CN105880829A

CN105880829A - 激光焊接方法

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Publication number: CN105880829A
Application number: CN201510977768.9A
Authority: CN
Inventors: 久田幸平; 日置亨; 尾楠和幸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2035-12-23
Also published as: US10843293B2; US20160236297A1; JP6135691B2; EP3090830A1; EP3090830B1; CN105880829B; JP2016150363A

Abstract

本发明提供一种激光焊接方法，根据本发明的激光焊接方法用于通过在使扫描激光束(16)的扫描单元(11)移动的同时将由扫描单元扫描的激光束(16)施加至多个金属板(31)和(32)来焊接该多个金属板(31)和(32)，所述激光焊接方法包括：在使扫描单元移动的同时在扫描单元的扫描范围内对待焊接物体的在焊接方向上的预定部位执行预固定焊接的步骤和对所述待焊接物体的与预固定过的部位对应的部位执行主焊接的步骤。此外，当对待焊接物体的与预固定过的部位对应的所述部位进行主焊接时，可以在待主焊接的部位的两侧都受约束的情况下对所述部位进行主焊接。

Description

激光焊接方法

技术领域

本发明涉及一种激光焊接方法。

背景技术

已知一种远程焊接技术，其中，焊接通过如下方式进行：通过使用扫描单元扫描(即，以有序的方式沿各种方向进行照射)由激光振荡器引导的激光束，并且将扫描(即，照射)的激光束施加至待焊接的物体。

日本未审专利申请公报No.2006-007238公开了关于远程焊接的技术。在日本未审专利申请公报No.2006-007238中公开的技术中，多个待焊接的物体在其进行激光焊接之前被初步地固定。这可以防止当对该多个待焊接的物体进行激光焊接时它们的位置偏离。

发明内容

本发明人已经发现下列问题。在远程焊接中，通过将由扫描单元扫描(即，照射)的激光束施加至待焊接的物体来对待焊接的物体进行焊接，当待焊接的物体(比如汽车的车体)大于激光束的扫描范围时，待焊接的物体的整个范围不能仅通过由扫描单元来扫描(即，以有序的方式沿各个方向进行照射)激光束而被焊接，在这种情况下，需要在通过使用机器人来移动扫描单元的同时进行焊接。

附带地，当待焊接的物体是多个金属板时，存在如下情况：待焊接的物体由于在对待焊接的物体进行焊接时发生的热形变、残余应力等而变形，从而导致有缺陷的焊接。为了防止这种有缺陷的焊接的发生，需要在进行主焊接之前进行预固定焊接(即，用于预固定的焊接)。

然而，在进行预固定焊接之后对待焊接的物体进行主焊接的情况下，需要在通过使用机器人来移动扫描单元的同时进行预固定焊接(参见图11(a))，并且随后再次在通过使用机器人来移动扫描单元的同时进行主焊接(参见图11(b))。即，在这种情况下，扫描单元总共需要在同一焊接路径上移动两次。此外，由机器人进行的扫描单元的移动操作比由扫描单元进行的激光束的扫描操作慢。因此，存在如下问题：由于在对待焊接的物体进行焊接时扫描单元在同一路径上总共移动两次，因此焊接所需要的步骤的数量增多。

鉴于上文描述的问题，本发明的目的是提供一种能够减少对待焊接的物体进行焊接所需的步骤的数量同时防止发生有缺陷的焊接激光焊接方法。

本发明的第一示例性方面是一种激光焊接方法，所述激光焊接方法用于通过在使扫描激光束的扫描单元移动的同时将由所述扫描单元扫描的所述激光束施加至多个金属板而焊接所述多个金属板，其中，所述激光束从激光振荡器导出，所述多个金属板为待焊接物体，所述激光焊接方法包括：在使所述扫描单元移动的同时在所述扫描单元的扫描范围内对所述待焊接物体的在焊接方向上的预定部位执行预固定焊接的步骤和对所述待焊接物体的与预固定焊接过的部位对应的待主焊接部位执行主焊接的步骤，其中，当对所述待焊接物体的与预固定焊接过的部位对应的所述待主焊接部位进行主焊接时，在如下状态下对所述待主焊接部位进行主焊接：其中，所述待主焊接部位位于邻近的相对于所述待主焊接部位处于所述焊接方向上的上游侧的已经主焊接过的部位与邻近的相对于所述待主焊接部位处于所述焊接方向上的下游侧的已经预固定焊接过的部位之间。

