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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-11
(45)【発行日】2024-11-19
(54)【発明の名称】溶接品の製造方法
(51)【国際特許分類】
B23K 26/21 20140101AFI20241112BHJP
B23K 15/00 20060101ALI20241112BHJP
【ＦＩ】
B23K26/21 N
B23K15/00 505
B23K26/21 G
B23K15/00 501A
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2022080661
(22)【出願日】2022-05-17
(65)【公開番号】P2023169516
(43)【公開日】2023-11-30
【審査請求日】2024-01-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002572
【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】杉山 徹
【審査官】松田 長親
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１９８６１３９（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開昭６２－２８６６８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２９０９５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１６７９０４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０
Ｂ２３Ｋ １５／００－１５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の部材をレーザ溶接または電子ビーム溶接によって溶接して溶接部を形成し、内部空間を有する溶接品を製造する溶接品の製造方法であって、前記内部空間を囲む前記溶接部を形成する周縁溶接工程を含み、
前記内部空間を囲む前記溶接部の外側に前記溶接部の終点部を形成する外側終端工程、前記レーザ溶接のレーザもしくは前記電子ビーム溶接の電子ビームを前記複数の部材の外縁の内側から外側まで移動させて前記溶接部を形成する外縁交差工程、一つの前記溶接部の終点部に重なる他の前記溶接部を形成する重複溶接工程、および、前記内部空間を区画する前記溶接部によって囲まれた領域に前記溶接部の終点部を形成する終端囲繞工程のうち、少なくとも前記重複溶接工程および前記終端囲繞工程をさらに含むことを特徴とする溶接品の製造方法。
【請求項2】
前記溶接部は、直線状に延びる直線部と、異なる方向に延びる前記直線部の間に形成される屈曲部とを有し、前記屈曲部の両側の前記直線部の間の夾角の角度が９０度以上であることを特徴とする請求項１に記載の溶接品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、溶接品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来からレーザ溶接によりアルミニウム部材を接合する方法が知られている。たとえば、下記特許文献１は、２つのアルミニウム製被接合部材の少なくとも一方の接合面にＡｌ－Ｓｉ系合金溶加材を溶射して溶加材被膜を形成し、これらの被接合部材を組付けてレーザ溶接により接合することを特徴とするアルミニウム部材の接合方法を開示している（第０００５段落、請求項１、要約等）。
【0003】
この従来のアルミニウム部材の接合方法によれば、凝固割れ感受性の高い被接合部材の接合において、従来のように溶加材の供給速度によって溶接速度が低下することなくレーザによる高速溶接が可能となるとともに、接合作業自体も簡単になる（特許文献１、第００１６段落）。
【0004】
また、溶加材を用いなくてもバスバーの溶接割れを伴わずに電子部品の外部端子に溶接できるバスバーが知られている。下記特許文献２は、電子部品の外部端子に接続される複数の端子部が１０００系アルミニウムからなり、これらの端子部間を連繋する本体部が６０００系アルミニウム合金からなり、前記端子部と本体部とが摩擦攪拌接合されて一体化してなることを特徴とするバスバーを開示している（特許文献２、第０００９段落、請求項１、要約等）。
【0005】
この従来のバスバーによれば、電子部品の外部端子に接続する端子部は１０００系アルミニウムで構成されているので溶接性が良く、端子部を電子部品の外部端子に溶接する際に溶加材を用いなくても溶接割れが生じず良好に接合できる。また、溶加材を用いずに溶接できることで、溶加材による導電性の低下がなくバスバー連結によるエネルギー損失を低減できる。さらに、溶加材供給のための条件設定や管理といった付随作業が不要であるから溶接作業性が良い（特許文献２、第００１５段落）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平０７－１００６７５号公報
