BR102015007881A2 - método de solda a laser e estrutura de solda - Google Patents

Abstract

resumo patente de invenção: "método de solda a laser e estrutura de solda". um método de solda a laser inclui a formação de uma seção fundida (y) na qual várias peças de trabalho metálicas (w1, w2) dentro de uma região de solda (s) são fundidas pela projeção de um primeiro feixe de laser (l1) na dita região de solda com partes das peças de trabalho sendo configuradas como região de solda quando as peças de trabalho são soldadas, e a projeção de um segundo feixe de laser (l2) enquanto a seção fundida está sendo solidificada ou depois que uma seção solidificada na qual a seção fundida é solidificada é formada de modo que o segundo feixe de laser circule em torno do centro (c) da seção fundida ou a seção solidificada a partir de uma posição inicial desviada a partir do dito centro na direção do dito centro ou de modo que o segundo feixe de laser seja focado no centro da seção fundida ou a seção solidificada a partir da região inicial de irradiação que inclui o centro e uma periferia da mesma.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DE SOLDA A LASER E ESTRUTURA DE SOLDA".

Campo da Invenção [0001] A invenção refere-se a um método de solda a laser que é favorável para a solda de várias peças de trabalho com o uso de um feixe de laser e uma estrutura de solda.

Descrição da Técnica Relacionada [0002] Por exemplo, peças de trabalho de duas placas metálicas são empilhadas ou apoiadas irradiadas com um feixe de laser para solda a laser. A fim de aumentar a confiabilidade e intensidade pela solda a laser, por exemplo, a publicação de patente japonesa No. 3596, uma técnica de um método de solda a laser para projeção de um feixe de laser em uma região de solda com partes de superfícies de várias peças de trabalho metálicas sendo configuradas como a região de solda quando as peças de trabalho são soldadas é sugerida.

[0003] Nessa técnica, o feixe de laser é projetado (digitalizado) para circular o centro da região de solda. Dessa forma, as peças de trabalho podem ser fundidas juntas recebendo uma quantidade uniforme de calor em uma faixa ampla. Como resultado disso, a confiabilidade de uma seção de solda soldada pelo feixe de laser pode ser aumentada.

[0004] No entanto, no caso onde partes de peças de trabalho são fundidas pela projeção do feixe de laser como descrito na publicação da patente japonesa No. 3-80596, o calor tem mais chances de ser dissipado a partir de uma periferia de uma seção fundida (uma poça fundida) que foi fundida em vez de o centro da seção fundida, e, dessa forma, a solidificação da seção fundida começa a partir da periferia da seção fundida e progride na direção do centro da seção fundida. Nesse momento, uma taxa de solidificação do início da solidificação do centro da seção fundida para a finalização da solidificação (isso é, uma taxa de resfriamento) é maior do que uma taxa de solidificação (uma taxa de resfriamento) da periferia da seção fundida.

[0005] Como resultado disso, existe um caso onde o encolhimento por solidificação do centro da seção de solda é completado antes de ser compensado pelo fluxo de fase líquida e onde isso causa a geração e extensão de uma rachadura que começa no centro da seção de solda (uma seção solidificada), onde a seção fundida é solidificada, ou nas proximidades a mesma. Essa rachadura se estende a partir do centro da seção de solda (a seção de solidificação), e, dessa forma, um modo de quebra é difícil de prever. Especialmente quando as peças de trabalho feitas de liga de alumínio são utilizadas, tal fenômeno é significativo.

Sumário da Invenção [0006] A invenção fornece um método de solda a laser e uma estrutura de solda que pode reduzir uma rachadura em uma seção solidificada onde uma seção fundida é solidificada.

[0007] Um primeiro aspecto da invenção se refere a um método de solda a laser. O método de solda a laser inclui: a formação de uma seção fundida na qual várias peças de trabalho metálicas dentro de uma região de solda são fundidas pela projeção de um primeiro feixe de laser na região de solda com partes das superfícies das peças de trabalho sendo configuradas como região de solda quando as peças de trabalho são soldadas; e projetando um segundo feixe de laser enquanto a seção fundida está sendo solidificada ou depois que uma seção solidificada na qual a seção fundida é solidificada é formada de modo que o segundo feixe de laser circule em torno do centro da seção fundida ou seção solidificada a partir de uma posição inicial de irradiação desviada do dito centro na direção do dito centro ou de modo que o segundo feixe de laser seja focado no centro da seção fundida ou seção solidificada a partir de uma região inicial de irradiação que inclui o centro e uma periferia da mesma.

[0008] De acordo com o aspecto acima, na irradiação do primeiro feixe de laser, o primeiro feixe de laser é projetada para a região de solda, de modo a formar a seção fundida (uma poça fundida) na qual as peças de trabalho na região de solda são fundidas. Na irradiação do segundo feixe de laser, no caso onde o segundo feixe de laser é projetado até que a seção fundida seja solidificada, quando o segundo feixe de laser circula em torno do centro da seção fundida a partir da posição inicial de irradiação que é desviada do centro na direção do centro, a solidificação do centro da seção fundida pode ser retardada. De forma similar, também quando o segundo feixe de laser é focado no centro a partir da região inicial de irradiação que inclui o centro da seção fundida e da periferia da mesma, a solidificação do centro da seção fundida pode ser retardada. De acordo, o fluxo de líquido juntamente com o encolhimento por solidificação do centro da seção fundida, e, dessa forma, a geração de uma rachadura nas proximidades do centro da seção fundida podem ser suprimidos.

[0009] Enquanto isso, na irradiação do segundo feixe de laser, no caso onde o segundo feixe de laser circula em torno do centro a partir da posição inicial de irradiação que é desviada do centro da seção solidificada na direção do centro depois da seção solidificada na qual a seção fundida é solidificada, uma parte irradiada é fundida novamente, e, dessa forma, a rachadura que é formada a partir do centro da seção solidificada na direção de uma borda periférica da seção solidificada pode ser vedada. De forma similar também quando o segundo feixe de laser é focado no centro a partir da região inicial de irradiação que inclui o centro da seção solidificada e a periferia da mesma, a rachadura que é formada a partir do centro da seção solidificada na direção da borda periférica da seção solidificada pode ser vedada.

[0010] Aqui, o "centro da seção fundida" na invenção se refere a uma parte da seção fundida que é solidificada na extremidade enquanto a solidificação da seção fundida é iniciada a partir de uma periferia da mesma. O "centro da seção solidificada" se refere a uma parte da seção fundida antes da solidificação que é solidificada na extremidade enquanto a solidificação da mesma é iniciada a partir da periferia da mesma.

[0011] Quando o segundo feixe de laser é projetado até que a seção fundida é solidificada, o segundo feixe de laser é projetado em uma parte fundida da seção fundida. Enquanto isso, quando o segundo feixe de laser é projetado depois da seção solidificada na qual a seção fundida solidificada é formada, o segundo feixe de laser é projetada em uma seção solidificada. Isso porque a seção fundida está completamente solidificada.

[0012] Aqui, no aspecto acima, o segundo feixe de laser pode ser projetado até que a seção fundida seja solidificada. Na irradiação do segundo feixe de laser, o segundo feixe de laser é projetado para a seção fundida juntamente com o progresso da solidificação em uma direção a partir da borda periférica da seção fundida na direção do centro da seção fundida. Dessa forma, o progresso da solidificação na direção a partir da borda periférica da seção fundida na direção do centro da seção fundida pode ser retardada.

[0013] De acordo com o aspecto acima, com relação ao progresso da solidificação da seção fundida a partir da borda periférica na direção do centro depois da irradiação do primeiro feixe de laser, a seção fundida é irradiada com o segundo feixe de laser. De acordo, a seção fundida é aquecida pelo segundo feixe de laser, e o progresso da solidificação na direção a partir da borda periférica da seção fundida na direção do centro da seção fundida pode ser retardada. Dessa forma, o líquido flui juntamente com o encolhimento por solidificação da seção fundida, e, dessa forma, a geração de rachaduras nas proximidades do centro da seção fundida pode ser suprimida.

[0014] Aqui, no aspecto acima, na irradiação do segundo feixe de laser, a posição inicial da irradiação pode ser localizada na borda periférica da seção fundida. Nesse caso, em adição ao efeito descrito acima, uma flutuação em uma taxa de solidificação (uma taxa de resfriamento) pode ser suprimida a partir da borda periférica da seção fundida para o centro da seção fundida, e, dessa forma, a seção fundida pode ser solidificada para ter uma estrutura uniforme adicional. De forma similar, a região inicial de irradiação pode ser uma região que é cercada pela borda periférica da seção fundida. Além disso, nesse caso, a seção fundida pode ser solidificada para ter uma estrutura uniforme adicional a partir da borda periférica da seção fundida para o centro da seção fundida.

