CN105014237B - 熔接方法和熔接结构 - Google Patents

Abstract

一种用于通过重叠多个熔接对象并执行激光熔接而将所述多个熔接对象接合在一起的熔接方法，该熔接方法包括通过借助于激光熔接沿着熔接对象上的虚拟闭合曲线形成多个熔核来形成熔接部。熔核的直径与彼此相邻的熔核之间的间距尺寸的比率大于1/2并且不大于1。

Description

熔接方法和熔接结构

技术领域

本发明涉及一种熔接方法和熔接结构，并且更特别地，涉及一种激光熔接的熔接方法和熔接结构。

背景技术

通过激光熔接的熔接方法是一种广泛使用的用于将多个重叠的熔接对象(例如，诸如金属板之类)接合在一起的熔接方法，这是因为激光熔接提供了下述优势：例如几乎没有加工变形、能够高速熔接、并且受余热影响的部分很少。在激光熔接方法的情况下，通常通过以直线扫描激光而以直线形成熔接部。

此时，应力集中在以直线形成的熔接部的两个端部处。因此，已经指出了多种问题，如这种类型的熔接部往往存在使得难以实现均一的熔接质量的缺陷。因此，为了解决这些类型的问题，已经提出了形成各种形状的熔接部的激光熔接方法。

例如，日本特许申请公报No.2009-233712(JP 2009-233712 A)描述了一种激光熔接方法，该激光熔接方法形成的熔接部呈彼此面向地设置的两个“C”形形状。通过这种类型的激光熔接方法，在熔接区域的两侧上的、应力趋于集中的端部处设置有熔接部的呈C形弧的弯曲部。另一方面，熔接部的起点(即，开始照射激光的起点)和终点(即，停止照射激光的终点)设置在位于两侧端部之间的中间部分中，并且倾向于不受外力的影响(对于熔接强度的提高贡献不大)。因此，熔接部的起点和终点没有设置在趋于发生应力集中的两侧端部处，因此缓解了熔接部处的应力集中。另外，通过JP 2009-233712 A中的激光熔接方法，熔接部形成为彼此面向的两个“C”形形状，因此，省略了趋于不受外力影响的中间部分的熔接部。也就是说，提高了生产效率，这是因为对于熔接强度的提高贡献不大的位置没有被熔接。

此时，在通过激光熔接形成熔接结构的情况下，应力趋于集中在熔接部与基材之间的边界处。因此，在熔接部与基材之间的边界处可能会发生裂纹。此外，如果该边界位于与裂纹行进的方向相同的方向，则裂纹将趋于进一步行进。如果这种情况发生，则接合在一起的熔接对象可能会裂开(即，断裂)。

然而，通过根据上述JP 2009-233712 A的激光熔接方法形成的熔接不如以与形成为两个C形的熔接部尺寸相同的圆形形状或圆周形状形成的熔接部牢固。因此，与尺寸相同的圆形形状或圆周形状形成的熔接部相比，通过根据上述JP 2009-233712 A的激光熔接方法形成的熔接部对上述问题的解决不够高效。

发明内容

因此，本发明提供了一种能提高熔接强度的熔接方法以及具有改善的熔接强度的熔接结构。

本发明的一方面涉及一种用于通过重叠多个熔接对象并执行激光熔接而将所述多个熔接对象接合在一起的熔接方法。该熔接方法包括通过借助于激光熔接沿着熔接对象上的虚拟闭合曲线形成多个熔核来形成熔接部。熔核的直径与彼此相邻的熔核之间的间距尺寸的比率大于1/2并且不大于1。

另外，本发明的第二方面涉及一种熔接结构，该熔接结构包括通过借助于激光熔接形成的熔接部接合在一起的多个熔接对象。该熔接部包括沿着熔接对象上的虚拟闭合曲线形成的多个熔核。熔核的直径与彼此相邻的熔核之间的间距尺寸的比率大于1/2并且不大于1。

通过形成多个熔核以使得熔核的直径与彼此相邻的熔核之间的间距尺寸的比率大于1/2并且不大于1，相邻熔核断续地设置有夹在相邻熔核之间的基材。因此，在裂纹行进的方向上设置有基材(即，熔接对象)。因此，能够抑制裂纹行进。因此，能够改善熔接强度。

