の終端部に引張応力が加わる。図５Ａに記載された矢印は、終端部に加わる引張応力を図示したものである。この引張応力によって、ビードの終端部が引き裂かれると、溶接割れＣが生じる。
【0036】
一方、図５Ｂは、第１のビード１１の終端部の近傍に第２のビード１２を形成した場合の、引張応力の概念図である。母材部の収縮によって生じる引張応力の大半は、第２のビード１２に加わる。また、第１のビード１１と第２のビード１２との間では、引張応力が相殺される。従って、第１のビード１１の終端部の近傍に形成された第２のビード１２は、第１のビード１１終端部に加わる引張応力を、大幅に抑制することができる。
【0037】
以上の理由により、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１においては、第１のビード１１の終端部に加わる引張応力を低減するために、第２のビード１２を副ビードとして用いる。ただし、第２のビード１２の大きさ、及び第１のビード１１と第２のビード１２との位置関係が不適切である場合は、たとえ第２のビード１２が設けられていたとしても、溶接割れを十分に抑制することができない。以下、第２のビード１２の大きさ等について詳細に説明する。
【0038】
以下、第２のビード１２の大きさ及び位置を規定するために、第１のビード１１の終端周辺領域ＥＡ、及び第１のビード１１の始端周辺領域ＳＡという用語を用いる。
第１のビード１１の終端周辺領域ＥＡとは、図１に示されるように、第１の仮想線ＶＬ１と、第２の仮想線ＶＬ２との間の領域である。第１の仮想線ＶＬ１とは、第１のビード１１の終端１１Ｅを通り且つ当該終端１１Ｅにおける第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な仮想線である。第２の仮想線ＶＬ２とは、第１のビード１１の終端１１Ｅから第１のビード１１の始端１１Ｓに向けて第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って５ｍｍ離れた第１の点Ｐ１を通り、且つ当該第１の点Ｐ１における第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な仮想線のことである。
第１のビード１１の始端周辺領域ＳＡとは、図１に示されるように、第３の仮想線ＶＬ３と、第４の仮想線ＶＬ４との間の領域である。第３の仮想線ＶＬ３とは、第１のビード１１の始端１１Ｓを通り且つ当該始端１１Ｓにおける第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な仮想線である。第４の仮想線ＶＬ４とは、第１のビード１１の始端１１Ｓから第１のビード１１の終端１１Ｅに向けて第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点Ｐ２を通り且つ当該第２の点Ｐ２における第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な仮想線である。
第１のビード１１の終端周辺領域ＥＡとは、図１に示されるように、第１の仮想線ＶＬ１と、第２の仮想線ＶＬ２との間の領域である。第１の仮想線ＶＬ１とは、第１のビード１１の終端１１Ｅを通り且つ当該終端１１Ｅにおける第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な仮想線である。第２の仮想線ＶＬ２とは、第１のビード１１の終端１１Ｅから第１のビード１１の始端１１Ｓに向けて第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って５ｍｍ離れた第１の点Ｐ１を通り、且つ当該第１の点Ｐ１における第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な仮想線のことである。
第１のビード１１の始端周辺領域ＳＡとは、図１に示されるように、第３の仮想線ＶＬ３と、第４の仮想線ＶＬ４との間の領域である。第３の仮想線ＶＬ３とは、第１のビード１１の始端１１Ｓを通り且つ当該始端１１Ｓにおける第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な仮想線である。第４の仮想線ＶＬ４とは、第１のビード１１の始端１１Ｓから第１のビード１１の終端１１Ｅに向けて第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点Ｐ２を通り且つ当該第２の点Ｐ２における第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な仮想線である。
【0039】
（第２のビード１２と、終端周辺領域ＥＡとの位置関係）
まず、第２のビード１２は、少なくともその一部が終端周辺領域ＥＡに含まれている必要がある。終端周辺領域ＥＡの外部に形成されたビードは、第１のビード１１の終端部における引張応力を緩和する効果を発揮しないと考えられる。
まず、第２のビード１２は、少なくともその一部が終端周辺領域ＥＡに含まれている必要がある。終端周辺領域ＥＡの外部に形成されたビードは、第１のビード１１の終端部における引張応力を緩和する効果を発揮しないと考えられる。
【0040】
（第２のビード１２の応力緩和領域１２１の長さ）
また、第２のビード１２と第１のビード１１との距離が大きすぎると、第２のビード１２は引張応力緩和効果を発揮することができない。そのため、終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード１２における、第１のビード１１の幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上とされる。ここで、第２のビード１２における、第１のビード１１の幅方向の端部からの距離とは、重ねレーザ溶接継手の厚さ方向から平面視したときの重ねレーザ溶接継手の表面における第１のビードの中心軸に垂直な仮想線において、第１のビードの幅方向の端部と第２のビードの幅方向の端部との距離である。ただし、第１のビードの中心軸に垂直な仮想線において、第１のビードの幅方向の端部と第２ビードの幅方向の端部が接している、あるいは、重なっている場合は、第２のビード１２における、第１のビード１１の幅方向の端部の幅方向の端部からの距離はゼロとする。以下、説明の便宜のために、「終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード１２における、第１のビード１１の幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域」を、応力緩和領域１２１と称する。上述の要件を換言すると、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１では、応力緩和領域１２１の長さが、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上とされる必要がある。参考のために、図１に示される第２のビード１２の拡大図を、図２に示す。図２において、第２のビード１２中の、斜線領域が、応力緩和領域１２１である。ここで、応力緩和領域１２１の長さの測定方法は、終端周辺領域ＥＡのうち、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な仮想線における第１のビード１１の幅方向の端部から２ｍｍとなる仮想線に挟まれた領域において、存在する第２のビード１２の第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿った最大の長さを測定する。ただし、応力緩和領域１２１は、応力緩和領域１２１の長さが、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上であれば、連続でもよく、不連続でもよい。
また、第２のビード１２と第１のビード１１との距離が大きすぎると、第２のビード１２は引張応力緩和効果を発揮することができない。そのため、終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード１２における、第１のビード１１の幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さが、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上とされる。ここで、第２のビード１２における、第１のビード１１の幅方向の端部からの距離とは、重ねレーザ溶接継手の厚さ方向から平面視したときの重ねレーザ溶接継手の表面における第１のビードの中心軸に垂直な仮想線において、第１のビードの幅方向の端部と第２のビードの幅方向の端部との距離である。ただし、第１のビードの中心軸に垂直な仮想線において、第１のビードの幅方向の端部と第２ビードの幅方向の端部が接している、あるいは、重なっている場合は、第２のビード１２における、第１のビード１１の幅方向の端部の幅方向の端部からの距離はゼロとする。以下、説明の便宜のために、「終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード１２における、第１のビード１１の幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域」を、応力緩和領域１２１と称する。上述の要件を換言すると、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１では、応力緩和領域１２１の長さが、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上とされる必要がある。参考のために、図１に示される第２のビード１２の拡大図を、図２に示す。図２において、第２のビード１２中の、斜線領域が、応力緩和領域１２１である。ここで、応力緩和領域１２１の長さの測定方法は、終端周辺領域ＥＡのうち、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な仮想線における第１のビード１１の幅方向の端部から２ｍｍとなる仮想線に挟まれた領域において、存在する第２のビード１２の第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿った最大の長さを測定する。ただし、応力緩和領域１２１は、応力緩和領域１２１の長さが、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上であれば、連続でもよく、不連続でもよい。