【文献】特開２０１５－０１５２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記従来のアルミニウム部材の接合方法は、前述のように、被接合部材を組付けてレーザ溶接により接合する前に、被接合部材の接合面にＡｌ－Ｓｉ系合金溶加材を溶射して溶加材被膜を形成する準備作業が必要になる。そのため、被接合部材の面積に対する溶接個所が増加すると、準備作業が増加して被接合部材の溶接が煩雑になる。
【0008】
また、上記従来のバスバーは、前述のように、１０００系アルミニウムで構成されている部分と６０００系アルミニウム合金で構成されている部分との摩擦攪拌接合が必要になる。摩擦攪拌接合は、接合される部材の面積に対する溶接個所が増加すると、適用が困難になる。
【0009】
本開示は、溶接個所が増加しても適用が容易であり、溶接が簡単で、線状の溶接部の終点部に割れが発生しても溶接品の内部空間に影響を及ぼすことを防止可能な溶接品の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示の一態様は、複数の部材をレーザ溶接または電子ビーム溶接によって溶接して溶接部を形成し、内部空間を有する溶接品を製造する溶接品の製造方法であって、前記内部空間を囲む前記溶接部を形成する周縁溶接工程を含み、前記内部空間を囲む前記溶接部の外側に前記溶接部の終点部を形成する外側終端工程、前記レーザ溶接のレーザもしくは前記電子ビーム溶接の電子ビームを前記複数の部材の外縁の内側から外側まで移動させて前記溶接部を形成する外縁交差工程、一つの前記溶接部の終点部に重なる他の前記溶接部を形成する重複溶接工程、または、前記内部空間を区画する前記溶接部によって囲まれた領域に前記溶接部の終点部を形成する終端囲繞工程の少なくとも一つをさらに含むことを特徴とする溶接品の製造方法である。
【0011】
上記一態様に係る溶接品の製造方法は、少なくとも前記外側終端工程または前記外縁交差工程を含むことができる。また、上記各態様に係る溶接品の製造方法は、少なくとも前記重複溶接工程および前記終端囲繞工程を含むことができる。また、上記各態様に係る溶接品の製造方法において、前記溶接部は、直線状に延びる直線部と、異なる方向に延びる前記直線部の間に形成される屈曲部とを有し、前記屈曲部の両側の前記直線部の間の夾角の角度が９０度以上であってもよい。
【発明の効果】
【0012】
本開示の上記各態様によれば、溶接個所が増加しても適用が容易であり、溶接が簡単で、線状の溶接部の終点部に発生する溶接割れが溶接品の内部空間に影響を及ぼすことを防止可能な溶接品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本開示に係る溶接品の製造方法の一実施形態を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照して本開示に係る溶接品の製造方法の実施形態を説明する。図１は、本開示に係る溶接品の製造方法の一実施形態を示すフロー図である。図２は、図１の溶接品の製造方法Ｐによって製造される溶接品１の一例を示す断面図である。図３は、図２の溶接品１の下面図である。図４は、図２の溶接品１の上面図である。なお、図２の溶接品１の断面は、図３および図４に示す溶接品１の中心線に沿う断面である。
【0015】
本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、複数の部材をレーザ溶接または電子ビーム溶接によって溶接して溶接部Ｗを形成し、内部空間２を有する溶接品１を製造する方法である。図１に示すように、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、周縁溶接工程Ｐ１を含んでいる。また、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、たとえば、周縁溶接工程Ｐ１に加えて、外側終端工程Ｐ２または外縁交差工程Ｐ３を含んでいる。さらに、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、重複溶接工程Ｐ４および終端囲繞工程Ｐ５を含んでいる。なお、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、周縁溶接工程Ｐ１に加えて、外側終端工程Ｐ２、外縁交差工程Ｐ３、重複溶接工程Ｐ４、または、終端囲繞工程Ｐ５の少なくとも一つを含んでいればよい。
【0016】
本実施形態の溶接品の製造方法Ｐによって製造される溶接品１は、レーザ溶接または電子ビーム溶接によって溶接された複数の部材によって構成されている。図２から図４に示す例において、溶接品１は、複数の板状部材によって構成されている。より具体的には、溶接品１は、たとえば、平板状の下板３と、凹凸形状が付与された上板４とを有している。
【0017】
溶接品１は、溶接された複数の部材の間に内部空間２を有している。図２に示す例において、上板４は、下板３に接する平坦部４１と、下板３と反対方向に膨出して下板３との間に内部空間２を形成する膨出部４２と、を有している。より詳細には、本実施形態において、溶接品１は、たとえば、冷却器であり、溶接品１の内部空間２は、冷却器の冷媒流路である。図３に示すように、下板３は、冷媒入口３１と、冷媒出口３２を有している。
