CN111272003A - 冷却装置、结构物、焊接方法 - Google Patents

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Abstract

提供具有可靠性高的焊接部的冷却装置等。一种冷却装置，是通过激光焊接将性质不同的两方铝材接合从而构成的冷却装置，其特征在于，通过激光焊接而形成的熔融部的硬度比两方铝材之中的一方铝材的硬度硬。

Description

冷却装置、结构物、焊接方法
技术领域
本发明涉及冷却装置、结构物、焊接方法。
背景技术
近年来，在由使用铝或铝合金等铝材料成形的构件构成的冷却装置中，为了将使用铝材料成形的构件彼此接合，曾提出了进行软钎焊、硬钎焊的方案。
例如，专利文献1所记载的液冷式冷却装置，通过在冷却液流通体的流入部的一端面硬钎焊铝制入口集管，同样地在流出部的一端面硬钎焊铝制出口集管，在冷却液流通体的其他端面硬钎焊铝制中间集管而构成。
另外，作为用于将使用铝材料成形的构件接合的方法，在专利文献2中提出了进行激光焊接的方案。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-161158号公报
专利文献2：日本特开平4-270088号公报
发明内容
为了将构成冷却装置的、使用铝材料成形的构件(以下有时称为“铝材”)彼此接合，可考虑进行激光焊接。而且，通过激光焊接而形成的焊接部需要是没有焊接缺陷、或者焊接缺陷在容许范围内的可靠性高的焊接部。
本发明的目的是提供具有可靠性高的焊接部的冷却装置等。
在该目的下完成的本发明是一种冷却装置，其是将性质不同的两方铝材通过激光焊接进行接合从而构成的冷却装置，其特征在于，通过所述激光焊接而形成的熔融部的硬度比所述两方铝材之中的一方铝材的硬度硬。
在此，也可以：所述一方铝材的材料为非热处理合金，另一方铝材的材料为热处理合金。
另外，也可以：所述一方铝材的材料为3000系铝合金，所述另一方铝材的材料为6000系铝合金。
另外，也可以：所述一方铝材为加工硬化后的铝材，所述另一方铝材为时效硬化后的铝材。
另外，也可以：所述一方铝材的硬度为35(HV)以上，另一方铝材的硬度为42(HV)以上。
另外，也可以：所述一方铝材为板材，另一方铝材为挤压材。
另外，从其他观点来看，本发明是一种冷却装置，其特征在于，具备：
主体，其在内部具有液体流通的流通路；和
被接合构件，其通过激光焊接而与所述主体接合，
所述主体为热处理铝合金，所述被接合构件为非热处理铝合金，
通过所述激光焊接而形成的熔融部的硬度比所述被接合构件的硬度硬。
另外，从其他观点来看，本发明是一种冷却装置，是通过将性质不同的两方铝材在重叠的状态下进行激光焊接来接合从而构成的冷却装置，其特征在于，没有照射激光的那一方铝材中的熔融部的深度为所述两方铝材的接合界面处的该熔融部的宽度以上。
在此，也可以：所述熔融部的宽度为照射所述激光的那一方铝材的板厚的45％以上的大小，热影响区的宽度小于该熔融部的宽度。
另外，也可以：没有照射所述激光的那一方铝材为在内部具有液体流通的流通路的构件，所述熔融部没有到达所述流通路。
另外，从其他观点来看，本发明是一种冷却装置，其是通过将性质不同的两方铝材在重叠的状态下进行激光焊接来接合从而构成的冷却装置，其特征在于，通过所述激光焊接而形成的熔融部的宽度为照射激光的那一方铝材的板厚的45％以上的大小，热影响区的宽度小于该熔融部的宽度。
另外，从其他观点来看，本发明是一种冷却装置，其特征在于，具备：
主体，其在内部具有液体流通的流通路；和
被接合构件，其通过在重叠于所述主体的状态下被照射激光，从而通过激光焊接而与该主体接合，
通过所述激光焊接而形成的熔融部没有到达所述主体的所述流通路。
