CN107671420B - 扁线的激光焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种扁线的激光焊接方法，其通过使在覆盖有绝缘膜的第一和第二扁线中分别将绝缘膜剥离而形成的端部的侧面彼此对接在一起，并对第一和第二扁线的端面照射激光束，从而对侧面进行焊接。该激光焊接方法包括如下步骤：在第一扁线的端面内，通过以环状而照射激光束，从而形成熔池；在第一扁线的端面内，通过逐渐增大照射激光束的环状的轨迹的直径，从而使熔池到达侧面。

Description

扁线的激光焊接方法
技术领域
本发明涉及一种扁线的激光焊接方法。
背景技术
电动机用的定子具备定子芯和安装在定子芯的槽中的多个分段线圈。通常，各个分段线圈为覆盖有绝缘膜的扁线。分段线圈的端部彼此通过焊接等而被接合在一起。
在日本特开2013-109948中，公开了一种例如被使用在分段线圈中的扁线的激光焊接方法。在日本特开2013-109948中，在分别将覆盖有绝缘膜的一对扁线中的端部的侧面的绝缘膜剥离之后，使该端部的侧面彼此对接在一起，并对扁线的端面照射激光束，从而对端部的侧面彼此进行焊接。
关于日本特开2013-109948所公开的扁线的激光焊接方法，发明人发现了以下的问题。图16为用于对日本特开2013-109948所公开的激光焊接方法中的问题进行说明的图，并且为接合部的侧视图。如图16所示，在扁线50a中，在绝缘膜51a被剥离了的侧面53a和绝缘膜51a未被剥离的部位之间具有高低差。同样地，在扁线50b中，在绝缘膜51b被剥离了的侧面53b和绝缘膜51b未被剥离的部位之间具有高低差。此外，虽然未图示，但是由于端面54a、54b被切断加工，因此在端面54a，54b中或多或少会出现毛刺、塌边。由于这些原因，即使在接合部处将扁线50a、50b夹住，也会在侧面53a、53b之间产生间隙。而且，在图16中，在扁线50a、50b的内部所示出的虚线表示导体部52a、52b。
在日本特开2013-109948所公开的激光焊接方法中，由于对侧面53a、53b照射激光束LB，因此，如图16所示，激光束LB有可能会侵入上述间隙中从而对扁线50a、50b的绝缘膜51a、51b造成损伤。而且，激光束LB有可能会穿过上述间隙从而对例如其他的扁线的绝缘膜造成损伤等。
发明内容
本发明提供一种能够对由于激光束侵入被接合的侧面之间的间隙而导致的不良影响进行抑制的扁线的激光焊接方法。
本发明的一个方式为一种扁线的激光焊接方法，其通过使在覆盖有第一绝缘膜的第一扁线中将第一绝缘膜剥离而形成的第一端部的第一侧面和在覆盖有第二绝缘膜的第二扁线中将第二绝缘膜剥离而形成的第二端部的第二侧面彼此对接在一起，并对所述第一扁线的第一端面和所述第二扁线的第二端面照射激光束，从而对所述第一侧面和所述第二侧面进行焊接，该激光焊接方法包括如下步骤：在所述第一端面内，通过以环状而照射所述激光束，从而形成熔池；在所述第一端面内，通过以逐渐增大所述环状的轨迹的直径的方式来照射所述激光束，从而使所述熔池到达所述第一侧面及所述第二侧面。
在本发明的一个方式中，在第一扁线的端面内，以环状而照射激光束，从而形成熔池，并且逐渐增大激光束的环状的轨迹的直径，从而使熔池到达第一侧面及第二侧面。根据这种结构，能够在未对第一侧面和第二侧面之间照射激光束的状态下，通过熔池来填充第一侧面和第二侧面之间的间隙，从而能够对激光束侵入该间隙的情况进行抑制。因此，能够对由于激光束侵入侧面间的间隙而导致的不良影响进行抑制。
也可以采用如下方式，即，所述环状为圆状或椭圆状。根据这种结构，能够使激光束沿着平滑的轨迹进行照射，因此难以产生熔池的紊乱，并且抑制了溅射。
也可以采用如下方式，即，所述环状为矩形状。
也可以采用如下方式，即，所述环状为螺旋状。
也可以采用如下方式，即，所述环状为椭圆状，且椭圆的长轴与所述第一侧面及第二侧面平行。这里所说的“平行”的概念，当然包含严格的平行，此外还包含从技术常识看来可以看做平行的“大致平行”。根据这种结构，能够使熔池在短时间内到达第一侧面和第二侧面之间的间隙的较宽范围内。
也可以采用如下方式，即，在所述第一端面中，所述激光束仅被照射到所述第一端面中的与所述激光束的照射开始位置相比靠所述第一侧面侧的区域内。
也可以采用如下方式，即，通过所述激光束的所述环状的轨迹的直径逐渐增大，从而所述激光束被照射到所述第二端面上。
此外，在上述的一个方式中，也可以采用如下方式，即，还包括如下步骤：在所述第二端面内，通过以环状而照射另一激光束，从而形成另一熔池，在所述第二端面内，通过以逐渐增大所述另一激光束的环状的轨迹的直径的方式来照射所述另一激光束，从而使所述另一熔池和所述熔池熔合。根据这种结构，能够在未向第一侧面和第二侧面之间照射激光束的状态下，通过两个熔池来填充第一侧面和第二侧面之间的间隙，从而能够进一步对该激光束侵入该间隙的情况进行抑制。其结果为，能够对由于激光束侵入第一侧面和第二侧面之间的间隙而导致的不良影响进行抑制。