【0041】
第１のビード１１から遠い位置に配されたビードは、引張応力を緩和する効果を発揮しないと考えられる。そのため、第２のビード１２のうち、第１のビード１１から２ｍｍ以内の範囲にある領域のみを、応力緩和効果を発揮する領域、即ち応力緩和領域１２１とみなす。また、応力緩和領域１２１が小さすぎても、引張応力を緩和する効果は得られないと考えられる。そのため、応力緩和領域１２１の長さを２ｍｍ以上とする。なお、応力緩和領域１２１の長さとは、応力緩和領域１２１の長さを、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って測定して得られる値のことである。応力緩和領域１２１の長さを２．５ｍｍ以上、３ｍｍ以上、又は４ｍｍ以上としてもよい。終端周辺領域ＥＡの幅が５ｍｍであるので、応力緩和領域１２１の長さは最大で５ｍｍである。
【0042】
（第２のビード１２と、第１のビード１１の中心軸１１Ｘとの位置関係）
第２のビード１２は、第１のビード１１に接していてもよい。第２のビード１２と第１のビード１１とが接している場合でも、第１のビード１１の終端部に加わる引張応力は緩和されるからである。ただし、第２のビード１２と第１のビード１１とが重なりあう領域が大きすぎると、引張応力が十分に緩和されないおそれがある。従って、第２のビード１２は、第１のビード１１の中心軸１１Ｘから離隔される。即ち、第２のビード１２は第１のビード１１の中心軸１１Ｘと重ならない。
第２のビード１２は、第１のビード１１に接していてもよい。第２のビード１２と第１のビード１１とが接している場合でも、第１のビード１１の終端部に加わる引張応力は緩和されるからである。ただし、第２のビード１２と第１のビード１１とが重なりあう領域が大きすぎると、引張応力が十分に緩和されないおそれがある。従って、第２のビード１２は、第１のビード１１の中心軸１１Ｘから離隔される。即ち、第２のビード１２は第１のビード１１の中心軸１１Ｘと重ならない。
【0043】
（第２のビード１２と、始端周辺領域ＳＡとの位置関係）
第２のビード１２は、第１のビード１１の終端部に加わる引張応力を緩和する目的で設けられる。また、第１のビード１１の終端部から大きく離れた箇所にまで第２のビード１２を延在させたとしても、引張応力を緩和する効果は得られない。例えば、第１のビード１１の始端１１Ｓに向けて第２のビード１２を延在させて、第２のビード１２を始端周辺領域ＳＡと重なるようにした場合、製造効率が損なわれる一方で、引張応力を緩和する効果は向上しない。従って、製造効率を考慮して、第２のビード１２は始端周辺領域ＳＡから除かれるように形成される。なお、第１のビード１１がＵ字型などの著しい屈曲形状を有する場合、始端周辺領域ＳＡが、第１のビード１１の終端１１Ｅの周辺に及びうる。上述の通り、終端１１Ｅの周辺は、第２のビード１２が配されるべき領域である、この場合は、始端周辺領域ＳＡを、上述の要件を満たし且つ第１のビード１１の幅方向の端部から７ｍｍ離れた箇所までの領域とみなしてもよい。
第２のビード１２は、第１のビード１１の終端部に加わる引張応力を緩和する目的で設けられる。また、第１のビード１１の終端部から大きく離れた箇所にまで第２のビード１２を延在させたとしても、引張応力を緩和する効果は得られない。例えば、第１のビード１１の始端１１Ｓに向けて第２のビード１２を延在させて、第２のビード１２を始端周辺領域ＳＡと重なるようにした場合、製造効率が損なわれる一方で、引張応力を緩和する効果は向上しない。従って、製造効率を考慮して、第２のビード１２は始端周辺領域ＳＡから除かれるように形成される。なお、第１のビード１１がＵ字型などの著しい屈曲形状を有する場合、始端周辺領域ＳＡが、第１のビード１１の終端１１Ｅの周辺に及びうる。上述の通り、終端１１Ｅの周辺は、第２のビード１２が配されるべき領域である、この場合は、始端周辺領域ＳＡを、上述の要件を満たし且つ第１のビード１１の幅方向の端部から７ｍｍ離れた箇所までの領域とみなしてもよい。
【0044】
また、第１のビード１１の始端１１Ｓの反対側に向けて第２のビード１２を延在させることも、製造効率を考慮すると好ましくない。従って、例えば、第１のビード１１の終端１１Ｅから、第１のビード１１の始端１１Ｓと反対の方向に向けて、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ離れた第３の点Ｐ３を通り、且つ当該第３の点Ｐ３における第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な仮想線を第５の仮想線ＶＬ５と定義したときに、第５の仮想線ＶＬから第２のビード１２が離隔されていることが好ましい。これにより、重ねレーザ溶接継手１の製造効率を一層向上させることができる。
【0045】
また、上述した第２のビード１２の長さＬ２を７ｍｍ以下、６ｍｍ以下、又は５ｍｍ以下としてもよい。応力緩和領域１２１の長さが２ｍｍ以上とされている限り、第２のビード１２の長さＬ２を短くすることによって、重ねレーザ溶接継手１の製造効率を改善することができるので好ましい。
【0046】
以上、平面視での第２のビード１２の形状について説明したが、第２のビード１２の断面形状については特に限定されない。第１のビード１１は、複数の金属板１０を接合するために、金属板１０を貫通する必要があるが、第２のビード１２は金属板１０を貫通する必要はない。図３Ａに示されるように、第２のビード１２が、重ねレーザ溶接継手１の一方の面から他方の面まで、金属板１０を貫通してもよい。一方、図３Ｂに示されるように、第２のビード１２が重ねレーザ溶接継手１の最表面にある金属板１０のみに形成され、その他の金属板１０に及んでいなくともよい。この場合であっても、第２のビード１２は、引張応力を緩和する効果を発揮することができる。第１のビード１１の溶接割れは、第１のビード１１の表面付近から生じることが通常である。従って、第１のビード１１の表面において引張応力が緩和されていれば、溶接割れを抑制可能である。
【0047】
一方、第２のビード１２による引張応力抑制効果を一層向上させるために、第２のビード１２の溶け込み深さの下限値を定めてもよい。例えば、第２のビード１２の溶け込み深さが浅く、図３Ｂに示されるように、重ねレーザ溶接継手１の最表層に配された金属板１０のうち一方の金属板１０ａにのみ第２のビード１２が設けられている場合、第２のビード１２の溶け込み深さが、重ねレーザ溶接継手１の最表層に配され且つ第２のビード１２が形成されている金属板１０ａの厚さｔの１／２以上であってもよい。この場合、第２のビード１２の製造を短縮しながら、引張応力を十分に抑制することができる。
【0048】
図１に示される構成においては、１つの第１のビード１１の終端部に対して、１つの第２のビード１２が形成されている。一方、図６に示されるように、１つの第１のビード１１の終端部に対して、２つの第２のビード１２が形成されていてもよい。具体的には、第２のビード１２が、第１のビード１１の中心軸１１Ｘを基準として、第１のビード１１の両側に設けられていてもよい。これにより、第１のビード１１の終端部における引張応力が一層緩和され、溶接割れをより抑制することができる。また、中心軸１１Ｘの片側に２つ以上の第２のビード１２を設けてもよいし、１つの第１のビード１１の終端部に対して、３つ以上の第２のビード１２が形成されていてもよい。また、１つ以上の第２のビード１２が設けられている限り、第１のビード１１の終端部付近に、上述の第２のビード１２の要件を満たさないビードがさらに形成されていてもよい。
【0049】
＜重ねレーザ溶接継手の製造方法＞
次に、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法を説明する。この製造方法によれば、上述した本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１を好適に製造することができる。ただし、以下に説明する製造方法以外の方法で得られた重ねレーザ溶接継手であっても、上述の要件を満たすのであれば、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１とみなされる。
次に、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法を説明する。この製造方法によれば、上述した本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１を好適に製造することができる。ただし、以下に説明する製造方法以外の方法で得られた重ねレーザ溶接継手であっても、上述の要件を満たすのであれば、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１とみなされる。
【0050】
（重ね合わせ、及び第１のレーザ照射）
本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法は、複数の金属板１０を重ね合わせる工程と、複数の金属板１０を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビード１１を形成するように、第１のレーザ照射をする工程と、を有する。ここで、金属板１０を重ね合わせにおいて、金属板１０の隙間の大きさの合計値Ｇと、金属板１０の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔを０～１８％とする。これにより、第１のビード１１の終端部に形成されるクレータ１１１の深さを低減することができる。また、第１のビード１１の延在方向に沿った中心軸１１Ｘに沿って測定される、第１のビード１１の長さＬ１を１０～１００ｍｍとする。Ｌ１の上限を１００ｍｍとすることにより、重ねレーザ溶接継手１の製造効率を改善し、Ｌ１の下限を１０ｍｍとすることにより、溶接割れを抑制することができる。なお、上述した本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１において例示された好ましい数値範囲を、本実施形態に係る製造方法におけるＧ／Ｔ、及びＬ１に適宜適用することができる。他の構成に関しても同様に、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手における好ましい態様を、本実施形態に係る製造方法に適用することができる。