【0018】
図４に示すように、上板４の膨出部４２は、下板３との間に形成される内部空間２の形状に対応する形状を有している。本実施形態の溶接品１の内部空間２は、たとえば、複数の分岐部や屈曲部を有する冷却器の冷媒流路であり、図３に示すように、下板３に開口する冷媒入口３１および冷媒出口３２を介して冷媒が供給および排出される。図２および図４に示すように、上板４の平坦部４１は、レーザ溶接または電子ビーム溶接によって下板３に溶接されて、線状の溶接部Ｗが形成される。
【0019】
なお、溶接品１は、冷却器に限定されず、複数の部材が溶接された構成を有し、線状の溶接部Ｂに囲まれた内部空間２を有する熱交換器やタンクなどであってもよい。また、溶接品１は、三枚以上の板状部材が溶接された構成を有してもよい。溶接品１を構成する複数の部材の素材は、たとえば、２０００系（Ａｌ－Ｃｕ系）、３０００系（Ａｌ－Ｍｎ系）、または４０００系（Ａｌ－Ｓｉ系）のアルミニウム合金などの金属材料である。
【0020】
本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、溶接品を構成する複数の部材の素材が、たとえば、５０００系（Ａｌ－Ｍｇ系）、６０００系（Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系）、または７０００系（Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ軽合金）などのアルミニウム合金である場合に特に有効である。以下、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐの各工程を詳細に説明する。
【0021】
図１に示すように、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐが開始されると、たとえば、周縁溶接工程Ｐ１が実行される。周縁溶接工程Ｐ１では、内部空間２を囲む溶接部Ｗを形成する。より具体的には、図２に示すように下板３の上に上板４を配置して、上板４の平坦部４１と下板３とを重ね合わせる。そして、レーザ溶接または電子ビーム溶接によって、下板３との間に内部空間２を形成する上板４の膨出部４２の周囲を連続的に溶接し、図４に示すように、膨出部４２の周囲を全周にわたって連続的に囲む溶接部Ｗとしての周縁溶接部Ｗ１を形成する。
【0022】
周縁溶接部Ｗ１は、上板４の外縁に沿って直線状に延びる複数の直線部Ｗ１３と、異なる方向に延びる直線部Ｗ１３，Ｗ１３の間に形成される複数の屈曲部Ｗ１４とを有している。図４に示す例において、各々の屈曲部Ｗ１４は円弧状に形成され、各々の屈曲部Ｗ１４の両側の直線部Ｗ１３，Ｗ１３の間の夾角の角度は９０度である。
【0023】
一例として、厚さが０．８ｍｍの６０００系アルミニウム合金（Ａ６０６１－Ｔ６）の下板３と上板４をレーザ溶接する場合の条件は、レーザスポット径を０．６ｍｍ、レーザ出力を２．８ｋＷ、レーザ走査速度を５ｍ／ｍｉｎとすることができる。なお、これらの条件は一例であり、溶接方法、溶接する部材の厚さおよび材質などによって条件が変化することは言うまでもない。レーザ溶接の場合、たとえば、連続波（ＣＷ）方式を採用することができるが、連続的な線状の溶接部Ｗを形成できる方式であれば、ＣＷ方式に限定されない。
【0024】
図５は、図４の溶接品１のV部における溶接部Ｗの拡大図である。図４および図５に示すように、周縁溶接工程Ｐ１では、たとえば、上板４の左下の角部など、下板３と上板４の平坦部４１とが重なり合う上板４の周縁部の任意の点から下板３と上板４の溶接が開始され、溶接部Ｗの始点部Ｗ１１が形成される。そして、始点部Ｗ１１から、たとえば、上板４の左側縁などの一つの側縁に沿って上板４の周縁部に溶接部Ｗを線状に形成し、さらに上板４の他の側縁に沿って溶接部Ｗを線状に形成し、上板４の周縁部の全周にわたって溶接部Ｗを形成する。
【0025】
そして、最終的に、図５に示すように、溶接を開始した上板４の一つの側縁に沿って形成された溶接部Ｗに交差する溶接部Ｗを形成して、上板４の膨出部４２と下板３との間に形成される内部空間２の全周を囲む周縁溶接部Ｗ１を形成する。これにより、周縁溶接工程Ｐ１が終了し、そのまま連続して外側終端工程Ｐ２が実行される。外側終端工程Ｐ２では、図５に示すように、最初に形成した溶接部Ｗに交差させた溶接部Ｗをそのまま連続的に延長させて形成し、内部空間２を囲む溶接部Ｗである枠状の周縁溶接部Ｗ１の外側に溶接部Ｗの終点部Ｗ１２を形成する。
【0026】
たとえば、溶接品１を構成する部材が５０００系、６０００系、７０００系などのアルミニウム合金である場合には、溶接部Ｗの終点部Ｗ１２において割れが生じやすくなる。これは、溶接部Ｗの終点部Ｗ１２に後続の溶接部Ｗが存在しないため、溶融した金属の凝固時に後続の部分から溶融した金属が供給されず、終点部Ｗ１２において溶融した金属の凝固時に作用する応力が他の部分よりも大きくなるためと考えられる。
【0027】