在上述的一个方式中，也可以采用如下方式，即，在所述第一端面中，所述激光束仅被照射到所述第一端面中的与所述激光束的照射开始位置相比靠所述第一侧面侧的区域内，在所述第二端面中，所述另一激光束仅被照射到所述第二端面中的与所述另一激光束的照射开始位置相比靠所述第二侧面侧的区域内。
在上述的一个方式中，也可以采用如下方式，即，通过所述激光束的所述环状的轨迹的直径逐渐增大，从而所述激光束被照射到所述第二端面上，并且通过所述另一激光束的所述环状的轨迹的直径逐渐增大，从而所述另一激光束被照射到所述第一端面上。
在上述的一个方式中，也可以采用如下方式，即，所述激光束仅被照射到所述第一端面上，所述另一激光束仅被照射到所述第二端面上。
通过本发明，可以提供一种能够对由于激光束侵入第一侧面和第二侧面之间的间隙而导致的不良影响进行抑制的扁线的激光焊接方法。
附图说明
以下，参照附图对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，其中，相同的符号代表相同的元件。
图1是表示定子的概要结构的立体图。
图2是表示第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法的俯视图。
图3是表示第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法的俯视图。
图4是图3的侧视图。
图5是表示第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法的俯视图。
图6是表示在第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中所使用的激光焊接装置的结构的框图。
图7是表示等离子体以及反射光的变动的曲线图。
图8是表示第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中的扁线20a、20b的接合部25的改变例的侧视图。
图9是表示第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中的激光束照射轨迹的改变例的俯视图。
图10是表示第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中的激光束照射轨迹的改变例的俯视图。
图11是表示第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中的激光束照射轨迹的改变例的俯视图。
图12是表示第二实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法的俯视图。
图13是表示第二实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法的俯视图。
图14是表示第二实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法的俯视图。
图15是示出了实施例1以及比较例1和2的试验条件以及结果的表。
图16是用于对在日本特开2013-109948中公开的激光焊接方法中的问题进行说明的图，并且是接合部的侧视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图而对应用了本发明的具体实施方式进行详细说明。然而，本发明并未被限定于以下的实施方式。此外，为了使说明明确，对下文的记载以及附图适当地进行了简化。
(第一实施方式)
首先，对具备使用本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法进行焊接而形成的分段线圈的定子的结构的一个示例进行说明。图1是表示定子的概要结构的立体图。如图1所示，作为电动机的定子的定子1具有定子芯10和多个分段线圈20。
定子芯10是通过在定子1的轴向(图1中的z轴方向)上对环状的电磁钢板进行层压而形成的，其整体上具有大致圆筒形状。在定子芯10的内周面上，设置有朝向内周侧突出并且在定子1的轴向上延伸设置的齿11、以及形成在相邻的齿11之间的作为槽部的槽12。分段线圈20被安装在各槽12中。
分段线圈20是截面为矩形形状的电线、即扁线。通常，分段线圈20是由纯铜制成的，但也可以由铝、或者以铜或铝为主要成分的合金等具有高导电率的金属材料制成。
各分段线圈20被成型为大致U字形状。如图1所示，分段线圈20的端部(线圈端部)均从定子芯10的上端面突出。接合部25是在径向上相邻的分段线圈20的端部彼此被焊接在一起的部位。多个接合部25在定子芯10的周向上被排列成圆环状。在图1的示例中，48个接合部25被排列成圆环状。此外，该被排列成圆环状的接合部25在径向上被配置有四列。
