CN110114185B - 外观设计部件的激光焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种将部件(20)接合到具有发纹的外观设计部件(10)的背侧(10b)的外观设计部件(10)的激光焊接方法，其具有：定位工序，将部件定位于外观设计部件(10)的背侧(10b)的与部件(20)接合的接合位置；移动开始工序，开始激光头的移动；焊接工序，从激光头(30)沿着发纹对外观设计部件(10)的背侧照射激光束(32)，对部件(20)进行焊接；以及移动停止工序，停止激光头的移动。

Description

外观设计部件的激光焊接方法
技术领域
本发明涉及对具有发纹的外观设计部件的背侧进行激光焊接的方法。
背景技术
一直以来，对于在电梯轿厢的内壁或家电产品等、使用了铝或不锈钢的金属材料的产品的表面中使用的部件，存在以美观为目的而沿一个方向设置有发纹这样的长条纹图案的部件。发纹通过研磨加工等形成，在实施了发纹加工的金属材料的表面，在产生哑光效果的同时产生了加强金属质感的效果。这样，以美观为目的而进行了加工的金属材料被称为外观设计部件。
在焊接这样的外观设计部件的情况下，在电弧焊中，会产生大的变形或隆起部，因此通常使用激光焊接(例如参照专利文献1)。但是，在板厚为1.5mm以下的外观设计部件的情况下，即使使用激光焊接，也存在外观设计面产生变形、导致产品不良的情况。因此，采用不会发热的、使用粘接剂或双面胶等的接合方法，或采取增厚外观设计部件的厚度等的措施。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-070431号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在使用粘接剂或双面胶的接合中，不仅辅助材料成本增加，还存在粘接强度弱的问题，在增厚外观设计部件的厚度的方法中，存在材料成本提高的问题。
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，目的在于，得到一种外观设计部件的激光焊接方法，其不增厚外观设计部件的厚度，并且焊接热量引起的变形不明显。
用于解决课题的手段
本发明的外观设计部件的激光焊接方法具有：定位工序，将部件定位于在表侧具有发纹的外观设计部件的背侧的与部件接合的接合位置；移动开始工序，开始激光头的移动；焊接工序，从激光头沿着发纹对外观设计部件的背侧照射激光束，对部件进行焊接；以及移动停止工序，停止激光头的移动。
发明效果
根据本发明的外观设计部件的激光焊接方法，在对表侧具有发纹的外观设计部件的背侧焊接部件时，沿着发纹对部件进行焊接。由此，能够使由焊接时的热量产生的焊接变形沿着发纹。因而，能够使在外观设计部件的表侧产生的变形不明显。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1中的不锈钢发纹件的背侧、与不锈钢发纹件焊接的螺柱、激光照射器的激光头的立体图。
图2是示出利用从图1的激光头照射的激光束进行的激光焊接工序的示意图。
图3是示出不锈钢发纹件、与不锈钢发纹件焊接的螺柱、以及形成在螺柱的凸缘上的焊接线的俯视图。
图4是示出实施方式2中的电梯的轿厢壁的背侧的图。
图5是图4的B部的放大图。
图6是示出电梯的轿厢壁和与电梯的轿厢壁的背侧焊接的加强件的图。
图7是比较电梯的轿厢壁中的加强件的焊接状态的剖视图。
图8是比较电梯的轿厢壁中的加强件的焊接状态的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
实施方式1.
在实施方式1中，对在不锈钢发纹件10的背侧10b焊接螺柱20的情况进行说明。图1是示出作为外观设计部件的不锈钢发纹件10、与不锈钢发纹件10焊接的螺柱20、照射焊接用的激光束32的激光头30的立体图。图2是示出利用图1中所示的激光头30进行的激光焊接工序的示意图。图3是示出与不锈钢发纹件10焊接的螺柱20和焊接线50的俯视图。另外，在图1至图3中，以朝向上的状态示出不锈钢发纹件10的背侧10b。
如图1中虚线所示，在不锈钢发纹件10的表侧10a，在A的方向上平行地设置有多条发纹12。不锈钢发纹件10以美观为目的而用于例如家电产品的面板等。另外，在图1中，将不锈钢发纹件10的形状设置为大致正方形的平板，但并不限定于此。例如可以是圆盘状，可以是具有曲面形状或凹凸形状的形状。
如图1所示，螺柱20在一端侧具有凸缘部22。螺柱20通过将该凸缘部22焊接于不锈钢发纹件10，而与不锈钢发纹件10接合。如图1所示，在螺柱20的凸缘部22形成有焊接线50。