另外，在上述方面中，熔核的直径与重叠的多个熔接对象的厚度的比率可以不大于3。这种类型的结构使得即使在熔接对象处于竖向设置位置的情况下执行熔接时也可以抑制熔核由于其自身重量而下垂。因此，无论熔接点的姿态如何，都可以抑制熔核由于其自身重量而下垂。此外，能够确保与在熔接对象处于水平设置位置的情况下所获得熔接强度相等的熔接强度。

另外，在上述方面中，熔核的直径的厚度与所述多个熔接对象中的位于不照射激光一侧的熔接对象的厚度t的比率可以不大于1.5。这种类型的结构使得即使在熔接对象由压铸件或铸件等制造时也可以抑制在不照射激光一侧形成突出部。因此，即使在熔接对象由压铸材料或铸件制成的情况下也能够适当地执行熔接。

根据本发明的第一方面和第二方面，能够提供一种能够提高熔接强度的熔接方法以及具有提高的熔接强度的熔接结构。

附图说明

下文将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优势及技术和工业意义，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1A为通过根据本发明的第一示例实施方式的熔接方法形成的熔接结构的视图；

图1B为通过根据第一示例实施方式的熔接方法形成的熔接结构的另一视图；

图2A为示出了根据第一示例实施方式的熔接方法的视图；

图2B为示出了根据第一示例实施方式的熔接方法的另一视图；

图2C为示出了根据第一示例实施方式的熔接方法的另一视图；

图2D为示出了根据第一示例实施方式的熔接方法的另一视图；

图3A为根据第一示例实施方式的由不同数目的熔核形成的熔接部的一个示例的视图；

图3B为根据第一示例实施方式的由不同数目的熔核形成的熔接部的另一示例的视图；

图3C为根据第一示例实施方式的由不同数目的熔核形成的熔接部的一个示例的又一视图；

图4A为示出了根据第一示例实施方式的熔核直径与间距尺寸的比率与熔接强度之间的关系的曲线图；

图4B为示出了根据第一示例实施方式的熔核直径与间距尺寸的比率与熔接强度之间的关系的另一曲线图；

图5A为通过根据对比示例的熔接方法形成的熔接结构的视图；

图5B为通过根据对比示例的熔接方法形成的熔接结构的另一视图；

图6为示出了根据第一示例实施方式的熔接部的裂开机理的视图；

图7A为示出了通过根据第一示例实施方式的熔接方法形成的熔接结构的强度测试的结果的视图；

图7B为示出了通过根据对比示例的熔接方法形成的熔接结构的强度测试的结果的视图；

图8为与本发明的第二示例实施方式相关的视图，该视图示出了在熔接对象处于竖向设置位置的情况下执行熔接；

图9A为示出了通过测量熔核直径与总厚度的比率与上侧凹进量之间的关系获得的结果的曲线图；

图9B为示出了通过测量熔核直径与总厚度的比率与下侧突出量之间的关系获得的结果的曲线图；

图10为将通过根据第二示例实施方式的熔接方法形成的熔接结构的强度测试的结果与通过对比示例的熔接方法形成的熔接结构的强度测试的结果进行比较的视图；

图11A为通过根据本发明的第三示例实施方式的熔接方法形成的熔接部的熔接部形状的视图；

图11B为通过根据对比示例的熔接方法形成的熔接部的熔接部形状的视图；

图12为示出了通过测量熔核直径与厚度的比率与突出量之间的关系获得的结果的曲线图；

图13A为示出了根据修改示例的熔接部的视图；以及

图13B为示出了根据另一修改示例的熔接部的视图。

具体实施方式

(第一示例实施方式)

下文中，将参照附图描述本发明的示例实施方式。图1A和图1B为通过根据本发明的第一示例实施方式的熔接方法形成的熔接结构1的视图，其中，图1A为熔接结构1的俯视图，并且图1B为熔接结构1的沿着图1A中的线IB-IB截取的截面图。

熔接结构1包括多个熔接对象(例如，诸如金属板之类)。在该示例实施方式中，熔接结构1包括彼此重叠的两个熔接对象2和4。熔接对象2和4在彼此重叠的状态下通过熔接部10接合在一起。如稍后将进行描述的，熔接部10通过激光熔接形成。在激光熔接时，在熔接对象2处照射激光。换句话说，熔接对象4为位于不照射激光一侧的熔接对象。

熔接部10由多个熔核12形成。在图1A和图1B的示例中，熔接部10具有六个熔核12a、12b、12c、12d、12e和12f。熔接部10的熔核12的数目是任意的。另外，例如如图1A中所示，各个熔核12形成为大致圆形形状。熔核12的形状不限于圆形，并且还可以为例如椭圆形或多边形形状。