接下来，将参照图2至图5而对本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法进行说明。图2、图3、图5是表示第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法的俯视图。图4是图3的侧视图。使用本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法，而对图1所示的分段线圈20的接合部25进行激光焊接。而且，图2至图5所示的右手xyz坐标系是为了便于对各构成要素的位置关系进行说明的坐标系。图1的z轴方向与图2至图5的z轴方向一致。通常，z轴正向为铅直向上方向，xy平面为水平面。
首先，如图2所示，在接合部25中，使将第一绝缘膜21a剥离而形成的第一扁线(分段线圈)20a的第一端部的第一侧面23a和将第二绝缘膜21b剥离而形成的第二扁线(分段线圈)20b的第二端部的第二侧面23b彼此对接在一起。然后，对第一扁线20a的第一端面24a沿铅直向下方向(z轴负向)照射激光束。通过在第一扁线20a的第一端面24a内以环状而照射激光束，从而形成熔池30。环状是指闭合环状(闭环)或螺旋状(开环)。在图示的示例中，激光束的照射轨迹为椭圆状。
在此，如果激光束的照射轨迹不为环状，则不能使所形成的熔池30生长。这是由于，第一和第二扁线20a、20b的第一和第二导体部22a、22b由具有高导电率的金属材料构成，因此导热性也很优秀。因此，通过照射激光束而熔融的部位会快速地凝固。由于同样的原因，如果环状的照射轨迹的直径过大，则不能形成熔池30。因此，使环状的照射轨迹的直径小至某种程度，而形成熔池30。
此外，如图2所示，在本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中，最初在第一扁线20a的第一端面24a内以环状而照射激光束，从而形成熔池30。也就是说，没有对第一和第二侧面23a、23b照射激光束。因此，在该阶段中，对激光束侵入第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙的情况进行了抑制。
接下来，如图3所示，在第一扁线20a的第一端面24a内，使得激光束的照射轨迹的直径、即椭圆的直径逐渐增大，而使熔池30到达第一和第二侧面23a、23b。具体而言，每当激光束返回至照射开始位置(图中的箭头所示的“开始”)时，使作为照射轨迹的椭圆的直径逐渐增大。由此，熔池30的直径也稳定地增大，并且在于第一扁线20a的第一端面24a内照射激光束的阶段，熔池30到达第一和第二侧面23a、23b。在此，将椭圆状的照射轨迹的长轴设为与第一和第二侧面23a、23b(在图中的示例中为第一和第二扁线20a、20b的长边)平行。因此，能够使熔池30在短时间内到达第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙的较宽范围内。
其结果为，如图4的侧视图所示，第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙通过熔池30而被填充。也就是说，在该阶段，如图4所示，在没有对第一和第二侧面23a、23b照射激光束LB的情况下，第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙通过熔池30而被填充。因此，激光束LB侵入第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙的情况得到抑制。
接下来，如图5所示，跨及第一扁线20a的第一端面24a和第二扁线20b的第二端面24b而使激光束的照射轨迹的直径、即椭圆的直径进一步增大，以使熔池30生长至所期望的大小。具体而言，每当激光束返回至照射开始位置(图中的箭头所示的“开始”)时，使作为照射轨迹的椭圆的直径逐渐增大。而且，当椭圆的直径达到预定的值时，在照射开始位置处结束激光束的照射(图中的箭头所示的“结束”)。
在该阶段中，如图5所示，虽然激光束通过第一和第二侧面23a、23b，但第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙已通过熔池30而被填充。因此，激光束侵入第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙的情况得到抑制。
如上文所述，在本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中，最初在第一扁线20a的第一端面24a内以环状而照射激光束，从而形成熔池30。之后，在第一扁线20a的第一端面24a内，使激光束的照射轨迹的直径、即椭圆的直径逐渐增大，以使熔池30到达第一和第二侧面23a、23b。
