CN108349045B - 激光焊接方法以及激光焊接装置 - Google Patents

Abstract

能够不受金属部件的板厚的限制而生成具有适当的凸起高度的凸起部，由此实现焊接品质的提高。在激光焊接方法中，首先，对第1金属部件(21)(一个金属部件)的表面(21a)(一个侧面)照射激光(51)而在背面(21b)(相反侧的其他侧面)生成从该背面隆起的凸部(24)。接着，使生成的凸部的一部分熔融、且使激光进行扫描，从而产生朝向凸部的上方的熔融金属流，生成比凸部相对于背面(21b)的高度更高地隆起的凸起部(25)。而且，使生成凸起部的第1金属部件成为使凸起部介于中间而与第2金属部件(22)(其他金属部件)重叠的状态，对多个金属部件重叠后的部位照射激光而对多个金属部件彼此进行焊接。

Description

激光焊接方法以及激光焊接装置

技术领域

本发明涉及激光焊接方法以及激光焊接装置。

背景技术

在对汽车的车体、构造体进行组装时，通常形成将钢板冲压成型为所需形状的金属部件，然后，对多个金属部件的一部分重叠后的部分照射激光而进行焊接接合(参照专利文献1)。汽车用的金属部件中存在由电镀钢板形成的部件，该电镀钢板的母材由与母材相比熔点低的覆盖材料覆盖。作为电镀钢板，例如存在如下镀锌钢板，即，该镀锌钢板的母材由以耐腐蚀性优异的锌为主成分的覆盖材料覆盖。

在对由镀锌钢板等电镀钢板形成的金属部件进行焊接的情况下，在金属部件彼此之间几乎不存在间隙时，难以将因照射激光而产生的锌气体等覆盖材料蒸气释放。因此，产生气孔而难以获得良好的焊接部。

因此，在专利文献1所记载的技术中，首先，对金属部件的表面照射激光而生成从背面隆起的凸起部。而且，以凸起部介于中间的方式使多个金属部件重叠，照射激光而对金属部件彼此进行焊接。因凸起部夹于金属部件彼此之间而能够确保间隙。由此，焊接时所产生的覆盖材料的蒸气从间隙通过而释放，由此抑制焊接不良的产生。

专利文献1：日本特开2008-49392号公报

发明内容

在生成凸起部的当前的方法中，根据金属部件的板厚而大致确定凸起部的凸起高度。因此，有时因板厚、加工条件、加工时的波动等而无法生成具有所需的凸起高度的凸起部。如果凸起部的凸起高度不足，则成为焊接不良的原因。

本发明的目的在于，提供能够不受金属部件的板厚的限制而生成具有适当的凸起高度的凸起部，由此能够实现焊接品质的提高的激光焊接方法、以及激光焊接装置。

达成上述目的的本发明的激光焊接方法是如下激光焊接方法，即，对多个金属部件重叠后的部位照射激光而对多个所述金属部件彼此进行焊接。多个所述金属部件中的至少1个所述金属部件由电镀钢板形成，该电镀钢板的母材由与所述母材相比熔点低的覆盖材料覆盖。首先，对一个所述金属部件的一个侧面照射激光而在相反侧的其他侧面生成从该其他侧面隆起的凸部。接着，使生成的所述凸部的一部分熔融，且使激光进行扫描，从而产生朝向所述凸部的上方的熔融金属流，生成比所述凸部相对于所述其他侧面的高度更高地隆起的凸起部。而且，使生成所述凸起部的一个所述金属部件成为所述凸起部介于中间而与其他所述金属部件重叠的状态，对多个所述金属部件重叠后的部位照射激光而对多个所述金属部件彼此进行焊接。

达成上述目的的本发明的激光焊接装置是如下激光焊接装置，即，对多个金属部件重叠后的部位照射激光而对多个所述金属部件彼此进行焊接。多个所述金属部件中的至少1个所述金属部件由电镀钢板形成，该电镀钢板的母材由与所述母材相比熔点低的覆盖材料覆盖。激光焊接装置具有：加工头，其对一个所述金属部件的一个侧面照射激光、且使激光自如地进行扫描；以及控制部，其对所述加工头的动作进行控制。所述控制部利用所述加工头对一个所述金属部件的一个侧面照射激光而在相反侧的其他侧面生成从该其他侧面隆起的凸部。接着，所述控制部利用所述加工头使生成的所述凸部的一部分熔融且使激光进行扫描，从而产生朝向所述凸部的上方的熔融金属流，生成比所述凸部相对于所述其他侧面的高度更高地隆起的凸起部。并且，所述控制部使所述激光从所述加工头对所述凸起部介于中间而重叠的多个所述金属部件进行照射而对它们进行焊接。