本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法は、複数の金属板１０を重ね合わせる工程と、複数の金属板１０を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビード１１を形成するように、第１のレーザ照射をする工程と、を有する。ここで、金属板１０を重ね合わせにおいて、金属板１０の隙間の大きさの合計値Ｇと、金属板１０の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔを０～１８％とする。これにより、第１のビード１１の終端部に形成されるクレータ１１１の深さを低減することができる。また、第１のビード１１の延在方向に沿った中心軸１１Ｘに沿って測定される、第１のビード１１の長さＬ１を１０～１００ｍｍとする。Ｌ１の上限を１００ｍｍとすることにより、重ねレーザ溶接継手１の製造効率を改善し、Ｌ１の下限を１０ｍｍとすることにより、溶接割れを抑制することができる。なお、上述した本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１において例示された好ましい数値範囲を、本実施形態に係る製造方法におけるＧ／Ｔ、及びＬ１に適宜適用することができる。他の構成に関しても同様に、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手における好ましい態様を、本実施形態に係る製造方法に適用することができる。
【0051】
（第２のレーザ照射）
本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法は、第１のビード１１の終端の近傍において、第１のビード１１より短い第２のビード１２を形成するように、第２のレーザ照射をする工程をさらに有する。
本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法は、第１のビード１１の終端の近傍において、第１のビード１１より短い第２のビード１２を形成するように、第２のレーザ照射をする工程をさらに有する。
【0052】
第２のレーザ照射においては、第１のビード１１の終端１１Ｅを通り且つ当該終端１１Ｅにおける第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な第１の仮想線ＶＬ１と、第１のビード１１の終端１１Ｅから第１のビード１１の始端１１Ｓに向けて第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って５ｍｍ離れた第１の点Ｐ１を通り且つ当該第１の点Ｐ１における第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な第２の仮想線ＶＬ２との間の領域である終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード１２における、第１のビード１１の幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さを、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上とする必要がある。これにより、第２のビード１２による引張応力緩和効果を確保することができる。
【0053】
また、第２のレーザ照射においては、第１のビード１１の始端１１Ｓを通り且つ当該始端１１Ｓにおける第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な第３の仮想線ＶＬ３と、第１のビード１１の始端１１Ｓから第１のビード１１の終端１１Ｅに向けて第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点Ｐ２を通り且つ当該第２の点Ｐ２における第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な第４の仮想線ＶＬ４との間の領域である始端周辺領域ＳＡには、第２のビード１２が含まれない必要がある。これにより、重ねレーザ溶接継手の製造効率を向上させることができる。
【0054】
さらに、第２のビード１２は、第１のビード１１の中心軸１１Ｘから離隔させる必要がある。これにより、第２のビード１２による引張応力緩和効果を確保することができる。
【0055】
加えて、第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に、少なくとも１つ以上の第２のビード１２を形成する必要がある。第１のビード１１の終端部における溶接割れは、第１のレーザ照射の終了から数十秒後に生じる。当然のことながら、溶接割れが生じた後で第２のビード１２を形成したとしても、第２のビード１２による溶接割れ抑制効果は発揮されない。本発明者らの実験結果によれば、第１のビード１１の終端部が形成されてから、少なくとも１０秒の間は、溶接割れが生じることはない。この知見に基づき、第２のレーザ照射のタイミングを上述の如く規定した。
【0056】
なお、「第２のビード１２を形成する」とは、上述した要件を備える第２のビード１２を形成することを意味する。例えば、第１のレーザ照射の終了から１０秒が経過する前に第２のレーザ照射が開始されたとしても、レーザ照射を開始する位置が第１のビード１１の終端部から離れており、第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点において上述した要件を備える第２のビード１２の形成が完成していない場合は、本実施形態に係る第２のレーザ照射の要件が満たされているとはいえない。
【0057】
一方、第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に第２のビード１２を形成することができるのであれば、第２のレーザ照射の開始のタイミングは特に限定されない。
第１のレーザ照射よりも前に第２のレーザ照射を行い、第１のビード１１を形成する前に予め第２のビード１２を形成しておいてもよい。この場合、予め形成された第２のビード１２の付近で第１のレーザ照射を終了することにより、第２のビード１２を、上述の要件を満たすものとすることができる。特に、めっき処理などの表面処理が施された金属板を用いる場合、ブローホールを抑制する観点から、第１のレーザ照射をする工程の前に予め第２のビード１２を形成することが好ましい。第１のレーザ照射をする工程の前に予め第２のビード１２を形成することで、第１のレーザ照射をする工程の前の複数の金属板１０を重ね合わせる工程において、適度な金属板１０の隙間を形成することができ、その隙間から、レーザ照射によって蒸発した表面処理剤成分を排出することができる。
一方、第１のレーザ照射の後で第２のレーザ照射を行ってもよい。特に、ビード終端部における溶接割れをより抑制する観点からは、第１のレーザ照射の後で第２のレーザ照射を行うことが好ましい。第１のレーザ照射の後で第２のレーザ照射を行うことで第１のビード１１の終端部に加えられた引張応力を、第２のビード１２が上書きすることができるため、割れを一層抑制できる。
２つ以上の第２のビード１２を形成するために、第２のレーザ照射を２回以上行う場合は、第１のレーザ照射の前後両方において第２のレーザ照射を行うこともできる。第２のレーザ照射を２回行う場合、少なくとも１回の第２のレーザ照射が、第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に、第２のビード１２を形成するように実施される必要がある。全ての第２のレーザ照射が、この要件を満たすように行われることが最も好ましい。
第１のレーザ照射よりも前に第２のレーザ照射を行い、第１のビード１１を形成する前に予め第２のビード１２を形成しておいてもよい。この場合、予め形成された第２のビード１２の付近で第１のレーザ照射を終了することにより、第２のビード１２を、上述の要件を満たすものとすることができる。特に、めっき処理などの表面処理が施された金属板を用いる場合、ブローホールを抑制する観点から、第１のレーザ照射をする工程の前に予め第２のビード１２を形成することが好ましい。第１のレーザ照射をする工程の前に予め第２のビード１２を形成することで、第１のレーザ照射をする工程の前の複数の金属板１０を重ね合わせる工程において、適度な金属板１０の隙間を形成することができ、その隙間から、レーザ照射によって蒸発した表面処理剤成分を排出することができる。
一方、第１のレーザ照射の後で第２のレーザ照射を行ってもよい。特に、ビード終端部における溶接割れをより抑制する観点からは、第１のレーザ照射の後で第２のレーザ照射を行うことが好ましい。第１のレーザ照射の後で第２のレーザ照射を行うことで第１のビード１１の終端部に加えられた引張応力を、第２のビード１２が上書きすることができるため、割れを一層抑制できる。
２つ以上の第２のビード１２を形成するために、第２のレーザ照射を２回以上行う場合は、第１のレーザ照射の前後両方において第２のレーザ照射を行うこともできる。第２のレーザ照射を２回行う場合、少なくとも１回の第２のレーザ照射が、第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に、第２のビード１２を形成するように実施される必要がある。全ての第２のレーザ照射が、この要件を満たすように行われることが最も好ましい。
【0058】