[0015] Adicionalmente, no aspecto acima, na irradiação do segundo feixe de laser, a posição inicial de irradiação pode ser localizada entre a borda periférica da seção fundida e o centro da seção fundida. Nesse caso, o progresso da solidificação de pelo menos o centro da seção fundida e a periferia da mesma pode ser retardada. De acordo, em adição ao efeito descrito acima, a taxa de solidificação (taxa de resfriamento) no centro e na periferia pode ser aproximada da taxa de solidificação (taxa de resfriamento) nas proximidades da borda periférica da seção fundida. De forma similar, a região inicial de irradiação pode ser uma região, a borda periférica da qual está localizada entre a borda periférica da seção fundida e o centro da seção fundida e que inclui o centro. A seção fundida pode ser solidificada de modo a ter uma estrutura uniforme a partir da borda periférica da seção fundida para o centro da seção fundida.

[0016] No aspecto acima, na irradiação do segundo feixe de laser, o segundo feixe de laser pode ser projetado de modo que a estrutura de cristal colunar cresça a partir da borda periférica da seção fundida para o centro da seção fundida em conjunto com o progresso da solidificação. No caso de qualquer aspecto, a taxa de solidificação em quaisquer partes que estão localizadas a partir da borda periférica da seção fundida para o centro da seção fundida podem ser aproximadas uma da outra. Dessa forma, a seção solidificada na qual a seção fundida é solidificada (a seção de solda) é formada a partir da estrutura de cristal coluna a partir da borda periférica da seção solidificada para o centro da seção solidificada e na estrutura de cristal colunar, o cristal colunar se estende em uma direção da borda periférica da seção solidificada na direção do centro da seção solidificada. Como resultado disso, na estrutura de cristal colunar da seção solidificada, mesmo quando a rachadura que começa no centro é gerada, a extensão da rachadura pode ser reduzida. Isso ocorre visto que o crescimento de cada um dos cristais colunares da borda periférica da seção de solidificação até o centro da seção de solidificação é intermitente.

[0017] No aspecto acima, em um período depois da irradiação do primeiro feixe de laser e antes da irradiação do segundo feixe de laser, a irradiação do segundo feixe de laser pode ser iniciada depois que a estrutura de cristal colunar cresce a partir da borda periférica da seção fundida na direção do centro da seção fundida de modo a cercar o centro da seção fundida em conjunto com o progresso da solidificação e, então, o crescimento da estrutura de cristal equiaxed é iniciado depois de o crescimento da dita estrutura de cristal colunar ser completado. No dito processo de irradiação do segundo feixe de laser, o segundo feixe de laser pode ser projetado de modo que a estrutura de cristal equiaxed permaneça de uma forma que cerque o centro da seção fundida e que a estrutura de cristal colunar cresça a partir da dita estrutura de cristal equiaxed para o centro da seção fundida.

[0018] De acordo com o aspecto acima, a seção solidificada na qual a seção fundida é solidificada (a seção fundida) inclui: uma pri- meira região de cristal colunar que é formada a partir da estrutura de cristal colunar na qual o cristal colunar se estende a partir da borda periférica da seção solidificada na direção a partir da borda periférica da seção solidificada na direção do centro da seção solidificada; uma região de cristal equiaxed que é formada a partir da estrutura de cristal equiaxed formada para cercar o centro da seção solidificada a partir da primeira região de cristal colunar; e uma segunda região de cristal colunar que é formada a partir da estrutura de cristal colunar a partir da região de cristal equiaxed para o centro da seção solidificada, e na estrutura de cristal colunar, o cristal colunar se estende na direção do centro da seção solidificada. Dessa forma, mesmo quando a rachadu-ra que inicia a partir do centro é gerada na estrutura de cristal colunar da segunda região de cristal colunar durante a solidificação, a extensão da rachadura pode ser reduzida. Isso porque o crescimento do cristal colunar é intermitente. Adicionalmente, mesmo quando a rachadura se estende adicionalmente, essa rachadura pode ser parada pela estrutura de cristal equiaxed da região de cristal equiaxed. Como resultado disso, a extensão da rachadura pode ser suprimida.

[0019] Adicionalmente, no aspecto descrito acima, o caso no qual o segundo feixe de laser é projetado até que a seção fundida seja solidificada é descrito. Enquanto isso, um aspecto do caso no qual o segundo feixe de laser é projetado depois que a seção solidificada na qual a seção fundida é solidificada é formada será descrito abaixo.

[0020] No aspecto acima, na irradiação do segundo feixe de laser, o segundo feixe de laser é projetado para a seção solidificada na qual a seção fundida é solidificada de modo a fundir a seção solidificada novamente. Nesse caso, uma posição em uma borda periférica de uma região que inclui o centro da seção solidificada e as proximidades da mesma pode ser determinada como a posição de início de irradiação de modo que a taxa de resfriamento, na qual a região que inclui o centro da seção solidificada e as proximidades da mesma e que é fundida novamente pela irradiação do segundo feixe de laser é solidificada, seja mais lenta do que a taxa de resfriamento, na qual a região que inclui o centro da seção fundida e as proximidades da mesma é solidificada depois da irradiação do primeiro feixe de laser. De acordo com esse aspecto, a rachadura tem chances de ser gerada no centro da seção solidificada e nas proximidades da mesma. No entanto, uma região a partir da posição inicial de irradiação para o centro da seção solidificada e fundida novamente, e, dessa forma, a rachadura que é formada no centro da seção solidificada e nas proximidades da mesma pode ser vedada.

[0021] Uma região que é cercada pelo centro da seção solidificada e a borda periférica da região nas proximidades da mesma podem ser configuradas como a região de início de irradiação, e o segundo feixe de laser pode ser projetado nesse ponto. Nesse caso, o mesmo efeito pode ser esperado visto que uma parte irradiada na região de início de irradiação é fundida novamente, e, dessa forma, a rachadura que é formada a partir do centro da seção solidificada na direção da borda periférica da seção solidificada pode ser vedada.

[0022] No aspecto acima, a seção solidificada pode incluir: a região de cristal equiaxed que é formada com uma estrutura de cristal equiaxed de forma a incluir o centro da seção solidificada; e a região de cristal colunar que é formada com uma estrutura de cristal colunar de forma a cercar a região de cristal equiaxed a partir da borda periférica da seção solidificada na direção da região de cristal equiaxed. O segundo feixe de laser pode ser projetado de modo que a estrutura de cristal equiaxed da região de cristal equiaxed se torne a estrutura de cristal colunar.

[0023] De acordo com o aspecto acima, com a irradiação do segundo feixe de laser, toda a estrutura de cristal equiaxed se torna a estrutura de cristal colunar de forma a incluir o centro da seção solidificada. Dessa forma, a seção solidificada é formada a partir da estrutura de cristal colunar a partir da borda periférica da seção solidificada para o centro da seção solidificada, e na estrutura de cristal colunar, o cristal colunar se estende na direção a partir da borda periférica da seção solidificada na direção do centro da seção solidificada. Como resultado disso, na estrutura de cristal colunar da seção solidificada, mesmo quando a rachadura que inicia no centro é gerada, a extensão da ra-chadura pode ser reduzida. Isso porque o crescimento de cada um dos cristais colunares a partir da borda periférica da seção solidificada até o centro da seção solidificada é intermitente.

[0024] Adicionalmente, no aspecto acima, a seção solidificada pode incluir a região de cristal equiaxed que é formada com uma estrutura de cristal equiaxed de forma a incluir o centro da seção solidificada; e a região de cristal colunar que é formada com uma estrutura de cristal colunar de forma a cercar a região de cristal equiaxed a partir da borda periférica da seção solidificada na direção da região de cristal equiaxed. O segundo feixe de laser pode ser projetado nas regiões de cristal equiaxed de modo que uma parte da estrutura de cristal equiaxed da região de cristal equiaxed cerque o centro da seção solidificada e que a estrutura de cristal equiaxed restante da região de cristal equiaxed se torne a estrutura de cristal colunar.

[0025] De acordo com o aspecto acima, a seção solidificada (a seção de solda) inclui a primeira região de cristal colunar é formada a partir da estrutura de cristal colunar na qual o cristal colunar se estende a partir da borda periférica da seção solidificada na direção da borda periférica da seção solidificada na direção do centro da seção solidificada; a região de cristal equiaxed que é formada a partir da estrutura de cristal equiaxed formada para cercar o centro da seção solidificada a partir da primeira região de cristal colunar; e a segunda região de cristal colunar que é formada a partir da estrutura d cristal colunar a partir da região de cristal equiaxed para o centro da seção solidificada, e na estrutura de cristal colunar, o cristal colunar se estende na direção do centro da seção solidificada. Dessa forma, mesmo quando a rachadura que começa no centro é gerada na estrutura de cristal colunar da segunda região de cristal colunar durante a solidificação, a extensão da rachadura pode ser reduzida. Isso porque o crescimento do cristal colunar é intermitente. Adicionalmente, mesmo quando a rachadura se estende adicionalmente, essa rachadura pode ser parada pela estrutura de cristal equiaxed da região de cristal equiaxed. Como resultado disso, a extensão da rachadura pode ser suprimida.