另外，从其他观点来看，本发明是一种结构物，其是将性质不同的两方铝材通过激光焊接来接合从而构成的结构物，其特征在于，通过所述激光焊接而形成的熔融部的硬度比所述两方铝材之中的一方铝材的硬度硬。
另外，从其他观点来看，本发明是一种焊接方法，其是将硬度不同的两方铝材重叠并进行激光焊接的焊接方法，其特征在于，对所述两方铝材之中的硬度低的那一方铝材照射激光。
另外，从其他观点来看，本发明是一种焊接方法，其是将热导率不同的两方铝材重叠并进行激光焊接的焊接方法，其特征在于，对所述两方铝材之中的热导率低的那一方铝材照射激光。
根据本发明，能够提供具有可靠性高的焊接部的冷却装置等。
附图说明
图1是实施方式涉及的液冷式冷却装置的立体图。
图2是将构成液冷式冷却装置的部件分解了的图。
图3是图1的III-III部的截面图。
图4是图1的IV-IV部的截面图。
图5是说明重叠部的激光焊接工序的立体图。
图6(a)是图1的VI-VI部的截面图。图6(b)是(a)的VIb部的放大图。
图7是表示焊接部的硬度的图。
附图标记说明
1…液冷式冷却装置、10…装置主体、10h…热影响区、20…变更构件、30…入口接头、31…入口管、32…保持构件、32h…热影响区、34…焊接部、34m…熔融部、34h…热影响区、40…出口接头、41…出口管、42…保持构件。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行详细说明。
图1是实施方式涉及的液冷式冷却装置1的立体图。
图2是将构成液冷式冷却装置1的部件分解了的图。
图3是图1的III-III部的截面图。
图4是图1的IV-IV部的截面图。
实施方式涉及的液冷式冷却装置1具备在内部流通冷却液的装置主体10、和变更在装置主体10中流通的冷却液的流通方向的变更构件20。另外，液冷式冷却装置1具备使冷却液从装置主体10的外部向内部流入的入口接头30、和使冷却液从装置主体10的内部向外部流出的出口接头40。
(装置主体10)
装置主体10是大致形状为长方体的构件。装置主体10使用通过挤压加工而成形的、JIS A6063合金的挤压材成形，以挤压方向成为长度方向的方式成形。另外，如图1所示，装置主体10的长度方向以及宽度方向的长度比上下方向的长度大。再者，JIS A6063合金的材质类别可例示为T0或T6。另外，也可以是其他的材质类别，但优选装置主体10的硬度为42(HV(维氏硬度))以上。
在装置主体10的内部形成有多个从长度方向上的一个端部贯通至另一端部的贯通孔11。在本实施方式涉及的液冷式冷却装置1中，如图4所示，贯通孔11在比宽度方向的中央部靠跟前侧的位置和比中央部靠里侧的位置分别形成有六个。
跟前侧的六个贯通孔11作为经由入口接头30流入且到达变更构件20之前的冷却液流通的流入侧流路111发挥作用。相邻的流入侧流路111由流入侧壁111a隔开。
另一方面，里侧的六个贯通孔11作为在通过变更构件20后流入且到达出口接头40之前的冷却液流通的流出侧流路112发挥作用。相邻的流出侧流路112由流出侧壁112a隔开。
另外，在装置主体10中，在长度方向的中央部形成有两个从上面凹陷的空间12。两个空间12之中的一个是以与流入侧流路111连通的方式形成的流入侧空间121，另一个是以与流出侧流路112连通的方式形成的流出侧空间122。
流入侧空间121是通过例如切削加工除去上壁13及流入侧壁111a而形成的空间，由贯通了上壁13的贯通孔121a和除去了流入侧壁111a的下部空间121b形成。再者，在图2所示的例子中，流入侧壁111a从上侧到下侧全部被除去，但也可以除去上侧的一部分并残留下侧的部分。
