CN110977160A - 定子线圈的激光焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定子线圈的激光焊接方法，将第一扁平线及第二扁平线的第一引线部的侧面及第二引线部的侧面对合而形成对合面。关于激光束，在比第一引线部及第二引线部的对合面的上端部的表面靠内部侧处形成焦点，在第一引线部及第二引线部的对合面的上端部使激光束呈环状地扫描，形成使导体线料熔融而成的熔池。然后，沿着对合面一边连续地形成熔池一边使熔池移动。

Description

定子线圈的激光焊接方法

技术领域

本公开涉及定子线圈的激光焊接方法。

背景技术

例如，在三相旋转电机的定子中，使用多个截面为矩形形状的扁平线线圈，按照规定的卷绕方法一边互相接合一边卷绕。作为接合方法，使用激光焊接等。

日本特开2018-20340指出，在对2条扁平线线圈的端部的对合面进行激光焊接的情况下，激光束向对合的间隙侵入，对端部的根部的绝缘覆层造成伤害。于是，在从一侧的扁平线的对合面离开的端面内呈环状或螺旋状的环状地使激光束扫描而形成熔池，通过环径的扩大来扩大熔池的直径，使熔池到达端部侧面而向上述间隙填充熔池。通过向上述间隙填充熔池，激光束向上述间隙的侵入被抑制。在此，叙述了：使用光学系统来检测来自激光照射面的激光反射光和等离子体的变动，在它们骤变的情况下会产生溅射物。

作为日本特开2018-20340的关联技术，在日本特开2018-30155中公开了抑制向将2条扁平线对合后的端部彼此的激光输入热量的偏倚的方法。在此，在一侧的扁平线的端面内一边扩大熔池一边形成熔池，使熔池到达端部侧面并进行冷却，之后，在另一侧的扁平线的端面内一边扩大熔池一边形成熔池，使熔池到达端部侧面并进行冷却。

发明内容

来自激光照射面的激光反射光、等离子体骤变而产生溅射物可认为是在激光照射面中产生局部性加热的情况。在激光照射面中可能产生局部性加热的一例是激光的焦点位置处于照射面上的“正焦(justfocus)”的情况。

在正焦的情况下，照射面处的照射能量密度高，例如在线圈边缘部等容易产生局部性加热。即使不是线圈边缘等，在熔池充分生长之前，也可能随机地产生在照射面处固相、液相、气相的相变化骤变的情况。为了避免该情况，存在在从对合面离开的部位形成熔池，逐渐扩大扫描环径而使熔池到达接合面的方法，但扫描轨迹变长，用于接合的加工时间变长。

另外，在将激光输出从初始值向最大输出值逐渐提升的情况下，若呈阶梯状地提升激光输出，则在阶梯的不连续点处可能产生伴随于大的输出骤变的局部性加热。

若在激光照射面处产生局部性加热，则溅射物大量飞散，焊接品质下降。于是，希望有一种能够抑制激光照射面处的局部性加热而抑制溅射物的飞散的定子线圈的激光焊接方法。

本公开的定子线圈的激光焊接方法包括：对合步骤，将在第一扁平线及第二扁平线中绝缘皮膜分别被剥离后的第一引线部的侧面及第二引线部的侧面对合而形成对合面，所述第一扁平线及第二扁平线是在截面为矩形形状的导体线料的周围包覆绝缘皮膜而成的带绝缘皮膜导体线；离焦步骤，关于激光束，在比第一引线部及第二引线部的对合面的上端部的表面靠内部侧处形成焦点；熔池形成步骤，在第一引线部及第二引线部的对合面的上端部使激光束呈环状或螺旋状的环状地扫描，在对合面的上端部侧形成使导体线料熔融而成的熔池；及熔池移动步骤，沿着对合面一边连续地形成熔池一边使熔池移动，在熔池形成步骤中，在使激光束的焦点深度位置随着时间变化的情况及使激光束的输出随着时间变化的情况下，无论哪种情况下都连续地变化。

根据上述结构，由于激光束在比对合面的上端部的表面靠内部侧处形成焦点，所以对合面的上端部的表面处的激光照射光斑直径与正焦的情况相比变大，能够减小激光的照射能量密度。而且，由于使激光束的焦点深度位置、激光输出连续地平滑地变化，所以能够抑制激光照射面处的局部性加热。另外，由于激光照射光斑直径大，所以能够不扩大环径而在保持该环径的状态下沿着对合面一边连续地形成熔池一边使熔池移动而进行接合，与逐渐扩大环径的情况相比扫描轨迹短，能够缩短用于接合的加工时间。