[0026] Um segundo aspecto da invenção se refere a uma estrutura de solda. A estrutura de solda inclui uma seção de solda na qual as partes de várias peças de trabalho metálicas são fundidas por um feixe de laser e soldadas. A seção de solda é formada a partir de uma estrutura de cristal colunar a partir de uma borda periférica da seção de solda para o centro da seção de solda, e na estrutura de cristal colunar, um cristal colunar se estende em uma direção da borda periférica da seção de solda na direção do centro da seção de solda.

[0027] De acordo com o aspecto acima, a seção de solda é formada a partir da estrutura de cristal colunar a partir da borda periférica da seção de solda para o centro da seção de solda, e na estrutura de cristal colunar, o cristal colunar se estende na direção a partir da borda periférica da seção de solda para o centro da seção de solda. Dessa forma, na estrutura de cristal colunar da seção de solda, mesmo quando a rachadura que começa no centro é gerada, a extensão da rachadura pode ser reduzida. Isso porque o crescimento de cada um dos cristais colunares a partir da borda periférica da seção de solda para o centro da seção de solda é intermitente.

[0028] Adicionalmente, um terceiro aspecto da invenção se refere a uma estrutura de solda. A estrutura de solda inclui uma seção de solda na qual as partes das várias peças de trabalho metálicas são fundidas por um feixe de laser e soldadas. A seção de solda inclui uma primeira região de cristal colunar que é formada a partir de uma estrutura de cristal colunar onde um cristal colunar se estende a partir de uma borda periférica da seção de solda em uma direção a partir da borda periférica da seção de solda na direção de um centro da seção de solda; uma região de cristal equiaxed que é formada a partir de uma estrutura de cristal equiaxed formada para cercar o centro da seção de solda a partir da primeira região de cristal colunar; e uma segunda região de cristal colunar que é formada a partir da estrutura de cristal colunar a partir da dita região de cristal equiaxed para o centro da seção de solda; e na estrutura de cristal colunar, o cristal colunar se estende na direção do centro da seção de solda.

[0029] De acordo com o aspecto acima, mesmo quando uma ra-chadura que começa a partir da estrutura de cristal colunar da segunda região de cristal colunar onde a rachadura tem chances de ser gerada durante a solda é gerada, a extensão da rachadura pode ser reduzida. Isso porque o crescimento do cristal colunar é intermitente. Adicionalmente, mesmo quando a rachadura se estende ainda mais, essa rachadura pode ser parada pela estrutura de cristal equiaxed da região de cristal equiaxed. Como resultado disso, a extensão da rachadura pode ser suprimida.

[0030] Adicionalmente, um quarto aspecto da invenção se refere a uma estrutura de solda. A estrutura de solda inclui uma seção de solda na qual as partes de várias peças de trabalho metálicas são fundidas por um feixe de laser e soldadas. Uma superfície da seção de solda em um lado que é irradiado com o feixe de laser é formada a partir de uma superfície primária com recessos que é recuada de uma borda periférica da seção de solda na direção de um centro da seção de sol- da; e uma superfície secundária com recessos que é adicionalmente recuada da dita superfície primária com recessos nas proximidades do centro da dita seção de solda. Uma superfície posterior da seção de solda que corresponde à superfície secundária com recesso não é necessariamente recuada ou é uma superfície recuada mais rasa do que a superfície secundária com recesso.

[0031] Nas estruturas de solda de acordo com os aspectos acima, tal formato de superfície pode ser formado no caso onde a estrutura de solda é soldada pelo método de solda do feixe de laser como descrito acima. Em um método de solda geral, um recesso grande é formado na superfície posterior no lado oposto da superfície irradiada com o feixe de laser. No entanto, nos aspectos acima da invenção, a superfície no lado que é irradiado com o feixe de laser é formado com a superfície primária com recessos que é recuada a partir da borda periférica da seção de solda na direção do centro da seção de solda; e a superfície secundária com recessos que é adicionalmente recuada a partir da superfície primária com recesso nas proximidades do centro da seção de solda. De acordo, a superfície secundária com recessos pode ser facilmente reparada por um vedador ou similar depois da solda. Adicionalmente, a superfície posterior da seção de solda que corresponde à superfície secundária com recesso não é recuada ou é uma superfície com recesso mais rasa do que a superfície secundária com recessos. Dessa forma, a água ou similares tem menos chance de acumular, e uma chance de corrosão da parte pode ser reduzida.

[0032] De acordo com o aspecto acima da invenção, uma racha-dura que é gerada na seção de solda localizada nas partes das peças de trabalho, isso é, na seção solidificada na qual a seção fundida é solidificada pode ser reduzida.

Breve Descrição dos Desenhos [0033] Características, vantagens e significância técnica e indus- trial de modalidades ilustrativas da invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos em anexo, nos quais referências numéricas denotam elementos similares, e onde: [0034] A figura 1A é uma vista esquemática de um exemplo de um dispositivo de solda com laser para implementação de um método de solda com laser de acordo com uma primeira modalidade da invenção e é uma vista de um estado de solda em uma direção lateral;

[0035] A figura 1B é uma vista esquemática de um exemplo do dispositivo de solda com laser para implementação do método de solda com laser de acordo com a primeira modalidade da invenção e é uma vista do estado de solda em uma direção dianteira;

[0036] A figura 2 ilustra vistas esquemáticas ilustrando um primeiro processo de irradiação com feixe de laser de acordo com o método de solda com laser da primeira modalidade da invenção, onde a figura 2A à figura 2C ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com um primeiro feixe de laser nessa ordem;

[0037] A figura 3 ilustra vistas esquemáticas de um estado no qual uma seção fundida é resfriada sem realizar um segundo processo de irradiação com feixe de laser depois do processo de irradiação ilustrado na figura 2, onde as figuras 3A e 3B ilustram que a seção fundida é resfriada nessa ordem;

[0038] A figura 4 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o segundo processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda com laser da primeira modalidade da invenção, onde as figuras de 4A a 4D ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com um segundo feixe de laser nessa ordem e onde a figura 4E é uma vista da seção de solda depois da irradiação do segundo feixe de laser;

[0039] A figura 5 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o segundo processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda de laser de uma modificação da primeira modalidade da inven- ção, onde a figura 5A ilustra a irradiação do segundo feixe de laser, onde as figuras de 5BB à 5BD ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com o segundo feixe de laser nessa ordem e onde a figura 5BE é uma vista da seção de solda depois da irradiação do segundo feixe de laser;

[0040] A figura 6 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o segundo processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda com laser de uma segunda modalidade da invenção, onde a figura 6A e a figura 6B são vistas de uma modificação na solidificação da seção fundida, onde a figura 6C e a figura 6D ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com o segundo feixe de laser nessa ordem, e onde a figura 6E é uma vista da seção de solda depois da irradiação do segundo feixe de laser;

[0041] A figura 7 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o segundo processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda com laser de uma modificação da segunda modalidade da invenção, onde a figura 7A e a figura 7B são vistas da mudança na solidificação da seção fundida, onde a figura 7C e a figura 7D ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com o segundo feixe de laser nessa ordem, e onde a figura 7E é uma vista da seção de solda depois da irradiação do segundo feixe de laser;

[0042] A figura 8 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o segundo processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda com laser de uma terceira modalidade da invenção, onde a figura 8A é uma vista da seção solidificada, depois da irradiação do primeiro feixe de laser, onde a figura 8B e a figura 8C ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com o segundo feixe de laser nessa ordem, e onde a figura 8D é uma vista da seção solidificada depois da irradiação do segundo feixe de laser;

[0043] A figura 9 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o segundo processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda com laser de uma modificação da terceira modalidade da invenção, onde a figura 9A é uma vista da seção solidificada depois da irradiação do primeiro feixe de laser, onde a figura 9B e a figura 9C ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com o segundo feixe de laser nessa ordem, e onde a figura 9D é uma vista da seção solidificada depois da irradiação do segundo feixe de laser;

[0044] A figura 10A é uma imagem de uma estrutura de uma seção de solda de acordo com um primeiro exemplo da invenção;

[0045] A figura 10B é uma imagem da estrutura da seção de solda de acordo com um segundo exemplo da invenção;

[0046] A figura 10C é uma imagem da estrutura da seção de solda de acordo com um exemplo comparável;

[0047] A figura 11A é uma imagem de uma seção transversal da seção de solda de acordo com o primeiro exemplo da invenção;

[0048] A figura 11B é uma imagem da seção transversal da seção de solda de acordo com o exemplo comparativo;

[0049] A figura 12A é um gráfico de comprimentos máximos de fraturas nas seções de solda de acordo com o primeiro exemplo, segundo exemplo e exemplo comparativo da invenção;

[0050] A figura 12B é um gráfico dos comprimentos totais das fraturas nas seções de solda de acordo com o primeiro exemplo, o segundo exemplo e o exemplo comparativo da invenção;

[0051] A figura 13A é uma imagem de uma superfície da fratura na seção de solda de acordo com o segundo exemplo da invenção quando uma carga de cisalhamento age na seção de solda;

[0052] A figura 13B é uma imagem da superfície da fratura na seção de solda de acordo com o exemplo comparativo quando a carga de cisalhamento age na seção de solda;

[0053] A figura 14A é uma imagem da superfície da fratura na se- ção de solda de acordo com o segundo exemplo da invenção quando uma carga de tensão age na seção de solda; e [0054] A figura 14B é uma imagem da superfície da fratura na seção de solda de acordo com o exemplo comparativo quando a carga de tensão age na seção de solda.