流出侧空间122是通过例如切削加工除去上壁13及流出侧壁112a而形成的空间，由贯通了上壁13的贯通孔122a和除去了流出侧壁112a的下部空间122b形成。再者，在图2所示的例子中，流出侧壁112a从上侧到下侧全部被除去，但也可以除去上侧的一部分并残留下侧的部分。
(变更构件20)
变更构件20配置于装置主体10的长度方向的两端部的每一个端部。
变更构件20是大致形状为长方体的构件，并且，形成有从装置主体10侧的端面凹陷的凹部21。流入侧流路111和流出侧流路112通过凹部21而连通。
变更构件20通过在装置主体10侧的端面与装置主体10的长度方向的端面对接的状态下对对接部实施激光焊接而被接合。这样，变更构件20是通过激光焊接而与作为主体的一例的装置主体10接合的被接合构件的一例。
变更构件20例如可例示为通过对由材质类别为O的JIS A3000系合金构成的条实施深拉深加工而成形的构件。另外，变更构件20例如也可以是通过对由材质类别为H14的JIS A3000系合金或材质类别为H14的JIS A1000系铝构成的原料实施切削加工而成形的构件。
(入口接头30)
入口接头30具有入口管31和保持入口管31的保持构件32，所述入口管31为圆筒状，且以中心线方向成为上下方向的方式配置。
入口管31具有上端侧突出部311和下端侧突出部312，所述上端侧突出部311设置于靠近上端的部分且遍及全周地向径向外侧突出，所述下端侧突出部312设置于靠近下端的部分且遍及全周地向径向外侧突出。
入口管31的比下端侧突出部312靠下端侧的部分，被插入到形成于保持构件32的后述的贯通孔321中。
保持构件32是大致形状为板状的长方体的构件，在中央部形成有圆形的贯通孔321。保持构件32使用JIS A3003合金的板材成形。再者，JIS A3003合金的材质类别可例示为材质类别H12或材质类别H18。另外，也可以是其他的材质类别，但保持构件32的硬度优选为35(HV)以上。
入口管31的比下端侧突出部312靠下端侧的部分以被插入到形成于保持构件32的贯通孔321中的状态被硬钎焊。在下端侧突出部312的最外径部与保持构件32之间形成有由熔融的钎料构成的角焊缝33。
而且，入口接头30通过在入口管31的下端部被插入到装置主体10的流入侧空间121且保持构件32的下端面被载置于装置主体10的上面的状态(将保持构件32和装置主体10重叠了的状态)下实施激光焊接而被接合。这样，保持构件32是通过激光焊接而与装置主体10接合的被接合构件的一例。
(出口接头40)
出口接头40是与入口接头30同样的构件，具有出口管41和保持出口管41的保持构件42，所述出口管41为圆筒状且以中心线方向成为上下方向的方式配置。
出口管41具有上端侧突出部411和下端侧突出部412，所述上端侧突出部411设置于靠近上端的部分且遍及全周地向径向外侧突出，所述下端侧突出部412设置于靠近下端的部分且遍及全周地向径向外侧突出。
出口管41的比下端侧突出部412靠下端侧的部分被插入到形成于保持构件42的后述的贯通孔(未图示)中。
保持构件42是大致形状为板状的长方体的构件，在中央部形成有圆形的贯通孔(未图示)。保持构件42与保持构件32同样地使用JIS A3003合金的板材成形。再者，JISA3003合金的材质类别可例示为材质类别H12或材质类别H18。另外，也可以是其他的材质类别，但保持构件42的硬度优选为35(HV)以上。
出口管41以比下端侧突出部412靠下端侧的部分被插入到形成于保持构件42的贯通孔(未图示)中的状态被硬钎焊。在下端侧突出部412的最外径部与保持构件42之间形成有由熔融的钎料构成的角焊缝43。
而且，出口接头40通过在出口管41的下端部被插入到装置主体10的流出侧空间122且保持构件42的下端面被载置于装置主体10的上面的状态(将保持构件42和装置主体10重叠了的状态)下实施激光焊接而被接合。这样，保持构件42是通过激光焊接而与装置主体10接合的被接合构件的一例。