根据上述结构的定子线圈的激光焊接方法，能够抑制激光照射面处的局部性加热而抑制溅射物的飞散。

附图说明

本发明的典型实施例的特征、优点及技术上和工业上的意义将会在下面参照附图来描述，在这些附图中，同样的标号表示同样的要素，其中：

图1是示出应用实施方式中的定子线圈的激光焊接方法的旋转电机的定子的线圈端部的立体图。

图2A是在图1中使用的线圈段的图。图2A是整体图。

图2B是在图1中使用的线圈段的图。图2B是图2A的B部的剖视放大图。

图3A是抽出图1的C部而示出的图。是示出将2个扁平线的各自的引线部对合前的状态的图。

图3B是抽出图1的C部而示出的图。是示出将2个扁平线的各自的引线部的侧面对合后的状态的图。

图4是示出实施方式中的定子线圈的激光焊接方法的步骤的流程图。

图5A是示出图4中的离焦工序的图。是立体图。

图5B是示出图4中的离焦工序的图。是沿着径向的剖视图。

图6是关于图4中的熔池形成工序示出详细的步骤的流程图。

图7A是示出在图6中使激光输出连续地变化的例的图。在图7A中，横轴是时间，纵轴是激光输出。图7A是示出激光输出的连续变化的两个例的图。

图7B是示出在图6中使激光输出连续地变化的例的图。在图7B中，横轴是时间，纵轴是激光输出。图7B是示出激光输出的连续变化的两个例的图。

图7C是示出在图6中使激光输出连续地变化的例的图。在图7C中，横轴是时间，纵轴是激光输出。图7C是作为比较例而使激光输出呈阶梯状地不连续地变化的图。

图8A是示出在图6中使激光束的焦点位置从离焦连续地变化为正焦的例的图。图8A是关于形成有熔池的对合面的立体图。

图8B是示出在图6中使激光束的焦点位置从离焦连续地变化为正焦的例的图。图8B是图8A的E面处的剖视图。在此，图8B是示出初始的离焦位置的图。

图8C是示出在图6中使激光束的焦点位置从离焦连续地变化为正焦的例的图。图8C是图8A的E面处的剖视图。在此，图8C是示出正焦位置的图。

图9A是示出在图8A～图8C的变形例中使激光束的焦点位置从初始的离焦向正焦侧连续地变化而成为与正焦接近的离焦位置的例的图。图9A是关于形成有熔池的对合面的立体图。

图9B是示出在图8A～图8C的变形例中使激光束的焦点位置从初始的离焦向正焦侧连续地变化而成为与正焦接近的离焦位置的例的图。图9B是图9A的E面处的剖视图。在此，图9B是示出初始的离焦位置的图。

图9C是图8A～图8C的变形例，是示出使激光束的焦点位置从初始的离焦向正焦侧连续地变化而成为与正焦接近的离焦位置的例的图。图9C是图9A的E面处的剖视图。在此，图9C是示出使激光束的焦点位置变化为与正焦接近的离焦位置的状态的图。

图10A是作为图4的熔池移动工序的例而示出在使激光束的焦点位置为离焦的状态下沿着对合面一边连续地形成熔池一边使熔池移动的例的图。图10A是示出熔池的移动的立体图。

图10B是作为图4的熔池移动工序的例而示出在使激光束的焦点位置为离焦的状态下沿着对合面一边连续地形成熔池一边使熔池移动的例的图。图10B是沿着径向的剖视图。

具体实施方式

以下，使用附图对本公开的实施方式进行详细说明。以下，作为应用定子线圈的激光焊接方法的对象，叙述三相旋转电机的定子绕组，但这是用于说明的例示。只要2个扁平线互相被激光焊接，则即使是三相旋转电机以外的定子绕组也能够同样地应用。