也就是说，在未通过激光束照射第一和第二侧面23a、23b的状态下，通过熔池30来填充第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙。因此，能够对激光束侵入第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙的情况进行抑制。其结果为，能够对由于激光束侵入侧面间的间隙而导致的不良影响进行抑制。
如此，在本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中，在一方的扁线的端面内形成熔池30并使其生长，以使熔池30到达第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙。由此，确认到若为0.15mm以内的间隙，则激光束不会侵入间隙。
此外，在本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中，由于激光束的照射轨迹为环状，因此能够使激光束沿着平滑的轨迹进行照射。因此，热量难以集中，从而能够抑制溅射的产生。例如，当使激光束的照射轨迹往复时，热量会集中于折返部，从而容易产生溅射。而且，通过使熔池30生长，能够使熔池30的直径相对于熔池30的熔穿深度而增大。因此，熔池30的表面张力会增大，从而能够抑制溅射的产生。
接下来，将参照图6而对在本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中所使用的激光焊接装置进行说明。图6是表示在第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中所使用的激光焊接装置的结构的框图。如图6所示，在第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中所使用的激光焊接装置具备：激光振荡器101、激光头LH、带通滤波器BPF1、BPF2、光电转换电路PEC1、PEC2、溅射判定部102。
激光振荡器101是能够使例如光束直径100μm以下的单模光纤激光束振荡的高聚光激光振荡器。激光头LH是能够以例如500mm/秒以上进行照射的振镜扫描型激光头。激光头LH具备透镜L1至L3、半反射镜HM和反射镜M1、M2。从激光振荡器101输出并输入到激光头LH的激光束LB依次经由透镜L1、半反射镜HM、透镜L2、反射镜M1、M2、透镜L3而被照射到熔池30。
在熔池30处反射的激光束LB的反射光依次经由激光头LH所具备的透镜L3、反射镜M2、反射镜M1、透镜L2、半反射镜HM，并由带通滤波器BPF1进行选择。然后，由带通滤波器BPF1进行了选择的反射光通过光电转换电路PEC1而被转换为电信号，并被输入到溅射判定部102。
另一方面，在熔池30中产生的等离子体(例如波长为400至600nm)依次经由激光头LH所具备的透镜L3、反射镜M2、反射镜M1、透镜L2、半反射镜HM，并由带通滤波器BPF2进行选择。然后，由带通滤波器BPF2进行了选择的等离子体通过光电转换电路PEC2而被转换为电信号，并被输入到溅射判定部102。
溅射判定部102基于所观测到的等离子体和反射光中的至少一方的变动，而对在熔池30中是否产生了溅射进行判定。图7是表示等离子体以及反射光的变动的曲线图。在图7中，横轴表示时间，纵轴表示强度。如图7所示，能够通过等离子体以及反射光的变动而对溅射的产生进行检测。如此，能够在焊接过程中实时地对溅射进行检测，而不是在焊接后再进行检测。而且，例如在溅射的规模、次数超过了预定的基准值的情况下，溅射判定部102判断为焊接不良，并使激光振荡器101停止。然后，切换到下一个产品。如此，通过在焊接过程中实时地对焊接不良进行判定而不是在焊接后再进行判定，从而与关联技术相比能够提高生产性。
(第一实施方式的改变例)
参照图8而对第一实施方式的改变例进行说明。图8是表示第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中的第一和第二扁线20a、20b的接合部25的改变例的侧视图。而且，图8所示的右手xyz坐标系与图2至图5一致。
在图1所示的示例中，如图8中的双点划线所示，接合部25垂直(沿z轴方向)竖立。在该改变例中，没有该双点划线所示的部分。具体而言，第一扁线20a的第一端面24a与外侧面的延长线所成的角θ小于90°，而成为顶端尖锐的形状。此外，第一端面24a和外侧面通过圆弧状的曲面而被连接。根据这样的结构，能够减少第一和第二扁线20a、20b的使用量，并且能够使定子1小型化。
另一方面，在采用这种结构的情况下，如图8所示，第一侧面23a成为大致三角形状，并且与图4所示的矩形状的第一侧面23a相比而较窄。因此，在焊接时在第一扁线20a的宽度方向(x轴方向)的两端部处容易产生熔穿。然而，在本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中，使激光束平滑地以环状而进行照射的同时，在第一扁线20a的宽度方向(x轴方向)上的中央部使熔池30生长。由此，能够抑制上述的两端部中的熔穿。