在根据本发明的激光焊接方法中，用于待焊接物体的预固定焊接步骤和主焊接步骤在使扫描单元移动的同时在扫描单元的扫描范围内进行。即，预固定焊接和主焊接二者在同一过程中进行。因此，对待焊接物体进行焊接时所需的扫描单元的行进次数(即，扫描单元在焊接路径上行进的次数)可以减少至一次。因此，对待焊接物体进行焊接所需的步骤的数量可以减少。此外，当待焊接物体被焊接时，待主焊接的部位在该待主焊接的部位位于已被主焊接的部位与已被预固定焊接的部位之间的状态下(换言之，在待主焊接的部位的两侧都受到约束的状态下)被主焊接。因此，可以防止或减小待焊接物体的变形，并且因此可以防止发生有缺陷的焊接。

此外，在根据本发明的激光焊接方法中，相对于所述待主焊接部位处于所述焊接方向上的所述下游侧的两个或更多个邻近的预定部位可以被预固定焊接。通过如文所述对在焊接方向上相对于待主焊接的部位位于下游侧的两个或更多个部位进行预固定焊接，可以更可靠地防止变形和位置偏离。

此外，在根据本发明的激光焊接方法中，可以对所述待主焊接部位进行主焊接而使得所述待主焊接部位与对应的预固定焊接过的部位重叠。通过对待主焊接部位进行主焊接使得如上文所述待主焊接部位与对应的预固定焊接过的部位重叠，能够防止用于待焊接物体的各种外部输入直接地输入预固定焊接的部位，并且因此防止否则的话可能由预固定焊接的部位的破损导致的二次缺陷的产生。

此外，在根据本发明的激光焊接方法中，可以对所述待主焊接部位进行主焊接而使得所述待主焊接部位沿着与所述焊接方向平行的方向和与所述焊接方向垂直的方向中的至少一者相对于对应的预固定焊接过的部位移位。通过如上所述使待主焊接的部位相对于对应的预固定焊接过的部位移位，能够在待主焊接部位被主焊接时在更靠近待主焊接部位的部位处约束待焊接物体，并且因此能够提高防止或减小待焊接物体的变形的效果。

此外，在根据本发明的激光焊接方法中，当对待主焊接部位进行主焊接时，待主焊接部位可以被焊接成线状。通过如上所述将待主焊接的部位焊接成线状，待焊接物体可以被牢固地焊接。

此外，在根据本发明的激光焊接方法中，扫描单元可以间歇地移动或连续地移动。无论采用何种移动方式，在从对任一预定部位的预固定焊接开始时至对与预固定焊接过的所述任一预定部位对应的待主焊接部位的主焊接完成时的时间段期间所述任一预定部位和对应的所述待主焊接部位保持处于所述扫描单元的扫描范围内，而无需扫描单元折返。

在本发明的另一示例性方面中，当对所述待焊接物体的与预固定焊接过的部位对应的所述待主焊接部位进行主焊接时，在如下状态下对所述待主焊接部位进行主焊接：其中，所述待主焊接部位位于邻近的相对于所述待主焊接部位处于所述焊接方向上的上游侧的已经预固定焊接过的部位与邻近的相对于所述待主焊接部位处于所述焊接方向上的下游侧的已经预固定焊接过的部位之间。