附图说明

图1(A)、图1(B)是表示本发明的实施方式所涉及的激光焊接装置的概略结构图，图1(A)表示生成凸起部的前处理工序的状态，图1(B)表示对金属部件彼此进行焊接的焊接工序的状态。

图2是对生成凸起部的步骤进行说明的示意图，图2(A1)、图2(A2)是表示使激光进行扫描而生成凸部的情形的剖面图，图2(B1)、图2(B2)表示使激光进行扫描而生成比凸部的高度更高度地隆起的凸起部的情形的剖面图。

图3是对生成凸起部的步骤进行说明的示意图，图3(A)表示生成凸部时的情形的平面图，图3(B)是表示生成凸起部时的情形的平面图。

图4(A)是表示沿直线形状的轨迹进行激光的扫描而生成凸部或者凸起部的情形的斜视图，图4(B)是表示沿圆弧形状的轨迹进行激光的扫描而生成凸部或者凸起部的情形的斜视图，图4(C)是表示以点状进行激光的扫描而生成凸部或者凸起部的情形的斜视图。

图5(A)～图5(E)是示意性地表示正式焊接时凸起部相对于的焊道的配置例的平面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在附图说明中，对相同的要素标注相同的标号并省略重复的说明。为了便于说明而夸张地进行图示，附图的尺寸比例与实际比率不同。

图1(A)、图1(B)是表示本发明的实施方式所涉及的激光焊接装置10的概略结构图，图1(A)表示生成凸起部25的前处理工序的状态，图1(B)表示对金属部件21、22彼此进行焊接的焊接工序的状态。

参照图1，激光焊接装置10对多个金属部件21、22重叠后的部位照射激光51而对多个金属部件21、22彼此进行焊接，由此制造焊接部件100。多个金属部件21、22中的至少1个金属部件由如下电镀钢板形成，即，该电镀钢板的母材由与母材相比熔点低的覆盖材料覆盖。电镀钢板大多用于汽车用的金属部件，例如能够举例示出母材由以耐腐蚀性优异的锌为主成分的覆盖材料覆盖的镀锌钢板。

概括而言，激光焊接装置10具有：加工头50，其朝向第1金属部件21(相当于一个金属部件)的表面21a(相当于一个侧面)照射激光51、且使激光51自如地进行扫描；以及控制部60，其对加工头50的动作进行控制。控制部60利用加工头50对第1金属部件21的表面21a照射激光51，在背面21b(相当于相反侧的其他侧面)生成从该背面21b隆起的凸部24。接着，控制部60使生成的凸部24的一部分熔融、且使激光51进行扫描，由此产生朝向凸部24的上方的熔融金属流，生成比凸部24相对于背面21b的高度更高地隆起的凸起部25(图1(A))。并且，控制部60使激光51从加工头50对使凸起部25介于中间而重叠的多个金属部件21、22进行照射而对它们进行焊接(图1(B))。激光焊接装置10具有夹具部40。夹具部40自如地将第1金属部件和第2金属部件21、22彼此保持为隔开空间30而组合的状态，并且自如地将第1金属部件21保持为与第2金属部件22重叠的状态。控制部60还对夹具部40的动作进行控制。下面，对激光焊接装置10进行详细叙述。

夹具部40在第1位置(图1(A))与第2位置(图1(B))之间移动自如，其中，第1位置是将多个(图示例子中为2个)第1金属部件和第2金属部件21、22彼此保持为隔开空间30而组合的状态的位置，第2位置是使得第1金属部件和第2金属部件21、22形成为重叠状态的位置。控制部60使夹具部40移动至第1位置而将第1金属部件和第2金属部件21、22彼此保持为隔开空间30而组合的状态。然后，控制部60使从加工头50照射激光51而生成凸起部25(图1(A))。然后，控制部60使夹具部40从第1位置移动至第2位置，使得第1金属部件和第2金属部件21、22成为使凸起部25介于中间并重叠的状态而进行焊接(图1(B))。下方侧的第2金属部件22载置于未图示的焊接模具的上方。