Descrição Detalhada das Modalidades [0055] Um método de solda a laser de acordo com algumas modalidades da invenção será descrito abaixo.

Primeira Modalidade [0056] A figura 1 é uma vista esquemática de um exemplo de um dispositivo de solda a laser para implementação de um método de solda a laser de acordo com uma primeira modalidade da invenção. A figura 1A é uma vista de um estado de solda em uma direção lateral, e a figura 1B é uma vista do estado de solda em uma direção dianteira. 1. Sobre a configuração de um dispositivo [0057] A figura 1 é uma vista esquemática de uma configuração geral de um dispositivo de solda a laser 100 de acordo com a modalidade da invenção. A figura 1A é uma vista do estado de solda na direção lateral e a figura 1B é uma vista do estado de solda na direção dianteira.

[0058] O dispositivo de solda a laser ilustrado na figura 1A e 1B inclui uma seção de irradiação de feixe de laser 1 como um componente principal. A seção de irradiação de feixe a laser 1 é um dispositivo que fornece feixes de laser para solda (primeiro e segundo feixes de laser) L1, L2 e projeta um feixe de laser selecionado em duas peças de trabalho metálicas W1, W2 que são empilhadas ou dispostas com um espaço ligeiro intercalado entre as mesmas. Nessa modalidade, as duas peças de trabalho W1, W2 são soldadas por empilhamen-to. No entanto, o número de peças de trabalho não está limitado a dois. Por exemplo, duas peças de trabalho podem ser submetidas à solda por contato ou solda por fillet em um método, que será descrito abaixo.

[0059] Os primeiro e segundo feixes de laser L1, L2, que serão descritos abaixo, são, cada um, refletidos sequencialmente por um espelho fixo 7 e um espelho acionado 8 como sistemas óticos e projetados com relação a duas peças de trabalho W1, W2. Aqui, o espelho acionado 8 é controlado para ser acionado de modo que uma direção de reflexo do primeiro feixe de laser L1 incidente no espelho acionado 8 seja controlada e que os primeiro e segundo feixes de laser L1, L2 sejam projetados em uma posição desejada. Esses feixes podem ser digitalizados em uma trajetória (por exemplo, em um formato circular ou um formato helicoidal) que é determinada antecipadamente como ilustrado na figura 1B, por exemplo. Primeiro e segundo processos de irradiação de feixe de laser, que serão descritos abaixo, são realizados pela utilização de tal dispositivo de solda com laser 100. 2. Referente ao primeiro processo de irradiação de feixe de laser [0060] A figura 2 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o primeiro processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda com laser da primeira modalidade, onde a figura 2A a figura 2C ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com o primeiro feixe de laser nessa ordem.

[0061] Como ilustrado na figura 2, no primeiro processo de irradiação de feixe de laser, quando duas peças de trabalho metálicas W1, W2 são soldadas, partes da peça de trabalho são determinadas como uma região de solda P, e a região de solda P é irradiada com o primeiro feixe de laser L1. Dessa forma, uma seção fundida Y na qual as peças de trabalho na região de solda P são fundidas é formada.

[0062] Mais especificamente, nessa modalidade, como ilustrado na figura 2A, o primeiro feixe de laser L1 é digitalizado em uma periferia R1 de modo que o primeiro feixe de laser L1 circule em torno do centro da região de solda P e funda as peças de trabalho na periferia R1 da região de solda P.

[0063] A seguir, como ilustrado na figura 2B, o primeiro feixe de laser L1 é digitalizado em uma periferia R2, um raio da qual é maior do que o da periferia R1, de modo que o primeiro feixe de laser L1 circule em torno do centro da região de solda P, e funda as peças de trabalho nas proximidades da periferia R2 da região de solda P.

[0064] Adicionalmente, como ilustrado na figura 2C, o primeiro feixe de laser L1 é digitalizado em uma periferia R3, um raio da qual é maior do que o da periferia R2, de modo que o primeiro feixe de laser L1 circule em torno do centro da região de solda P e funda as peças de trabalho nas proximidades da periferia R3 da região de solda P. Assim como descrito, o primeiro feixe de laser L1 circula em torno do centro a partir do centro da região de solda P na direção de uma borda periférica da região de solda P, e o material na região é fundido pelo primeiro feixe de laser L1.

[0065] Dessa forma, na seção fundida Y que é formada, uma temperatura na borda periférica é maior do que uma temperatura no centro. Dessa forma, em comparação com um caso no qual o primeiro feixe de laser L1 é digitalizado a partir da borda periférica para o centro, uma taxa de solidificação no centro pode ser reduzida. Assim como descrito, o centro é gradualmente solidificado da mesma forma que a borda periférica. Dessa forma, é possível se impedir a geração de ra-chaduras nas proximidades do centro depois que a seção de solda é solidificada.

[0066] Aqui, no caso onde o segundo processo de irradiação de feixe de laser, que será descrito abaixo, não é realizado depois do processo de irradiação ilustrado na figura 2 e a seção fundida Y é resfriada, como ilustrado na figura 3A, o calor é mais facilmente irradiado a partir de uma borda periférica S da seção fundida Y do que a partir do centro C da mesma. De acordo, a solidificação começa a partir da borda periférica S da seção fundida Y, e a solidificação da seção fundida Y progride na direção do centro.

[0067] Então, como ilustrado na figura 3B em uma seção solidificada G na qual a seção fundida Y é solidificada, uma estrutura de cristal equiaxed G2 (uma região de cristal equiaxed) é formada de maneira a incluir o centro C da seção solidificada G, e uma estrutura de cristal colunar (uma região de cristal colunar) G1 é formada a partir da borda periférica S da seção solidificada G na direção da região de cristal equiaxed de forma a cerca a estrutura de cristal equiaxed G2 (a região de cristal equiaxed).

[0068] Aqui, independentemente da formação da estrutura de cristal equiaxed, e da estrutura de cristal colunar, uma taxa de solidificação (isso é, uma taxa de resfriamento) do início da solidificação do centro C da seção fundida Y até a solidificação completa é maior do que uma taxa de solidificação (uma taxa de resfriamento) da borda periférica S da seção fundida Y. Como resultado disso, o encolhimento por solidificação do centro C da seção fundida Y é completado antes de ser compensado pelo fluxo de fase líquida no centro C, e a estrutura é puxada em uma direção circunferencial. Isso causa, possivelmente a geração e extensão da rachadura que começa no centro da seção solidificada G ou nas proximidades da mesma, [0069] Em vista do acima, nessa modalidade, o segundo processo de irradiação de feixe de laser, que será descrito abaixo, é realizado. Note-se que, nessa modalidade, a seção fundida (uma poça fundida) Y é formada pela digitalização do primeiro feixe de laser L1. No entanto, um método de formação da seção fundida e similares não é particularmente limitado desde que a seção fundida Y com a borda periférica como ilustrado na figura 2C possa ser formada. 3. Referência ao segundo processo de irradiação de feixe de laser [0070] A figura 4 inclui vistas esquemáticas para ilustração do segundo processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda a laser da primeira modalidade, onde as figuras de 4A a 4D ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com um segundo feixe de laser nessa ordem e onde a figura 4E é uma vista da seção de solda depois da irradiação do segundo feixe de laser.

[0071] Nessa modalidade, no segundo processo de irradiação de feixe de laser, o segundo feixe de laser L2 é projetado em uma parte fundida na seção fundida Y até que a seção fundida Y seja solidificada. Mais especificamente, o segundo feixe de laser L2 circula em torno do centro C a partir de uma posição inicial de irradiação que é desviada do centro C da seção fundida Y na direção do centro C, e então o segundo feixe de laser L2 e focado no centro C.