如图2所示，螺柱20的一端侧不向不锈钢发纹件10的表侧10a突出，因此螺柱20本身不会损害不锈钢发纹件10的表侧10a的美观。接合有螺柱20的不锈钢发纹件10通过将螺柱20的螺纹部21插入未图示的其他部件的贯通孔，并将未图示的螺母拧入螺纹部21，而与其他部件结合。
接下来，对将螺柱20焊接于不锈钢发纹件10的步骤进行说明。
首先，在不锈钢发纹件10中，确认发纹12形成的方向A。接下来，将不锈钢发纹件10以背侧10b朝上的方式固定于未图示的激光照射器的工作台，以使不锈钢发纹件10的发纹12的方向A与激光头30的移动方向一致。
接下来，如图1所示，在不锈钢发纹件10的背侧10b的接合螺柱20的位置配置螺柱20，并临时固定。并且，调整激光头30的位置、或激光照射器的工作台的位置，以使从激光头30照射的激光束32能够通过螺柱20的凸缘部22之上。
接下来，使激光头30移动到比螺柱20的凸缘部22靠近前的、图2及图3所示的P1位置，使激光照射器成为能够照射激光束32的待机状态。
接下来，使激光头30沿着图3所示的发纹12a以横穿凸缘部22的方式移动。然后，若激光头30到达P2的位置，则开始激光束32的照射，开始螺柱20向不锈钢发纹件10的焊接。此时，激光头30维持移动状态。
接下来，若激光头30到达P3的位置，则维持激光头30的移动状态，仅停止激光束32的照射。然后，若激光头30到达P4的位置，则停止激光头30的移动。通过以上步骤，凸缘部22中的由焊接线50a表示的部位的焊接结束。
接下来，使激光头30的位置返回到P1，并移动到图3所示的发纹12b上的下一个移动开始位置，重复上述步骤。通过以上步骤，在螺柱20的凸缘部22形成了图3所示的焊接线50a及50b，螺柱20与不锈钢发纹件10接合。
根据实施方式1的激光焊接方法，使激光头30沿着不锈钢发纹件10的发纹12移动，并且对螺柱20的凸缘部22照射激光束32。由此，能够使在不锈钢发纹件10的表侧10a发生的焊接热量引起的变形不明显。
另外，在实施方式1中，对于不锈钢发纹件10，仅在其表侧10a设置有多条发纹12，但并不限定于此。例如，可以在表侧10a和背侧10b这两者设置有发纹。此外，在实施方式1中，使激光头30移动，但并不限于此。例如，可以使固定有不锈钢发纹件10的激光照射器工作台移动。
实施方式2.
接下来，使用图4及图5，对实施方式2进行说明。在实施方式2中，在电梯的轿厢壁100的背侧100b焊接加强件200。图4示出作为外观设计部件的电梯的轿厢壁100和与电梯的轿厢壁100焊接的3个加强件200。图5是图4的B部放大图。未图示的激光照射器的结构与实施方式1相同。
如图4所示，在电梯的轿厢壁100焊接有3个加强件200。此外，如图5中虚线所示，在电梯的轿厢壁100的表侧100a，沿着电梯的轿厢壁100的长度方向形成有多条发纹12。
加强件200是图4及图5所示的长条部件，如图5所示，截面成型为帽形。并且，加强件200在帽形的檐部220处焊接于电梯的轿厢壁100的背侧100b。
接下来，对将加强件200焊接于电梯的轿厢壁100的背侧100b的步骤进行说明。
首先，确认电梯的轿厢壁100的发纹12形成的方向A。接下来，将电梯的轿厢壁100以背侧100b朝上的方式固定于未图示的激光照射器的工作台，以使电梯的轿厢壁100的发纹12的方向A与激光头30的移动方向一致。
接下来，以加强件200的长度方向沿着发纹12的方向A的方式，将加强件200配置在电梯的轿厢壁100的背侧100b，并临时固定。然后，调整激光头30的位置、或激光照射器的工作台的位置，以使从激光头30照射的激光束32能够通过加强件200的檐部220之上。
接下来，使激光头30移动到比加强件200的檐部220靠近前的位置，使激光照射器成为能够照射激光束32的待机状态。
接下来，使激光头30沿着电梯的轿厢壁100的发纹12以横穿加强件200的方式移动。然后，若激光头30到达加强件200的上部，则开始激光束32的照射，开始加强件200向电梯的轿厢壁100的焊接。此时，激光头30维持移动状态。
接下来，若激光头30接近加强件200的终端，则维持激光头30的移动状态，仅停止激光束32的照射。然后，若激光头30通过了加强件200的上部，则停止激光头30的移动。通过以上步骤，加强件200的一个部位的焊接结束。
接下来，使激光头30的位置返回，并移动到下一个移动开始位置，重复上述步骤。通过以上步骤，在加强件200的檐部220形成了图5所示的焊接线50，加强件200与电梯的轿厢壁100接合。
根据实施方式2的激光焊接方法，使激光头30沿着电梯的轿厢壁100的发纹12移动，并且对加强件200的檐部220照射激光束32。由此，能够使在电梯的轿厢壁100的表侧100a发生的焊接热量引起的变形不明显。