溶接部Ｗの終点部Ｗ１２に割れが発生した場合でも、外側終端工程Ｐ２を実施して内部空間２を囲む溶接部Ｗである枠状の周縁溶接部Ｗ１の外側に溶接部Ｗの終点部Ｗ１２を形成することで、溶接品１の内部空間２に影響を及ぼすことが防止される。すなわち、内部空間２を囲む周縁溶接部Ｗ１によって内部空間２の周縁部の封止性が確保されるため、周縁溶接部Ｗ１の外側で溶接部Ｗの終点部Ｗ１２に割れが発生しても、内部空間２の周縁部における封止性が低下することがない。
【0028】
図６は、図５の溶接品１の変形例を示す溶接部Ｗの拡大図である。図１に示すように、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐでは、周縁溶接工程Ｐ１の後に、外側終端工程Ｐ２に替えて外縁交差工程Ｐ３を実施してもよい。外縁交差工程Ｐ３は、たとえば、図５に示す外側終端工程Ｐ２と同様に、内部空間２の全周を囲む周縁溶接部Ｗ１を形成する周縁溶接工程Ｐ１の終了後に、そのまま連続して実行することができる。
【0029】
外縁交差工程Ｐ３では、図６に示すように、レーザ溶接のレーザまたは電子ビーム溶接の電子ビームを、溶接品１を構成する複数の部材である上板４および下板３の外縁の内側から外側まで移動させて溶接部Ｗを形成する。これにより、溶接品１を構成する部材である上板４および下板３の周縁部に溶接部Ｗの終点部Ｗ１２が形成されなくなる。
【0030】
溶接部Ｗの終点部Ｗ１２は、連続的に形成された溶接部Ｗの終端であり、図５に示す例では、溶接品１を構成する部材である上板４および下板３の外縁の内側に形成される。すなわち、溶接部Ｗの終点部Ｗ１２と上板４の外縁との間には、溶接部Ｗが形成されていない部分が存在する。この場合、前述のように、溶接部Ｗの終点部Ｗ１２において、割れが生じやすくなる。
【0031】
これに対し、外縁交差工程Ｐ３では、図６に示すように、溶接部Ｗが溶接品１を構成する部材である上板４および下板３の外縁に交差するように形成され、上板４および下板３の周縁部に溶接部Ｗの終点部Ｗ１２が形成されなくなる。図６に示す例では、溶接品１を構成する上板４および下板３に外縁に、上板４および下板３と同じ材質の補助板ＡＰの外縁を突き合せている。
【0032】
この状態で、レーザ溶接のレーザまたは電子ビーム溶接の電子ビームを、上板４および下板３の外縁の内側から外側まで移動させ、上板４および下板３から補助板ＡＰまで溶接部Ｗを連続的に形成し、補助板ＡＰに溶接部Ｗの終点部Ｗ１２を形成している。これにより、溶接部Ｗの上板４および下板３の外縁に交差する部分は、補助板ＡＰに形成される後続の溶接部Ｗから溶融した金属が供給され、割れが防止される。その後、上板４および下板３の外縁で溶接部Ｗを切断する。
【0033】
なお、外縁交差工程Ｐ３は、補助板ＡＰを使用しなくてもよい。この場合、レーザ溶接のレーザまたは電子ビーム溶接の電子ビームを、溶接品１を構成する部材である上板４および下板３の外縁の内側から外側まで移動させると、上板４および下板３の外縁が溶融および凝固して溶接部Ｗが形成される。この溶接部Ｗの末端は、図５に示す終点部Ｗ１２とは異なり、下板３および上板４の外縁との間に、下板３および上板４の溶接部Ｗが形成されてない部分が存在しない。したがって、溶接部Ｗの末端は、上板４および下板３の外縁よりも内側に収縮しながら凝固することで、凝固時に作用する応力が低減され、割れが防止される。
【0034】
本実施形態の溶接品の製造方法Ｐにおいて、外側終端工程Ｐ２および外縁交差工程Ｐ３は、たとえば、以下に説明する流路形成溶接部Ｗ２を形成する工程を含む。流路形成溶接部Ｗ２は、図４に示す溶接部Ｗの一部であり、内部空間２を囲む周縁溶接部Ｗ１の内側から外側へ延びている。流路形成溶接部Ｗ２は、たとえば、図２に示すように、溶接品１の内部空間２を区画して、内部空間２に冷媒流路を形成する。
【0035】
図７は、図４の溶接品１のVII部における溶接部Ｗの拡大図である。図４に示す例において、上板４の平坦部４１は、上板４の周縁部から中央部に向けて延びるＬ字型の半島状の部分を有している。外側終端工程Ｐ２の流路形成溶接部Ｗ２を形成する工程では、上板４の平坦部４１の半島状の部分の先端から溶接を開始し、始点部Ｗ２１から線状に延びる流路形成溶接部Ｗ２を形成する。
【0036】
そして、図７に示すように、内部空間２を囲む溶接部Ｗである周縁溶接部Ｗ１の外側に流路形成溶接部Ｗ２の終点部Ｗ２２を形成する。これにより、前述の外側終端工程Ｐ２において周縁溶接部Ｗ１の終点部Ｗ１２を、内部空間２を囲む周縁溶接部Ｗ１の外側に形成する工程と同様の効果を奏することができる。
【0037】
図８は、図７の溶接品１の変形例を示す溶接部Ｗの拡大図である。外縁交差工程Ｐ３の流路形成溶接部Ｗ２を形成する工程では、前述の外側終端工程Ｐ２と同様に、上板４の平坦部４１の半島状の部分の先端から溶接を開始し、始点部Ｗ２１から線状に延びる流路形成溶接部Ｗ２を形成する。
【0038】
そして、図８に示すように、レーザ溶接のレーザまたは電子ビーム溶接の電子ビームを、溶接品１を構成する複数の部材である上板４および下板３の外縁の内側から外側まで移動させて、上板４および下板３の外縁に交差する流路形成溶接部Ｗ２を形成する。図８に示す例では、前述の図６に示す例と同様に、補助板ＡＰを使用しているが、この流路形成溶接部Ｗ２を形成する外縁交差工程Ｐ３も、補助板ＡＰを使用せずに実施することができる。
【0039】