[0072] Mais especificamente, como ilustrado na figura 4A, nessa modalidade, a posição inicial de irradiação é localizada na borda periférica S da seção fundida Y. O segundo feixe de laser L2 é projetado na seção fundida Y a partir dessa posição enquanto circula em torno do centro C de modo que a estrutura de cristal colunar cresça a partir da borda periférica S da seção fundida Y para o centro da seção fundida Y juntamente com o progresso da solidificação em uma direção a partir da borda periférica S da seção fundida Y na direção do centro C da seção fundida Y. Nesse caso, o segundo feixe de laser L2 pode ser projetado para desenhar círculos concêntricos com raios gradualmente reduzidos com o centro C sendo o centro. Alternativamente, o segundo feixe de laser L2 pode ser projetado em um formato helicoidal na direção do centro C.

[0073] Como descrito com relação à figura 3A, depois da irradiação do primeiro feixe de laser, a solidificação da seção fundida Y progride a partir da borda periférica S na direção do centro C. No entanto, como descrito acima, o progresso da solidificação na direção a partir da borda periférica S da seção fundida Y na direção do centro C da seção fundida Y é retardado pela projeção do segundo feixe de laser L2 na seção fundida Y.

[0074] Dessa forma, uma flutuação na taxa de solidificação (a taxa de resfriamento) da borda periférica S da seção fundida Y para o centro C da seção fundida Y é suprimida de modo que a seção fundida Y possa ser solidificada para ter a estrutura uniforme adicional. Nessa modalidade, a seção solidificada G na qual a seção fundida Y é solidificada é formada a partir da estrutura de cristal colunar a partir da borda periférica S da seção solidificada G para o centro C da seção solidificada G, e na estrutura de cristal colunar, um cristal colunar se estende em uma direção a partir da borda periférica S da seção solidificada G na direção do centro C da seção solidificada G (por exemplo, ver figura 10A, que será descrita abaixo).

[0075] Como resultado disso, na estrutura de cristal colunar da seção solidificada G, mesmo quando a rachadura que começa no centro C é gerada, a extensão da rachadura pode ser reduzida. Isso porque o crescimento de cada um dos cristais colunares a partir da borda periférica S da seção solidificada G para o centro da seção solidificada G é intermitente.

[0076] A figura 5 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o segundo processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda a laser de uma modificação da primeira modalidade, onde a figura 5A ilustra a irradiação do segundo feixe de laser, onde as figuras de 5B a 5BD ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com o segundo feixe de laser nessa ordem, e onde a figura 5BE é uma vista da seção de solda depois da irradiação do segundo feixe de laser.

[0077] Na modalidade descrita acima, o segundo feixe de laser L2 é digitalizado na seção fundida Y. Por exemplo, como ilustrado na figura 5A, uma posição de um ponto focal do segundo feixe de laser L2 pode ser ajustada de modo a ajustar a região de irradiação do segundo feixe de laser L2 com relação às peças de trabalho. Nesse caso, a região de irradiação (uma área de irradiação) pode ser ajustada pela movimentação de uma lente condensadora do segundo feixe de laser L2 em uma velocidade alta. Aqui, o segundo feixe de laser L2 é projetado a partir de uma posição T2 (T2') como uma posição desfocada para uma posição focada de T1 enquanto o resultado do feixe de laser é ajustado de modo que a intensidade do mesmo se torne constante, por exemplo.

[0078] Nessa modalidade, o segundo feixe de laser L2 é projetado de modo que o segundo feixe de laser L2 seja focado a partir da região inicial de irradiação, que inclui o centro C da seção fundida Y e a periférica da mesma, para o centro C. Mais especificamente, como ilustrado na figura 5BB, a região inicial de irradiação é determinada como uma região que é cercada pela borda periférica S da seção fundida Y. Então, como ilustrado na figura 5BB a 5BD, o progresso da solidificação na direção a partir da borda periférica S da seção fundida Y na direção do centro C da seção fundida Y é retardado de modo que a estrutura de cristal colunar cresça a partir da borda periférica S da seção fundida Y para o centro C da seção fundida Y pelo foco do segundo feixe de laser L2 na seção fundida Y juntamente com o progresso da solidificação na direção a partir da borda periférica S da seção fundida Y na direção do centro C da seção fundida Y. Como resultado disso, o mesmo efeito que o obtido no caso descrito acima pode ser esperado.

[0079] Nessa modalidade e modificação da mesma, o segundo feixe de laser L2 é projetado de modo que a estrutura de cristal colunar cresça a partir da borda periférica S da seção fundida Y para o centro C da seção fundida Y. No entanto, por exemplo, no caso onde o progresso da solidificação na direção a partir da borda periférica S da seção fundida Y na direção do centro C da seção fundida Y é retardada e onde o líquido pode fluir juntamente com o encolhimento por solidificação do centro C da seção fundida Y, a extensão da rachadura no centro C pode ser suprimida. Dessa forma, a irradiação do segundo feixe de laser L2 juntamente com o crescimento da estrutura durante a solidificação não são necessariamente necessários.

Segunda Modalidade [0080] A figura 6 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o processo de irradiação do segundo feixe de laser de acordo com o método de solda com laser de uma segunda modalidade, onde as figuras 6A e 6B são vistas de uma mudança na solidificação da seção fundida, onde as figuras 6C e 6D ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com o segundo feixe de laser nessa ordem, e onde a figura 6E é uma vista da seção de solda depois da irradiação do segundo feixe de laser.

[0081] A segunda modalidade difere da primeira modalidade na posição inicial da irradiação do segundo feixe de laser L2 e na tempo-rização do segundo feixe de laser L2. É notado que a segunda modalidade é igual à primeira modalidade em um ponto que, no segundo processo de irradiação de feixe de laser, a parte fundida na seção fundida Y é irradiada com o segundo feixe de laser L2 até que a seção fundida Y seja solidificada. Os mesmos pontos da segunda modalidade que a primeira modalidade não serão descritos em detalhes.

[0082] Na segunda modalidade, no segundo processo de irradiação de feixe de laser, a posição inicial de irradiação é localizada entre a borda periférica S da seção fundida Y e o centro C da seção fundida Y (ver figura 6C, por exemplo). Aqui, nessa modalidade, em um período depois do primeiro processo de irradiação de feixe de laser (ver figura 2C) e antes da irradiação do segundo feixe de laser (ver figura 6C), como ilustrado na figura 6A e figura 6B, a estrutura de cristal colunar G1 cresce a partir da borda periférica S da seção fundida Y na direção do centro C da seção fundida Y de forma a cercar o centro C da seção fundida Y em conjunto com o progresso da solidificação. Nesse momento, o segundo feixe de laser não é projetado.

[0083] A seguir, depois do crescimento da estrutura de cristal equiaxed G2 ser iniciada depois do crescimento da estrutura de cristal colunar G1 ser completada, como ilustrado na figura 6C, o segundo processo de irradiação de feixe de laser é iniciado. No segundo processo de irradiação de feixe de laser, o segundo feixe de laser L2 é projetado de modo que a estrutura de cristal equiaxed G2 permaneça para cercar o centro C da seção fundida Y e que a estrutura de cristal colunar cresça a partir da estrutura de cristal equiaxed G2 para o centro C da seção fundida Y. Nesse caso, o segundo feixe de laser L2 pode ser projetado para desenhar círculos concêntricos com raios gradualmente reduzidos com o centro C sendo o centro. Alternativamente, o segundo feixe de laser L2 pode ser projetado em um formato helicoidal na direção do centro C

[0084] Como descrito, como ilustrado nas figuras 6E e 10B, que serão descritas abaixo, na seção solidificada (aa seção de solda) G onde a seção fundida Y é solidificada, uma primeira região de cristal colunar formada a partir da estrutura de cristal colunar G1 é formada na direção a partir da borda periférica S da seção solidificada G na direção do centro C da seção solidificada G, e na estrutura de cristal colunar G1, o cristal colunar se estende a partir da borda periférica S da seção solidificada G. Adicionalmente, a região de cristal equiaxed formada a partir da estrutura de cristal equiaxed G2 é formada para cercar o centro C da seção solidificada G a partir da primeira região de cristal colunar (a estrutura de cristal colunar G1). Ademais, a segunda região de cristal colunar formada a partir da estrutura de cristal colunar G3 é formada a partir da região de cristal equiaxed (a estrutura de cristal equiaxed G2) para o centro C da seção solidificada G, e na estrutu- ra de cristal colunar G3, o cristal colunar se estende na direção do centro C da seção solidificada G.

[0085] De acordo, mesmo quando uma rachadura que começa no centro C é gerada na estrutura de cristal colunar da segunda região de cristal colunar (a estrutura de cristal colunar G3) durante a solidificação, a extensão da rachadura pode ser reduzida. Isso porque o crescimento do cristal colunar é intermitente. Adicionalmente, mesmo quando a rachadura se estende adicionalmente, essa rachadura pode ser parada pela estrutura de cristal equiaxed G2 da região de cristal equiaxed. Como resultado disso, a extensão da rachadura pode ser suprimida.