その他、本実施形態に係る製造方法においては、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１の好適な構成を適宜採用することができる。例えば、第２のビード１２を、第１のビード１１の中心軸１１Ｘを基準として、第１のビード１１の両側に設けてもよい。第１のビード１１の終端１１Ｅから、第１のビード１１の始端１１Ｓと反対の方向に向けて、第１のビード１１の中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ離れた第３の点Ｐ３を通り、且つ当該第３の点Ｐ３における第１のビード１１の中心軸１１Ｘに垂直な第５の仮想線ＶＬ５から、第２のビード１２を離隔させてもよい。第１のビード１１を、重ねレーザ溶接継手１の片面にのみ形成してもよい。第２のビード１２の溶け込み深さを、第２のビード１２が形成された金属板１０の厚さの１／２以上にしてもよい。
【0059】
［第２の実施形態］
＜重ねレーザ溶接継手１Ａ＞
以下、図面を適宜参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る重ねレーザ溶接継手について説明する。第１の実施形態に係るレーザ溶接継手１では、第１のビード１１により、複数の金属板１０が各金属板の表面同士で接合されていたが、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１Ａでは、例えば図７Ａに示すように、複数の金属板１０のうちの、最表層に配された金属板１０である第１の金属板１０ｂの端面と、第１の金属板１０ｂと重ね合わされた第２の金属板１０ｃの表面と、が第１のビード１１Ａにより接合されている。即ち、本実施形態に係るレーザ溶接継手１Ａは、重ね隅肉継手である点で、第１の実施形態に係るレーザ溶接継手１とは異なる。本実施形態では、第２の金属板１０ｃにおける第１の金属板１０ｂと重ね合わされた合わせ面の構成は図１と同様である。そのため、図１は、第２の金属板１０ｃにおける第１の金属板１０ｂと重ね合わされた合わせ面を重ねレーザ溶接継手１Ａの厚さ方向から平面視したときの重ねレーザ溶接継手１Ａの模式図であるとも言える。
よって、本実施形態に係るレーザ溶接継手１Ａは、重ね合わせられた複数の金属板１０と、複数の金属板１０のうちの、第１の金属板１０ｂの端面と、第２の金属板１０ｃの表面と、を接合し、かつ、複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビード１１Ａと、を備える。
レーザ溶接継手１Ａにおいて、複数の金属板１０の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の金属板１０の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔが０～１８％である。第１のビード１１の延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、第１のビード１１Ａの長さＬ１は１０～１００ｍｍである。
また、重ねレーザ溶接継手１Ａは、さらに、少なくとも第２の金属板１０ｃの表面に第２のビード１２を有し、第２のビード１２の延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、第２のビード１２の長さＬ２が、Ｌ１より小さい。第２の金属板１０ｃにおける第１の金属板１０ｂと重ね合わされた合わせ面において、第１のビード１１Ａの終端１１Ｅを通り且つ終端１１Ｅにおける第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第１の仮想線ＶＬ１と、第１のビード１１Ａの終端１１Ｅから第１のビード１１の始端１１Ｓに向けて第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って５ｍｍ離れた第１の点Ｐ１を通り且つ第１の点Ｐ１における第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第２の仮想線ＶＬ２との間の領域である終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード１２における、第１のビード１１Ａの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域１２１の長さが、第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上である。
第２のビード１２は、第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘから離隔される。
また、第１のビード１１Ａの始端１１Ｓを通り且つ始端１１Ｓにおける第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第３の仮想線ＶＬ３と、第１のビード１１Ａの始端１１Ｓから第１のビード１１Ａの終端１１Ｅに向けて第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点Ｐ２を通り且つ第２の点Ｐ２における第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第４の仮想線ＶＬ４との間の領域である始端周辺領域ＳＡに第２のビード１２が含まれない。以下に、本実施形態に係るレーザ溶接継手１Ａの各構成をより詳細に説明する。なお、第２のビード１２と終端周辺領域ＥＡとの位置関係、第２のビード１２の応力緩和領域１２１の長さ、及び、第２のビード１２と第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘとの位置関係は、第１の実施形態と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
＜重ねレーザ溶接継手１Ａ＞
以下、図面を適宜参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る重ねレーザ溶接継手について説明する。第１の実施形態に係るレーザ溶接継手１では、第１のビード１１により、複数の金属板１０が各金属板の表面同士で接合されていたが、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１Ａでは、例えば図７Ａに示すように、複数の金属板１０のうちの、最表層に配された金属板１０である第１の金属板１０ｂの端面と、第１の金属板１０ｂと重ね合わされた第２の金属板１０ｃの表面と、が第１のビード１１Ａにより接合されている。即ち、本実施形態に係るレーザ溶接継手１Ａは、重ね隅肉継手である点で、第１の実施形態に係るレーザ溶接継手１とは異なる。本実施形態では、第２の金属板１０ｃにおける第１の金属板１０ｂと重ね合わされた合わせ面の構成は図１と同様である。そのため、図１は、第２の金属板１０ｃにおける第１の金属板１０ｂと重ね合わされた合わせ面を重ねレーザ溶接継手１Ａの厚さ方向から平面視したときの重ねレーザ溶接継手１Ａの模式図であるとも言える。
よって、本実施形態に係るレーザ溶接継手１Ａは、重ね合わせられた複数の金属板１０と、複数の金属板１０のうちの、第１の金属板１０ｂの端面と、第２の金属板１０ｃの表面と、を接合し、かつ、複数の前記金属板を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビード１１Ａと、を備える。
レーザ溶接継手１Ａにおいて、複数の金属板１０の隙間の大きさの合計値Ｇと、複数の金属板１０の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔが０～１８％である。第１のビード１１の延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、第１のビード１１Ａの長さＬ１は１０～１００ｍｍである。
また、重ねレーザ溶接継手１Ａは、さらに、少なくとも第２の金属板１０ｃの表面に第２のビード１２を有し、第２のビード１２の延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、第２のビード１２の長さＬ２が、Ｌ１より小さい。第２の金属板１０ｃにおける第１の金属板１０ｂと重ね合わされた合わせ面において、第１のビード１１Ａの終端１１Ｅを通り且つ終端１１Ｅにおける第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第１の仮想線ＶＬ１と、第１のビード１１Ａの終端１１Ｅから第１のビード１１の始端１１Ｓに向けて第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って５ｍｍ離れた第１の点Ｐ１を通り且つ第１の点Ｐ１における第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第２の仮想線ＶＬ２との間の領域である終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード１２における、第１のビード１１Ａの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域１２１の長さが、第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上である。
第２のビード１２は、第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘから離隔される。
また、第１のビード１１Ａの始端１１Ｓを通り且つ始端１１Ｓにおける第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第３の仮想線ＶＬ３と、第１のビード１１Ａの始端１１Ｓから第１のビード１１Ａの終端１１Ｅに向けて第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点Ｐ２を通り且つ第２の点Ｐ２における第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第４の仮想線ＶＬ４との間の領域である始端周辺領域ＳＡに第２のビード１２が含まれない。以下に、本実施形態に係るレーザ溶接継手１Ａの各構成をより詳細に説明する。なお、第２のビード１２と終端周辺領域ＥＡとの位置関係、第２のビード１２の応力緩和領域１２１の長さ、及び、第２のビード１２と第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘとの位置関係は、第１の実施形態と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【0060】