在根据本发明的该激光焊接方法中，可以每隔一个预固定焊接过的部位设置对应的待主焊接部位并对所述待主焊接部位进行主焊接。

根据本发明，能够提供这样一种激光焊接方法，该方法能够减少对待焊接的物体进行焊接所需的步骤数量同时防止发生有缺陷的焊接。

根据下文给出的详细描述和附图，将更全面地理解本发明的上述及其他的目的、特征和优点，这些详细描述和附图仅以说明性的方式给出并且因此不应被认为是限制本发明。

附图说明

图1示出了用于执行根据示例性实施方式的激光焊接方法的激光焊接装置的示例；

图2为用于说明图1中示出的激光焊接装置的基本操作的俯视图；

图3为用于说明图1中示出的激光焊接装置的基本操作的截面图；

图4为用于说明根据示例性实施方式的激光焊接方法的图；

图5为用于说明根据示例性实施方式的激光焊接方法的另一示例的图；

图6为用于说明根据示例性实施方式的激光焊接方法的又一示例的图；

图7为用于说明根据示例性实施方式的激光焊接方法的另一示例的图；

图8为用于说明根据示例性实施方式的激光焊接方法的又一示例的图；

图9为用于说明根据示例性实施方式的激光焊接方法的另一示例的图；

图10为用于说明一个示例的图；以及

图11为用于说明比较示例的图。

具体实施方式

下文参照附图说明根据本发明的示例性实施方式。

图1示出了用于执行根据示例性实施方式的激光焊接方法的激光焊接装置的示例。如图1所示，激光焊接装置1包括激光振荡器10、扫描单元11和机器人12。

激光振荡器10产生激光束。所产生的激光束通过使用光纤电缆13被引导至扫描单元11。对于激光束而言，例如，可以使用二氧化碳气体激光器、YAG激光器、光纤激光器等。

扫描单元11在扫描范围18内(参见如图2示出的俯视图)扫描激光束(即，以有序的方式沿各个方向照射激光束(在下文中简单表达为“扫描激光束”))，通过使用光纤电缆13来引导激光束。所扫描的激光束16被施加至待焊接的物体31。扫描单元11包括镜14和15。镜14和15中的每一者均构造成能够绕一个旋转轴线旋转。例如，镜14沿X轴方向扫描激光束16(即，以各个角度照射激光束16)并且镜15沿Y轴方向扫描激光束16(即，以各个角度照射激光束16)(参见图2中示出的俯视图)。例如，镜14和15中的每一者可以通过使用检流计镜来形成。应当指出的是，尽管图1示出了扫描单元11通过使用两个镜14和15形成的情况，但扫描单元11可以通过使用能够绕两个轴线方向旋转的一个镜来形成。

机器人12构造成能够使扫描单元11移动。例如，机器人12可以通过使用多关节机器人来形成。图1中示出的机器人12包括底座21、旋转机构22、关节23、24和25、以及臂部段26、27、28和29。旋转机构22构造成能够使臂26旋转。关节23以可旋转的方式将臂部段26与臂部段27连接。关节24以可旋转的方式将臂部段27与臂部段28连接。关节25以可旋转的方式将臂部段28与臂部段29连接。通过上文描述的构型，机器人12可以使扫描单元11沿着任意方向(X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向)移动。

接下来，参照图2中示出的俯视图和图3中示出的截面图说明激光焊接装置1的基本操作。图2和图3示出两个金属板31和32作为待焊接物体被焊接和结合在一起的示例。应当指出的是，尽管图3示出了两个金属板31和32作为待焊接物体被布置成使得这两个金属板31和32以其两者之间具有小的间隙的方式彼此分离，但是两个金属板31和32可以布置成使得其彼此接触。

如图2中的俯视图中示出的，当待焊接的物体31被焊接时，机器人12(图2中未示出)使扫描单元11沿着焊接方向移动。应指出的是，焊接方向为焊接金属板31和32的方向。换言之，焊接方向为形成焊接部分33和34的方向。应当指出的是，激光束16的扫描范围18随着扫描单元11移动而移动。应指出的是，机器人12可以使扫描单元11以恒定的速度沿着焊接方向移动(即，使扫描单元11连续地移动)。替代性地，机器人12可以使扫描单元11以分步的方式移动(即，使扫描单元11间歇地移动)。

此外，如图3(a)中所示，当将金属板31和32焊接在一起时，扫描单元11将激光束16施加至焊接部分33。由于扫描单元11沿着焊接方向连续地移动，扫描单元11扫描激光束16使得激光束16被施加至焊接部分33，如图3(b)和图3(c)所示。应指出的是，扫描单元11的移动速度——即，机器人12移动扫描单元11的速度——被调节至一定速度使得在从对焊接部分33的焊接开始时至该焊接完成时的时间段期间焊接部分33保持在扫描范围18内。