[0086] Aqui, o segundo feixe de laser pode ser utilizado como descrito na modificação da primeira modalidade. Nesse caso, a região de início de irradiação precisa ser uma região, uma borda periférica da qual é localizada entre a borda periférica S da seção fundida Y e o centro C da seção fundida Y e que inclui o centro C.

[0087] A figura 7 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o segundo processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda com laser de uma modificação da segunda modalidade, onde as figuras 7A e 7B são vistas da mudança na solidificação da seção fundida, onde as figuras 7C e 7D ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com o segundo feixe de laser nessa ordem, e onde a figura 7E é uma vista da seção de solda depois da irradiação do segundo feixe de laser.

[0088] Nessa modificação, como ilustrado nas figuras 7 A a 7D, no segundo processo de irradiação de feixe de laser, o segundo feixe de laser L2 é projetado em conjunto com o progresso da solidificação imediatamente antes de o cristal equiaxed ser formado ou ao mesmo tempo em que o cristal equiaxed é formado de modo que o cristal equiaxed não permaneça e que a estrutura de cristal colunar G1 cres- ça a partir da borda periférica S da seção fundida Y para o centro C da seção fundida Y. Como resultado disso, a mesma seção de solda (a seção solidificada G) que na primeira modalidade pode ser obtida.

[0089] A taxa de solidificação da borda periférica S da seção fundida Y pode ser trazida mais para perto do centro C da seção fundida Y. Dessa forma, como ilustrado na figura 7E, a seção solidificada G na qual a seção fundida Y é solidificada é formada a partir da estrutura de cristal colunar a partir da borda periférica S da seção solidificada G para o centro da seção solidificada G, e na estrutura de cristal colunar, o cristal colunar se estende na direção a partir da borda periférica S da seção solidificada G na direção do centro C da seção solidificada G. Como resultado disso, na estrutura de cristal colunar da seção solidificada G, mesmo quando a rachadura que começa a partir do centro C é gerada, a extensão da rachadura pode ser reduzida. Isso porque o crescimento de cada um dos cristais colunares a partir da borda periférica S da seção solidificada G para o centro da seção solidificada G é intermitente.

[0090] A figura 8 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o segundo processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda com laser de uma terceira modalidade, na qual a figura 8A é uma vista da seção solidificada depois da irradiação do primeiro feixe de laser, onde as figuras 8B e 8C lustram que as peças de trabalho são irradiadas com o segundo feixe de laser nessa ordem, e onde a figura 8D é uma vista da seção solidificada depois da irradiação do segundo feixe de laser.

[0091] A terceira modalidade difere da primeira e da segunda modalidades em um ponto no qual o segundo feixe de laser é projetado depois de a seção fundida ser solidificada. Nessa modalidade, depois que a seção solidificada G, na qual a seção fundida Y é solidificada é formada (isso é, ver figura 3B e figura 8A), o segundo feixe de laser L2 é projetado de modo que o segundo feixe de laser L2 circule em torno do centro C a partir da posição de início de irradiação que é desviada do centro C da seção solidificada G na direção do centro C. Dessa forma, a parte irradiada é fundida novamente, e, dessa forma, uma ra-chadura que é formada a partir do centro C da seção solidificada G na direção da borda periférica S da seção solidificada G pode ser vedada.

[0092] Mais especificamente, no segundo processo de irradiação de feixe de laser, o segundo feixe de laser L2 é projetado na seção solidificada G e funde a seção solidificada G novamente. Aqui, uma posição em uma borda periférica de uma região que inclui o centro C da seção solidificada G e as proximidades do mesmo é determinada como a posição de início de irradiação de modo que a taxa de solidificação até a região que inclui o centro da seção solidificada e as proximidades da mesma e que é fundida novamente pela irradiação do segundo feixe de laser L2 seja solidificada é inferior à taxa de solidificação até a região que inclui o centro C da seção fundida Y e as proximidades da mesma solidificada depois da irradiação do primeiro feixe de laser L1 (a taxa de resfriamento no estado ilustrado na figura 3B). Nesse momento, para a taxa de resfriamento, a intensidade do segundo feixe de laser é ajustada, o calor absorvido pela seção solidificada G também é ajustado. Adicionalmente, similar à primeira modalidade, o segundo feixe de laser L2 pode ser projetado para desenhar círculos concêntricos com raios gradualmente reduzidos com o centro C sendo o centro. Alternativamente, o segundo feixe de laser L2 pode ser projetado em formato helicoidal na direção do centro C.

[0093] Nessa modalidade, como descrito acima, a seção solidificada G inclui a região de cristal equiaxed que é formada com a estrutura de cristal equiaxed G2 de forma a incluir o centro da seção solidificada G; e a região de cristal colunar que é formada a partir da estrutura de cristal colunar G1 a partir da borda periférica S da seção solidi- ficada G na direção da região de cristal equiaxed de forma a cercar a região de cristal equiaxed. Dessa forma, como ilustrado na figura 8B, o segundo feixe de laser é projetado na região de cristal equiaxed e funde a região de cristal equiaxed novamente (a seção fundida Y é formada) de modo que uma parte da estrutura de cristal equiaxed G2 da região de cristal equiaxed cerque o centro da seção solidificada G e que a estrutura de cristal equiaxed restante na região de cristal equiaxed se torne a estrutura de cristal colunar G3.

[0094] Assim como descrito, similar à segunda modalidade, na seção solidificada (a seção de solda) G na qual a seção fundida é solidificada, a primeira região de cristal colunar que é formada a partir da estrutura de cristal colunar G1 é formada na direção a partir da borda periférica S da seção solidificada G na direção do centro C da seção solidificada G, e na estrutura de cristal colunar G1, o cristal colunar s estende a partir da borda periférica S da seção solidificada G. Adicionalmente, a região de cristal equiaxed formada a partir da estrutura de cristal equiaxed G2 é formada para cercar o centro C da seção solidificada G a partir da primeira região de cristal colunar (a estrutura de cristal colunar G1). Ademais, a segunda região de cristal colunar formada a partir da estrutura de cristal colunar G3' é formada a partir da região de cristal equiaxed (a estrutura de cristal equiaxed G2) para o centro C da seção solidificada G, e na estrutura de cristal colunar G3, o cristal colunar se estende na direção do centro C da seção solidificada G.

[0095] De acordo, mesmo quando uma rachadura que começa a partir do centro C é gerada na estrutura de cristal colunar da segunda região de cristal colunar (a estrutura de cristal colunar G3) durante a solidificação, a extensão da rachadura pode ser reduzida. Isso porque o crescimento do cristal colunar é intermitente. Adicionalmente, mesmo quando a rachadura se estende mais, essa rachadura pode ser parada pela estrutura de cristal equiaxed G2 da região de cristal equi-axed. Como resultado disso, a extensão da rachadura pode ser suprimida.

[0096] De forma similar, também quando um método de irradiação do feixe de laser como na modificação da primeira modalidade é utilizado par focar o segundo feixe de laser a partir da região inicial de irradiação que inclui o centro C da seção solidificada G e a periférica da mesma (mais especificamente, aa região em um lado interno da região de cristal equiaxed) para o centro C da seção solidificada G, a rachadura que é formada a partir do centro C da seção solidificada G na direção da borda periférica S da seção solidificada G pode ser vedada.

[0097] A figura 9 inclui vistas esquemáticas para ilustrar o segundo processo de irradiação de feixe de laser de acordo com o método de solda de laser de uma modificação da terceira modalidade, onde a figura 9A é uma vista da seção solidificada depois da irradiação do primeiro feixe de laser, onde as figuras 9B e 9C ilustram que as peças de trabalho são irradiadas com o segundo feixe de laser nessa ordem, e onde a figura 9D é uma vista da seção solidificada depois da irradiação do segundo feixe de laser.

[0098] Na modalidade descrita acima, o segundo feixe de laser L2 é projetado de modo que uma parte da estrutura de cristal equiaxed G2 permaneça. No entanto, como ilustrado na figura 9B e na figura 9C, o segundo feixe de laser pode ser projetado de modo que a estrutura de cristal equiaxed G2 da região de cristal equiaxed se torne a estrutura de cristal colunar G1.

[0099] Dessa forma, em uma estrutura de solda obtida, toda a estrutura de cristal equiaxed se torna a estrutura de cristal colunar de uma forma a incluir o centro C da seção solidificada (a seção de solda) G. De acordo, a seção solidificada G é formada da estrutura de cristal colunar a partir da borda periférica S da seção solidificada G para o centro da seção solidificada G, e na estrutura de cristal colunar, o cristal colunar se estende na direção a partir da borda periférica S da seção solidificada G na direção do centro C da seção solidificada G. Como resultado disso, na estrutura de cristal colunar G3 da seção solidificada G, mesmo quando a rachadura que começa no centro C é gerada, a extensão da rachadura pode ser reduzida. Isso porque o crescimento de cada um dos cristais colunares a partir da borda periférica S da seção solidificada G para o centro da seção solidificada G é intermitente.