夹具部40具有：爪部件41，其自如地插入于第1金属部件和第2金属部件21、22彼此之间；以及致动器42，其使爪部件41相对于第1金属部件与第2金属部件21、22彼此之间而进行前进后退移动。爪部件41的插入侧的端面形成为锥状。致动器42由气缸等构成。如图1(A)所示，利用致动器42使爪部件41进行前进移动而插入于第1金属部件与第2金属部件21、22彼此之间。夹具部40向将第1金属部件和第2金属部件21、22彼此保持为隔开空间30而组合的状态的第1位置移动。如图1(B)所示，利用致动器42使爪部件41进行后退移动而从第1金属部件与第2金属部件21、22彼此之间拔出。夹具部40向使得第1金属部件和第2金属部件21、22形成为重叠状态的第2位置移动。

在第1金属部件21的上方配置有加工头50。加工头50由公知的激光照射装置构成。加工头50对第1金属部件21的表面21a照射激光51。加工头50具有摆动自如的反射镜，能够沿直线形状、曲线形状、圆形或者圆弧形状等任意的轨迹而使激光51进行扫描。还能够不进行扫描而使激光51以点状进行照射。还能够自由地对加工头50的激光输出、扫描速度、以及点径的扩大缩小等针对焊接对象物输入的热量进行调整。

加工头50安装于未图示的焊接机器人的机械手。按照示教程序对焊接机器人进行教导，使机械手按照规定的动作而移动。

激光焊接装置10具有在焊接时将第1金属部件和第2金属部件21、22夹紧的多个夹紧部件70。夹紧部件70可以采用适当的结构。图示例子的夹紧部件70具有：上方按压部71，其配置于第1金属部件21的上方；以及下方按压部72，其配置于第2金属部件22的下方。利用未图示的例如液压缸等流体压力缸对上方按压部71以及下方按压部72进行驱动，由此对第1金属部件和第2金属部件21、22进行夹持并夹紧。

对利用激光焊接装置10的激光焊接方法进行说明。经由如下工序而将第1金属部件和第2金属部件21、22彼此接合：在上方侧的第1金属部件21的背面21b生成凸起部25的前处理工序(图1(A))；以及使第1金属部件和第2金属部件21、22成为使凸起部25介于中间而重叠的状态的激光焊接焊接工序(图1(B))。

(前处理工序)

首先，参照图1～图3对前处理工序进行说明。

图2及图3是对生成凸起部25的步骤进行说明的示意图，图2(A1)、图2(A2)是表示使激光51进行扫描而生成凸部24的情形的剖面图，图2(B1)、图2(B2)是表示使激光51进行扫描而生成比凸部24的高度更高地隆起的凸起部25的情形的剖面图。图3(A)是表示生成凸部24时的情形的平面图，图3(B)是表示生成凸起部25时的情形的平面图。此外，图中箭头52a、52b表示激光51的扫描方向，箭头53a、53b表示熔融的金属向扫描方向的相反方向流动的方向。由虚线包围的范围表示扫描的始端部54、以及扫描的末端部55。

如图1(A)所示，下方侧的第2金属部件22载置于未图示的焊接模具之上。使爪部件41前进至超过第2金属部件22的边缘的位置。上方侧的第1金属部件21载置于爪部件41之上。可以考虑在第1金属部件21生成的凸起部25不与第2金属部件22接合的尺寸、以及焊接时移动的尺寸而适当地确定空间30。作为空间30的尺寸的例子，可以举出0.5mm～5mm。

通过进行2次激光51的照射而生成凸起部25。首先，控制部60对加工头50的动作进行控制，对第1金属部件21的表面21a照射激光51，在背面21b生成从该背面21b隆起的凸部24(图2(A1)、图2(A2)、图3(A))。在该情况下，优选使激光51进行扫描而在扫描的始端部54生成凸部24。这是因为，通过产生朝向扫描的始端部54的熔融金属流而生成相对于背面21b的凸起高度较大的凸部24。接着，控制部60对加工头50的动作进行控制，使生成的凸部24的一部分熔融、且使激光51进行扫描，由此产生朝向凸部24的上方的熔融金属流。其结果，生成比凸部24相对于背面21b的凸起高度更高地隆起的凸起部25(图2(B1)、图2(B2)、图3(B))。