以下，作为三相旋转电机的定子绕组，叙述线圈段，但这是用于说明的例示，也可以是集中卷绕线圈等。

以下叙述的形状、尺寸、材质等是用于说明的例示，能够配合定子线圈的激光焊接方法的规格等而适当变更。以下，在全部附图中对同样的要素标注同一标号，省略重复的说明。

图1是关于应用定子线圈的激光焊接方法的旋转电机的定子10的结构示出线圈端部的图。以下，只要没有特别说明，就将旋转电机的定子10称作定子10。使用定子10的旋转电机是搭载于电动车辆的旋转电机。旋转电机是在电动车辆动力运行时作为电动机发挥功能且在电动车辆制动时作为发电机发挥功能的电动发电机，是三相同步型的旋转电机。旋转电机由图1所示的定子10和在定子10的内周侧隔开规定的间隔而配置的转子构成。在图1中省略了转子的图示。定子10包括定子芯12和定子绕组20。

图1示出轴向、径向及周向。轴向是沿着定子芯12的中心孔的中心轴CL的方向，在定子绕组20中动力线引线被引出的方向是引线侧，其相反侧是反引线侧。在进行激光焊接时，使引线侧朝向上方侧来进行，因此，以下，根据情况，将引线侧称作上方侧，将反引线侧称作下方侧。径向是在与轴向垂直的面内通过中心轴CL的放射状的方向，周向是以中心轴CL为中心沿着圆周方向的方向。

定子芯12是具有供转子配置的中心孔的磁性体部件，包括圆环状的背轭14和从背轭14向内周侧突出的多个齿16。相邻的齿16之间的空间是插槽18。齿16的数量与插槽18的数量相同，都是3的倍数。

该定子芯12是包括背轭14和齿16，以形成插槽18的方式将成形为规定的形状的圆环状的磁性体薄板以规定张数在轴向上堆叠而成的层叠体。对磁性体薄板的双面实施电绝缘处理。作为磁性体薄板的材质，可以使用作为硅钢板的一种的电磁钢板。也可以取代磁性体薄板的层叠体而将使磁性粉末一体化成形而成的构件设为定子芯12。

定子绕组20是三相的分布卷绕线圈，1个相绕组通过跨多个齿16卷绕而形成。各相绕组分别各分布卷绕2周，因此，对该各周进行区分，在U相绕组的情况下称作U1绕组和U2绕组，在V相绕组的情况下称作V1绕组和V2绕组，在W相绕组的情况下称作W1绕组和W2绕组。定子绕组20将U1绕组、U2绕组、V1绕组、V2绕组、W1绕组、W2绕组设为一组而沿着定子芯12的周向卷绕。将向图1中所示的插槽18插入的各相绕组以小括号表示为V2、W1、W2、U1。因此，相同的各相绕组向隔开6插槽间隔的插槽18依次插入并在定子芯12的周向上卷绕一圈。换言之，1个相绕组通过跨6个齿16卷绕而形成。

定子绕组20使用多个线圈段30向定子芯12的齿16卷绕。图2A、图2B是示出线圈段30的图。图2A是将由轴向和周向规定的面设为正面时的主视图。

线圈段30是将截面为矩形形状的扁平线作为导体线料38，向除了两端部之外的导体线料38的周围包覆绝缘皮膜39并成形为规定的形状的带绝缘皮膜导体线。作为带绝缘皮膜导体线的导体线料38，使用铜线、铜锡合金线、镀银铜锡合金线等。作为绝缘皮膜39，使用聚酰胺酰亚胺的漆包皮膜。

线圈段30具有大致U字状的形状。如图2A、图2B所示，扁平线的矩形截面的长边面侧是大致U字状的正面，短边面侧是侧面。大致U字状的形状通过将短边面弯曲的扁立弯曲而形成。

具有大致U字状的形状的线圈段30具备在轴向两端具有向定子芯12的插槽18分别插入的直线部的2条平行的腿部32、33和将腿部32、33的一端彼此连接的折弯形状的转弯部34。平行的2个腿部32、33的间隔是6插槽量的长度。若将1插槽量的间隔设为ds，则平行的2个腿部32、33的间隔D0是D0＝6ds。腿部32、33的各自的顶端部是绝缘皮膜39被剥离而导体线料38露出的引线部36、37。

图2B是在线圈段30中除了腿部32、33的各自的引线部36、37的附近之外的部分B的矩形截面的放大图。在部分B处，将矩形截面的长边设为宽度，将短边设为厚度，具有宽度尺寸W₀和厚度尺寸t。在此，W₀>t。