なお、溶接部Ｗの一部である流路形成溶接部Ｗ２は、図４に示すように、直線状に延びる複数の直線部Ｗ２３と、異なる方向に延びる直線部Ｗ２３，Ｗ２３の間に形成される一つまたは複数の屈曲部Ｗ２４とを有している。図４に示す例において、各々の屈曲部Ｗ２４は円弧状に形成され、各々の屈曲部Ｗ２４の両側の直線部Ｗ２３，Ｗ２３の間の夾角の角度は、９０度と等しいか、または９０度よりも大きい鈍角である。
【0040】
本実施形態の溶接品の製造方法Ｐでは、前述の流路形成溶接部Ｗ２を形成する外側終端工程Ｐ２または外縁交差工程Ｐ３の終了後、たとえば、図１に示すように、重複溶接工程Ｐ４および終端囲繞工程Ｐ５が実施される。重複溶接工程Ｐ４は、たとえば、第１の重複溶接工程Ｐ４１と第２の重複溶接工程Ｐ４２を含み、終端囲繞工程Ｐ５は、たとえば、第１の終端囲繞工程Ｐ５１と第２の終端囲繞工程Ｐ５２とを含む。
【0041】
第１の重複溶接工程Ｐ４１および第１の終端囲繞工程Ｐ５１では、溶接部Ｗの一部である流路形成溶接部Ｗ３を形成し、第２の重複溶接工程Ｐ４２および第２の終端囲繞工程Ｐ５２では、溶接部Ｗの一部である流路形成溶接部Ｗ４を形成する。流路形成溶接部Ｗ３，Ｗ４は、図４に示すように、上板４の膨出部４２によって囲まれた島状の平坦部４１と下板３とを接合し、上板４の膨出部４２と下板３との間の内部空間２を区画して、溶接品１に冷媒流路を形成する。
【0042】
図９は、図４の溶接品１のIX部における溶接部Ｗの拡大図である。溶接部Ｗである流路形成溶接部Ｗ３は、たとえば、溶接部Ｗである第１部分Ｗ３１、第２部分Ｗ３２、第３部分Ｗ３３、および第４部分Ｗ３４を有し、図２に示すように、溶接品１の内部空間２を区画して、溶接品１に冷媒流路を形成する。
【0043】
第１部分Ｗ３１は、三叉のフォーク形状を有する平坦部４１の一つの先端部に始点部Ｗ３１１を有し、三叉の平坦部４１の中央の先端部の手前に終点部Ｗ３１２を有している。また、第１部分Ｗ３１は、直線状に延びる複数の直線部Ｗ３１３と、異なる方向に延びる直線部Ｗ３１３，Ｗ３１３の間に形成される複数の屈曲部Ｗ３１４とを有し、各々の屈曲部Ｗ３１４の両側の直線部Ｗ３１３，Ｗ３１３の間の夾角の角度は９０度である。
【0044】
第２部分Ｗ３２は、三叉のフォーク形状を有する平坦部４１の三つの先端部とは反対側の基底部に始点部Ｗ３２１を有している。第２部分Ｗ３２は、三叉の平坦部４１の基底部の一端と中央部との間の始点部Ｗ３２１から基底部の他端まで直線状に延び、基底部の他端で基底部に垂直な方向に屈曲され、三叉の平坦部４１の三つの先端部のうちの一つの先端部の手前に終点部Ｗ３２２を有している。また、第２部分Ｗ３２は、直線状に延びる二つの直線部Ｗ３２３と、異なる方向に延びる二つの直線部Ｗ３２３の間に形成される円弧状の一つの屈曲部Ｗ３２４とを有し、その屈曲部Ｗ３２４の両側の直線部Ｗ３２３，Ｗ３２３の間の夾角の角度は９０度である。
【0045】
第３部分Ｗ３３は、三叉の平坦部４１の両端の二つの先端部のうち、第１部分Ｗ３１の始点部Ｗ３１１が形成された先端部と反対側の先端部に始点部Ｗ３３１を有し、三叉の平坦部４１の中央の先端部の手前に終点部Ｗ３３２を有している。また、第３部分Ｗ３３は、直線状に延びる複数の直線部Ｗ３３３と、異なる方向に延びる二つの直線部Ｗ３３３，Ｗ３３３の間に形成される複数の屈曲部Ｗ３３４とを有し、その屈曲部Ｗ３３４の両側の直線部Ｗ３３３，Ｗ３３３の間の夾角の角度は９０度である。
【0046】
第４部分Ｗ３４は、三叉の平坦部４１の中央の先端部に始点部３４１を有し、三叉の平坦部４１の基底部に向けて直線状に延び、第４部分Ｗ３４に垂直な方向に延びる平坦部４１の基底部の中央部に終点部Ｗ３４２を有している。
【0047】
図１０は、図９の溶接品のX部における溶接部Ｗの拡大図である。流路形成溶接部Ｗ３を形成する第１の重複溶接工程Ｐ４１では、図９および図１０に示すように、まず、第１部分Ｗ３１を形成して終点部Ｗ３１２を形成し、次に、第２部分Ｗ３２を形成して終点部Ｗ３２２を形成する。次に、図９および図１０に示すように、一つの溶接部Ｗである第２部分Ｗ３２の終点部Ｗ３２２と、一つの溶接部Ｗである第１部分Ｗ３１の終点部Ｗ３１２に重なる他の溶接部Ｗである第３部分Ｗ３３を形成する。
【0048】
最後に、三叉の平坦部４１の中央の先端部に始点部Ｗ３４１を有し、第３部分Ｗ３３と第１部分Ｗ３１のそれぞれの終点部Ｗ３３２，Ｗ３１２に重なる第４部分Ｗ３４を形成する。ここで、第３部分Ｗ３３と第１部分Ｗ３１は、各々が一つの溶接部Ｗであり、第４部分Ｗ３４は、それぞれの溶接部Ｗの終点部Ｗ３３２，Ｗ３１２に重なる他の溶接部Ｗである。
【0049】
このように、第１の重複溶接工程Ｐ４１では、溶接部Ｗである第１部分Ｗ３１、第２部分Ｗ３２、および第２部分Ｗ３２の各々の終点部Ｗ３１２，Ｗ３２２，Ｗ３３２に重なる他の溶接部Ｗとして第３部分Ｗ３３または第４部分Ｗ３４を形成する。これにより、終点部Ｗ３１２，Ｗ３２２，Ｗ３３２に発生した割れを、終点部Ｗ３１２，Ｗ３２２，Ｗ３３２に重複させて形成する第３部分Ｗ３３または第４部分Ｗ３４によって修復することができる。
【0050】
図１１は、図７の溶接品１の変形例を示す溶接部Ｗの拡大図である。図７に示す例では、周縁溶接工程Ｐ１を実施して周縁溶接部Ｗ１を形成した後に、外側終端工程Ｐ２を実施して流路形成溶接部Ｗ２を形成した。これに対し、図１１に示す例では、重複溶接工程Ｐ４と並行して周縁溶接工程Ｐ１を実施する。