[0100] Note-se que, em qualquer uma das modalidades, o feixe de laser é projetado na seção fundida ou o centro da seção solidificada por um longo tempo na estrutura de solda que inclui a seção de solda (a seção solidificada G) que é soldada pelos primeiro e segundo feixes de laser. De acordo, em qualquer uma das modalidades, como exemplificado na figura 9C, por exemplo, uma superfície da seção solidificada G em um lado que é irradiado com o feixe de laser é formada a partir de uma superfície recuada primária F1 que é recuada da borda periférica S da seção solidificada G na direção do centro da seção de solda e uma superfície recuada secundária F2 que é adicionalmente recuada a partir da superfície recuada primária F1 nas proximidades do centro da seção solidificada G. Adicionalmente, uma superfície posterior da seção solidificada G que corresponde à superfície recuada secundária F2 é formada a partir de uma superfície recuada F3 que é mais rasa do que a superfície recuada secundária F2. Adicionalmente, como ilustrado em outras modalidades, a superfície posterior da seção solidificada G que corresponde à superfície recuada secundária F2 pode não ser recuada (ver figura 7E, por exemplo).

[0101] Como resultado disso, a superfície recuada secundária F2 é formada na superfície no lado que é irradiado com o feixe de laser. Dessa forma, a superfície recuada secundária F2 pode ser facilmente reparada por um vedador ou similar após a solda. Adicionalmente, a superfície posterior da seção de solda que corresponde à superfície recuada secundária F2 ou não é recuada ou é formada a partir da superfície recuada F3 que é mais rasa do que a superfície recuada secundária F2. Dessa forma, a água ou similar é menos provável de ser coletada, e uma chance de corrosão da parte pode ser reduzida. Exemplos [0102] Exemplos de acordo com a invenção serão descritos abaixo.

Primeiro exemplo (correspondendo á figura 4) [0103] Materiais de placa (peças de trabalho) que são feitos d liga de alumínio série 6000 e possuem, respectivamente, espessuras de 1,2 mm e 1,0 mm foram preparados. O primeiro feixe de laser foi projetado para ter um raio de solda de 8 mm. Adicionalmente, pela utilização do método ilustrado na primeira modalidade (ilustrada na figura 4), uma trajetória de digitalização do segundo feixe de laser foi gradualmente focada a partir da periferia externa da seção fundida para o lado interno, e a seção fundida foi lentamente resfriada para solidificação para formar a seção de solda em cada um desses materiais. O primeiro feixe de laser tinha uma saída de 2,5 a 4,0 kw, e o segundo feixe de laser tinha uma saída em uma faixa de 0,5 a 1,5 kw. De forma similar, os materiais de placa como peças de trabalho foram dobrados em um formato de L e soldados como ilustrado na figura 14.

Segundo exemplo (ver figura 6) [0104] Os materiais de placa como as peças de trabalho foram soldados da mesma forma que no primeiro exemplo. O segundo exemplo diferiu do primeiro exemplo em um ponto no qual, no método descrito na segunda modalidade (ver figura 6), a irradiação do feixe de laser permaneceu parada em um período depois da projeção do primeiro feixe de laser e antes da solidificação do centro da seção fundi- da até a formação do cristal equiaxed ser iniciada, então o feixe de laser foi projetado novamente depois da formação do cristal equiaxed, e a região do lado interno do cristal equiaxed foi lentamente resfriada para solidificar a seção fundida (para formar a seção soldada).

Exemplo comparativo [0105] Os materiais de placa como peças de trabalho foram soldados da mesma forma que no primeiro exemplo. O exemplo comparativo diferiu do primeiro exemplo em um ponto no qual o segundo feixe de laser não foi projetado.

Observação das estruturas [0106] As seções de solda de acordo com os primeiro e segundo exemplos e o exemplo comparativo foram submetidos a eletro polimento e então observados com um microscópio. A figura 10A é uma imagem da estrutura da seção de solda de acordo com o primeiro exemplo, a figura 10B é uma imagem da estrutura da seção de solda de acordo com o segundo exemplo, e a figura 10C é uma imagem da estrutura da seção de solda de acordo com o exemplo comparativo.

[0107] Como ilustrado na figura 10A, pode ser compreendido que a seção de solda do primeiro exemplo foi formada a partir da estrutura de cristal colunar a partir da borda periférica da seção de solda para o centro da seção de solda, e na estrutura de cristal colunar, o cristal colunar se estendeu na direção a partir da borda periférica da seção de solda na direção do centro da seção de solda.

[0108] Como ilustrado na figura 10B, na seção de solda do segundo exemplo, a primeira região de cristal colunar que foi formada a partir da estrutura de cristal colunar foi formada, e na estrutura de cristal colunar, o cristal colunar s estendeu a partir da borda periférica da seção de solda na direção a partir da borda periférica da seção de solda na direção do centro da seção de solda. Adicionalmente, a região de cristal equiaxed que foi formada da estrutura de cristal equiaxed foi formada a partir da primeira região de cristal colunar, e a estrutura de cristal equiaxed sendo formada para cercar o centro da seção de solda. Adicionalmente, a segunda região de cristal colunar que foi formada a partir da estrutura de cristal colunar foi formada a partir da região de cristal equiaxed para o centro da seção de solda, e na estrutura de cristal colunar, o cristal colunar se estendeu na direção do centro da seção de solda.

[0109] Como ilustrado na figura 10C, na seção de solda do exemplo comparativo, a estrutura de cristal equiaxed foi formada para incluir o centro da seção de solda, e a estrutura de cristal colunar foi formada a partir da borda periférica da seção de solda na direção da região de cristal equiaxed de uma forma a cerca a região de cristal equiaxed. Observação das seções transversais [0110] As seções transversais das seções de solda de acordo com o primeiro exemplo e o exemplo comparativo foram observadas com o microscópio. A figura 11A é uma imagem de uma seção transversal da seção de solda de acordo com o primeiro exemplo, e a figura 11B é uma imagem da seção transversal da seção de solda de acordo com o exemplo comparativo.

[0111] Como ilustrado na figura 11 A, na seção de solda do primeiro exemplo, a superfície da seção de solda no lado que foi irradiado com o feixe de laser foi formada com a superfície recuada primária F1 que foi recuada a partir da borda periférica da seção de solda na direção do centro da seção de solda e a superfície recuada secundária F2 que foi adicionalmente recuada a partir da superfície recuada primária F1 nas proximidades do centro da seção de solda. Adicionalmente, a superfície posterior da seção solidificada G que corresponde à superfície recuada secundária F2 foi formada com a superfície recuada F3 que era mais rasa do que a superfície recuada secundária F2.

[0112] Como ilustrado na figura 11B, na seção de solda do exem- pio comparativo, a superfície da seção de solda no lado que é irradiado com o feixe de laser foi formada com a superfície recuada primária F1 que foi recuada a partir da borda periférica da seção de solda na direção do centro da seção de solda. No entanto, a superfície recuada secundária F2 que foi adicionalmente recuada a partir da superfície recuada primária F1 nas proximidades do centro da seção de solda como descrito no primeiro exemplo não foi formada. Diferindo da superfície posterior da seção solidificada G no primeiro exemplo, a superfície posterior da seção solidificada G que corresponde à superfície recuada secundária F2, foi formada com a superfície recuada F3 que é mais profunda do que a superfície recuada secundária F2.

Observação de fraturas [0113] Três amostras foram utilizadas para medir os comprimentos máximos da fratura e os comprimentos totais da fratura com relação às seções de solda de acordo com os primeiro e segundo exemplos e o exemplo comparativo. Considera-se que, no caso do primeiro exemplo, em comparação com o exemplo comparativo, a estrutura de cristal colunar foi formada a partir da borda periférica da seção solidificada para o centro da seção solidificada, o crescimento de cada um dos cristais colunares na estrutura de cristal colunar foi intermitente, e, dessa forma, a extensão da rachadura pode ser reduzida. É considerado também que, no caso do segundo exemplo, em comparação com o primeiro exemplo e o exemplo comparativo, mesmo quando a rachadura que iniciou a partir do centro foi gerada na estrutura de cristal colunar da segunda região de cristal colunar durante a solidificação, essa rachadura pode ser parada pela estrutura de cristal equiaxed da região de cristal equiaxed.