（第１のビード１１Ａ）
第１のビード１１Ａは、複数の金属板１０のうちの、第１の金属板１０ｂの端面と、第２の金属板１０ｃの表面と、を接合し、かつ、複数の前記金属板を接合する、線状に延在する隅肉レーザ溶接部である。第１のビード１１Ａの形状については、線状であれば、特に限定されない。第１のビード１１Ａは、例えば、第１の金属板１０ｂの端面に沿った形状である。第１のビード１１Ａは、複数の金属板１０のうちの、第１の金属板１０ｂの端面と、第２の金属板１０ｃの表面とを少なくとも接合しているが、複数の金属板１０を接合するために、第１のビード１１を断面視すると、図７Ａに例示されるように、第１のビード１１Ａは、全ての金属板１０に跨るように板厚方向に延在していてもよい。第１のビード１１Ａが全ての金属板１０を貫通している必要はなく、図７Ｂに例示されるように、第１のビード１１Ａが重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成されていてもよい。
第１のビード１１Ａは、複数の金属板１０のうちの、第１の金属板１０ｂの端面と、第２の金属板１０ｃの表面と、を接合し、かつ、複数の前記金属板を接合する、線状に延在する隅肉レーザ溶接部である。第１のビード１１Ａの形状については、線状であれば、特に限定されない。第１のビード１１Ａは、例えば、第１の金属板１０ｂの端面に沿った形状である。第１のビード１１Ａは、複数の金属板１０のうちの、第１の金属板１０ｂの端面と、第２の金属板１０ｃの表面とを少なくとも接合しているが、複数の金属板１０を接合するために、第１のビード１１を断面視すると、図７Ａに例示されるように、第１のビード１１Ａは、全ての金属板１０に跨るように板厚方向に延在していてもよい。第１のビード１１Ａが全ての金属板１０を貫通している必要はなく、図７Ｂに例示されるように、第１のビード１１Ａが重ねレーザ溶接継手の片面にのみ形成されていてもよい。
【0061】
（第２のビード１２）
上述した通り、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１Ａにおける第２のビード１２は、第１の実施形態に係るレーザ溶接継手１における第２のビード１２と同様である。本実施形態における第２のビード１２は、第１の金属板１０ｂにレーザを照射して、第１の金属板１０ｂを貫通して第２の金属板１０ｃに達する第２のビード１２が形成されてよい。このとき、第２のビード１２における第２の金属板１０ｃに形成した溶接部が上記要件を満たすことで、第１のビード１１Ａの終端部における引張応力を緩和することができる。また、第２の金属板１０ｃにレーザが直接に照射されて第２のビード１２が形成されてもよい。
上述した通り、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１Ａにおける第２のビード１２は、第１の実施形態に係るレーザ溶接継手１における第２のビード１２と同様である。本実施形態における第２のビード１２は、第１の金属板１０ｂにレーザを照射して、第１の金属板１０ｂを貫通して第２の金属板１０ｃに達する第２のビード１２が形成されてよい。このとき、第２のビード１２における第２の金属板１０ｃに形成した溶接部が上記要件を満たすことで、第１のビード１１Ａの終端部における引張応力を緩和することができる。また、第２の金属板１０ｃにレーザが直接に照射されて第２のビード１２が形成されてもよい。
【0062】
また、第２の金属板１０ｃにおける第１の金属板１０ｂと重ね合わされた合わせ面において、第２のビード１２が、第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘを基準として、第１のビード１１Ａの両側に設けられていてもよい。これにより、第１のビード１１Ａの終端部における引張応力が一層緩和され、溶接割れをより抑制することができる。
【0063】
また、第２の金属板１０ｃにおける第２のビード１２の溶け込み深さが、第２の金属板１０ｃの厚さｔの１／２以上であってもよい。この場合、第２のビード１２の製造を短縮しながら、引張応力を十分に抑制することができる。
【0064】
（複数の金属板１０の隙間Ｇ）
金属板１０の間の隙間の大きさは、基本的には第１の実施形態と同様に測定する。ただし、第１の金属板１０ｂと第２の金属板１０ｃとの隙間の大きさは、図８に示されるように、断面における第１の金属板１０ｂと第２の金属板１０ｃとが重なった側の第１のビード１１Ａの端部において測定する。
金属板１０の間の隙間の大きさは、基本的には第１の実施形態と同様に測定する。ただし、第１の金属板１０ｂと第２の金属板１０ｃとの隙間の大きさは、図８に示されるように、断面における第１の金属板１０ｂと第２の金属板１０ｃとが重なった側の第１のビード１１Ａの端部において測定する。
【0065】
＜重ねレーザ溶接継手の製造方法＞
次に、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法を説明する。この製造方法によれば、上述した本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１Ａを好適に製造することができる。ただし、以下に説明する製造方法以外の方法で得られた重ねレーザ溶接継手であっても、上述の要件を満たすのであれば、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１とみなされる。
次に、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法を説明する。この製造方法によれば、上述した本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１Ａを好適に製造することができる。ただし、以下に説明する製造方法以外の方法で得られた重ねレーザ溶接継手であっても、上述の要件を満たすのであれば、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手１とみなされる。
【0066】
本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法は、第１のレーザ照射をする工程において、少なくとも、前記複数の金属板のうちの最表面に配された第１の金属板の端面と、前記第１の金属板と重ね合わされた第２の金属板の表面と、を少なくとも接合する点で、第１の実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法とは異なる。
したがって、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法は、複数の金属板１０を重ね合わせる工程と、複数の金属板１０を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビード１１Ａを形成するように、第１のレーザ照射をする工程と、を備える重ねレーザ溶接継手の製造方法である。
第１のレーザ照射をする工程では、少なくとも、複数の金属板１０のうちの最表面に配された第１の金属板１０ｂの端面と、第１の金属板１０ｂと重ね合わされた第２の金属板１０ｃの表面と、を接合する。
この重ね合わせにおいて、金属板１０の隙間の大きさの合計値Ｇと、金属板１０の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔを０～１８％とし、第１のビード１１Ａの延在方向に沿った中心軸１１Ｘに沿って測定される、第１のビードの長さＬ１を１０～１００ｍｍとする。
本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法は、少なくとも第２の金属板１０ｃに第２のビード１２を形成するように、第２のレーザ照射をする工程をさらに備える。第２のビード１２の延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、第２のビード１２の長さＬ２を、Ｌ１より小さくし、第２の金属板１０ｃにおける第１の金属板１０ｂと重ね合わされた合わせ面において、第１のビード１１Ａの終端１１Ｅを通り且つ終端１１Ｅにおける第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第１の仮想線ＶＬ１と、第１のビード１１Ａの終端１１Ｅから第１のビード１１Ａの始端１１Ｓに向けて第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って５ｍｍ離れた第１の点Ｐ１を通り且つ第１の点Ｐ１における第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第２の仮想線ＶＬ２との間の領域である終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード１２における、第１のビード１１Ａの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域１２１の長さを、第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上とする。
また、第２のビード１２を、第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘから離隔させ、第１のビード１１Ａの始端１１Ｓを通り且つ始端１１Ｓにおける第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第３の仮想線ＶＬ３と、第１のビード１１Ａの始端１１Ｓから第１のビード１１Ａの終端１１Ｅに向けて第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点Ｐ２を通り且つ第２の点Ｐ２における第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第４の仮想線ＶＬ４との間の領域である始端周辺領域ＳＡに、第２のビード１２を含めない。