【0051】
より具体的には、まず、前述の外側終端工程Ｐ２と同様に、図４に示す上板４の周縁部から中央部にＬ字状に延びる半島状の平坦部４１の先端部から上板４の周縁部へ向けて流路形成溶接部Ｗ２を形成し、上板４の周縁部の平坦部４１に終点部Ｗ２２を形成する。このとき、流路形成溶接部Ｗ２の終点部Ｗ２２は、終点部Ｗ２２の形成後に実施される周縁溶接工程Ｐ１によって形成される周縁溶接部Ｗ１に重なる位置に形成する。
【0052】
次に、前述の周縁溶接工程Ｐ１を実施して、溶接品１の内部空間を囲む周縁溶接部Ｗ１を形成する。このとき、図１１に示すように、上板４の周縁部の平坦部４１に形成された流路形成溶接部Ｗ２の終点部Ｗ２２に周縁溶接部Ｗ１を重複させて形成する。これにより、流路形成溶接部Ｗ２の終点部Ｗ２２に割れが発生した場合でも、周縁溶接部Ｗ１を重複させて形成することで、流路形成溶接部Ｗ２の終点部Ｗ２２の割れを修復することができる。
【0053】
図９に示すように、流路形成溶接部Ｗ３を形成する第１の重複溶接工程Ｐ４１において、第３部分Ｗ３３の終点部Ｗ３３２および第１部分Ｗ３１の終点部Ｗ３１２に重なる第４部分Ｗ３４が形成されると、第１の重複溶接工程Ｐ４１が終了する。本実施形態の溶接品の製造方法Ｐでは、第１の重複溶接工程Ｐ４１が終了すると、そのまま連続して第１の終端囲繞工程Ｐ５１が実施される。
【0054】
図１２は、図９の溶接品１のXII部における溶接部Ｗの拡大図である。第１の終端囲繞工程Ｐ５１では、溶接品１の内部空間２を区画する溶接部Ｗである流路形成溶接部Ｗ３の第１部分Ｗ３１と、第２部分Ｗ３２と、第３部分Ｗ３３とによって囲まれた領域に、第４部分Ｗ３４の終点部Ｗ３４２を形成する。
【0055】
より具体的には、この第１の終端囲繞工程Ｐ５１では、第１の重複溶接工程Ｐ４１において上板４の三叉の平坦部４１における中央の先端部から溶接を開始した第４部分Ｗ３４を三叉の平坦部４１の基底部へ向けて連続的に形成する。そして、第４部分Ｗ３４の終点部Ｗ３４２を、三叉の平坦部４１の基底部において第１部分Ｗ３１と、第２部分Ｗ３２と、第３部分Ｗ３３とによって囲まれた領域に形成する。以上により、第１の終端囲繞工程Ｐ５１が終了する。
【0056】
このように、終端囲繞工程Ｐ５では、溶接品１の内部空間２を区画する溶接部Ｗである第１部分Ｗ３１、第２部分Ｗ３２、第３部分Ｗ３３によって囲まれた領域に、溶接部Ｗである第４部分Ｗ３４の終点部Ｗ３４２を形成する。これにより、終点部Ｗ３４２において割れが発生した場合でも、溶接品１の内部空間２に影響を及ぼすことが防止される。図１に示すように、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐでは、次に、第２の重複溶接工程Ｐ４２および第２の終端囲繞工程Ｐ５２が実施される。
【0057】
図１３は、図４の溶接品のXIII部における溶接部Ｗの拡大図である。第２の重複溶接工程Ｐ４２および第２の終端囲繞工程Ｐ５２では、図４および図１３に示す流路形成溶接部Ｗ４を形成する。溶接部Ｗである流路形成溶接部Ｗ４は、たとえば、溶接部Ｗである第１部分Ｗ４１、第２部分Ｗ４２、および第３部分Ｗ４３を有し、上板４の膨出部４２と下板３との間に形成される内部空間２を区画して、溶接品１に冷媒流路を形成する。
【0058】
第１部分Ｗ４１は、細長い形状の平坦部４１の一方の端部に形成された始点部Ｗ４１１と、平坦部４１の他方の端部に形成された終点部Ｗ４１２とを有している。また、第１部分Ｗ４１は、始点部Ｗ４１１から終点部Ｗ４１２へ向けて直線状に延びる直線部Ｗ４１３ａと、その直線部Ｗ４１３ａと異なる方向へ直線状に延びる直線部Ｗ４１３ｂと、その直線部Ｗ４１３ｂと異なる方向へ直線状に延びる直線部Ｗ４１３ｃとを有している。
【0059】
また、第１部分Ｗ４１は、直線部Ｗ４１３ａと直線部Ｗ４１３ｂとの間に屈曲部Ｗ４１４ａを有し、直線部Ｗ４１３ｂと直線部Ｗ４１３ｃとの間に屈曲部Ｗ４１４ｂを有している。屈曲部Ｗ４１４ａの両側の直線部Ｗ４１３ａと直線部Ｗ４１３ｂとの間の夾角と、屈曲部Ｗ４１４ｂの両側の直線部Ｗ４１３ｂと直線部Ｗ４１３ｃとの間の夾角の角度は、それぞれ、９０度以上の鈍角である。
【0060】
第２部分Ｗ４２は、細長い形状の平坦部４１において第１部分Ｗ４１の始点部Ｗ４１１が形成された端部と反対側の端部に形成された始点部Ｗ４２１と、その反対側の平坦部４１の端部において第１部分Ｗ４１の始点部Ｗ４１１よりも平坦部４１の中央寄りに形成された終点部Ｗ４２２とを有している。また、第２部分Ｗ４２は、始点部Ｗ４２１から終点部Ｗ４２２へ向けて直線状に延びる直線部Ｗ４２３ａと、その直線部Ｗ４２３ａと異なる方向へ直線状に延びる直線部Ｗ４２３ｂと、その直線部Ｗ４２３ｂと異なる方向へ直線状に延びる直線部Ｗ４２３ｃとを有している。
【0061】
また、第２部分Ｗ４２は、直線部Ｗ４２３ａと直線部Ｗ４２３ｂとの間に屈曲部Ｗ４２４ａを有し、直線部Ｗ４２３ｂと直線部Ｗ４２３ｃとの間に屈曲部Ｗ４２４ｂを有している。屈曲部Ｗ４２４ａの両側の直線部Ｗ４２３ａと直線部Ｗ４２３ｂとの間の夾角と、屈曲部Ｗ４２４ｂの両側の直線部Ｗ４２３ｂと直線部Ｗ４２３ｃとの間の夾角の角度は、それぞれ、９０度以上の鈍角である。