之后，如图3(d)所示，扫描单元11将激光束16施加至下一个焊接部分34。通过上文描述的操作，激光焊接装置1可以通过在使用机器人12使扫描单元11移动的同时使用扫描单元11扫描激光束16来焊接金属板31和32的预定部位。当使用上文描述的焊接方法时，经过焊接的部分33和34形成为离散的焊接过的部分。

接下来，参照图4说明根据该示例性实施方式的激光焊接方法。根据该示例性实施方式的激光焊接方法可以通过使用上文说明的激光焊接装置1来执行。在图4(a)至图4(d)中的每个图中，上部为俯视图，下部为截面图。此外，尽管图4示出了两个金属板31和32作为待焊接的物体被布置成使得这两个金属板31和32以其两者之间具有小的间隙的方式彼此分离的情况，但是两个金属板31和32可以布置成使得其彼此接触。此外，作为待焊接物体的金属板的数量可以为三个或更多个。应指出的是，在图4中，仅示出了扫描单元11的扫描范围18，并且省略了扫描单元11自身的图示。

根据该示例性实施方式的激光焊接方法为通过在使扫描激光束16的扫描单元11移动的同时将激光束16施加至作为待焊接物体的多个金属板31和32来对该多个金属板31和32进行焊接的激光焊接方法，其中，激光束16从激光振荡器10引导出并且由扫描单元11扫描。

如图4(a)所示，扫描单元11将激光束16施加至焊接部分41，从而对焊接部分41进行预固定焊接。应指出的是，预固定焊接为用于防止金属板31和32之间的位置偏离的预焊接(即，该焊接的结合强度比主焊接的结合强度弱)。接下来，扫描单元11将激光束16施加至焊接部分42，从而对焊接部分42进行预固定焊接。之后，如图4(b)中所示，扫描单元11将激光束16施加至焊接部分43(即，与预固定焊接过的部分41对应的部位)并且由此对焊接部分43进行主焊接。应指出的是，主焊接为用于将金属板31和32彼此牢固地结合的焊接。例如，与相比，在主焊接中激光束16的施加时间(即，发射时间)长于在预固定焊接中激光束16的施加时间。此外，在该说明书中，“与预固定焊接过的部分对应的部位”指的是“预固定焊接过的部位及其附近”。

应指出的是，在附图中金属板31和32的左端部(即，金属板31和32的焊接开始位置)被夹具(未示出)约束。因此，当对焊接部分43进行主焊接时，可以在焊接部分43的两个端部都受到约束的状态下——即，在焊接部分43的在焊接方向上的上游侧受夹具约束并且焊接部分43的在焊接方向上的下游侧受预固定焊接过的部分42约束的状态下——对焊接部分43进行主焊接。因此，能够在对焊接部分43进行主焊接时防止金属板31和32变形并且防止金属板31和32的位置彼此偏离，应当指出的是，由于图4(a)中示出的焊接部分41为焊接起始点，因此可以省略对焊接部分41的预固定焊接。

接下来，如图4(c)中所示，扫描单元11将激光束16施加至焊接部分44，从而对焊接部分44进行预固定焊接。之后，如图4(d)所示，扫描单元11将激光束16施加至焊接部分45(即，与预固定焊接过的部分42对应的部位)并且由此对焊接部分45进行主焊接。即，在图4(c)中所示的时刻，替代对焊接部分42进行主焊接，扫描单元11对相对于焊接部分42位于焊接方向的下游侧上的焊接部分44进行预固定焊接。因此，当在图4(d)中示出的时刻对焊接部分45进行主焊接时，可以在焊接部分45的两侧都受到约束的状态下对焊接部分45进行主焊接。也就是说，可以在如下状态下对焊接部分45进行主焊接：即，焊接部分45的在焊接方向上的上游侧受已经经过主焊接的焊接过的部分43约束并且焊接部分45的在焊接方向上的下游侧受预固定焊接过的部分42约束的状态。因此，能够在对焊接部分45进行主焊接时防止金属板31和32变形并且防止金属板31和32的位置彼此偏离。

之后，通过重复类似的操作，金属板31和32可以被焊接在一起。此外，尽管在此未使用附图对其进行说明，但是和上文描述的焊接起始点的情况一样，可以省略对焊接终结点的预固定焊接。