更详细说明，关于第1路径的激光51的照射，使激光51在从图中左侧朝向右侧的方向(箭头52a)上对第1金属部件21的表面21a进行扫描(图2(A1)、图2(A2)、图3(A))。在第1金属部件21的背面21b生成从该背面21b隆起的凸部24。通过使激光51进行扫描，从而在扫描的始端部54生成凸部24，在扫描的末端部55产生凹陷。如果激光51的扫描达到预先规定的长度，则停止激光51的照射。如图2(A2)所示，由标号d1表示凸部24相对于背面21b的凸起高度。

在使激光51进行扫描的情况下，熔融的金属的温度在扫描的末端部55侧较高，在始端部54侧较低。在熔融金属中，表面张力在温度较高的部位较小，表面张力在温度较低的部位较大。因温度差引起的表面张力差而从高温侧朝向低温侧拉伸熔融金属，由此产生马兰哥尼对流。这样，根据熔融金属的温度分布，使得熔融的金属朝与扫描方向(箭头52a)相反的方向流动(箭头53a)，由此使得扫描的始端部54稳定地隆起。其结果，能够在扫描的始端部54生成稳定的凸部24。

在生成凸部24时，优选使激光51进行扫描的时间大于或等于始端部54凝固而生成凸部24的时间。

如果停止激光51的照射，则朝向扫描的始端部54的熔融金属流(箭头53a)倒流，而使得熔融金属开始朝向末端部55流动。因此，直至始端部54凝固为止不停止激光51的扫描，由此能够在扫描的始端部54生成稳定的凸部24。

直至生成凸部24为止，无法使第1路径的激光51的照射中断。因此，可以在第1路径的激光51的照射刚完毕之后的任意定时开始第2路径的激光51的照射。

关于第2路径的激光51的照射，将在第1路径的始端部54生成的凸部24的部分设为第2路径的始端部54。使激光51在与第1路径相反的从图中右侧朝向左侧的方向(箭头52b)上对第1金属部件21的表面21a进行扫描(图2(B1)、图2(B2)、图3(B))。产生朝向凸部24的上方的熔融金属流(箭头53b)，使得凸部24的高度增大。其结果，在扫描的始端部54生成凸起部25，在扫描的末端部55产生凹陷。如果激光51的扫描达到预先规定的长度，则停止激光51的照射。如图2(B2)所示，由标号d2表示凸起部25相对于背面21b的凸起高度。凸起部25的凸起高度相对于凸部24的凸起高度增大Δd(d2-d1)。可以在与抑制气孔的产生的目的一致的范围内适当地选择凸起部25的凸起高度d2。作为凸起部25的凸起高度的尺寸的例子，可以举出0.05mm～0.3mm。

在第2路径的激光51的扫描时，也根据熔融金属的温度分布而使熔融的金属在扫描方向(箭头52b)的相反方向上流动(箭头53b)，使得存在于扫描的始端部54的凸部24稳定地隆起。其结果，能够在扫描的始端部54生成稳定的凸起部25。

在生成凸起部25时，优选以保留在背面21b侧隆起的凸部24的顶点的方式使激光51进行扫描。

这是因为，以保留凸部24的顶点的方式使激光51进行扫描，由此使得熔融金属进一步向已经隆起的凸部24的顶点流动，其结果，能够生成比凸部24的凸起高度更高地凸出的凸起部25。

在生成凸起部25时，优选使激光51进行扫描的时间大于或等于始端部54凝固而生成凸起部25的时间。

如果停止激光51的照射，则朝向扫描的始端部54的熔融金属流(箭头53b)倒流，而使得熔融金属开始朝向末端部55流动。因此，直至始端部54凝固为止不停止激光51的扫描，由此能够在扫描的始端部54生成稳定的凸起部25。

在生成凸起部25时，优选将凸部24作为中央，朝向在生成凸部24时使激光51进行扫描的方向(图2中从左侧朝右侧)的相反侧(图2中从右侧朝左侧)使激光51进行扫描。

通过将凸部24作为中央而使激光51在相反方向上进行扫描，容易制作对焊接机器人教导第2次的激光51的扫描时的示教程序。并且，还能够缩短机械手的移动时间(照射时间)，能够缩短激光焊接所需的时间。