在使用线圈段30来形成定子绕组20时，线圈段30的2条平行的腿部32、33的各自向沿着定子芯12的周向离开D0＝6ds的2个插槽18插入。插入从定子芯12的反引线侧的端面进行，包括引线部36、37的端部从定子芯12的引线侧的端面突出。突出后的引线部36、37在定子芯12的引线侧的端面的外侧适当地被折弯成形。在图2A中用双点划线示出将腿部33折弯后的状态。关于腿部32，虽然弯曲方向相反，但也同样地弯曲。弯曲后的引线部36、37分别与别的线圈段30的引线部37、36接合。引线部36、37被折弯并按照规定的卷绕方法与其他线圈段的引线部37、36通过焊接等而接合后的部分成为定子绕组20中的引线侧的线圈端部。插入于定子芯12的线圈段30的转弯部34处于定子芯12的反引线侧，成为反引线侧的线圈端部。

定子线圈的激光焊接方法是将在图2A的线圈段30中被弯曲后的腿部33的顶端的引线部37和在图2A未图示的别的线圈段30中被弯曲后的腿部32的顶端的引线部36使用激光束来进行接合的方法。在图1中，将应用定子线圈的激光焊接方法的部分之一设为C部而用单点划线示出。C部是将图2A的线圈段30设为V1相绕组中的一侧的线圈段30时的一侧的线圈段30的引线部37与在图2A中未图示的另一侧的线圈段30的引线部36的接合部的部分。以下，对关于图1的C部的激光焊接方法进行叙述。

图3A、图3B是抽出图1的C部而示出的图。以下，由于线圈段是扁平线，所以对合合的2个线圈段进行区分，称作第一扁平线30a和第二扁平线30b。第一扁平线30a对应于在图2A中未图示的另一侧的线圈段30，第二扁平线30b对应于图2A的一侧的线圈段30。

图3A是示出将第一扁平线30a及第二扁平线30b的各自的引线部36及引线部37对合前的状态的图。在引线部36中，径向的外周侧的侧面40是与引线部37面对的侧面，在引线部37中，径向的内周侧的侧面42是与引线部36面对的侧面。在引线部36、37中，上方侧的端面分别是上端面44、46。

图3B是示出将第一扁平线30a及第二扁平线30b的各自的引线部36及引线部37对合后的状态的图，相当于抽出了图1的C部的图。对合通过将第一扁平线30a的引线部36的侧面40与第二扁平线30b的引线部37的侧面42对合来进行。对合面41是侧面40、42互相抵接的面。对合面41的上端部处于与引线部36、37的上端面44、46的轴向的高度位置大致相同的高度位置。

图4是示出定子线圈的激光焊接方法的步骤的流程图。最初的工序是对合工序(S10)。对合工序是进行在图3A、图3B中叙述的处理的工序。在此，将在第一扁平线30a及第二扁平线30b中绝缘皮膜39分别被剥离后的第一引线部36及第二引线部37的侧面40、42彼此对合而形成对合面41。该工序作为旋转电机的定子10的组装工序的一部分来处理。

从对合工序的下一工序起，使用激光焊接装置来进行。激光焊接装置具备激光光源、光学系统统、将激光向激光头引导的激光光纤及进行从激光头放射激光束并向规定的位置扫描的控制的控制部。控制包括激光输出的控制、激光束的焦点位置的设定控制、激光束的移动扫描控制等。

当激光焊接装置启动后，执行初始化。激光输出、光学系统的倍率、移动扫描速度、后述的离焦位置等动作条件被设定为预先确定的标准条件。另外，作为在后述的熔池形成工序中执行的判断条件，关于第一扁平线30a和第二扁平线30b的规格，尤其输入它们的热容等。关于热容，可以输入实际的数值，也可以按照预先确定的基准而输入“大”“中”“小”的分类。以下，关于热容，使用“大”“中”“小”这3个分类来说明。这是用于说明的例示，也可以输入与除此以外的规格相关的条件。

当初始化结束后，关于激光束，进行在比第一引线部36及第二引线部37的对合面41的上端部的表面靠内部侧处形成焦点的离焦工序(S12)。离焦(defocus)是从在对象物的表面上形成焦点的正焦将焦点位置从对象物的表面上向上方侧或下方侧错动。在此使用在比对象物的表面靠下方侧的内部侧设定焦点位置的下焦。以下，只要没有特别说明，离焦就是指下焦(lower focus)。

图5A、图5B示出离焦工序的内容。图5A是与图3B对应的立体图，图5B是沿着径向的剖视图。离焦工序是激光束的焦点位置的设定工序，因此，虽然激光束不向对合面41照射，但为了说明而将设定于离焦位置的激光束50用双点划线示出。