如“发明内容”部分中说明的，在通过将由扫描单元扫描的激光束施加至待焊接的物体来对待焊接的物体进行焊接的远程焊接中，当待焊接的物体(比如汽车的车体)大于激光束的扫描范围时，待焊接的物体的整个范围不能只是通过由扫描单元扫描激光束来焊接。在这种情况下，需要在通过使用机器人来移动扫描单元的同时进行焊接。

附带地，当待焊接的物体是多个金属板时，存在如下情况：待焊接的物体由于在对待焊接的物体进行焊接时发生的热形变、残余应力等而变形，从而导致有缺陷的焊接。为了防止这种有缺陷的焊接的发生，需要在进行主焊接之前进行预固定焊接。

为了解决这些问题，在根据本发明的激光焊接方法中，用于待焊接物体的预固定焊接步骤和主焊接步骤是在使扫描单元11移动的同时在扫描单元11的扫描范围18内进行的。即，预固定焊接和主焊接两者在同一工序中进行。因此，焊接金属板31和32时所需的扫描单元11的移动操作的数量(即，扫描单元11在焊接路径上行进的次数)可以被减少为一次。因此，对待焊接的物体进行焊接所需的步骤的数量可以减少。此外，如图4(d)中所示，当焊接金属板31和32时，待进行主焊接的部分45在该部分45位于已经经过主焊接的部分43与已经经过预固定焊接的部分44之间的状态下(换言之，在待进行主焊接的部分45的两侧都受到约束的状态下)被主焊接。因此，可以防止或减小金属板31和32的变形，并且因此可以防止发生有缺陷的焊接。

根据按照上文说明的示例性实施方式的本发明，可以提供能够减少对待焊接的物体进行焊接所需的步骤的数量同时防止发生有缺陷的焊接的激光焊接方法。

应当指出的是，在根据本发明的激光焊接方法中，可以对在焊接方向上相对于待进行主焊接的部位位于下游侧上的两个或更多个部位进行预固定焊接。下文参照图5说明在位于焊接方向上的下游侧上的两个或更多个部位被预固定焊接的状态下焊接待焊接物体的情况。

如图5(a)中所示，扫描单元11将激光束16施加至焊接部分51、52和53中的每一者，从而对焊接部分51、52和53进行预固定焊接。应当指出的是，焊接部分51、52和53可以以焊接部分51、52和53的顺序被预固定焊接，或可以以其他任意的顺序被预固定焊接。

接下来，如图5(b)中所示，扫描单元11将激光束16施加至焊接部分54(即，与预固定焊接过的部分51对应的部位)并且由此对焊接部分54进行主焊接。应指出的是，在附图中金属板31和32的左端部(即，金属板31和32的焊接起始位置)由夹具(未示出)约束，和上文描述的示例的情形一样。因此，当对焊接部分54进行主焊接时，可以在焊接部分54的两个端部都受到约束的状态下，即，在焊接部分54的在焊接方向上的上游侧由夹具约束并且焊接部分54的在焊接方向上的下游侧在两个部位——即，两个预固定焊接过的部分52和53——处受到约束的状态下，对焊接部分54进行主焊接。因此，能够在焊接部分54接受主焊接时防止金属板31和32变形并且防止金属板31和32的位置彼此偏离。应当指出的是，由于图5(a)中示出的焊接部分51为焊接起始点，因此可以省略对焊接部分51的预固定焊接。

接下来，如图5(c)中所示，扫描单元11将激光束16施加至焊接部分55，从而对焊接部分55进行预固定焊接。之后，如图5(d)所示，扫描单元11将激光束16施加至焊接部分56(即，与预固定焊接过的部分52对应的部位)并且由此对焊接部分56进行主焊接。当对焊接部分56进行主焊接时，焊接部分56可以在焊接部分56的两侧都受到约束的状态下接受主焊接。即，当对焊接部分56进行主焊接时，可以在焊接部分56的在焊接方向上的上游侧受已经经过主焊接的焊接过的部分54约束并且焊接部分56的在焊接方向上的下游侧在两个部位——即，两个预固定焊接过的部分53和55——处受到约束的状态下，对焊接部分56进行主焊接。因此，能够在焊接部分56接受主焊接时防止金属板31和32变形并且防止金属板31和32的位置彼此偏离。