此外，在将凸部24作为中央使激光51在相反方向上进行扫描而生成凸起部25的情况下，在第1金属部件21，在焊接焊道的中央部分产生凸起部25，在焊接焊道的两端部分产生缩孔(参照图2(B2))。

(焊接工序)

下面，参照图1对焊接工序进行说明。

如图1(B)所示，使爪部件41后退至与第2金属部件22的边缘分离的位置。以凸起部25介于中间的方式使上方侧的第1金属部件21与下方侧的第2金属部件22重叠。对夹紧部件70的上方按压部71以及下方按压部72进行驱动，将第1金属部件和第2金属部件21、22夹紧。而且，从加工头50对第1金属部件和第2金属部件21、22重叠后的部位照射激光51而对第1金属部件和第2金属部件21、22彼此进行焊接。焊接工序中的激光51的轨迹可以是直线状、曲线状、点状的任意形状。

在焊接工序中，通过将凸起部25夹于重叠的第1金属部件和第2金属部件21、22彼此之间，从而能够确保比对凸部24进行夹持的间隙更大的间隙31。通过该扩大的间隙31而将作为焊接时的激光51的照射所产生的覆盖材料蒸气的锌气体释放。锌气体的通气性得到提高，其结果，抑制了气孔的产生，提高了焊接品质。

这种激光焊接技术适合于对大多采用镀锌钢板的汽车用的金属部件进行焊接接合的情况。

图4(A)是表示沿直线形状的轨迹进行激光51的扫描而生成凸部24或者凸起部25的情形的斜视图，图4(B)是表示沿圆弧形状的轨迹进行激光51的扫描而生成凸部24或者凸起部25的情形的斜视图，图4(C)是表示以点状进行激光51的照射而生成凸部24的情形的斜视图。

在生成凸部24时，优选沿保留了始端部54的轨迹而进行激光51的扫描。

同样地，在生成凸起部25时，优选沿保留了始端部54的轨迹而进行激光51的扫描。

在第1路径的期间不再次对始端部54照射激光51。暂时生成的凸部24或者凸起部25不会再次熔融，因此能够生成稳定的凸部24或者凸起部25。

优选沿图4(A)所示的直线形状的轨迹、或者图4(B)所示的圆弧形状的轨迹而进行激光51的扫描。

这是因为，激光51的扫描形成为保留了始端部54的轨迹，能够生成稳定的凸部24或者凸起部25。

关于第2路径的激光51的照射，需要使激光51进行扫描。然而，关于第1路径的激光51的照射，未必一定要使激光51进行扫描。

如图4(C)所示，可以不使激光51进行扫描而是以点状进行激光51的照射，由此生成点状的凸部24。因熔融金属的表面张力的作用而以中央部分隆起的方式生成点状的凸部24。

图5(A)～图5(E)是示意性地表示正式焊接时凸起部25相对于焊道56的配置例的平面图。

在附图中，由虚线包围的部分表示凸起部25。在图示例子中，在生成凸起部25时，首先，使激光51进行扫描而在扫描的始端部54生成凸部24。接着，以凸部24作为中央而朝向生成凸部24时的扫描方向的相反侧使激光51进行扫描，生成凸起部25。以使得前处理之后的焊道57形成为直线形状的方式使激光51进行扫描而生成图5(A)所示的凸起部25。优选焊道57形成为相对于正式焊接时的焊道56平行。这是因为，能够使凸起部25接近正式焊接的焊道56。以使得前处理后的焊道57形成为圆弧形状的方式使激光51进行扫描而生成图5(B)所示的凸起部25。以使得前处理后的焊道57形成为直线和圆弧组合的形状的方式使激光51进行扫描而生成图5(C)所示的凸起部25。

如图5(A)～图5(C)所示，在相对于正式焊接时的焊道56而应用1个凸起部25的情况下，优选以位于正式焊接时的焊道56的长度方向上的大致中央部分的方式生成凸起部25。这是因为，因凸起部25而形成的间隙31大致以凸起部25作为中央而在图中左右方向上形成为相同的形状，容易均匀地将焊接时的锌气体释放。