熔核12a、12b、12c、12d、12e和12f形成为沿着由虚线指示的虚拟闭合曲线14布置。在该示例实施方式中，描述了虚拟闭合曲线14为圆形的示例，但是虚拟闭合曲线14不限于为圆形。虚拟闭合曲线14还可以为椭圆形或者适当的曲线或多边形形状。在该示例实施方式中，虚拟闭合曲线14为具有直径D的圆。

如图1B中所示，每个熔核12的直径均为d。另外，相邻的熔核12之间(例如熔核12a与熔核12b之间)的间距尺寸为p。在这种情况下，熔核12设置成使得1/2<d/p≤1。换句话说，熔核12设置成使得熔核直径d与间距尺寸p的比率d/p大于1/2并且不大于1。

间距尺寸p为指示相邻的熔核12之间的距离(间隔)的值。例如，当熔核12为圆形形状时，间距尺寸p可以指示相邻的熔核12的中心之间的距离。例如，熔核12a与熔核12b之间的间距尺寸p可以为熔核12a的中心附近位置与熔核12b的中心附近位置之间的距离。

另外，在熔核12具有圆形形状时，熔核直径d可以为熔核12的直径。另一方面，在熔核12具有椭圆形形状的情况下，熔核直径d可以为长轴的长度，或者熔核直径d可以为长轴的长度与短轴的长度的平均值。也就是说，熔核直径为指示熔核12的尺寸(外径尺寸)的值。

另外，间距尺寸p并非必须在熔接部10中严格恒定。也就是说，熔核12a和熔核12b之间的间距尺寸p并非必须与例如熔核12b和熔核12c之间的间距尺寸p相同。此外，每个熔核12的直径d并非必须严格相同。例如，熔核12a的直径并非必须与熔核12b的直径相同。

另外，如图1B中所示，熔接对象2和4的厚度(总厚度)——包括熔接对象2与4之间的间隙——为T。另外，作为位于不照射激光一侧的熔接对象的熔接对象4的厚度为t。这些厚度，即总厚度T以及熔接对象4的厚度t，将在稍后将描述的另一示例实施方式中进行描述。

图2A至图2D为根据第一示例实施方式的熔接方法的视图。根据第一示例实施方式的熔接方法通过熔接装置100来实施。该熔接装置100至少包括照射部102和控制部104。例如，照射部102为诸如振镜扫描器之类的激光扫描器，并且照射部102通过控制内部振镜扫描器的镜子的取向而向熔接对象2上的预定位置处照射激光LA。因此，在激光LA所照射的位置处形成熔核12。控制部104控制照射部102(更具体地，控制振镜扫描器的镜子的取向)，使得形成了符合1/2＜d/p≤1的条件的多个熔核12。

另外，如下所述，存在可以形成熔核12的多种方法。然而，可以采用任何形成法来执行根据本示例实施方式的熔接方法。

图2A为示出了定点式形成法的视图。在这种定点式形成法的情况下，例如，通过在熔接对象2上的预定点处照射激光LA达固定时长而形成圆形熔核12。更具体地，控制部104控制照射部102以使得在熔接对象2上待形成熔核12a的位置处照射激光LA。因此，照射部102在通过控制部104的控制而设定的位置处照射激光LA达固定时长，并且在该位置处形成熔核12a。一旦熔核12a形成，则控制部104控制照射部102以使得在待形成熔核12b的位置处照射激光LA。熔接装置100随后以相同的方式在熔接对象2和4上形成熔核12b、12c、12d、12e和12f。

图2B为示出了“扫描式形成法”的视图。在这种扫描式形成法的情况下，例如，通过在熔接对象2上如由箭头B所示沿着圆周路径(例如，具有与图1A中的熔核12的外周相同形状的路径)扫描激光LA而形成环形熔核12。更具体地，控制部104控制照射部102以使得在熔接对象2上待形成熔核12a的位置处沿着圆周路径扫描激光LA。因此，照射部102形成了圆筒形熔核12a。一旦形成熔核12a，则控制部104控制照射部102以使得在待形成熔核12b的位置处照射激光。熔接装置100随后以相同的方式在熔接对象2和4上形成熔核12b、12c、12d、12e和12f。