之后，通过重复类似的操作，金属板31和32可以被焊接在一起。此外，尽管在此未使用附图对其进行说明，但是和上文描述的焊接起始点的情况一样，可以省略对焊接终结点的预固定焊接。在图5中示出的激光焊接方法中，由于在焊接方向上相对于待进行主焊接的部位位于下游侧上的两个部位被预固定焊接，因此与图4中示出的激光焊接方法相比，可以更可靠地防止金属板31和32的变形和位置偏离。应当指出的是，尽管图5示出了在焊接方向上相对于待进行主焊接的部位位于下游侧上的两个部位被预固定焊接的激光焊接方法的示例，但是进行预固定焊接的部位的数量可以为三个或更多个。考虑到激光焊接的步骤的数量，进行预固定焊接的部位的数量优选地最大为大约六个。

图4和图5中的每一者示出了以主焊接的部位与预固定焊接的部位重叠的方式进行主焊接的激光焊接方法的示例。例如，如图4(c)和图4(d)所示，通过将激光束16施加至预固定焊接过的部位42而对焊接部分45进行主焊接。通过如上文示出的对待主焊接的部位进行主焊接使得进行主焊接的部位与进行预固定焊接的部位重叠，能够防止用于待焊接物体的各种外部输入直接地输入预固定焊接的部位，并且因此防止否则的话可能由预固定焊接的部位的破损导致的二次缺陷的产生。应当指出的是，在根据该示例性实施方式的激光焊接方法中，可以对待主焊接的部位进行主焊接而使得待主焊接的部位沿着与焊接方向平行的方向和与焊接方向垂直的方向中的至少一个方向相对于预固定焊接的部位移位。

例如，如图6中所示，主焊接的部位63和65可以被布置成使得主焊接的部位63和65分别沿着与焊接方向平行的方向相对于预固定焊接的部位61和62移位。应当指出的是，图6示出了主焊接的部位63和65分别相对于预固定焊接的部位61和62移位至上游侧的情况。然而，在该示例性实施方式中，主焊接的部位63和65可以分别相对于预固定焊接的部位61和62移位至下游侧。

此外，如图7中所示，例如，主焊接的部位73和75可以布置成使得他们分别相对于预固定焊接的部位71和72在与焊接方向垂直的方向上移位。应当指出的是，图7示出了主焊接的部位73和75在附图中分别相对于预固定焊接的部位71和72向上移位的情况。然而，在该示例性实施方式中，主焊接的部位73和75可以在附图中分别相对于预固定焊接的部位71和72向下移位。

此外，在根据该示例性实施方式的激光焊接方法中，主焊接可以实施成使得主焊接的部位相对于其相应的预固定焊接的部位沿着倾斜方向移位，即，既沿着与焊接方向平行的方向移位又沿着与焊接方向垂直的方向移位。

通过如上文说明的使主焊接的部位相对于预固定焊接的部位移位，当待主焊接的部位被主焊接时，可以在更靠近待主焊接的部位的位置处约束待焊接的物体，并且因此，可以改善防止或减少焊接的物体变形的效果。

此外，在根据该示例性实施方式的激光焊接方法中，与预固定焊接的部位对应的所有部位不一定必须进行主焊接。例如，如图8中所示，与预固定焊接的部位对应的部位中每隔一个部位可以被主焊接。在图8中，焊接的部位81和83为仅进行预固定焊接的部位，并且焊接的部位82和84为在进行预固定焊接之后进行主焊接的部位。

此外，在根据该示例性实施方式的激光焊接方法，如图9中所示，当进行主焊接时，主焊接可以以直线的形状进行(呈直线形状焊接的部位由附图标记“93”表示)。即使在该情况下，如图9(a)中所示，扫描单元11也是将激光束16施加至焊接部分91和92，并且由此对焊接部分91和92进行预固定焊接。之后，如图9(b)中所示，扫描单元11对预固定焊接过的部位91进行主焊接。应当指出的是，扫描单元11以直线形状将金属板31和32焊接在一起。随后，在焊接过的部位93到达预固定焊接过的部位91之后，在焊接过的部位93到达预固定焊接过的部位92之前，对焊接部位94进行预固定焊接。