激光束50的照射位置被设定为对合面41的上端部。并且，激光束50在从对合面41的上端部向下方侧离开fd1的位置形成焦点，对合面41的上端部处的照射区域52具有激光照射光斑直径D1。正焦是在对合面41的上端部的位置形成焦点，因此正焦的情况下的激光照射光斑直径D2(参照图8A～图8C)极小，照射能量密度高。由于激光束50的焦点位置被设定为离焦位置，所以激光照射光斑直径D1比正焦位置的激光照射光斑直径D2大。由此，能够与正焦的情况相比降低激光束50在对合面41的上端部处的照射能量密度。通过适当选择激光焊接装置中的激光的光缆直径、光学系统的倍率，能够将激光照射光斑直径D1设定成期望的大小。

离焦工序的下一工序是在第一引线部36及第二引线部37的对合面41的上端部使激光束呈环状或螺旋状的环状地扫描而在对合面41的上端部侧形成使导体线料38熔融而成的熔池的熔池形成工序(S14)。熔池形成工序是为了将第一引线部36与第二引线部37在对合面41处接合而形成具有足够的直径和深度的熔池的工序。熔池形成工序的详细的内容将使用图6后述。

熔池形成工序的下一工序是沿着对合面41一边连续地形成熔池一边使熔池移动的熔池移动工序(S16)。由此，第一引线部36与第二引线部37在对合面41处接合(S18)。然后，判断是否关于全部对合面41进行了接合(S20)。当判断为否定时，使激光头向未接合的对合面41移动(S22)后，返回S12，反复进行上述的处理步骤。当S20的判断为肯定时，定子线圈的激光焊接方法的全部步骤结束。

图6是关于熔池形成工序示出详细的步骤的流程图。在熔池形成工序中，根据定子10的规格，尤其根据第一引线部36与第二引线部37的接合品质规格，进行用于形成合适的直径和深度的熔池的与激光输出相关的设定和与激光束的焦点位置相关的设定。作为接合品质，存在接合强度和焊接接合中的溅射物的飞散抑制。它们依赖于第一扁平线30a和第二扁平线30b的热容。以下，说明焊接池形成工序的详细的内容。

首先，进行是否使激光输出变化的判断(S30)。为了熔池形成，需要合适的激光输出。在第一扁平线30a和第二扁平线30b的热容为“小”的情况下，为了熔池形成而需要的激光输出也不怎么大。在该情况下，能够从激光束的照射的最初起设定为需要的激光输出，S30的判断为否定。在S30的判断为否定的情况下，无需使激光输出变化，因此进入S34。

相对于此，在第一扁平线30a和第二扁平线30b的热容为“中”或“大”的情况下，需要相当大的激光输出。在该情况下，优选不从最初起设为大的激光输出，而是逐渐提高激光输出。因此，需要使激光输出变化，因此S30的判断为肯定。当S30的判断为肯定时，进入S32。即使在逐渐提高激光输出的情况下，若呈阶梯状地逐渐提高，则也有可能在阶梯的不连续点处产生伴随于大幅的输出骤变的局部性加热。于是，进行连续地使激光输出变化的设定(S32)。连续地使激光输出变化是指不随着时间呈阶梯状地使激光输出变化而随着时间平滑地使激光输出变化。

图7A、图7B、图7C示出使激光输出随着时间变化的设定的例。在图7A、图7B、图7C中，横轴是时间，纵轴是激光输出。时间t0是激光束的照射开始时间。时间t0～时间t1的期间是熔池形成期间。时间t1～时间t2是熔池移动期间。时间t2以后是停止激光束的照射并使熔池固化的期间。

图7A、图7B是示出在熔池形成期间中使激光输出连续地变化的设定的2个例的图。图7A是从时间t0朝向时间t1线性地使激光输出增大的设定的例。图7B是呈多次函数状地使激光输出增大的设定的例。在热容为“中”或“大”的情况下，进行图7A或图7B的设定。

图7C是作为比较例而示出使激光输出呈阶梯状地不连续地变化的设定的情况的图。在使激光输出呈阶梯状地逐渐增加的情况下，在阶梯的不连续点处存在大的激光输出骤变，因此伴随于激光输出的骤变而可能在熔池形成的过程中产生局部性加热。当产生局部性加热时，溅射物的飞散增加。相对于此，在图7A、图7B中，激光输出随着时间连续地变化，因此局部性加热的发生被抑制，能够抑制溅射物的飞散。