接下来，参照图9至图11来对第一实施方式的改变例进行说明。图9至图11是表示第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中的激光束照射轨迹的改变例的俯视图。而且，图9至图11所示的右手xyz坐标系与图2至图5一致。
如图9所示，环状的激光束照射轨迹也可以是矩形状的环。但是，在矩形状的情况下，与圆状的轨迹相比，需要在角部处对激光束的轨迹进行较大的变更。也就是说，在矩形状的情况下，由于在角部处不能使激光束平滑地进行照射，因此容易在角部集中热量，从而与椭圆状或圆状的情况相比，容易产生溅射。换而言之，在激光束照射轨迹为椭圆状或圆状的情况下，能够使激光束总是沿着平滑的轨迹进行照射。因此，能够抑制溅射的产生。
如图10所示，环状的激光束照射轨迹也可以是圆状的环。如图10所示，可以在使圆状的熔池以跨及第一扁线20a的第一端面24a和第二扁线20b的第二端面24b的方式进行生长之后，使其在第一和第二扁线20a、20b的宽度方向(在图中的示例中为x轴正向)上移动。环状的激光束照射轨迹不需要如图10所示为闭环，也可以例如图11所示为开环(螺旋状)。
即使为图9至图11所示的环状的激光束照射轨迹，也能够在一方的扁线的端面内形成熔池30并使其生长，以使熔池30到达第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙。
也就是说，能够在激光束通过第一和第二侧面23a、23b之前，通过熔池30来填充第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙。因此，能够对激光束侵入第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙的情况进行抑制。其结果为，能够对由于激光束侵入侧面间的间隙而导致的不良影响进行抑制。
(第二实施方式)
接下来，将参照图12至图14而对本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法进行说明。图12至图14是表示第二实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法的俯视图。而且，图12至图14所示的右手xyz坐标系与图2至图5一致。
首先，如图12所示，在接合部25处，使将第一绝缘膜21a剥离而形成的第一扁线20a的第一侧面23a和将第二绝缘膜21b剥离而形成的第二扁线20b的第二侧面23b彼此对接在一起。然后，通过在第一扁线20a的第一端面24a内以环状而照射激光束，从而形成第一熔池30a。同时，通过在第二扁线20b的第二端面24b内以环状而照射激光束，从而形成第二熔池30b。通过使激光束分支，从而能够对第一和第二端面24a、24b同时照射激光束。
如图12所示，在本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中，最初在第一扁线20a的第一端面24a内以环状而照射激光束，从而形成第一熔池30a。同时，在第二扁线20b的第二端面24b内以环状而照射激光束，从而形成第二熔池30b。也就是说，没有对第一和第二侧面23a、23b照射激光束。因此，在该阶段中，激光束侵入第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙的情况得到抑制。
接下来，如图13所示，在第一扁线20a的第一端面24a内，使激光束的照射轨迹的直径、即椭圆的直径逐渐增大，以使第一熔池30a到达第一和第二侧面23a、23b。同时，在第二扁线20b的第二端面24b内，使激光束的照射轨迹的直径、即椭圆的直径逐渐增大，以使第二熔池30b与第一熔池30a熔合。具体而言，每当激光束返回至照射开始位置(图中的箭头所示的“开始”)时，使作为照射轨迹的椭圆的直径逐渐增大。由此，第一和第二熔池30a、30b的直径也会逐渐增大，并且在于第一扁线20a的第一端面24a内和第二扁线20b的第二端面24b内分别照射激光束的阶段，第一熔池30a和第二熔池30b在第一和第二侧面23a、23b的附近熔合。
其结果为，第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙通过熔合了的第一和第二熔池30a、30b而被填充。也就是说，在该阶段，在没有对第一和第二侧面23a、23b照射激光束的情况下，第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙通过熔合了的第一和第二熔池30a、30b而被填充。因此，激光束侵入第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙的情况得到抑制。