即使在这种情况下，也可以通过在进行主焊接之前在焊接方向的下游侧上进行预固定焊接而在焊接部位的两侧都受到约束的状态下进行主焊接。因此，能够在对焊接部位进行主焊接时防止金属板31和32的变形和位置偏离。此外，如图9中所示，与如图4中所示以点的形状焊接待主焊接的部位的情况相比，通过以直线的形状焊接待主焊接的部位，金属板31和32可以更牢固地焊接在一起。

应当指出的是，在图1中示出的激光焊接装置1中机器人12使扫描单元11移动。然而，倘若激光振荡器10的大小能够减小，该示例性实施方式也可以构造成使得机器人12使扫描单元11和激光振荡器10两者移动。

此外，在根据该示例性实施方式的激光焊接方法中，焊接过的部位的熔核形状可以是任何任意的形状。例如，熔核形状可以是C形、O形、线形等。此外，根据该示例性实施方式的激光焊接方法可以通过使用激光/电弧混合焊接、电子束焊接等来施行。此外，预固定焊接和主焊接可以通过使用多个扫描单元(即，多个激光束)来进行。在这种情况下，由于使用多个激光束，焊接速度会提高。

根据依照上文说明的该示例性实施方式的发明，能够提供如下激光焊接方法：该方法能够减少对待焊接的物体进行焊接所需的步骤的数量同时防止发生有缺陷的焊接。

[示例]

接下来，说明根据本发明的示例。

待焊接的物体通过使用上文说明的激光焊接方法被焊接。在该示例中，彼此叠置的两个6000系列铝合金板用作待焊接的物体100(参见图10)。铝合金板的厚度分别被为1.2毫米和0.9毫米。光纤激光器用作激光焊接装置1的激光振荡器10。每个预固定焊接过的部位的形状为具有大约2毫米的直径的焊点形状。此外，每个主焊接过的部位的形状为直径大约为7毫米的焊点形状。预固定焊接的速度(即，形成预固定焊接的焊点形状的速度)为大约0.1秒。此外，主焊接的速度(即，形成主焊接的焊点形状的速度)为大约1.0秒。

在该示例中，如图10所示，待焊接的物体100上的20个部位被焊接(焊接部位由附图标记“101”表示)。应指出的是，通过使用上文说明的激光焊接方法，在使扫描单元移动的同时在扫描单元的扫描范围内进行待焊接物体100的预固定焊接和主焊接。即，在图10中示出的示例中，当待焊接的物体100被焊接时，扫描单元的行进次数(即，扫描单元在焊接路径上行进的次数)为一次。应指出的是，扫描单元的移动速度为0.09米/秒并且其行进距离为大约2米。此外，用于对所有的焊接部位(20个部位)进行焊接(预固定焊接和主焊接)所花费的时间为22秒。即，焊接(预固定焊接和主焊接)一个部位花费1.1秒。

此外，作为比较示例，在如图11(a)所示在使扫描单元移动的同时对待焊接的物体110进行预固定焊接(预固定焊接的部位由附图标记“111”表示)之后，如图11(b)中所示在使扫描单元移动的同时对待焊接的物体110进行主焊接(主焊接部位由附图标记“112”表示)。对于图11(a)中示出的预固定焊接而言，预固定焊接一个部位花费0.1秒，并且因此总共花费2秒(0.1秒×20个部位)。应指出的是，当扫描单元的移动速度提高至1米/秒时，扫描单元不能精确地移动。因此，扫描单元的移动速度被减小。因此，在预固定焊接步骤中，用于在使扫描单元移动的同时进行焊接的时间被增长，并且因此，加工效率被降低。此外，对于图11(b)中所示的主焊接而言，主焊接一个部位花费1秒，并且因此总共花费20秒(1秒×20个部位)。

当根据本发明的示例与比较示例相比较时，由于在比较示例中扫描单元总共需要在同一焊接路径上行进两次，因此在比较示例中焊接所需的步骤的数量增多。即，尽管在根据本发明的示例中焊接本身所需的时间(该时间与激光束施加至待焊接的物体的时间对应)与在比较示例中所需的时间基本上相等，由于在比较示例中扫描单元总共需要在同一焊接路径上行进两次，所以在比较示例中包括扫描单元的行进的焊接过程的整体时间增长。此外，在比较示例中的预固定焊接中，在使扫描单元移动的同时进行焊接的时间被增长，并且因此加工效率被降低。