图2C为示出了“填充式形成法”的视图，在这种填充式形成法的情况下，首先，通过沿着圆周路径扫描激光LA而形成环形熔核。接下来，如由箭头C所示，通过扫描激光LA以填充所形成的环形熔核的内部而形成圆形熔核12。更具体地，控制部104控制照射部102以使得在熔接对象2上待形成熔核12a的位置处沿着圆周路径扫描激光LA。因此，照射部102形成了环形熔核。随后，控制部104控制照射部102以使得扫描激光LA以填充所形成的环形熔核的内部。因此，照射部102通过扫描激光LA以填充环形熔核的内部而形成了圆形熔核。一旦形成熔核12a，则控制部104控制照射部102以使得在待形成熔核12b的位置处照射激光LA。熔接装置100随后以相同的方式在熔接对象2和4上形成熔核12b、12c、12d、12e和12f。

图2D为示出了“螺旋式形成法”的视图，在该螺旋式形成法的情况下，例如，通过在熔接对象2上如由箭头D所示沿着螺旋状路径扫描激光LA而形成圆形熔核12。更具体地，控制部104控制照射部102以使得在熔接对象2上待形成熔核12a的位置处沿着螺旋状路径扫描激光LA。因此，照射部102形成了圆形熔核12a。一旦圆形熔核12a形成，则控制部104控制照射部102以使得在待形成熔核12b的位置处照射激光LA。熔接装置100随后以相同的方式在熔接对象2和4上形成熔核12b、12c、12d、12e和12f。

图3A至图3C为根据熔接结构1的由不同的数目的熔核12形成的熔接部10的示例。图3A至图3C示出了熔接部10形成有三个、四个和五个熔核(熔接点)的情况。

图3A为具有三个熔核12a、12b和12c的熔接部10的视图。熔核12a、12b和12c以沿着虚拟闭合曲线14(例如具有直径D的圆)设置的方式形成。另外，每个熔核12的直径为d，并且相邻的熔核12之间的间距尺寸为p。此时，熔核12设置成使得1/2＜d/p≤1。

图3B为具有四个熔核12a、12b、12c和12d的熔接部10的视图。熔核12a、12b、12c和12d以沿着虚拟闭合曲线14(例如具有直径D的圆)设置的方式形成。另外，每个熔核12的直径为d，并且相邻的熔核12之间的间距尺寸为p。此时，熔核12设置成使得1/2＜d/p≤1。

图3C为具有五个熔核12a、12b、12c、12d和12e的熔接部10的视图。熔核12a、12b、12c、12d和12e以沿着虚拟闭合曲线14(例如具有直径D的圆)设置的方式形成。另外，每个熔核12的直径为d，并且相邻的熔核12之间的间距尺寸为p。此时，熔核12设置成使得1/2＜d/p≤1。

图4A和图4B为示出了根据第一示例实施方式的熔核直径d与间距尺寸p的比率d/p与熔接强度之间的关系的曲线图。此处，图4A为示出了熔核直径d与间距尺寸p的比率d/p与剥离强度比之间的关系的曲线图，并且图4B为示出了熔核直径d与间距尺寸p的比率d/p与剪切强度比之间的关系的曲线图。与图4A和图4B中的示例相关的曲线图示出了在熔核12的数目为三个、四个、五个和六个、0.2＜d/p＜2、熔接对象2为1.2mm厚的铝合金并且熔接对象4为1.0mm厚的铝合金的情况下执行的强度测试的结果。

此处，例如，剥离强度由以下值来指示：沿使接合在一起的熔接对象2和4剥离开的剥离方向(即熔接对象的厚度方向)施加的、熔接对象2和4(即熔接部10)能够承受而不会剥离开的拉伸载荷的最大值。另外，剪切强度由以下值来指示：沿剪切方向(即与熔接对象的厚度方向正交的方向)施加至接合在一起的熔接对象2和4的、熔接对象2和4(即熔接部10)能够承受而不会沿剪切方向被剥离开的拉伸载荷的最大值。

另外，剥离强度比指的是，当在熔接对象通过与熔接部10尺寸相同(例如直径D+d)的一个大致圆形熔核而被接合时的剥离强度为1时，通过根据第一示例实施方式的熔接方法形成的熔接部10的剪切强度的比率。类似地，剪切强度比指的是，当在熔接对象通过与熔接部10尺寸相同(例如直径D+d)的一个大致圆形熔核而被接合时的剪切强度为1时，通过根据第一示例实施方式的熔接方法形成的熔接部10的剪切强度的比率。