另外，在实施方式2中，将加强件200配置为加强件200的长度方向与电梯的轿厢壁100的长度方向一致，但并不限于此。例如，如图6所示，可以配置为加强件200的长度方向与电梯的轿厢壁100的长度方向垂直。在这种情况下，也只要使激光头30在沿着电梯的轿厢壁100的发纹12的方向上移动即可。但是，在这种情况下，如图6所示，焊接线50被帽形的凸部分断，因此在沿着一条发纹12的焊接动作中，必须进行两次激光束32的照射与停止。进而，与图5的情况比较，一根焊接线50的长度变短，因此在需要与图5的情况相同程度的接合强度的情况下，如图6所示，必须增加焊接位置。
在实施方式1及实施方式2中，当开始照射激光束32时，可以使激光束32的输出呈阶段性地增加。同样，当停止照射激光束32时，可以使激光束32的输出呈阶段性地减少。由此，焊接线50的开始端与结束端的位置变得不明显，能够使外观设计部件的表侧10a中的变形的端部不明显。
此外，通过减小激光束32的光斑直径，能够使出现在外观设计部件的表侧10a的变形更不明显。
图7和图8是在电梯的轿厢壁100的背侧100b焊接了加强件200时的檐部220处的剖视图。图7是激光束32的光斑直径小的情况，图8是激光束32的光斑直径大的情况。另外，照射到加强件200的每单位面积的激光束32的能量假设相同。
在激光束32的光斑直径大的情况下，如图8所示，热变形产生的力F作用于大范围，因此形成在电梯的轿厢壁100的表侧100a的发纹槽14被扩大，使发纹12产生了变形。在激光束32的光斑直径小的情况下，如图7所示，热变形产生的力F仅作用于小范围，因此对形成在电梯的轿厢壁100的表侧10a的发纹槽14的影响减小。另外，激光束32的光斑直径优选设为0.5mm以下。
而且，在实施方式1及实施方式2中，可以使用激光束32的光斑直径可变的激光照射器，在开始照射激光束32时，不改变激光束32的输出，而呈阶段性地减小光斑直径。同样，可以在停止照射激光束32时，不改变激光束32的输出，而呈阶段性地增大光斑直径。
在不改变激光束32的输出而增大光斑直径的情况下，每单位面积照射的激光束32的能量减小，因此焊接线50的开始端和结束端的位置变得不明显。因而，能够使外观设计部件的表侧10a中的变形的端部不明显。
标号说明
10：不锈钢发纹件(外观设计部件)；10a：表侧；10b：背侧；12：发纹；20：螺柱(部件)；21：螺纹部；22：凸缘部；30：激光头；32：激光束；50：焊接线；100：电梯的轿厢壁(外观设计部件)；200：加强件(部件)；220：檐部。

Claims (2)

1.一种外观设计部件的激光焊接方法，其是将部件接合到在表侧具有发纹的外观设计部件的背侧的方法，其具有：
定位工序，将所述部件定位于所述外观设计部件的背侧的与所述部件接合的接合位置；
移动开始工序，开始激光头的移动；
焊接工序，从所述激光头沿着所述发纹对所述外观设计部件的背侧照射激光束，对所述部件进行焊接；以及
移动停止工序，停止所述激光头的移动，
所述焊接工序具有：
照射开始工序，使所述激光头移动以横穿所述部件，并且开始所述激光束的照射；以及
照射停止工序，使所述激光头移动以横穿所述部件，并且停止所述激光束的照射，
所述激光头开始移动的移动开始位置和所述激光头停止移动的移动停止位置均在所述激光头横穿所述部件的范围外，
在所述照射开始工序，维持所述激光头的移动，并且，所述照射开始工序具有不改变所述激光束的输出而呈阶段性地减小所述激光束的光斑直径的工序，
在所述照射停止工序，维持所述激光头的移动，并且，所述照射停止工序具有不改变所述激光束的输出而呈阶段性地增大所述激光束的光斑直径的工序。
2.一种外观设计部件的激光焊接方法，其是将部件接合到在表侧具有发纹的外观设计部件的背侧的方法，其具有：
定位工序，将所述部件定位于所述外观设计部件的背侧的与所述部件接合的接合位置；
移动开始工序，开始激光头的移动；
焊接工序，从所述激光头沿着所述发纹对所述外观设计部件的背侧照射激光束，对所述部件进行焊接；以及
移动停止工序，停止所述激光头的移动，
所述焊接工序具有：
照射开始工序，使所述激光头移动以横穿所述部件，并且开始所述激光束的照射；以及
照射停止工序，使所述激光头移动以横穿所述部件，并且停止所述激光束的照射，
所述激光头开始移动的移动开始位置和所述激光头停止移动的移动停止位置均在所述激光头横穿所述部件的范围外，
在所述照射开始工序，维持所述激光头的移动，并且，所述照射开始工序具有使所述激光头移动并且使所述激光束的输出呈阶段性地增加的工序，
在所述照射停止工序，维持所述激光头的移动，并且，所述照射停止工序具有使所述激光头移动并且使所述激光束的输出呈阶段性地减少的工序。
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