返回图6，在S34中，判定是否使焦点位置变化。若实际照射在S12中叙述的离焦位置的激光束50，则对合面41的上端部处的照射区域52的照射能量密度比正焦的情况下的照射能量密度低。例如，即使在扁平线30a、30b的热容为“小”的情况下利用通过离焦位置的激光束50的照射而形成的熔池56能够充分进行对合面41的接合，在热容为“大”或“中”的情况下，也会产生接合不充分的情况。于是，进行S34的判断。当S34的判断为否定时，焦点位置保持离焦位置不变，进入S16。当S34的判断为肯定时，进入S36，进行使焦点位置从离焦位置向正焦侧连续地变化的设定。

图8A～图8C示出焦点深度为离焦位置的激光束50和使焦点深度变化为正焦的位置后的激光束60。图8A是与图3B对应的立体图，图8B、图8C是图8A的E面处的剖视图。

图8B是与图5B对应的图，示出焦点深度处于离焦位置的激光束50。激光束50在从对合面41的上端部向下方侧离开fd1的位置形成焦点，对合面41的上端部处的照射区域52具有激光照射光斑直径D1。若向第一引线部36与第二引线部37的对合面41的上端部实际照射激光束50，则在照射区域52的正下方通过激光束50的照射而形成被称作小孔的凹部54，在凹部54的周边形成熔池56。

图8C示出焦点深度处于正焦的位置的激光束60。激光束60在对合面41的上端部的位置形成焦点，因此其照射区域62中的激光照射光斑直径D2极小，照射能量密度高。相对于此，图8B的离焦后的激光束50的激光照射光斑直径D1比D2大，因此照射能量密度低。因此，在扁平线30a、30b的热容为“大”的情况下，在图8B中叙述的熔池56接合无法生长至对于接合来说充分的大小。于是，如图8A所示，将激光束60向上方侧连续地提升。由此，对合面41的上端部处的照射区域逐渐变小，照射能量密度连续地变高。

在将离焦位置的激光束50向上方侧连续地提升而成为正焦位置的激光束60的情况下，不向上方侧呈直线状地连续地提升，而以向上方侧描绘螺旋环轨迹的方式向上方侧提升。图8A示出向上方侧具有移动方向的螺旋环轨迹64。使用螺旋环轨迹64是因为，导体线料38由铜线等具有高导电率的金属材料构成，因此热传导性也优异，即使接受激光照射而熔融也会立即凝固，难以维持熔融状态。由此，在对合面41的上端部的位置处，通过激光照射而维持熔融的状态，形成熔池66。

在上述中，叙述了螺旋环轨迹64，但作为螺旋的基本形，只要是平滑的轨迹即可，既可以是圆形也可以是椭圆形。

熔池66的形成在从离焦位置的激光束50的照射能量密度低的状态向正焦位置的激光束60的照射能量密度高的状态连续地逐渐变化的条件下进行。由此，不存在对合面41的上端部的位置处的照射能量密度的骤变，能够抑制作为导体线料38的铜线等的固相、液相、气相之间的相变化随机产生。其结果，即使在容易局部性被加热的线圈边缘等处也能够减少溅射物的产生。这样，能够一边减少溅射物的产生，一边提高对合面41的上端部处的照射能量密度，熔池66能够生长为足以将对合面41接合的直径和深度。

另外，由于最初从离焦位置的激光束50开始，所以在形成在图8A中叙述的小孔即凹部54后，在小孔即凹部54内激光束会聚。因此，与从最初起为上焦(upper focus)等的情况相比，熔池66的深度能够变深。而且，在离焦位置下，对合面41的上端部处的激光照射光斑直径能够比正焦位置的情况下大，因此能够在维持熔池66的直径的状态下减小环形轨道直径，能够缩短用于接合的加工时间。

在上述中，使焦点深度向正焦连续地变化。在扁平线30a、30b的热容为“中”的情况下，也可以不将激光束50向上方侧提升至正焦的位置，也可以在中途的“正焦侧”停止上方侧的提升。