如图4A中所示，当d/p＜0.5时，剥离强度比小于1。换句话说，此时，由根据第一示例实施方式的熔接方法形成的熔接部10的剥离强度小于在熔接对象通过与熔接部10尺寸相同(例如，直径D+d)的一个大致圆形熔核而被接合时的剥离强度。

当d/p＜0.5时，熔核直径小于间距尺寸p，因此熔核12是分离的。因此，就强度特征而言，在施加的载荷超过各个熔核12的强度时发生裂开，而多个熔核12彼此没有影响。因此，在这种情况下，熔核12在内部各自单独地裂开。也就是说，当d/p＜0.5时，根据第一示例实施方式的熔接方法无助于提高熔接强度。

另外，当1＜d/p时，剥离强度大约为1。换句话说，通过根据第一示例实施方式的熔接方法形成的熔接部10的剥离强度与在熔接对象通过与熔接部10尺寸相同(例如，直径D+d)的单个大致圆形熔核而被接合时的剥离强度近似相同。

当1＜d/p时，熔核直径对于间距直径p而言过大，因此，相邻的熔核12变得彼此重叠。因此，在熔核12成组的情况下，沿着熔接部10的外周发生裂开(即多个熔核12结合在一起并裂开)。另外，在这种情况下，相邻的熔核12重叠，因此，由多个熔核12形成的熔接部10的形状在强度特征方面与和熔接部10尺寸相同的单个大致圆形熔核的形状相同。因此，在这种情况下，强度特征与熔接对象由与熔接部10尺寸相同的单个大致圆形熔核而被接合时的强度特征相同。也就是说，当1＜d/p时，根据第一示例实施方式的熔接方法对于提高熔接强度的帮助不大。

另一方面，当0.5＜d/p≤1时，如由区域A(由虚线指示)所示，剥离强度比大于1。换句话说，此时，通过根据第一示例实施方式的熔接方法形成的熔接部10的剥离强度大于在熔接对象通过与熔接部10尺寸相同(例如直径D+d)的单个大致圆形熔核而被接合时的剥离强度。因此，在这种情况下，能够提高熔接强度。

当0.5＜d/p≤1时，相邻的熔核12彼此分离，因此在相邻的熔核12之间设置有基材(即，熔接对象2和4)。因此，同时抑制了熔核结合在一起以及裂开。此外，相邻的熔核12没有间隔得过远，因此还抑制了熔核单独裂开。因此，在这种情况下，裂开发生在基材(即熔接对象2和4)中。

另外，如图4B中所示，对于剪切强度同样，如区域B(由虚线指示)中所示，能够获得与图4A中示出的结果类似的结果。也就是说，在剪切强度一样的情况下，在0.5＜d/p≤1时能够提高熔接强度。

下文中，将描述根据该示例实施方式的熔接方法的机理。图5A和图5B为通过根据对比示例的熔接方法形成的熔接结构90的视图，其中，图5A为熔接结构90的俯视图，并且图5B为熔接结构90的沿着图5A中的线A-A截取的截面图。

与根据第一示例实施方式的熔接结构1类似，熔接结构90包括彼此重叠的两个熔接对象2和4。熔接对象2和4在彼此重叠的情况下通过熔接部92接合在一起。熔接部92通过激光熔接形成。熔接部92由单个大致圆形熔核形成。

此时，在激光熔接的情况下，应力集中在作为熔融部分的熔接部92与作为基材的熔接对象2和4之间的边界(由图5B中的箭头B指示)处。因此，裂纹趋于形成在该边界部处。此外，如图5A中的箭头C所示，边界部沿着圆形熔接部92的圆周连续。也就是说，在对比示例中，裂纹如箭头C所示那样行进，并且边界部位于该行进的方向上，因此，裂纹趋于容易地行进。

图6为示出了根据熔接结构1的熔接部10的裂开机理的视图。首先，在熔接部10处，应力集中在熔核12a与作为基材的熔接部2和4之间的边界点P处，并且裂纹发生。随后，裂纹如箭头A1所示沿着该熔核12a的圆周行进，这是因为熔核12a与基材(即熔接对象2和4)之间的边界位于沿着熔核12a的圆周上，即熔接部10的外周(由粗虚线指示)上。