与此相比，在根据本发明的示例中，在使扫描单元移动的同时在扫描单元的扫描范围内执行预固定焊接步骤和主焊接步骤。即，预固定焊接和主焊接两者在同一过程中进行。因此，在待焊接的物体100被焊接时扫描单元的移动操作的数量(即，扫描单元在焊接路径上行进的次数)可以减少为一次。因此，对待焊接的物体进行焊接所需的步骤的数量可以被减少。此外，在根据本发明的示例中，在扫描单元移动的几乎整个时间段期间，都进行焊接(预固定焊接步骤和主焊接)。因此，焊接过程可以以集中的方式进行并且因此，可以提高加工效率。

在上文说明的焊接方法中，说明了为彼此叠置的两个板的待焊接物体被搭接焊的示例情况。然而，本发明可以应用于两个或更多个接头(待焊接的物体)被焊接的任何类型的焊接，比如对接焊和角焊。

根据如此描述的发明，明显的是，发明的实施方式可以以许多方式变型。这些变型不应被认为背离于本发明的精神和范围，并且对本领域的技术人员而言明显的是，所有这些改型要包括在所附权利要求的范围内。

Claims

1.一种激光焊接方法，所述激光焊接方法用于通过在使扫描激光束的扫描单元移动的同时将由所述扫描单元扫描的所述激光束施加至多个金属板而焊接所述多个金属板，其中，所述激光束从激光振荡器导出，所述多个金属板为待焊接物体，所述激光焊接方法包括：

执行在使所述扫描单元移动的同时在所述扫描单元的扫描范围内对所述待焊接物体的在焊接方向上的预定部位进行预固定焊接的步骤和对所述待焊接物体的与预固定焊接过的部位对应的待主焊接部位进行主焊接的步骤，其中，

当对所述待焊接物体的与预固定焊接过的部位对应的所述待主焊接部位进行主焊接时，在如下状态下对所述待主焊接部位进行主焊接：其中，所述待主焊接部位位于邻近的相对于所述待主焊接部位处于所述焊接方向上的上游侧的已经主焊接过的部位与邻近的相对于所述待主焊接部位处于所述焊接方向上的下游侧的已经预固定焊接过的部位之间。

2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，相对于所述待主焊接部位处于所述焊接方向上的所述下游侧的两个或更多个邻近的预定部位被预固定焊接。

3.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其中，对所述待主焊接部位进行主焊接而使得所述待主焊接部位与对应的预固定焊接过的部位重叠。

4.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其中，对所述待主焊接部位进行主焊接而使得所述待主焊接部位沿着与所述焊接方向平行的方向和与所述焊接方向垂直的方向中的至少一者相对于对应的预固定焊接过的部位移位。

5.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其中，当对所述待主焊接部位进行主焊接时，所述待主焊接部位被焊接成线状。

6.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其中，所述扫描单元间歇地移动。

7.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其中，所述扫描单元连续地移动。

8.根据权利要求7所述的激光焊接方法，其中，所述扫描单元的移动速度被调节成使得在从对任一预定部位的预固定焊接开始时至对与预固定焊接过的所述任一预定部位对应的待主焊接部位的主焊接完成时的时间段期间所述任一预定部位和对应的所述待主焊接部位保持处于所述扫描单元的扫描范围内。

9.一种激光焊接方法，所述激光焊接方法用于通过在使扫描激光束的扫描单元移动的同时将由所述扫描单元扫描的所述激光束施加至多个金属板而焊接所述多个金属板，其中，所述激光束从激光振荡器导出，所述多个金属板为待焊接物体，所述激光焊接方法包括：

当对所述待焊接物体的与预固定焊接过的部位对应的所述待主焊接部位进行主焊接时，在如下状态下对所述待主焊接部位进行主焊接：其中，所述待主焊接部位位于邻近的相对于所述待主焊接部位处于所述焊接方向上的上游侧的已经预固定焊接过的部位与邻近的相对于所述待主焊接部位处于所述焊接方向上的下游侧的已经预固定焊接过的部位之间。

10.根据权利要求9所述的激光焊接方法，其中，每隔一个预固定焊接过的部位设置对应的待主焊接部位并对所述待主焊接部位进行主焊接。