また、第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に、第２のビード１２を形成する。
したがって、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法は、複数の金属板１０を重ね合わせる工程と、複数の金属板１０を接合する、線状に延在するレーザ溶接部である第１のビード１１Ａを形成するように、第１のレーザ照射をする工程と、を備える重ねレーザ溶接継手の製造方法である。
第１のレーザ照射をする工程では、少なくとも、複数の金属板１０のうちの最表面に配された第１の金属板１０ｂの端面と、第１の金属板１０ｂと重ね合わされた第２の金属板１０ｃの表面と、を接合する。
この重ね合わせにおいて、金属板１０の隙間の大きさの合計値Ｇと、金属板１０の厚さの合計値Ｔとの比率Ｇ／Ｔを０～１８％とし、第１のビード１１Ａの延在方向に沿った中心軸１１Ｘに沿って測定される、第１のビードの長さＬ１を１０～１００ｍｍとする。
本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法は、少なくとも第２の金属板１０ｃに第２のビード１２を形成するように、第２のレーザ照射をする工程をさらに備える。第２のビード１２の延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、第２のビード１２の長さＬ２を、Ｌ１より小さくし、第２の金属板１０ｃにおける第１の金属板１０ｂと重ね合わされた合わせ面において、第１のビード１１Ａの終端１１Ｅを通り且つ終端１１Ｅにおける第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第１の仮想線ＶＬ１と、第１のビード１１Ａの終端１１Ｅから第１のビード１１Ａの始端１１Ｓに向けて第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って５ｍｍ離れた第１の点Ｐ１を通り且つ第１の点Ｐ１における第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第２の仮想線ＶＬ２との間の領域である終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード１２における、第１のビード１１Ａの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域１２１の長さを、第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って２ｍｍ以上とする。
また、第２のビード１２を、第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘから離隔させ、第１のビード１１Ａの始端１１Ｓを通り且つ始端１１Ｓにおける第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第３の仮想線ＶＬ３と、第１のビード１１Ａの始端１１Ｓから第１のビード１１Ａの終端１１Ｅに向けて第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに沿って（１／３）×Ｌ１離れた第２の点Ｐ２を通り且つ第２の点Ｐ２における第１のビード１１Ａの中心軸１１Ｘに垂直な第４の仮想線ＶＬ４との間の領域である始端周辺領域ＳＡに、第２のビード１２を含めない。
また、第１のレーザ照射の終了から１０秒経過した時点より前に、第２のビード１２を形成する。
【0067】
その他、本実施形態に係る製造方法においては、第１の実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の製造方法の好適な条件を適宜採用することができる。
【0068】
＜自動車車体用構造部材＞
本発明の別の態様に係る自動車車体用構造部材は、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手を含む。自動車車体用構造部材とは、例えば、Ａピラー、Ｂピラー、ルーフレール、サイドシル、フロアクロスメンバー、バンパー、クラッシュボックス、インパネリンフォース、シートフレーム、バッテリーケースである。これら部材のフランジ部などに、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手を適用することにより、生産性に優れ、且つ、溶接割れの発生が抑制された自動車車体用構造部材を得ることができる。
本発明の別の態様に係る自動車車体用構造部材は、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手を含む。自動車車体用構造部材とは、例えば、Ａピラー、Ｂピラー、ルーフレール、サイドシル、フロアクロスメンバー、バンパー、クラッシュボックス、インパネリンフォース、シートフレーム、バッテリーケースである。これら部材のフランジ部などに、本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手を適用することにより、生産性に優れ、且つ、溶接割れの発生が抑制された自動車車体用構造部材を得ることができる。
【0069】
ここまで、実施形態を挙げて本発明の重ねレーザ溶接継手、重ねレーザ溶接継手の製造方法、及び自動車車体用構造部材を説明した。ただし、本発明の技術的範囲は上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【0070】
例えば、第２の実施形態では、重ねレーザ溶接継手１Ａの厚さ方向の両面のいずれにおいてもレーザ隅肉溶接が施されていてもよい。即ち、重ねレーザ溶接継手１Ａの厚さ方向の両面において、最表層の金属板の端部と、当該金属板と厚さ方向に隣り合う金属板の表面と、がレーザにより隅肉溶接されていてもよい。
【0071】
また、第１の実施形態に係る第１のビード１１、及び、第２の実施形態に係る第１のビード１１Ａは、組み合わされてもよい。例えば、図９に示すように、レーザ重ね溶接継手１Ｂが３枚の金属板１０を備えており、隅肉溶接部である第１のビード１１Ａが第１の金属板１０ｂ及び第２の金属板１０ｃに形成している場合は、第１のビード１１が、第２の金属板１０ｃと、第２の金属板１０ｃを基準に第１の金属板１０ｂと反対側に配された金属板１０と、を接合してもよい。この場合、第１のビード１１の終端部における引張応力を緩和するための第２のビード１２、及び、第１のビード１１Ａの終端部における引張応力を緩和するための第２のビード１２が配される。
【実施例0072】
実施例により本発明の一態様の効果を更に具体的に説明する。ただし、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例に過ぎない。本発明は、この一条件例に限定されない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限り、種々の条件を採用し得る。
【0073】
［実施例１］
表１に記載の引張強さ、板厚、及び化学成分を有する鋼板を２枚重ね合わせて、種々の条件でレーザ溶接して、第１のビードを形成した。表１に示す成分以外の化学成分は、Ｆｅ及び不純物である。また、一部の例においては、第２のレーザ照射、及び第３のレーザ照射を行って、第１のビードの終端部付近に第２のビード、及び第３のビードを形成した。より詳しくは、終端周辺領域ＥＡ内に位置するように第２のビード、及び第３のビードを形成した。ただし、条件Ｎｏ．２５は、第１のビードの終端から始端側に２．６ｍｍの位置から第１のビードの終端側に延在するように第２のビードを形成し、条件Ｎｏ．２６は、第１のビードの終端から始端側に７．０ｍｍの位置から第１のビードの終端側に延在するように第２のビードを形成した。これにより得られた種々の重ねレーザ溶接継手における溶接割れの有無を確認した。溶接工程の順序を表２に示し、その他の溶接条件、及び重ねレーザ溶接継手の評価結果を、表３及び表４に示す。また、代表的なレーザ溶接継手の写真を図１０～図１３に示す。
表１に記載の引張強さ、板厚、及び化学成分を有する鋼板を２枚重ね合わせて、種々の条件でレーザ溶接して、第１のビードを形成した。表１に示す成分以外の化学成分は、Ｆｅ及び不純物である。また、一部の例においては、第２のレーザ照射、及び第３のレーザ照射を行って、第１のビードの終端部付近に第２のビード、及び第３のビードを形成した。より詳しくは、終端周辺領域ＥＡ内に位置するように第２のビード、及び第３のビードを形成した。ただし、条件Ｎｏ．２５は、第１のビードの終端から始端側に２．６ｍｍの位置から第１のビードの終端側に延在するように第２のビードを形成し、条件Ｎｏ．２６は、第１のビードの終端から始端側に７．０ｍｍの位置から第１のビードの終端側に延在するように第２のビードを形成した。これにより得られた種々の重ねレーザ溶接継手における溶接割れの有無を確認した。溶接工程の順序を表２に示し、その他の溶接条件、及び重ねレーザ溶接継手の評価結果を、表３及び表４に示す。また、代表的なレーザ溶接継手の写真を図１０～図１３に示す。
【0074】
なお、第２のビード及び第３のビードは、いずれも上述した本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の第２のビードに該当する。しかし便宜上、２つ設けられた第２のビードのうち、後で形成された方を第３のビードと称する。同様に、第２のレーザ照射が２回行われた場合は、後で実施された方を第３のレーザ照射と称する。
【0075】
表に記載の符号の意味は以下の通りである。