如图5(D)、图5(E)所示，在相对于正式焊接时的焊道56而应用多个凸起部25的情况下，优选以将正式焊接时的焊道56夹于中间而形成为交错排列的方式生成凸起部25。这是因为，因凸起部25而形成的间隙31在焊道56的图中上下以及图中左右方向上形成为相同的形状，容易均匀地将焊接时的锌气体释放。

可以对通过激光51的扫描或者点状的照射的任意方式生成凸部24、或者在通过激光51的扫描而生成凸部24情况下使得扫描的轨迹形成为直线形状或者圆弧形状的任意形状、或者使得在生成凸起部25时的激光51的扫描的轨迹形成为直线形状或者圆弧形状的任意形状的方式任意地进行组合。可以根据正式焊接时的焊道56的形状、长度、或者第1金属部件和第2金属部件21、22彼此重叠的面积的大小等而选择适当的组合。

如以上说明，本实施方式的激光焊接方法具有前处理工序以及焊接工序，在前处理工序中，对第1金属部件21的表面21a照射激光51，在背面21b生成从该背面21b隆起的凸部24，接着，使生成的凸部24的一部分熔融、且使激光51进行扫描，从而产生朝向凸部24的上方的熔融金属流，生成比凸部24相对于背面21b的高度更高地隆起的凸起部25。在焊接工序中，使生成了凸起部25的第1金属部件21成为凸起部25介于中间而与第2金属部件22重叠的状态，对第1金属部件和第2金属部件21、22重叠后的部位照射激光51而对第1金属部件和第2金属部件21、22彼此进行焊接。

根据这样的方法，在前处理工序中，能够稳定地生成比凸部24的凸起高度更高地隆起的凸起部25。在焊接工序中，将凸起部25夹于重叠的第1金属部件和第2金属部件21、22彼此之间，从而能够确保比夹持凸部24的间隙更大的间隙31。通过该扩大的间隙31而将作为因焊接时的激光51的照射所产生的覆盖材料蒸气的锌气体释放。锌气体的通气性得到提高，其结果，抑制了气孔的产生，提高了焊接品质。因此，根据本实施方式的激光焊接方法，能够不受到第1金属部件和第2金属部件21、22的板厚的限制而生成具有适当的凸起高度的凸起部25，由此能够实现焊接品质的提高。

在生成凸起部25时，优选以保留在背面21b侧隆起的凸部24的顶点的方式使激光51进行扫描。

根据这样的方法，使得熔融金属进一步向已经隆起的凸部24的顶点流动，其结果，能够生成比凸部24的凸起高度更高地凸出的凸起部25。

在生成凸起部25时，优选使激光51进行扫描的时间大于或等于始端部54凝固而生成凸起部25的时间。

根据这样的方法，直至始端部54凝固为止不停止激光51的扫描，因此能够在扫描的始端部54生成稳定的凸起部25。其结果，能够稳定地确保第1金属部件和第2金属部件21、22彼此之间的间隙31。

在生成凸起部25时，优选沿保留了始端部54的轨迹而进行激光51的扫描。

根据这样的方法，不会在第1路径的期间再次对始端部54照射激光51。暂时生成的凸起部25不会再次熔融，因此能够生成稳定的凸起部25。

优选沿直线形状的轨迹、或者圆弧形状的轨迹而进行激光51的扫描。

根据这样的方法，激光51的扫描形成为保留了始端部54的轨迹，能够生成稳定的凸起部25。

在生成凸起部25时，优选使激光51进行扫描而在扫描的始端部54生成凸部24。

根据这样的方法，因产生朝向扫描的始端部54的熔融金属流而能够生成相对于背面21b的凸起高度较大的凸部24。

在生成凸起部25时，优选以凸部24作为中央而朝向生成凸部24时使激光51进行扫描的方向的相反侧使激光51进行扫描。

根据这样的方法，以凸部24作为中央而在相反方向上使激光51进行扫描，因此容易制作对焊接机器人教导第2次的激光51的扫描时的示教程序。并且，还能够缩短机械手的移动时间(照射时间)，能够缩短激光焊接所需的时间。