随后，在点B1处，熔核12的圆周开始远离熔接部10的外周并且开始位于熔接部10内。因此，裂纹行进的方向改变至由箭头A2指示的方向。因此，在点B1处，与裂纹的行进方向持续的情况相比，裂纹的行进受到抑制。此外，在点B1处存在作为基材的熔接对象2和4。换句话说，在点B1处不存在熔核12与基材之间的边界。因此，在点B1处，相比熔核12(即，熔接部10)与基材之间的边界持续的情况，裂纹的行进受到抑制。情况在点B2处也相同。以此方式，通过根据第一示例实施方式的熔接方法，相邻的熔核12断续地设置有夹入相邻的熔核中间的基材，因此能够在整个熔接部10中都抑制裂纹的行进。因此，能够提高熔接强度。

图7A和图7B为将通过根据第一示例实施方式的熔接方法形成的熔接结构1的强度测试的结果与通过根据对比示例的熔接方法形成的熔接结构90的强度测试的结果进行比较的视图，其中，图7A示出了用于根据第一示例实施方式的熔接方法的强度测试的结果，并且图7B示出了用于根据对比示例的熔接方法的强度测试的结果。

在图7A和图7B中，竖向轴线表示施加至熔接结构的载荷，并且水平轴线表示经过的时间。也就是说，图7A和图7B为示出了载荷随着时间的变化的曲线图。此时，在图7A和图7B中的曲线图中，熔接结构的能量吸收量由指示载荷随着时间的改变的曲线、竖向轴线以及水平轴线围出的区域(由斜线示出)的面积来指示。

此时，在图7A中示出的根据第一示例实施方式的熔接结构1的能量吸收量S1大于在图7B中示出的根据对比示例的熔接结构90的能量吸收量S2。这是因为如以上参照图4A和图4B所描述的，根据第一示例实施方式的熔接结构1在基材(即，熔接对象)处裂开。因此，如图7A和图7B中所示，能够改善能量吸收量。

(第二示例实施方式)

接下来，将描述本发明的第二示例实施方式。在第二示例实施方式的熔接结构1中，与根据第一示例实施方式的熔接结构1类似，熔接对象2和4通过熔接部10接合在一起。与第一示例实施方式类似，熔接部10由多个熔核12形成。与第一示例实施方式类似，熔核12形成为使得1/2＜d/p≤1。此外，第二示例实施方式与第一示例实施方式的不同之处在于熔核12形成为使得d≤3T。换句话说，在第二示例实施方式中，熔核12形成为使得熔核直径d与总厚度T的比率d/T等于或小于3。在第二示例实施方式中，这种类型的结构使得即使在熔接对象2和4处于竖向设置位置的情况下执行激光熔接时，也可以抑制熔融金属(即熔核12)由于自身重量而流动(即，下垂)。

图8为示出了在熔接对象2和4处于竖向设置位置的情况下执行熔接的视图。如图8中所示，通过根据第二示例实施方式的熔接方法，在这种情况下，熔接对象2和4竖向设置。随后，熔接装置100的照射部102沿水平方向在熔接对象2处照射激光LA。

此时，由于熔融金属由于自身重量向下移动，所形成的熔核12可能会由于其自身重量下垂。此时，如图8中所示，如果熔融金属由于其自身重量向下移动，则将在熔核12的上侧上产生凹部，并且将在下侧上发生突出。此时，在熔核12的上侧上从熔接对象2的表面A凹进的量将被称作“上侧凹进量H1”。另外，在熔核12的下侧上从熔接对象2的表面A突出的量将被称作“下侧突出量H2”。

图9A和图9B为示出了通过测量熔核直径d与总厚度T的比率d/T、上侧凹进量H1以及下侧突出量H2之间的关系获得的结果的曲线图，其中，图9A为比率d/T与上侧凹进量H1之间的关系的视图，并且图9B为比率d/T与下侧突出量H2之间的关系的视图。

如图9A中所示，当0＜d/T≤3时，上侧凹进量H1大致为0。另一方面，当3＜d/T时，上侧凹进量H1为大于0的值，并且上侧凹进量H1随着d/T增大而增大。另外，如图9B中所示，当0＜d/T≤3时，下侧突出量H2大致为0。另一方面，当3＜d/T时，下侧突出量H2为大于0的值，并且下侧突出量H2随着d/T增大而增大。因此，在0＜d/T≤3的情况下，能够抑制熔核12由于其自身重量而下垂。因此，在第二示例实施方式中，即使在熔接对象2和4处于竖向设置位置时，也能够抑制熔核12由于其自身重量而下垂。