(液冷式冷却装置1的作用)
如以上那样构成的液冷式冷却装置1，在装置主体10的上面的、比设置有入口接头30及出口接头40的部位靠长度方向的外侧的位置载置由该液冷式冷却装置1冷却的被冷却物。被冷却物可例示为由多个长方体状的单电池101构成的电池组100。
而且，在液冷式冷却装置1中，从入口接头30的入口管31流入到装置主体10的流入侧空间121内的冷却液通过流入侧流路111到达变更构件20的凹部21内。到达变更构件20的凹部21内的冷却液其后通过流出侧流路112到达流出侧空间122，并从出口接头40的出口管41流出。这样，在冷却液在装置主体10的流入侧流路111以及流出侧流路112中流通的期间，将载置于装置主体10的上面的电池组100冷却。
(液冷式冷却装置1的制造方法)
如以上那样构成的液冷式冷却装置1如以下那样制造。
在使装置主体10的长度方向的两端部的端面与变更构件20的装置主体10侧的端面对接的状态下，对对接部连续地照射激光。这样，通过激光焊接将变更构件20接合于装置主体10的长度方向的两端部。
通过对对接部照射激光，在与对接部大致相同的位置形成焊接部22(参照图3)。
另外，将入口接头30的入口管31的下端部插入到装置主体10的流入侧空间121，将入口接头30的保持构件32的下端面载置于装置主体10的上面(将保持构件32和装置主体10重叠)。然后，在将保持构件32和装置主体10重叠了的状态下，对保持构件32照射激光，向入口管31的周围连续地照射激光。这样，通过激光焊接将入口接头30接合于装置主体10的中央部。
通过对重叠部照射激光，在与所照射的位置大致相同的位置形成焊接部34(参照图3)。
同样地，将出口接头40的出口管41的下端部插入装置主体10的流出侧空间122，将出口接头40的保持构件42的下端面载置于装置主体10的上面(将保持构件42和装置主体10重叠)。而且，在将保持构件42和装置主体10重叠了的状态下，对保持构件42照射激光，向出口管41的周围连续地照射激光。这样，通过激光焊接将出口接头40接合于装置主体10的中央部。
通过对重叠部照射激光，在与所照射的位置大致相同的位置形成焊接部44(参照图1)。
(激光焊接工序)
图5是说明重叠部的激光焊接工序的立体图。
如图5所示，从激光装置150的激光头151向装置主体10与入口接头30的保持构件32(出口接头40的保持构件42)的重叠部照射激光L。而且，通过使激光头151沿着入口管31(出口管41)的周围的保持构件32(保持构件42)的端部形状移动，来连续地照射激光L。
再者，激光装置150的激光源不特别限定。能够例示为YAG激光器、CO2激光器、光纤激光器、圆盘激光器、半导体激光器。另外，激光L的照射方向可以是相对于重叠部的保持构件32(保持构件42)的面正交的方向，也可以是相对于正交方向倾斜的方向。
另外，从激光头151向装置主体10与变更构件20的对接部照射激光L。而且，通过使激光头151沿着对接部的形状移动，来连续地照射激光L。
(焊接部)
在如上述那样制造的液冷式冷却装置1中，装置主体10所使用的铝材料与变更构件20所使用的铝材料不同。另外，装置主体10所使用的铝材料与入口接头30的保持构件32以及出口接头40的保持构件42所使用的铝材料不同。
这是因为本发明人进行深入研究的结果发现，通过性质不同的两方铝材通过激光焊接而被接合，通过激光焊接而形成的熔融部的硬度变得比两方铝材之中的一方铝材的硬度硬。
图6(a)是图1的VI-VI部的截面图。图6(b)是图6(a)的VIb部的放大图。
图7是表示焊接部的硬度的图。