在生成凸部24时，优选使激光51进行扫描的时间大于或等于始端部54凝固而生成凸部24的时间。

根据这样的方法，直至始端部54凝固为止不停止激光51的扫描，因此能够在扫描的始端部54生成稳定的凸部24，进而稳定地生成凸起高度较高的凸起部25。

在生成凸部24时，优选沿保留了始端部54的轨迹而进行激光51的扫描。

根据这样的方法，不会在第1路径的期间再次对始端部54照射激光51。暂时生成的凸部24不会再熔融，因此能够生成稳定的凸部24。

优选沿直线形状的轨迹、或者圆弧形状的轨迹而进行激光51的扫描。

根据这样的方法，激光51的扫描变为保留了始端部54的轨迹，能够生成稳定的凸部24。

电镀钢板是镀锌钢板。能够应用镀锌钢板而获得抑制了气孔产生的良好的焊接部。

本实施方式的激光焊接装置10具有：加工头50，其朝向第1金属部件21的表面21a照射激光51、且使激光51自如地进行扫描；以及控制部60，其对加工头50的动作进行控制。控制部60利用加工头50对第1金属部件21的表面21a照射激光51，在背面21b生成从该背面21b隆起的凸部24。接着，控制部60利用加工头50使生成的凸部24的一部分熔融、且使激光51进行扫描而产生朝向凸部24的上方的熔融金属流，由此生成比凸部24相对于背面21b的高度更高地隆起的凸起部25。控制部60进一步从加工头50对凸起部25介于中间而重叠的多个金属部件照射激光51进行焊接。

根据这样的结构，能够稳定地生成比凸部24的凸起高度更高地隆起的凸起部25。将凸起部25夹于重叠的第1金属部件和第2金属部件21、22彼此之间，由此能够确保比夹持凸部24而形成的间隙更大的间隙31。通过该扩大的间隙31将作为因焊接时的激光51的照射而产生的覆盖材料蒸气的锌气体释放。提高了锌气体的通气性，其结果，气孔的产生得到抑制，提高了焊接品质。因此，根据本实施方式的激光焊接装置10，能够不受第1金属部件和第2金属部件21、22的板厚的限制而生成具有适当的凸起高度的凸起部25，由此能够实现焊接品质的提高。

优选地，在生成凸起部25时，控制部60以保留在背面21b侧隆起的凸部24的顶点的方式使激光51进行扫描。

根据这样的结构，熔融金属进一步向已经隆起的凸部24的顶点流动，其结果，能够生成比凸部24的凸起高度更高地凸出的凸起部25。

优选地，在生成凸起部25时，将控制部60使激光51进行扫描的时间设为大于或等于始端部54凝固而生成凸起部25的时间。

根据这样的结构，直至始端部54凝固为止不停止激光51的扫描，因此能够在扫描的始端部54生成稳定的凸起部25。其结果，能够稳定地确保第1金属部件和第2金属部件21、22彼此之间的间隙31。

优选地，在生成凸起部25时，控制部60使激光51进行扫描而在扫描的始端部54生成凸部24。

根据这样的结构，能够产生朝向扫描的始端部54的熔融金属流，从而能够生成相对于背面21b的凸起高度较大的凸部24。

对由电镀钢板形成多个金属部件的情况进行了说明，但只要覆盖材料覆盖于焊接的钢板的任意面，则能够产生覆盖材料蒸气。因此，可以将本发明应用于对多个金属部件中的至少1个金属部件的母材的双面或者单面被覆盖的电镀钢板进行焊接的情况。

对使第2路径的激光51从凸部24开始扫描的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于该情况。对于第2路径的激光51的扫描，只要能够使生成的凸部24的一部分熔融、且使激光51进行扫描而产生朝向凸部24的上方的熔融金属流即可。因此，还可以使第2路径的激光51从凸部24的近前侧开始扫描。即使在该情况下，也以凸部24的隆起程度增大的方式生成凸起部25。

在对多个金属部件进行焊接的情况下，有时受到金属部件的板厚、表面形状、焊接位置等的影响而使得仅以凸部24的凸起高度而获得抑制气孔的产生的效果的部位、以及仅以凸部24的凸起高度无法充分获得上述抑制效果的部位也混在一起。在这种情况下，对于通过第1路径的激光51的扫描而生成的所有凸部24，无需进行第2次的激光51的扫描。仅针对仅以凸部24的凸起高度无法充分获得上述抑制效果的部位，能够通过第2路径的激光51的扫描生成凸起部25而满足要求高度。即使应用具有凸起高度不同的凸部24以及凸起部25的金属部件，也能够抑制气孔的产生而实现焊接品质的提高。因照射2次激光51的部位减少而能够缩短前处理工序的时间，从而能够缩短激光焊接所需的时间。