接下来，如图14所示，在第一扁线20a的第一端面24a内以及第二扁线20b的第二端面24b内，分别使激光束的照射轨迹的直径、即椭圆的直径逐渐增大，以使熔池30生长至所期望的大小。具体而言，每当激光束返回至照射开始位置(图中的箭头所示的“开始”)时，使作为照射轨迹的椭圆的直径逐渐增大。而且，当椭圆的直径达到预定的值时，在照射开始位置处结束激光束的照射(图中的箭头所示的“结束”)。
在第二实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中，与第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法不同，即使在结束激光束的照射的阶段，也没有对第一和第二侧面23a、23b照射激光束。此外，第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙通过熔合了的熔池30而被填充。因此，能够对激光束侵入第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙的情况进行抑制。
如上文所述，在本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中，最初在第一扁线20a的第一端面24a内以及第二扁线20b的第二端面24b内分别以环状而照射激光束，从而形成第一和第二熔池30a、30b。然后，在第一扁线20a的第一端面24a内以及第二扁线20b的第二端面24b内，分别使激光束的照射轨迹的直径、即椭圆的直径逐渐增大，以使第一熔池30a和第二熔池30熔合。
也就是说，在本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中，在焊接中，一直未对第一和第二侧面23a、23b照射激光束。此外，通过熔池30(第一和第二熔池30a、30b熔合了的熔池)来填充第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙。通过使第一和第二熔池30a、30b熔合，从而与第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法相比，能够对激光束侵入第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙的情况进行抑制。其结果为，能够进一步对由于激光束侵入侧面间的间隙而导致的不良影响进行抑制。
如此，在本实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法中，在双方的扁线的端面内形成第一和第二熔池30a、30b并使其生长，从而使第一熔池30a和第二熔池30b熔合。然后，通过熔池30(第一和第二熔池30a、30b熔合了的熔池)来填充第一侧面23a和第二侧面23b之间的间隙。由此，确认到若为0.30mm以内的间隙，则激光束不会侵入间隙。该值为第一实施方式所涉及的扁线的激光焊接方法的情况下的两倍的间隙，从而使得对激光束侵入侧面间的间隙的情况进行抑制的效果得到提高。
在下文中，对本发明的实施例、比较例进行说明。然而，本发明并不仅限定于以下的实施例。图15是示出了实施例1以及比较例1和2的试验条件以及结果的表。在实施例1以及比较例1和2中，均使用具有图8所示的端部形状的扁线(厚度为2.147mm，端面宽度为4.0mm)来进行激光焊接。使用了输出为2.0kW、光束直径为60μm的单模光纤激光束。沿激光束的照射轨迹的移动速度为750mm/秒。在实施例1以及比较例1和2中，仅改变了照射方法，而对于焊道外观、溅射产生、接合面外观、自接合面的间隙的激光束泄漏(绝缘膜的损伤)这四点进行比较。
在图15的上列中，示出了实施例1以及比较例1和2的照射方法。在比较例1中，在对接在一起的一对扁线的中央部中，相对于接合面(侧面)而使激光束的照射轨迹大致垂直地往复。图中的阴影所示的比较例1的照射区域在扁线的宽度方向上设为2.0mm，而在扁线的厚度方向上设为1.0mm。激光束以如下方式进行照射，即，从图示的照射区域的左上端开始，并且在照射到右端为止后，返回左上端而使照射结束(图中的“开始/结束”)。
在比较例2中，在对接在一起的一对扁线的中央部中，相对于接合面(侧面)而使激光束的照射轨迹大致平行地往复。图中的阴影所示的比较例2的照射区域与比较例1相同，在扁线的宽度方向上设为2.0mm，在扁线的厚度方向上设为1.0mm。激光束以如下方式进行照射，即，从图示的照射区域的上端中央部开始，并且在照射到下端为止后，返回上端中央部而使照射结束(图中的“开始/结束”)。