【0062】
第３部分Ｗ４３は、細長い形状の平坦部４１の一方の端部において第１部分Ｗ４１の始点部Ｗ４１１よりも長手方向における端縁寄りの位置に形成された始点部Ｗ４３１と、平坦部４１の長手方向の中央部に形成された終点部Ｗ４３２とを有している。第３部分Ｗ４３の終点部Ｗ４３２は、溶接品１の内部空間２を区画する流路形成溶接部Ｗ４の第１部分Ｗ４１および第２部分Ｗ４２によって囲まれた領域に形成されている。
【0063】
また、第３部分Ｗ４３は、始点部Ｗ４３１から終点部Ｗ４３２へ向けて直線状に延びる直線部Ｗ４３３ａと、その直線部Ｗ４３３ａと異なる方向へ直線状に延びる直線部Ｗ４３３ｂとを有している。また、第３部分Ｗ４３は、直線部Ｗ４３３ａと直線部Ｗ４３３ｂとの間に屈曲部Ｗ４３４を有している。屈曲部Ｗ４３４の両側の直線部Ｗ４３３ａと直線部Ｗ４３３ｂとの間の夾角の角度は、９０度以上の鈍角である。
【0064】
第２の重複溶接工程Ｐ４２では、まず、上板４の細長い島状の平坦部４１に、流路形成溶接部Ｗ４の第１部分Ｗ４１を形成する。次に、一つの溶接部Ｗである第１部分Ｗ４１の終点部Ｗ４１２に重なる他の溶接部Ｗとして、第２部分Ｗ４２を形成する。最後に、一つの溶接部Ｗである第２部分Ｗ４２の終点部Ｗ４２２に重なる他の溶接部Ｗとして、第３部分Ｗ４３を形成する。
【0065】
このように、第２の重複溶接工程Ｐ４２では、第１部分Ｗ４１の終点部Ｗ４１２に重なる第２部分Ｗ４２と、第２部分Ｗ４２の終点部Ｗ４２２に重なる第３部分Ｗ４３を形成することで、終点部Ｗ４１２，Ｗ４２２に割れが発生しても、その割れを修復することができる。
【0066】
本実施形態の溶接品の製造方法Ｐでは、第２の重複溶接工程Ｐ４２が終了すると、そのまま連続して第２の終端囲繞工程Ｐ５２が実施される。第２の終端囲繞工程Ｐ５２では、溶接品１の内部空間２を区画する溶接部Ｗである流路形成溶接部Ｗ４の第１部分Ｗ４１と第２部分Ｗ４２とによって囲まれた領域に第３部分Ｗ４３の終点部Ｗ４３２を形成する。以上により、第２の終端囲繞工程Ｐ５２が終了し、図１に示す溶接品の製造方法Ｐが終了する。
【0067】
このように、終端囲繞工程Ｐ５では、溶接品１の内部空間２を区画する溶接部Ｗである第１部分Ｗ４１と第２部分Ｗ４２とによって囲まれた領域に第３部分Ｗ４３の終点部Ｗ４３２を形成する。これにより、終点部Ｗ４３２において割れが発生した場合でも、溶接品１の内部空間２に影響を及ぼすことが防止される。
【0068】
以上のように、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、複数の部材をレーザ溶接または電子ビーム溶接によって溶接して溶接部Ｗを形成し、内部空間２を有する溶接品１を製造する方法である。本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、内部空間２を囲む溶接部Ｗを形成する周縁溶接工程Ｐ１を含む。また、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、外側終端工程Ｐ２、外縁交差工程Ｐ３、重複溶接工程Ｐ４、終端囲繞工程Ｐ５の少なくとも一つをさらに含む。外側終端工程Ｐ２では、図５および図７に示すように、内部空間２を囲む溶接部Ｗの外側に溶接部Ｗの終点部Ｗ１２，Ｗ２２を形成する。外縁交差工程Ｐ３では、図６および図８に示すように、レーザ溶接のレーザまたは電子ビーム溶接の電子ビームを、溶接品１を構成する複数の部材の外縁の内側から外側まで移動させて溶接部Ｗを形成する。重複溶接工程Ｐ４では、図１０に示すように、一つの溶接部Ｗの終点部Ｗ３１２等に重なる他の溶接部Ｗである第３部分Ｗ３３、第４部分Ｗ３４等を形成する。終端囲繞工程Ｐ５では、図１２および図１３に示すように、内部空間２を区画する溶接部Ｗである第１部分Ｗ３１等によって囲まれた領域に溶接部Ｗの終点部Ｗ３４２，Ｗ４３２を形成する。
【0069】
このような構成により、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、前述の従来のアルミニウム部材の接合方法のような溶加材被膜を形成する準備作業が不要になり、溶接を簡単にすることができる。また、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、前述の従来のバスバーのように摩擦撹拌接合を必要としないので、溶接品１を構成する部材の面積に対する溶接個所が増加しても適用が容易である。また、外側終端工程Ｐ２によって溶接部Ｗの終点部Ｗ１２，Ｗ２２を溶接品１の内部空間２を囲む溶接部Ｗの外側に形成することで、線状の溶接部Ｗの終点部Ｗ１２，Ｗ２２に割れが発生しても溶接品１の内部空間２に影響を及ぼすことを防止できる。また、図６または図８に示すように、外縁交差工程Ｐ３によって溶接品１を構成する部材に溶接部Ｗの終点部Ｗ１２，Ｗ２２を形成しないことで、溶接部Ｗの終点部Ｗ１２，Ｗ２２に割れが発生しても溶接品１の内部空間２に影響を及ぼすことを防止できる。また、図１０および図１３に示すように、重複溶接工程Ｐ４によって溶接部Ｗの終点部Ｗ３１２，Ｗ３２２，Ｗ３３２，Ｗ４１２，Ｗ４２２に重なる他の溶接部Ｗを形成することで、終点部Ｗ３１２，Ｗ３２２，Ｗ３３２，Ｗ４１２，Ｗ４２２に発生した割れを修復することができる。したがって、終点部Ｗ３１２，Ｗ３２２，Ｗ３３２，Ｗ４１２，Ｗ４２２に発生した割れが溶接品１の内部空間２に影響を及ぼすことを防止できる。また、図１２および図１３に示すように、終端囲繞工程Ｐ５によって内部空間２を区画する溶接部Ｗによって囲まれた領域に溶接部Ｗの終点部Ｗ３４２，Ｗ４３２を形成することで、終点部Ｗ３４２，Ｗ４３２に割れが発生しても溶接品１の内部空間２に影響を及ぼすことを防止できる。