・「Ｌ１」「Ｌ２」「Ｌ３」：第１、第２、又は第３のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、第１、第２、又は第３のビードの長さ。ビードが短く、第２又は第３のビードの延在方向が特定できない場合は、ビードの長径。
・「Ｗ１」「Ｗ２」「Ｗ３」：第１、第２、又は第３のビードの延在方向に垂直な方向に沿って測定される、第１、第２、又は第３のビードの幅。ビードが短く、第２、又は第３のビードの延在方向が特定できない場合は、ビードの短径。
・「Ｈ１２Ｓ」「Ｈ１３Ｓ」：第２、又は第３のビードの始端と、第１のビードの中心軸との距離。
・「Ｈ１２Ｅ」「Ｈ１３Ｅ」：第２、又は第３のビードの終端と、第１のビードの中心軸との距離。
・「出力」：第１～第３のレーザ照射におけるレーザ出力。
・「速度」とは、第１～第３のレーザ照射における、レーザ照射位置の移動速度。
・「Ｌ１」「Ｌ２」「Ｌ３」：第１、第２、又は第３のビードの延在方向に沿った中心軸に沿って測定される、第１、第２、又は第３のビードの長さ。ビードが短く、第２又は第３のビードの延在方向が特定できない場合は、ビードの長径。
・「Ｗ１」「Ｗ２」「Ｗ３」：第１、第２、又は第３のビードの延在方向に垂直な方向に沿って測定される、第１、第２、又は第３のビードの幅。ビードが短く、第２、又は第３のビードの延在方向が特定できない場合は、ビードの短径。
・「Ｈ１２Ｓ」「Ｈ１３Ｓ」：第２、又は第３のビードの始端と、第１のビードの中心軸との距離。
・「Ｈ１２Ｅ」「Ｈ１３Ｅ」：第２、又は第３のビードの終端と、第１のビードの中心軸との距離。
・「出力」：第１～第３のレーザ照射におけるレーザ出力。
・「速度」とは、第１～第３のレーザ照射における、レーザ照射位置の移動速度。
【0076】
第２のビードと、第１のビードの中心軸とが重なっているか否かは、Ｈ１２Ｓ、Ｈ１２Ｅ、及びＷ２から判断することができる。例えば条件Ｎｏ．５においては、第２のビードの始端及び終端と、第１のビードの中心軸との距離が、第２のビードの幅の１／２よりも十分に大きいので、第２のビードと、第１のビードの中心軸とが重なっていないことがわかる。一方、条件Ｎｏ．２３においては、第２のビードの始端と第１のビードの中心軸との距離が、第２のビードの幅の１／２よりも小さいので、始端付近において第２のビードと第１のビードの中心軸とが重なっていることがわかる。
【0077】
「応力緩和領域の長さ」とは、終端周辺領域ＥＡにおいて、第２のビード又は第３のビードにおける、第１のビードの幅方向の端部からの距離が２ｍｍ以下である領域の長さのことである。第２及び第３のビードが設けられていない場合は、この列に「０」と記載した。第２のビードのみが設けられている場合は、この列に、第２のビードの応力緩和領域の長さを記載した。第２及び第３のビードの両方が設けられている場合は、それぞれのビードの応力緩和領域の長さのうち大きい方の値を「応力緩和領域の長さ」列に記載した。なお、応力緩和領域の長さは、レーザ照射側の継手表面で測定した。
【0078】
鋼板同士の隙間の大きさは、鋼板の間にスペーサーを挟むことによって制御した。表に記載の「板隙Ｇ」は、第１のビード１１の終端部の断面において測定された値である。測定方法は、上述の方法とした。条件Ｎｏ．１２～１４のレーザ照射では、板隙Ｇの制御は、板隙Ｇに相当するスペーサーを使用した。一方、条件Ｎｏ．２４のレーザ照射では、スペーサーを用いずレーザ照射をした。参考のため、表には、２枚の鋼板の隙間の大きさと、２枚の鋼板の厚さの合計値との比率も記載した。
【0079】
「貫通程度」とは、レーザ照射側と反対側における、第１のビードの状態を意味する。鋼板が第１のビードによって接合されているが、レーザ照射側と反対側の継手表面に第１のビードが形成されていない場合、この列に「部分」と記載し、鋼板が第１のビードによって接合されており、さらにレーザ照射側と反対側の継手表面に第１のビードが形成されている場合、この列に「完全」と記載した。
【0080】
耐溶接割れ性は、同一条件で３つの試験片を作成し、これら試験片に生じた溶接割れの数を求めることによって評価した。全ての試験片で割れが生じた例に関しては、耐溶接割れ性を「×」と評価し、全ての試験片で割れが生じなかった例に関しては、耐溶接割れ性を「〇」と評価し、一部の試験片で割れが生じた例に関しては、耐溶接割れ性を「△」と評価した。「〇」又は「△」と評価された例を、耐溶接割れ性に優れた例と評価した。
【0081】
【表1】
【0082】
【表2】
【0083】
【表3】
【0084】
【表4】
【0085】
条件Ｎｏ．１～４では、第２のビードが第１のビードの終端部付近に形成されなかった。これら条件Ｎｏ．１～４では、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．７では、第２のビードが第１のビードの終端部付近に形成されたが、第１のビードと第２のビードとの間隔が３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビードが応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．７においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．１１では、第２のビード及び第３のビードが第１のビードの終端部付近に形成されたが、第１のビードと、第２のビード及び第３のビードとの間隔がそれぞれ３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビード及び第３のビードのいずれも応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．１１においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．１４では、Ｇ／Ｔが１８％超であった。条件Ｎｏ．１４においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．１９及び条件Ｎｏ．２０においては、第２のビード及び第３のビードが第１のビードの終端部付近に形成され、しかもその一部は第１のビードに十分近接していたが、これらビードの応力緩和領域は２ｍｍに満たなかった。条件Ｎｏ．１９及び条件Ｎｏ．２０においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．２２では、レーザ照射の順番を第２のレーザ照射、第３のレーザ照射、第１のレーザ照射の順にした。この条件Ｎｏ．２２では、第１のビードと、第２のビード及び第３のビードとの間隔がそれぞれ３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビード及び第３のビードのいずれも応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．２２においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．２３では、第２のビード及び第３のビードが、第１のビードの中心軸から離隔されておらず、応力緩和効果を発揮しなかった。そのため、条件Ｎｏ．２３においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
なお、条件Ｎｏ．７、１１、１４、１９、２０、２２、及び２３においては、レーザ照射側と反対側の継手表面においても評価を行ったが、レーザ照射側の表面と同様に、本発明の要件が満たされていなかった。
条件Ｎｏ．７では、第２のビードが第１のビードの終端部付近に形成されたが、第１のビードと第２のビードとの間隔が３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビードが応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．７においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．１１では、第２のビード及び第３のビードが第１のビードの終端部付近に形成されたが、第１のビードと、第２のビード及び第３のビードとの間隔がそれぞれ３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビード及び第３のビードのいずれも応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．１１においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．１４では、Ｇ／Ｔが１８％超であった。条件Ｎｏ．１４においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．１９及び条件Ｎｏ．２０においては、第２のビード及び第３のビードが第１のビードの終端部付近に形成され、しかもその一部は第１のビードに十分近接していたが、これらビードの応力緩和領域は２ｍｍに満たなかった。条件Ｎｏ．１９及び条件Ｎｏ．２０においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．２２では、レーザ照射の順番を第２のレーザ照射、第３のレーザ照射、第１のレーザ照射の順にした。この条件Ｎｏ．２２では、第１のビードと、第２のビード及び第３のビードとの間隔がそれぞれ３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビード及び第３のビードのいずれも応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．２２においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．２３では、第２のビード及び第３のビードが、第１のビードの中心軸から離隔されておらず、応力緩和効果を発揮しなかった。そのため、条件Ｎｏ．２３においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
なお、条件Ｎｏ．７、１１、１４、１９、２０、２２、及び２３においては、レーザ照射側と反対側の継手表面においても評価を行ったが、レーザ照射側の表面と同様に、本発明の要件が満たされていなかった。