实施例1中的激光束的照射轨迹设为使用图2至图5而详细说明的第一实施方式的椭圆轨迹。如图15所示，图中阴影所示的照射区域中，在扁线的宽度方向上最大的椭圆轨迹的长径设为2.0mm，在扁线的厚度方向上最大的椭圆轨迹的短径设为1.0mm。激光束以如下方式进行照射，即，从图示的照射区域的上端中央部开始，并且每当返回上端中央部时使椭圆的直径逐渐增大，并在描绘了最大的椭圆轨迹之后，在上端中央部使照射结束(图中的“开始/结束”)。
在图15的中间列中，示出了实施例1以及比较例1和2的焊道的外观照片。在比较例1中，产生了焊道的紊乱以及溅射。在比较例2中，确认了较多的溅射。在比较例1和2中，在折返部处熔池紊乱，因此认为容易产生焊道的紊乱以及溅射。在实施例1中，在焊道上未观察到紊乱，与比较例1和2相比，溅射的量也格外少。从而认为，在椭圆轨迹的情况下，由于没有折返部，而能够总是平滑地照射激光束，因此难以产生焊道的紊乱以及溅射。而且，焊道的深度为2.0mm。
在图15的下列示出了实施例1以及比较例1和2的接合面(对接面)的外观照片。在比较例1和2中，在三角形状的接合面的两端部处确认到了熔穿。作为其原因，认为是热量集中在折返部的缘故。在实施例1中，未确认到熔穿。在实施例1中，在使激光束平滑地以椭圆状而照射的同时，在扁线的宽度方向中央部中使熔池生长。因此，认为能够对上述的两端部的熔穿进行抑制。
此外，在比较例1和2中，即使接合面的间隙为0.1mm也确认到了激光束泄漏。另一方面，在实施例1中，直至接合面的间隙为0.15mm为止都未确认到激光束泄漏。在比较例1和2中，在激光束通过接合面之前，不能使熔池生长并通过熔池来填充接合面间的间隙。另一方面，在实施例1中，在激光束通过接合面之前，能够通过熔池来填充接合面间的间隙。因此，认为能够对激光束侵入接合面间的间隙的情况进行抑制。
而且，本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当地进行变更。

Claims (11)

1.一种扁线的激光焊接方法，其通过使在覆盖有第一绝缘膜的第一扁线中将第一绝缘膜剥离而形成的第一端部的第一侧面和在覆盖有第二绝缘膜的第二扁线中将第二绝缘膜剥离而形成的第二端部的第二侧面彼此对接在一起，并对所述第一扁线的第一端面和所述第二扁线的第二端面照射激光束，从而对所述第一侧面和所述第二侧面进行焊接，
所述激光焊接方法的特征在于，包括如下步骤：
在所述第一端面内，通过以环状而照射所述激光束，从而形成熔池；
在所述第一端面内，通过以逐渐增大所述环状的轨迹的直径的方式来照射所述激光束，从而使所述熔池到达所述第一侧面及所述第二侧面。
2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，
所述环状为圆状或椭圆状。
3.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，
所述环状为矩形状。
4.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，
所述环状为螺旋状。
5.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，
所述环状为椭圆状，且椭圆的长轴与所述第一侧面及第二侧面平行。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光焊接方法，其特征在于，
在所述第一端面中，所述激光束仅被照射到所述第一端面中的与所述激光束的照射开始位置相比靠所述第一侧面侧的区域内。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的激光焊接方法，其特征在于，
通过所述激光束的所述环状的轨迹的直径逐渐增大，从而所述激光束被照射到所述第二端面上。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的激光焊接方法，其特征在于，还包括如下步骤：
在所述第二端面内，通过以环状而照射另一激光束，从而形成另一熔池；
在所述第二端面内，通过以逐渐增大所述另一激光束的环状的轨迹的直径的方式来照射所述另一激光束，从而使所述另一熔池和所述熔池熔合。
9.根据权利要求8所述的激光焊接方法，其特征在于，
在所述第一端面中，所述激光束仅被照射到所述第一端面中的与所述激光束的照射开始位置相比靠所述第一侧面侧的区域内，
在所述第二端面中，所述另一激光束仅被照射到所述第二端面中的与所述另一激光束的照射开始位置相比靠所述第二侧面侧的区域内。
10.根据权利要求8所述的激光焊接方法，其特征在于，
通过所述激光束的所述环状的轨迹的直径逐渐增大，从而所述激光束被照射到所述第二端面上，
通过所述另一激光束的所述环状的轨迹的直径逐渐增大，从而所述另一激光束被照射到所述第一端面上。
11.根据权利要求8所述的激光焊接方法，其特征在于，
所述激光束仅被照射到所述第一端面上，
所述另一激光束仅被照射到所述第二端面上。
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