图9A～图9C是图8A～图8C的变形例，是示出使激光束的焦点位置从初始的离焦位置向正焦侧连续地变化而成为与正焦接近的离焦位置的例的图。图9A是与图8A对应的立体图，图9B、图9C是图9A的E面处的剖视图。图9B是与图8B对应的图，示出焦点深度处于离焦位置的激光束50。图9C示出焦点深度处于与正焦接近的离焦位置的激光束70。

如图9C所示，激光束70在从对合面41的上端部向下方侧离开fd2的位置形成焦点，对合面41的上端部处的照射区域72具有激光照射光斑直径D3。与图8A～图8C相比，fd2<fd1，D1>D3>D2。

如图9A所示，在将离焦位置的激光束50向上方侧连续地提升而成为正焦侧的离焦位置的激光束70的情况下，以向上方侧描绘螺旋环轨迹74的方式向上方侧提升。图7A示出生长出的熔池76。

激光束70的激光照射光斑直径D3比D2大，因此照射能量密度比正焦的激光束60低，但在扁平线30a、30b的热容为“中”的情况下，能够利用熔池76将对合面41接合。

返回图6，当S34的判断为否定时，激光束的焦点位置不变化，在保持离焦位置的状态下进入S16。在扁平线30a、30b的热容为“小”的情况下，S34的判断为否定，因此在形成了在图8B中叙述的熔池56的状态下进入S16。

在熔池形成工序中，存在S30和S34这2个判断处理，因此存在“均为否定”“S30为肯定，S34为否定”“S30为否定，S34为肯定”“均为肯定”这4个情况。在“均为肯定”的情况下，S32的处理和S36的处理并列执行。即，使激光输出变化并且也使焦点位置变化。

需要说明的是，可考虑仅通过使激光输出变化的调整来谋求用于抑制溅射物的飞散的照射能量密度的调整。在该情况下，需要花费时间逐渐使激光输出变化，用于接合的加工时间变长。另外，花费时间的长时间的激光照射会因光学系统中的温度上升等而产生非意图的焦点漂移，可能会诱发照射能量密度的非意图的变化。

返回图4，当熔池形成工序(S14)完成后，接着进入沿着对合面41移动熔池的熔池移动工序。沿着对合面41的熔池的连续移动如下：在扁平线30a、30b的热容为“大”的情况下，在图8A中叙述的熔池66沿着对合面41连续地移动，在扁平线30a、30b的热容为“中”的情况下，在图9A中叙述的熔池76沿着对合面41连续地移动，在扁平线30a、30b的热容为“小”的情况下，在图8B中叙述的熔池56沿着对合面41连续地移动。

作为熔池移动工序的例，在图10A中示出熔池56沿着对合面41的移动。图10A是示出熔池56的移动的立体图，图10B是沿着径向的剖视图，是与图8B相同的内容。熔池56沿着对合面41的移动不使移动扫描开始位置的激光束50沿着对合面41呈直线状地移动至移动扫描结束位置的激光束51，而使移动扫描开始位置的激光束50沿着对合面41以描绘螺旋环轨迹的方式连续地移动。图10A示出具有沿着对合面41的移动方向的螺旋环轨迹58。由此，沿着对合面41，熔池56一边维持熔融状态一边连续地形成，成为接合面55。

同样，热容为“大”的情况下的熔池66、热容为“中”的情况下的76也是，沿着对合面41，熔池一边维持熔融状态一边连续地形成，成为各自的接合面，由此，对合面41被接合(S18)。

Claims (1)

1.一种定子线圈的激光焊接方法，其特征在于，包括：

对合步骤，将在第一扁平线及第二扁平线中绝缘皮膜分别被剥离后的第一引线部的侧面及第二引线部的侧面对合而形成对合面，所述第一扁平线及第二扁平线是在截面为矩形形状的导体线料的周围包覆绝缘皮膜而成的带绝缘皮膜导体线；

离焦步骤，关于激光束，在比所述第一引线部及所述第二引线部的所述对合面的上端部的表面靠内部侧处形成焦点；

熔池形成步骤，在所述第一引线部及所述第二引线部的所述对合面的上端部使所述激光束呈环状或螺旋状的环状地扫描，在所述对合面的上端部侧形成使所述导体线料熔融而成的熔池；及

熔池移动步骤，沿着所述对合面一边连续地形成所述熔池一边使所述熔池移动，

在所述熔池形成步骤中，在使所述激光束的焦点深度位置随着时间变化的情况及使所述激光束的输出随着时间变化的情况下，无论哪种情况下都连续地变化。

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