图6(a)和图6(b)表示入口接头30的保持构件32与装置主体10的重叠部的焊接部34的截面形状。通过从激光装置150的激光头151对保持构件32照射激光L，激光L的能量被转换为热，从而构成重叠部的作为铝材的保持构件32和装置主体10的母材自身熔融，其后被急速地冷却。通过该急速加热和急速冷却而在焊接部34产生组织变化，焊接部34由熔融凝固的熔融部34m和因焊接热而产生组织变化的热影响区34h构成。热影响区34h由保持构件32的热影响区32h和装置主体10的热影响区10h构成。
图7是表示图6(b)中所示的、作为焊接部34的截面中的部位的、保持构件32的母材、保持构件32的热影响区32h、熔融部34m、装置主体10的热影响区10h、装置主体10的母材的硬度的图。图7中所示的硬度，表示将使用由材质类别T6的JIS A6063合金构成的挤压材制成的装置主体10和使用由材质类别H18的JIS A3003合金构成的板材(板厚0.9(mm))制成的保持构件32利用作为光纤激光器的激光装置进行了激光焊接的情况下的硬度。再者，焊接条件被设定成：斑点直径为50(μm)，激光输出功率除以激光的移动速度而得到的值为25(J/mm)，作为惰性气体使用氮(N2)，焦点聚于材料表面。关于焊接条件，例如根据作为接合体的保持构件32的板厚的不同，适宜的条件不同，但如果板厚为0.9～1.2(mm)，则上述条件是适宜的条件。
图7中所示的保持构件32的母材的硬度是材质类别H18的JIS A3003合金的板材、换言之在冷加工后加工硬化了的JIS A3003合金的硬度55(HV(维氏硬度))。装置主体10的母材的硬度是材质类别T6的JIS A6063合金的挤压材、换言之在淬火后作为时效硬化处理的一例的回火了的JIS A6063合金的硬度73(HV)。
而且，如图7所示，熔融部34m的硬度为40～50(HV)。装置主体10的热影响区10h的硬度为约50(HV)，保持构件32的热影响区32h的硬度为约36(HV)。也就是说，熔融部34m的硬度比保持构件32的热影响区32h的硬度硬，比装置主体10的热影响区10h的硬度软。再者，如图7所示，保持构件32的热影响区32h的硬度比材质类别H16的JIS A3003合金的硬度软，但比材质类别O的JIS A3003合金的硬度硬。另外，如图7所示，装置主体10的热影响区10h的硬度比材质类别T5的JIS A6063合金的硬度软，但比材质类别T1的JIS A6063合金的硬度硬。
这样，在本实施方式涉及的液冷式冷却装置1中，通过利用激光焊接将性质不同的两方铝材接合，实现了通过激光焊接而形成的熔融部(例如熔融部34m)的硬度比两方铝材之中的一方铝材(例如热影响区32h)的硬度硬。其结果，在本实施方式涉及的液冷式冷却装置1中，与熔融部(例如熔融部34m)断裂相比，与熔融部(例如熔融部34m)相比不硬的保持构件32先断裂，因此能够抑制从熔融部(例如熔融部34m)断裂。因此，能够实现可靠性高的焊接部34。
再者，在通过激光焊接将硬度相同的两方铝材接合的情况下，通过激光焊接而形成的熔融部的硬度最低。例如，在通过激光焊接将材质类别T6的JIS A6063合金彼此接合的情况下，熔融部的硬度大致回到O材的硬度，熔融部的硬度最低。其结果，会从熔融部断裂。因此，实施方式涉及的液冷式冷却装置1，与通过激光焊接将硬度相同的两方铝材接合而构成的冷却装置相比，难以损坏，因此能够实现可靠性高的焊接部。
另外，出口接头40的保持构件42也使用了与入口接头30的保持构件32相同的铝材料，因此在出口接头40的保持构件42与装置主体10的重叠部的焊接部44中，熔融部的硬度也比保持构件42的热影响区的硬度硬。其结果，与熔融部断裂相比，与熔融部相比不硬的保持构件42先断裂，因此能够抑制从熔融部断裂。因此，能够实现可靠性高的焊接部44。
另外，可以认为上述事项示出：在通过激光焊接将硬度不同的两方铝材接合的情况下，焊接部的硬度按两方铝材之中的硬的那一方铝材的热影响区、熔融部、两方铝材之中的不硬的那一方的铝材的热影响区的顺序降低。