【0086】
一方、条件Ｎｏ．５、６、８～１０、１２、１３、１５～１８、２１、及び２４～２６においては、少なくともレーザ照射側の継手表面において本発明の要件が満たされていた。これら条件で得られた重ねレーザ溶接継手においては、ビード終端部における溶接割れが抑制されていた。また、条件Ｎｏ．２４では、レーザ照射の順番を第２のレーザ照射、第３のレーザ照射、第１のレーザ照射の順にした。加えて、条件Ｎｏ．２４では、鋼板を重ね合わせる前に第２及び第３のビードを形成した。これにより、条件Ｎｏ．２４では、スペーサーを用いずとも適度な板隙が生じた。
【0087】
［実施例２］
表５に記載の引張強さ、板厚、及び化学成分を有する鋼板を２枚重ね合わせて、種々の条件でレーザを照射して重ね隅肉溶接をし、第１のビードを形成した。詳細には、２枚の鋼板のうちの１枚の鋼板（第１の金属板）の端面と、他の金属板（第２の金属板）の表面とをレーザ溶接にて接合した。表５に示す成分以外の各鋼板の化学成分は、Ｆｅ及び不純物である。また、一部の例においては、第２のレーザ照射、及び第３のレーザ照射を行って、第１のビードの終端部付近に第２のビード及び第３のビードを形成した。より詳しくは、終端周辺領域ＥＡ内に位置するように、第２の金属板に、第２のビード、第３のビードを形成した。これにより得られた種々の重ねレーザ溶接継手における溶接割れの有無を確認した。溶接工程の順序を表６に示し、その他の溶接条件、及び重ねレーザ溶接継手の評価結果を、表７及び表８に示す。また、代表的なレーザ溶接継手の写真を図１４～図１６に示す。
表５に記載の引張強さ、板厚、及び化学成分を有する鋼板を２枚重ね合わせて、種々の条件でレーザを照射して重ね隅肉溶接をし、第１のビードを形成した。詳細には、２枚の鋼板のうちの１枚の鋼板（第１の金属板）の端面と、他の金属板（第２の金属板）の表面とをレーザ溶接にて接合した。表５に示す成分以外の各鋼板の化学成分は、Ｆｅ及び不純物である。また、一部の例においては、第２のレーザ照射、及び第３のレーザ照射を行って、第１のビードの終端部付近に第２のビード及び第３のビードを形成した。より詳しくは、終端周辺領域ＥＡ内に位置するように、第２の金属板に、第２のビード、第３のビードを形成した。これにより得られた種々の重ねレーザ溶接継手における溶接割れの有無を確認した。溶接工程の順序を表６に示し、その他の溶接条件、及び重ねレーザ溶接継手の評価結果を、表７及び表８に示す。また、代表的なレーザ溶接継手の写真を図１４～図１６に示す。
【0088】
なお、実施例１と同様に、第２のビード及び第３のビードは、いずれも上述した本実施形態に係る重ねレーザ溶接継手の第２のビードに該当する。便宜上、２つ設けられた第２のビードのうち、後で形成された方を第３のビードと称する。同様に、第２のレーザ照射が２回行われた場合は、後で実施された方を第３のレーザ照射と称する。
【0089】
応力緩和領域の長さは、レーザ照射側の第２の金属板の表面で測定した。第２のレーザ照射が第１の金属板にされた場合、第２のレーザ照射により形成した第２の金属板における第１の金属板との合わせ面において、第２のビードの応力緩和領域の長さを測定した。具体的には、第１の金属板を第２の金属板から剥がして第２の金属板における第１の金属板との合わせ面において、第２のビードの応力緩和領域の長さを測定した。
【0090】
鋼板同士の隙間の大きさは、鋼板の間にスペーサーを挟むことによって制御した。表８に記載の「板隙Ｇ」は、第１のビード１１の終端部の断面において測定された値である。測定方法は、上述の方法とした。条件Ｎｏ．３９、４０のレーザ照射では、板隙Ｇの制御は、板隙Ｇに相当するスペーサーを使用した。また、参考のため、表８には、２枚の鋼板の隙間の大きさと、２枚の鋼板の厚さの合計値との比率も記載した。
【0091】
表８中の「貫通程度」は、実施例１と同様の基準に従って記載した。耐溶接割れ性の評価は、実施例１と同様の基準で評価した。
【0092】
【表5】
【0093】
【表6】
【0094】
【表7】
【0095】
【表8】
【0096】
条件Ｎｏ．２７、２８では、第２のビードが第２の金属板における第１のビードの終端部付近に形成されなかった。これら条件Ｎｏ．２７、２８では、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．３１、４４、４６、４８では、第２のビード及び第３のビードが第２の金属板における第１のビードの終端部付近に形成されたが、第１のビードと第２のビードとの間隔、及び、第１のビードと第３のビードとの間隔がいずれも３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビード及び第３ビードのいずれも応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．３１、４４、４６、４８においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．３４では、第２のビードが第２の金属板における第１のビードの終端部付近に形成されたが、第１のビードと第２のビードとの間隔が３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビードが応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．３４においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．３５では、第１の金属板に第２のレーザ照射が実施されたが、レーザの出力が小さく、第２の金属板において第２のビードが形成されなかった。条件Ｎｏ．３５においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．３８では、第２の金属板に第２のレーザ照射が実施され、第２のビードが第２の金属板における第１のビードの終端部付近に形成されたが、第１のビードと第２のビードとの間隔が３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビードが応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．３８においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．４０では、Ｇ／Ｔが１８％超であった。条件Ｎｏ．４０においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．３１、４４、４６、４８では、第２のビード及び第３のビードが第２の金属板における第１のビードの終端部付近に形成されたが、第１のビードと第２のビードとの間隔、及び、第１のビードと第３のビードとの間隔がいずれも３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビード及び第３ビードのいずれも応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．３１、４４、４６、４８においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．３４では、第２のビードが第２の金属板における第１のビードの終端部付近に形成されたが、第１のビードと第２のビードとの間隔が３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビードが応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．３４においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．３５では、第１の金属板に第２のレーザ照射が実施されたが、レーザの出力が小さく、第２の金属板において第２のビードが形成されなかった。条件Ｎｏ．３５においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．３８では、第２の金属板に第２のレーザ照射が実施され、第２のビードが第２の金属板における第１のビードの終端部付近に形成されたが、第１のビードと第２のビードとの間隔が３ｍｍ以上であった。即ち、第２のビードが応力緩和領域を含んでいなかった。条件Ｎｏ．３８においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
条件Ｎｏ．４０では、Ｇ／Ｔが１８％超であった。条件Ｎｏ．４０においても、全ての試験片に溶接割れが生じた。
【0097】
一方、条件Ｎｏ．２９、３０、３２、３３、３６、３７、３９、４１、４２、４３、４５、４７及び４９においては、少なくともレーザ照射側の継手表面において本発明の要件が満たされていた。これら条件で得られた重ねレーザ溶接継手においては、ビード終端部における溶接割れが抑制されていた。
【符号の説明】
【0098】
１、１Ａ 重ねレーザ溶接継手
１０、１０ａ 金属板
１０ｂ 第１の金属板
１０ｃ 第２の金属板
１１、１１Ａ 第１のビード
１１Ｅ 第１のビードの終端
１１Ｓ 第１のビードの始端
１１Ｘ 第１のビードの中心軸
１１１ クレータ
１２ 第２のビード
１２１ 第２のビードの応力緩和領域
ＶＬ１ 第１の仮想線
ＶＬ２ 第２の仮想線
ＥＡ 終端周辺領域
ＶＬ３ 第３の仮想線
ＶＬ４ 第４の仮想線
ＳＡ 始端周辺領域
ＶＬ５ 第５の仮想線
Ｐ１ 第１の点
Ｐ２ 第２の点
Ｐ３ 第３の点
Ｃ 溶接割れ
１０、１０ａ 金属板
１０ｂ 第１の金属板
１０ｃ 第２の金属板
１１、１１Ａ 第１のビード
１１Ｅ 第１のビードの終端
１１Ｓ 第１のビードの始端
１１Ｘ 第１のビードの中心軸
１１１ クレータ
１２ 第２のビード
１２１ 第２のビードの応力緩和領域
ＶＬ１ 第１の仮想線
ＶＬ２ 第２の仮想線
ＥＡ 終端周辺領域
ＶＬ３ 第３の仮想線
ＶＬ４ 第４の仮想線
ＳＡ 始端周辺領域
ＶＬ５ 第５の仮想線
Ｐ１ 第１の点
Ｐ２ 第２の点
Ｐ３ 第３の点
Ｃ 溶接割れ
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