对第1金属部件和第2金属部件21、22为平板的情况进行了图示，但对于具有弯曲面的金属部件当然也能够应用本发明。

(试验例)

作为生成凸部24的第1路径，在能够将上板(0.9mm)贯通的激光输出～+15％程度的范围内以点径φ550～800μm、速度80mm/s、直线形状而实施了激光焊接。在始端部54生成了凸部24(凸起高度为0.12mm)。

下面，作为使凸部24的凸起高度增大的第2路径，在能够将上板贯通的激光输出～+15％程度的范围内，以点径φ550～800μm、速度80mm/s、将通过第1路径而生成的凸部24的一部分作为始点、且以与第1路径相反的方向上的直线形状而实施了激光焊接。在始端部54生成具有比凸部24更大的凸起高度的凸起部25(凸起高度为0.19mm)。

以将凸起部25夹入的方式使上板和下板重叠并将它们夹紧。以能够将上下板贯通、且对它们进行焊接的热量进行了激光焊接。产生的锌气体从由凸起部25形成的间隙31流出，因此在焊接部未产生缺陷。

激光输出、扫描距离根据金属部件的板厚、加工速度而不同，但能够确认趋势相同。

本申请以2015年11月17日申请的日本专利申请2015-225136号为基础，参照并将其全部公开内容并入本申请。

标号的说明

10…激光焊接装置、21…第1金属部件(一个金属部件)、21a…表面(一个侧面)、21b…背面(其他侧面)、22…第2金属部件(其他金属部件)、24…凸部、25…凸起部、30…空间、31…间隙、40…夹具部、41…爪部件、42…致动器、50…加工头、51…激光、54…始端部、55…末端部、60…控制部、d1…凸部相对于背面的凸起高度、d2…凸起部相对于背面的凸起高度、Δd…凸起高度的增大量。

Claims (11)

1.一种激光焊接方法，对多个金属部件重叠后的部位照射激光而对多个所述金属部件彼此进行焊接，其中，

多个所述金属部件中的至少1个所述金属部件由电镀钢板形成，该电镀钢板的母材由与所述母材相比熔点低的覆盖材料覆盖，

对一个所述金属部件的一个侧面照射激光而在相反侧的其他侧面生成从该其他侧面隆起的凸部，接着，使生成的所述凸部的一部分熔融且使激光进行扫描，从而产生朝向所述凸部的上方的熔融金属流，生成比所述凸部相对于所述其他侧面的高度更高地隆起的凸起部，

使生成所述凸起部的一个所述金属部件成为使所述凸起部介于中间而与其他所述金属部件重叠的状态，对多个所述金属部件重叠后的部位照射激光而对多个所述金属部件彼此进行焊接。

2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，

在生成所述凸起部时，使激光以保留在所述其他侧面侧隆起的所述凸部的顶点的方式进行扫描。

3.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其中，

在生成所述凸起部时，使激光进行扫描的时间大于或等于始端部凝固而生成所述凸起部的时间。

4.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其中，

在生成所述凸起部时，沿保留了始端部的轨迹而进行激光的扫描。

5.根据权利要求4所述的激光焊接方法，其中，

沿直线形状的轨迹、或者圆弧形状的轨迹而进行激光的扫描。

6.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其中，

在生成所述凸起部时，使激光进行扫描而在扫描的始端部生成所述凸部。

7.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其中，

在生成所述凸起部时，以所述凸部作为中央而使激光朝向生成所述凸部时使激光进行扫描的方向的相反侧进行扫描。

8.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其中，

在生成所述凸部时，使激光进行扫描的时间大于或等于始端部凝固而生成所述凸部的时间。

9.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其中，

在生成所述凸部时，沿保留了始端部的轨迹而进行激光的扫描。

10.根据权利要求9所述的激光焊接方法，其中，

沿直线形状的轨迹、或者圆弧形状的轨迹而进行激光的扫描。

11.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其中，

所述电镀钢板是镀锌钢板。