因此，在硬度不同的两方铝材之中的一方铝材为非热处理合金且另一方铝材为热处理合金的情况下，由于非热处理合金与热处理合金相比不硬，因此，熔融部的硬度比非热处理合金的热影响区的硬度硬。其结果，与熔融部断裂相比，与熔融部相比不硬的非热处理合金先断裂，因此能够抑制从熔融部断裂，能够实现可靠性高的焊接部。
再者，作为非热处理合金，可例示包括作为上述保持构件32(保持构件42)的铝材料的JIS A3003合金在内的A3000系、A1000系、A5000系。作为热处理合金，可例示包括作为上述装置主体10的铝材料的JIS A6063合金在内的A6000系、A2000系、A7000系。
因此，例如，即使在保持构件32为A1000系合金、装置主体10为A6000系合金的组合的情况下，熔融部34m的硬度也比保持构件32的热影响区32h的硬度硬。其结果，与熔融部34m断裂相比，与熔融部34m相比不硬的保持构件32先断裂，因此能够抑制从熔融部34m断裂，能够实现可靠性高的焊接部34。
根据上述事项，即使在装置主体10与变更构件20的对接部通过激光焊接而接合的焊接部22中，变更构件20的硬度也比装置主体10的硬度低，因此，熔融部的硬度比变更构件20的热影响区的硬度硬。其结果，与熔融部断裂相比，与熔融部相比不硬的变更构件20先断裂，因此能够抑制从熔融部断裂。因此，能够实现可靠性高的焊接部22。
(关于重叠部的激光焊接)
另外，本发明人进行了深入研究的结果发现，在将硬度不同的两方铝材重叠并进行激光焊接的情况下，当对硬度低的那一方铝材照射激光时，与对硬度高的那一方铝材照射激光的情况相比，产生凝固裂纹的可能性变小。
因此，在选定本实施方式涉及的液冷式冷却装置1中的装置主体10和入口接头30的保持构件32(出口接头40的保持构件42)的铝材料时鉴于以下情况。即，鉴于如下情况：由于装置主体10是细长的构件，因此需要硬度(强度)高；以及，由于在装置主体10的上面载置入口接头30的保持构件32(出口接头40的保持构件42)的状态下实施激光焊接，因此对保持构件32(保持构件42)照射激光。其结果，在本实施方式涉及的液冷式冷却装置1中，使用硬度比装置主体10的母材的硬度低的铝材料来成形出保持构件32(保持构件42)。例如，使用材质类别T6的JIS A6063合金来成形出装置主体10，使用硬度比该铝材低的材质类别H18的JIS A3003合金来成形出保持构件32(保持构件42)。或者，使用材质类别T1的JIS A6063合金(硬度42(HV))来成形出装置主体10，使用硬度比该铝材低的材质类别H12的JIS A3003合金(硬度35(HV))来成形出保持构件32(保持构件42)。
即，使用下述焊接方法制造了本实施方式涉及的液冷式冷却装置1，所述焊接方法是将硬度不同的两方铝材重叠并进行激光焊接的焊接方法，是对两方铝材之中的硬度低的那一方铝材照射激光的焊接方法。而且，由此，能够抑制在熔融部(例如熔融部34m)产生凝固裂纹，因此容易实现没有焊接缺陷或者焊接缺陷在容许范围内的可靠性高的焊接部。
另外，本发明人进行深入研究的结果发现，在将热导率不同的两方铝材重叠并进行激光焊接的情况下，若对热导率低的那一方铝材照射激光，则与对热导率高的那一方铝材照射激光的情况相比，能够进行高品质的焊接。这是因为，可以认为即使照射了相同能量的激光，在对热导率低的那一方铝材照射激光的情况下，发热量变高，能够使熔融部(例如熔融部34m)较深。