图10为将通过根据第二示例实施方式的熔接方法形成的熔接结构1的强度测试的结果与通过对比示例的熔接方法形成的熔接结构的强度测试的结果进行比较的视图。此处，根据对比示例的熔接方法与以上参照图5A和图5B描述的熔接方法类似。另外，图10示出了熔接部10由六个熔核12形成的情况的示例。另外，在图10中，竖向轴线表示剥离强度比。图10中的剥离强度比表示在熔接对象2和4如图8中所示处于竖向设置位置的情况下执行熔接时的剥离强度(即，竖向剥离强度)与在熔接对象2和4如图1A中所示处于水平设置位置的情况下执行熔接时的剥离强度(水平剥离强度)的比率。另外，当根据对比示例的熔接部92的直径为d时，d/T的值为大约5.5。另外，当根据第二示例实施方式的熔核12的直径为d时，d/T的值为大约1.5。

如图10中所示，在根据对比示例的熔接部92的情况下，剥离强度比小于1。也就是说，在对比示例的情况下，当在熔接对象2和4处于竖向设置位置的情况下执行熔接时，熔接强度不及在熔接对象2和4处于水平设置位置的情况下执行熔接。另一方面，在根据第二示例实施方式的熔核12(即熔接部10)的情况下，剥离强度比大约为1。也就是说，在第二示例实施方式中，即使在熔接对象2和4处于竖向设置位置的情况下执行熔接时，也可以确保与在熔接对象2和4处于水平设置位置的情况下执行熔接时所获得的熔接强度相等的熔接强度。

在根据对比示例的熔接部92中，如果直径被增大以确保熔接强度，则直径d相对于总厚度T的值将会增大。因此，当在熔接对象2和4处于竖向设置位置的情况下执行熔接时，熔核12将由于其自身重量而下垂。因此，熔接强度不及在熔接对象2和4处于水平设置位置的情况下执行熔接时的熔接强度。

另一方面，在该示例实施方式中，即使在熔核的直径较小的情况下也能够确保熔接强度。因此，在第二示例实施方式中，即使在熔接对象2和4处于竖向设置位置的情况下执行熔接，也能够抑制熔核12由于其自身重量而下垂。也就是说，在第二示例实施方式中，无论熔接点的姿态如何，都能够抑制熔融金属由于其自身重量而下垂。此外，在第二示例实施方式中，能够确保与在熔接对象2和4处于水平设置位置的情况下执行熔接所获得的熔接强度相等的熔接强度。

(第三示例实施方式)

接下来，将描述本发明的第三示例实施方式。在根据第三示例实施方式的熔接结构1中，与根据第一示例实施方式的熔接结构1类似，熔接对象2和4通过熔接部10接合在一起。类似于第一示例实施方式，熔接部10由多个熔核12形成。与第一示例实施方式类似，熔核12形成为使得1/2＜d/p≤1。此外，第三示例实施方式与第一示例实施方式的不同之处在于熔核12形成为使得d≤1.5t。换句话说，在第三示例实施方式中，熔核12形成为使得熔核直径d与位于不照射激光一侧的熔接对象4的厚度t的比率d/t等于或小于1.5。在第三示例实施方式中，这种类型的结构使得即使在熔接对象2和4为压铸材料或铸件等时也可以适当地执行熔接。

图11A和图11B为将通过根据第三示例实施方式的熔接方法形成的熔接部10的熔接部形状与通过根据对比示例的熔接方法形成的熔接部92的熔接部形状进行比较的视图。图11A为通过根据对比示例的熔接方法形成的熔接结构90的熔接部92的截面图，并且图11B为通过根据第三示例实施方式的熔接方法形成的熔接结构1的熔接部10的截面图。图11B示出了熔接部10通过三个熔核12形成的情况。

在图11A和图11B中，熔接对象2和4中的至少一者由压铸材料制成。当在压铸材料上执行熔接时，压铸材料中的气体或杂质膨胀。因此，通过熔接而熔融的熔融金属可能从未照射激光束的一侧流出，并且可能形成由流出的熔融金属形成的突出部。因此，熔接部形状劣化。

如图11A中所示，根据对比示例的熔接结构90的熔接部92由单个大致圆形熔核形成。此时，为了确保熔接强度，必须增大熔接部92的直径。因此，熔接部92的直径d大于熔接对象4的厚度t的1.5倍。当熔接部92的直径d以此方式相对于熔接对象4的厚度t增大时，如图11A中所示，形成熔接部92的熔融金属从熔接对象4的下表面(即，位于不照射激光一侧的表面)流出，使得形成了突出部94。指示该突出部的高度的突出量被表示为H3。