【0070】
また、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、少なくとも外側終端工程Ｐ２または外縁交差工程Ｐ３を含む。このような構成により、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐによれば、図４に示すように、溶接品１に、溶接部Ｗとして、上板４の周縁部に内部空間２を囲む周縁溶接部Ｗ１を形成することができる。また、このような構成により、上板４の周縁部から中央部へ延びる半島状の平坦部４１に、内部空間２を区画して溶接品１に冷媒流路を形成する流路形成溶接部Ｗ２を形成することができる。
【0071】
また、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、少なくとも重複溶接工程Ｐ４および終端囲繞工程Ｐ５を含む。このような構成により、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐによれば、図４に示すように、溶接品１に、溶接部Ｗとして、上板４の膨出部４２に囲まれた島状の平坦部４１に、内部空間２を区画して溶接品１に冷媒流路を形成する流路形成溶接部Ｗ３および流路形成溶接部Ｗ４を形成することができる。
【0072】
また、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐにおいて、溶接部Ｗの周縁溶接部Ｗ１は、たとえば、直線状に延びる直線部Ｗ１３と、異なる方向に延びる直線部Ｗ１３，Ｗ１３の間に形成される屈曲部Ｗ１４を有している。そして、屈曲部Ｗ１４の両側の直線部Ｗ１３，Ｗ１３の間の夾角の角度が９０度以上である。このような構成により、本実施形態の溶接品の製造方法Ｐは、異なる方向に延びる直線部Ｗ１３，Ｗ１３の間の上板４および下板３の非溶接部から溶接部Ｗに作用する熱応力を低減し、溶接部Ｗに割れが発生することを防止できる。また、溶接部Ｗの周縁溶接部Ｗ１以外の流路形成溶接部Ｗ２、流路形成溶接部Ｗ３、および流路形成溶接部Ｗ４においても同様である。
【0073】
以上説明したように、本実施形態によれば、溶接個所が増加しても適用が容易であり、溶接が簡単で、線状の溶接部Ｗの終点部Ｗ１２等に発生する溶接割れが溶接品１の内部空間２に影響を及ぼすことを防止可能な溶接品の製造方法Ｐを提供することができる。
【0074】
以上、図面を用いて本開示に係る溶接品の製造方法の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。
【符号の説明】
【0075】
１ 溶接品
２ 内部空間
３ 下板（部材）
４ 上板（部材）
Ｐ 溶接品の製造方法
Ｐ１ 周縁溶接工程
Ｐ２ 外側終端工程
Ｐ３ 外縁交差工程
Ｐ４ 重複溶接工程
Ｐ５ 終端囲繞工程
Ｗ 溶接部
Ｗ１ 周縁溶接部（溶接部）
Ｗ１２ 終点部
Ｗ１３ 直線部
Ｗ１４ 屈曲部
Ｗ２ 流路形成溶接部（溶接部）
Ｗ２２ 終点部
Ｗ２３ 直線部
Ｗ２４ 屈曲部
Ｗ３ 流路形成溶接部（溶接部）
Ｗ３１２ 終点部
Ｗ３１３ 直線部
Ｗ３１４ 屈曲部
Ｗ３２２ 終点部
Ｗ３２３ 直線部
Ｗ３２４ 屈曲部
Ｗ３３２ 終点部
Ｗ３３３ 直線部
Ｗ３３４ 屈曲部
Ｗ３４２ 終点部
Ｗ４ 流路形成溶接部（溶接部）
Ｗ４１２ 終点部
Ｗ４１３ａ 直線部
Ｗ４１３ｂ 直線部
Ｗ４１３ｃ 直線部
Ｗ４１４ａ 屈曲部
Ｗ４１４ｂ 屈曲部
Ｗ４２２ 終点部
Ｗ４２３ａ 直線部
Ｗ４２３ｂ 直線部
Ｗ４２３ｃ 直線部
Ｗ４２４ａ 屈曲部
Ｗ４２４ｂ 屈曲部
Ｗ４３２ 終点部
Ｗ４３３ａ 直線部
Ｗ４３３ｂ 直線部
Ｗ４３４ 屈曲部
２ 内部空間
３ 下板（部材）
４ 上板（部材）
Ｐ 溶接品の製造方法
Ｐ１ 周縁溶接工程
Ｐ２ 外側終端工程
Ｐ３ 外縁交差工程
Ｐ４ 重複溶接工程
Ｐ５ 終端囲繞工程
Ｗ 溶接部
Ｗ１ 周縁溶接部（溶接部）
Ｗ１２ 終点部
Ｗ１３ 直線部
Ｗ１４ 屈曲部
Ｗ２ 流路形成溶接部（溶接部）
Ｗ２２ 終点部
Ｗ２３ 直線部
Ｗ２４ 屈曲部
Ｗ３ 流路形成溶接部（溶接部）
Ｗ３１２ 終点部
Ｗ３１３ 直線部
Ｗ３１４ 屈曲部
Ｗ３２２ 終点部
Ｗ３２３ 直線部
Ｗ３２４ 屈曲部
Ｗ３３２ 終点部
Ｗ３３３ 直線部
Ｗ３３４ 屈曲部
Ｗ３４２ 終点部
Ｗ４ 流路形成溶接部（溶接部）
Ｗ４１２ 終点部
Ｗ４１３ａ 直線部
Ｗ４１３ｂ 直線部
Ｗ４１３ｃ 直線部
Ｗ４１４ａ 屈曲部
Ｗ４１４ｂ 屈曲部
Ｗ４２２ 終点部
Ｗ４２３ａ 直線部
Ｗ４２３ｂ 直線部
Ｗ４２３ｃ 直線部
Ｗ４２４ａ 屈曲部
Ｗ４２４ｂ 屈曲部
Ｗ４３２ 終点部
Ｗ４３３ａ 直線部
Ｗ４３３ｂ 直線部
Ｗ４３４ 屈曲部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】