因此，在选定本实施方式涉及的液冷式冷却装置1中的装置主体10和入口接头30的保持构件32(出口接头40的保持构件42)的铝材料时鉴于以下方面。也就是说，鉴于如下方面：由于装置主体10是细长的构件，因此需要硬度(强度)高；以及，由于在装置主体10的上面载置入口接头30的保持构件32(出口接头40的保持构件42)的状态下实施激光焊接，因此对保持构件32(保持构件42)照射激光。而且，在本实施方式涉及的液冷式冷却装置1中，使用热导率比装置主体10的铝材料的热导率低的铝材料来成形出保持构件32(保持构件42)。例如，使用材质类别T6的JIS A6063合金(热导率210(W/m·℃))来成形出装置主体10，使用热导率比该铝材低的材质类别H18的JIS A3003合金(热导率160(W/m·℃))来成形出保持构件32(保持构件42)。
即，使用下述焊接方法制造了本实施方式涉及的液冷式冷却装置1，所述焊接方法是将热导率不同的两方铝材重叠并进行激光焊接的焊接方法，是对两方铝材之中的热导率低的那一方铝材照射激光的焊接方法。而且，由此，容易实现高品质的焊接部。
在此，为了确保充分的接合强度，优选不照射激光的那一方铝材中的熔融部的深度为两方铝材的接合界面处的熔融部的宽度以上。
在本实施方式涉及的液冷式冷却装置1中，对装置主体10与入口接头30的保持构件32(出口接头40的保持构件42)的重叠部实施激光焊接，因此装置主体10中的熔融部34m的深度H(参照图6(b))为装置主体10与保持构件32(保持构件42)的接合界面处的熔融部34m的宽度W(参照图6(b))以上。原因是，激光焊接例如与电弧焊接相比，能量密度极高，熔融部34m的纵横比(深度/宽度)容易变大。
另外，为了确保充分的接合强度，优选熔融部的宽度为照射激光的那一方铝材的板厚的45％以上的大小。
在本实施方式涉及的液冷式冷却装置1中，通过对装置主体10与入口接头30的保持构件32(出口接头40的保持构件42)的重叠部实施激光焊接，熔融部34m的宽度W确保为处于照射激光的保持构件32(保持构件42)的板厚0.9～1.2(mm)的45％以上的大小范围中的0.5(mm)。
另外，为了抑制在熔融部产生的裂纹等焊接缺陷，优选热影响区的宽度比熔融部的宽度W小。
在本实施方式涉及的液冷式冷却装置1中，由于对装置主体10与入口接头30的保持构件32(出口接头40的保持构件42)的重叠部实施了激光焊接，因此保持构件32(保持构件42)的热影响区32h的宽度以及装置主体10的热影响区10h的宽度比熔融部34m的宽度W小。更具体而言，与熔融部34m的宽度W为0.5(mm)相对，装置主体10的热影响区10h的宽度为0.3(mm)，保持构件32(保持构件42)的热影响区32h的宽度为0.2(mm)。激光焊接例如与电弧焊接相比，能量密度极高，因此能够减小热影响区的宽度，因此能够减小凝固和收缩。其结果，能够抑制裂纹等焊接缺陷。
但是，在本实施方式涉及的液冷式冷却装置1中，如上所述，即使装置主体10中的熔融部34m的深度H为装置主体10与保持构件32(保持构件42)的接合界面处的熔融部34m的宽度W以上，熔融部34m的深度H也未到达贯通孔11。也就是说，熔融部34m未到达冷却液流通的流入侧流路111以及流出侧流路112(参照图6(a))。由此，能够抑制：起因于阻碍在流入侧流路111或流出侧流路112中流通的冷却液的流动而使压力损失增大的情况。
再者，在以下的焊接条件下对装置主体10与入口接头30的保持构件32(出口接头40的保持构件42)的重叠部实施了激光焊接以使得实现上述的焊接部34的形状。
关于焊接条件，例如在设定成斑点直径为50(μm)、作为惰性气体使用氮(N2)、焦点聚于材料表面的情况下，在将激光输出功率除以激光的移动速度而得到的值作为能量的情况下，设定使得其成为22～26(J/mm)。关于焊接条件，例如根据作为接合体的保持构件32的板厚的不同，适宜的条件不同，但如果板厚为0.9～1.2(mm)，则上述条件为适宜的条件。