Observação da morfoloqia da fratura [0114] Com relação ao primeiro exemplo e ao exemplo comparativo, os estados da superfície em um momento quando uma carga de cisalhamento age nas seções de solda foram observados. A figura 13A é uma imagem da superfície da seção de solda de acordo com o segundo exemplo quando uma carga de cisalhamento age na seção de solda, e a figura 13B é uma imagem da superfície da fratura na seção de solda de acordo com o exemplo comparativo quando a carga de cisalhamento age na seção de solda.

[0115] Para o primeiro exemplo e o exemplo comparativo, os estados da superfície em um momento quando uma carga de tensão age na seção de solda foram observados. A figura 14A é uma imagem da superfície da seção de solda de acordo com o segundo exemplo quando a carga de tensão age na seção de solda, e a figura 14B é uma imagem da superfície da fratura na seção de solda de acordo com o exemplo comparativo quando a carga de tensão age na seção de solda.

[0116] Como ilustrado na figura 13A e na figura 13B, no caso do segundo exemplo, a fratura foi gerada na borda periférica da seção de solda (uma seção limítrofe). No entanto, no caso do exemplo comparativo, a fratura foi gerada no centro da seção de solda. Em outras palavras, no segundo exemplo, a fratura não foi gerada a partir da racha-dura que foi gerada por solda.

[0117] Como ilustrado na figura 14B, no caso do segundo exemplo, a fratura não foi gerada. No entanto, no caso do exemplo comparativo, a fratura foi gerada no centro da seção de solda.

[0118] A descrição foi feita até agora pela utilização das modalidades da invenção. Configurações específicas não estão limitadas a essas modalidades e exemplos, e quaisquer mudanças de desenho que são feitas dentro do escopo do cerne da invenção são incluídas na invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1. Método de solda a laser, caracterizado pelo fato de compreender: a formação de uma seção fundida (Y) na qual várias peças de trabalho metálicas (W1, W2) dentro de uma região de solda (S) são fundidas pela projeção de um primeiro feixe de laser (L1) na dita região de solda com partes das peças de trabalho sendo configuradas como a região de solda quando as peças de trabalho são soldadas; e a projeção de um segundo feixe de laser (L2) enquanto a seção fundida está sendo solidificada ou depois que uma seção solidificada na qual a seção fundida é solidificada é formada de modo que o segundo feixe de laser circule em torno de um centro (C) da seção fundida ou a seção solidificada a partir de uma posição de início d irradiação desviada a partir do dito centro na direção do dito centro ou de modo que o segundo feixe de laser seja focado no centro da seção fundida ou seção solidificada a partir de uma região de início de irradiação que inclui o centro e uma periferia da mesma.

2. Método de solda a laser, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de: o segundo feixe de laser ser projetado até que a seção fundida seja solidificada; e na irradiação do segundo feixe de laser, o segundo feixe de laser ser projetado para a seção fundida juntamente com o progresso da solidificação em uma direção a partir de uma borda periférica da seção fundida na direção do centro da seção fundida, de modo que o progresso da solidificação na direção a partir da borda periférica da seção fundida na direção do centro de seção fundida seja retardado.

3. Método de solda a laser, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de: na irradiação do segundo feixe de laser, a posição de início de irradiação ser localizada na borda periférica da seção fundida, ou a região de início de irradiação ser uma região que é cercada pela borda periférica da seção fundida.

4. Método de solda a laser, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de na irradiação do segundo feixe de laser, a posição de início de irradiação ser localizada entre a borda periférica da seção fundida e o centro da seção fundida, ou a região de início de irradiação ser uma região, uma borda periférica da qual é localizada entre a borda periférica da seção fundida e o centro da seção fundida e que inclui o centro.

5. Método de solda a laser, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de: na irradiação do segundo feixe de laser, o segundo feixe de laser ser projetado de modo que uma estrutura de cristal colunar cresça a partir da borda periférica da seção fundida para o centro da seção fundida em conjunto com o progresso da solidificação.

6. Método de solda a laser, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de: uma segunda irradiação de feixe de laser ser iniciada depois que uma estrutura de cristal colunar cresce a partir da borda periférica da seção fundida na direção do centro da seção fundida de modo a cercar o centro da seção fundida em conjunto com o progresso da solidificação e então o crescimento de uma estrutura de cristal equiaxed é iniciado depois de o crescimento da dita estrutura de cristal colunar ser completado em um período após a irradiação do primeiro feixe de laser e antes da irradiação do segundo feixe de laser; e na irradiação do segundo feixe de laser, o segundo feixe de laser ser projetado de modo que a estrutura de cristal equiaxed permaneça de uma forma a cercar o centro da seção fundida e que a es- trutura de cristal colunar cresça a partir da estrutura de cristal equiaxed para o centro da seção fundida.

7. Método de solda a laser, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo ato de: na irradiação do segundo feixe de laser, o segundo feixe de laser ser projetado na seção solidificada na qual a seção fundida é solidificada, de modo a fundir a seção solidificada novamente, e o segundo feixe de laser ser projetado de modo que uma taxa de resfriamento, na qual a região que inclui o centro da seção solidificada e as proximidades da mesma e que é fundida novamente pela irradiação do segundo feixe de laser são solidificadas, é mais lento do que a taxa de resfriamento, na qual a região que inclui o centro da seção fundida e as proximidades da mesma é solidificada depois da irradiação do primeiro feixe de laser, em uma posição em uma borda periférica da região que inclui o centro da seção solidificada, as proximidades da mesma sendo determinada como a posição inicial de irradiação, ou em uma região que é cercada pela borda periférica da região que inclui o centro da seção solidificada e as proximidades da mesma configurada como a região inicial de irradiação.

8. Método de solda a laser, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de: a seção solidificada incluir: uma região de cristal equiaxed que é formada com uma estrutura de cristal equiaxed de forma a incluir o centro da seção solidificada; e uma região de cristal colunar que é formada com uma estrutura de cristal colunar de uma forma a cercar a região de cristal equiaxed a partir da borda periférica da seção solidificada na direção da região de cristal equiaxed; e o segundo feixe de laser ser projetado de modo que a estrutura de cristal equiaxed da região de cristal equiaxed se torne a estrutura de cristal colunar.

9. Método de solda a laser, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de: a seção solidificada incluir uma região de cristal equiaxed que é formada com uma estrutura de cristal equiaxed de uma forma a incluir o centro da seção solidificada; e uma região de cristal colunar que é formada com uma estrutura de cristal colunar de uma forma a cercar a região de cristal equiaxed a partir da borda periférica da seção solidificada na direção da região de cristal equiaxed; e o segundo feixe de laser ser projetado na região de cristal equiaxed e de modo que uma parte da estrutura de cristal equiaxed da região de cristal equiaxed cerque o centro da seção solidificada e de modo que a estrutura de cristal restante da região de cristal equiaxed se torne a estrutura de cristal colunar.

10. Estrutura de solda, caracterizada pelo fato de compreender: uma seção de solda na qual várias partes de peças de trabalho metálicas são fundidas por um feixe de laser e soldadas; onde a seção de solda é formada de uma estrutura de cristal colunar a partir de uma borda periférica da seção de solda para um centro da seção de solda, e na estrutura de cristal colunar, um cristal colunar s estende em uma direção a partir da borda periférica da seção de solda na direção do centro da seção de solda.

11. Estrutura de solda, caracterizada pelo fato de compreender: uma seção de solda na qual partes de várias peças de trabalho metálicas são fundidas por um feixe de laser e soldadas, onde a seção de solda é formada a partir de uma primeira região de cristal colunar, uma região de cristal equiaxed, e uma segunda região de cristal colunar em uma direção a partir de uma borda periférica da seção de solda na direção de um centro da seção de solda, a pri- meira região de cristal colunar sendo formada a partir de uma estrutura de cristal colunar na qual um cristal colunar se estende a partir da borda periférica da seção de solda, a região de cristal equiaxed sendo formada a partir da primeira região de cristal colunar e formada de uma estrutura de cristal que é formada a partir da primeira região de cristal colunar e formada a partir de uma estrutura de cristal equiaxed que é formada para cercar o centro da seção de solda, e a segunda região de cristal colunar sendo formada a partir da dita região de cristal equiaxed para o centro da seção de solda e formada a partir da estrutura de cristal colunar na qual o cristal colunar se estende na direção do centro da seção de solda.

12. Estrutura de solda, caracterizada pelo fato de compreender: uma seção de solda na qual as partes de várias peças de trabalho metálicas são fundidas por um feixe de laser e soldadas, onde uma superfície da seção de solda em um lado que é irradiado com o feixe de laser é formada a partir de uma superfície recuada primária que é recuada a partir de uma borda periférica da seção de solda na direção de um centro da seção de solda e uma superfície recuada secundária que é adicionalmente recuada a partir da dita superfície recuada primária em uma proximidade do centro da dita seção de solda, e uma superfície posterior da seção de solda que corresponde à superfície recuada secundária não é recuada ou é uma superfície recuada mais rasa do que a superfície recuada secundária.