另一方面，如图11B中所示，根据第三示例实施方式的熔接结构1的熔接部10由多个(在图11B中为三个)熔核12形成。此时，如上所述，在该示例实施方式中，用于确保熔接强度的条件为1/2＜d/p≤1，因此并非必须增大熔核直径d。因此，如图11B中所示，在该第三示例实施方式中，在熔接对象4的下表面上将没有形成突出部。

图12为示出了通过测量熔核直径d与厚度t的比率d/t与突出量H3之间的关系获得的结果的曲线图。该测量是利用熔接对象2和4由压铸材料制成的熔接结构来进行的。

如图12中所示，当0＜d/t≤1.5时，突出量H3为0。也就是说，此时没有形成突出部。另一方面，当1.5＜d/t≤4时，突出量H3为超过0的值，并且突出量H3随着d/t增大而增大。因此，在d/t≤1.5的情况下，即使熔接对象2和4由压铸材料制成，也能够抑制突出部的形成。因此，在第三示例实施方式中，与第一示例实施方式类似，能够在确保熔接强度的同时改善熔接部形状。

(修改示例)

本发明不限于上述示例实施方式，并且可以在不背离本发明的范围的情况下根据需要进行修改。例如，在上述示例实施方式中，熔接对象的数目为两个，但是熔接对象的数目不限于此。熔接对象的数目还可以为三个或更多个。另外，根据示例实施方式的熔接方法还可以应用于任何适当的熔接对象，无论该熔接对象是否已经进行了表面处理。

另外，在上述示例实施方式中，熔接部10由沿着虚拟闭合曲线14设置的多个熔核12形成，但是熔接部10不限于这种类型的结构。例如，如图13A中所示，熔接部10还可以通过将熔核16形成到沿着虚拟闭合曲线14设置的多个熔核12的内侧来形成。另外，例如，如图13B中所示，熔接部10可以通过结合熔核组18A、18B和18C来形成，熔核组18A、18B和18C中的每一者均由沿着虚拟闭合曲线14设置的多个熔核12来形成。此时，构成熔核组18A的熔核12、构成熔核组18B的熔核12以及构成熔核组18C的熔核12也可以共用。

另外，在上述示例实施方式中，照射部102根据控制部104的控制来设定激光照射位置，但是照射部102不限于这种类型的结构。例如，激光照射位置还可以由操作者的操作来设定。

Claims (4)

1.一种用于通过重叠多个熔接对象(2、4)并执行激光熔接而将所述多个熔接对象接合在一起的熔接方法，所述熔接方法的特征在于包括：

通过借助于激光熔接沿着所述熔接对象上的虚拟闭合曲线(14)形成多个熔核(12)来形成熔接部(10)，

其中，所述熔核的直径与彼此相邻的熔核之间的间距尺寸的比率大于1/2并且不大于1，

所述熔接对象是铝合金；

所述熔核的直径与重叠的多个熔接对象的厚度的比率不大于3，其中，所述重叠的多个熔接对象的厚度包括所述重叠的多个熔接对象中的每个熔接对象的厚度以及所述重叠的多个熔接对象之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的熔接方法，其特征在于，

所述熔核的直径与所述多个熔接对象中的位于不照射激光一侧的熔接对象的厚度的比率不大于1.5。

3.一种熔接结构，其特征在于包括：

多个熔接对象(2、4)，所述多个熔接对象(2、4)通过借助于激光熔接而形成的熔接部(10)接合在一起，其中，

所述熔接部包括沿着所述熔接对象上的虚拟闭合曲线(14)形成的多个熔核(12)，并且所述熔核的直径与彼此相邻的熔核之间的间距尺寸的比率大于1/2并且不大于1，

所述熔接对象是铝合金；

所述熔核的直径与重叠的多个熔接对象的厚度的比率不大于3，其中，所述重叠的多个熔接对象的厚度包括所述重叠的多个熔接对象中的每个熔接对象的厚度以及所述重叠的多个熔接对象之间的间隙。

4.根据权利要求3所述的熔接结构，其特征在于，

所述熔核的直径与所述多个熔接对象中的位于不照射激光一侧的熔接对象的厚度的比率不大于1.5。