如以上说明的那样，本实施方式涉及的液冷式冷却装置1是下述冷却装置的一例，所述冷却装置是通过激光焊接将性质不同的两方铝材接合而构成的冷却装置，其特征在于，通过激光焊接而形成的熔融部的硬度比两方铝材之中的一方铝材的硬度硬。但是，作为该特征点的、性质不同的两方铝材通过激光焊接而被接合且通过激光焊接而形成的熔融部的硬度比两方铝材之中的一方铝材的硬度硬，并不是限于冷却装置才适宜。适宜于通过激光焊接将两方铝材接合从而构成的所有的结构物。而且，通过利用激光焊接形成的熔融部的硬度比两方铝材之中的一方铝材的硬度硬，成为没有焊接缺陷或者焊接缺陷在容许范围内的、可靠性高的焊接部，因此该结构物变得难以破坏。

Claims (15)

1.一种冷却装置，是将性质不同的两方铝材通过激光焊接进行接合从而构成的冷却装置，其特征在于，通过所述激光焊接而形成的熔融部的硬度比所述两方铝材之中的一方铝材的硬度硬。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，所述一方铝材的材料为非热处理合金，另一方铝材的材料为热处理合金。
3.根据权利要求2所述的冷却装置，所述一方铝材的材料为3000系铝合金，所述另一方铝材的材料为6000系铝合金。
4.根据权利要求3所述的冷却装置，所述一方铝材为加工硬化后的铝材，所述另一方铝材为时效硬化后的铝材。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的冷却装置，所述一方铝材的硬度为35HV以上，另一方铝材的硬度为42HV以上。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的冷却装置，所述一方铝材为板材，另一方铝材为挤压材。
7.一种冷却装置，其特征在于，具备：
主体，其在内部具有液体流通的流通路；和
被接合构件，其通过激光焊接而与所述主体接合，
所述主体为热处理铝合金，所述被接合构件为非热处理铝合金，
通过所述激光焊接而形成的熔融部的硬度比所述被接合构件的硬度硬。
8.一种冷却装置，是通过将性质不同的两方铝材在重叠的状态下进行激光焊接来接合从而构成的冷却装置，其特征在于，没有照射激光的那一方铝材中的熔融部的深度为所述两方铝材的接合界面处的该熔融部的宽度以上。
9.根据权利要求8所述的冷却装置，所述熔融部的宽度为照射所述激光的那一方铝材的板厚的45％以上的大小，热影响区的宽度小于该熔融部的宽度。
10.根据权利要求8或9所述的冷却装置，没有照射所述激光的那一方铝材为在内部具有液体流通的流通路的构件，所述熔融部没有到达所述流通路。
11.一种冷却装置，是通过将性质不同的两方铝材在重叠的状态下进行激光焊接来接合从而构成的冷却装置，其特征在于，通过所述激光焊接而形成的熔融部的宽度为照射激光的那一方铝材的板厚的45％以上的大小，热影响区的宽度小于该熔融部的宽度。
12.一种冷却装置，其特征在于，具备：
主体，其在内部具有液体流通的流通路；和
被接合构件，其通过在重叠于所述主体上的状态下被照射激光，从而通过激光焊接而与该主体接合，
通过所述激光焊接而形成的熔融部没有到达所述主体的所述流通路。
13.一种结构物，是将性质不同的两方铝材通过激光焊接来接合从而构成的结构物，其特征在于，通过所述激光焊接而形成的熔融部的硬度比所述两方铝材之中的一方铝材的硬度硬。
14.一种焊接方法，是将硬度不同的两方铝材重叠并进行激光焊接的焊接方法，其特征在于，对所述两方铝材之中的硬度低的那一方铝材照射激光。
15.一种焊接方法，是将热导率不同的两方铝材重叠并进行激光焊接的焊接方法，其特征在于，对所述两方铝材之中的热导率低的那一方铝材照射激光。
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