CN111590199A - 压铸部件的激光焊接方法、压铸产品的制造方法、压铸产品 - Google Patents

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Abstract

提供生产率高的压铸部件的焊接方法、压铸产品的制造方法及压铸产品。压铸部件的激光焊接方法包括：通过对将包含金属的第1部件与通过压铸形成的第2部件的接触面包含在内的焊接预定部分照射第1激光，形成第1熔入部分的工序；以及通过对形成有上述第1熔入部分的上述焊接预定部分照射第2激光，形成第2熔入部分，将上述第1部件与上述第2部件焊接的工序。上述第1熔入部分的宽度为上述第2熔入部分的宽度的一半以下。上述第1熔入部分的深度比上述第2熔入部分的深度深。

Description

压铸部件的激光焊接方法、压铸产品的制造方法、压铸产品
技术领域
实施方式涉及压铸部件的激光焊接方法、压铸产品的制造方法及压铸产品。
背景技术
存在通过压铸形成金属部件并将该金属部件与其他的金属部件通过激光焊接来接合由此制造产品的情况。在这种情况下，有时在激光焊接时会产生缺陷，生产率低下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－034868号公报
发明内容
实施方式的目的在于，提供能够提高生产率的压铸部件的激光焊接方法、压铸产品的制造方法及压铸产品。
实施方式的压铸部件的激光焊接方法，包括：通过对将包含金属的第1部件与通过压铸形成的第2部件的接触面包含在内的焊接预定部分照射第1激光，形成第1熔入部分的工序；以及通过对形成有上述第1熔入部分的上述焊接预定部分照射第2激光，形成第2熔入部分，将上述第1部件与上述第2部件焊接的工序。上述第1熔入部分的宽度为上述第2熔入部分的宽度的一半以下。上述第1熔入部分的深度比上述第2熔入部分的深度深。
实施方式的压铸产品的制造方法，包括：通过对将包含金属的第1部件与通过压铸形成的第2部件的接触面包含在内的焊接预定部分照射第1激光，形成第1熔入部分的工序；以及通过对形成有上述第1熔入部分的上述焊接预定部分照射第2激光，形成第2熔入部分，将上述第1部件与上述第2部件焊接的工序。上述第1熔入部分的宽度为上述第2熔入部分的宽度的一半以下。上述第1熔入部分的深度比上述第2熔入部分的深度深。
实施方式的压铸产品，包括：包含金属的第1部件；第2部件，通过压铸而形成，并被焊接于上述第1部件；以及熔入部分，形成于上述第1部件与上述第2部件之间。在上述熔入部分的下表面，形成有线状或多个点状的凸部。
附图说明
图1是表示第1实施方式的压铸部件的激光焊接方法的流程图。
图2中(a)是表示第1实施方式的压铸部件的激光焊接方法的俯视图，(b)是其剖视图。
图3中(a)是表示第1实施方式的压铸部件的激光焊接方法的俯视图，(b)是其剖视图。
图4中(a)是表示第1实施方式的压铸部件的激光焊接方法的俯视图，(b)是其剖视图。
图5是表示第2实施方式的压铸部件的激光焊接方法的俯视图。
图6是表示第3实施方式的压铸部件的激光焊接方法的俯视图。
图7是表示第4实施方式的压铸产品的剖视图。
具体实施方式
＜第1实施方式＞
首先，对第1实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式的压铸部件的激光焊接方法的流程图。
图2的(a)～图4的(b)是表示本实施方式的压铸部件的激光焊接方法的图。
图2的(a)是俯视图，图2的(b)是表示与图2的(a)相同的工序的剖视图。关于图3的(a)及(b)、图4的(a)及(b)也是同样的。
本实施方式的压铸部件的激光焊接方法是压铸产品的制造方法的一部分。在本实施方式中，对第1部件11和第2部件12进行激光焊接，而制造压铸产品。至少第2部件12是通过压铸而形成的压铸部件。以下，详细地进行说明。
首先，如图2的(a)及(b)所示那样，准备第1部件11及第2部件12。第1部件11及第2部件12包含金属，例如由铝或铝合金构成。第2部件是通过压铸而形成的部件，在内部不可避免地包含空隙20。第1部件11可以是通过压铸而形成的部件，也可以是通过其他的方法而形成的部件。在本实施方式中，设为第1部件11也是通过压铸而形成的。因此，在第1部件11内也不可避免地包含空隙20。并且，使第1部件11与第2部件12接触。将第1部件11与第2部件12的接触面13包含在内的部分成为焊接预定部分14。
接下来，如图1的步骤S1所示那样，实施预备照射工序。
如图3的(a)及(b)所示那样，对焊接预定部分14照射第1激光L1。第1激光例如是盘形激光、单模光纤激光或多模光纤激光。使第1激光L1的照射区域51沿着例如接触面13移动，并使该移动反复多次。或者，同时照射多根第1激光L1，并使多个照射区域51沿着例如接触面13平行地移动。另外，照射区域51可以在与接触面13交叉的方向上移动。
通过照射第1激光L1，第1部件11及第2部件12中的至少一方的一部分暂时熔融并凝固。其结果，在焊接预定部分14形成第1熔入部分21。在从上方即照射第1激光L1的方向观察时，第1熔入部分21的形状为包括多个直线状的部分的图案。第1熔入部分21的宽度为焊接预定部分14的宽度的一半以下。第1熔入部分21中的直线状的部分，可以在与接触面13平行的方向上延伸。在此情况下，焊接预定部分14及第1熔入部分21的“宽度”，是与接触面13正交的方向的长度。
通过第1激光L1的照射，而第1熔入部分21暂时地熔融时，在第1熔入部分21及其附近形成的空隙20内的气体，经由熔融状态的第1熔入部分21而向外部排出。由此，空隙20消失或者或内部被减压。第1激光L1的照射区域51的间隔设为，焊接预定部分14的整体受到由第1激光L1带来的热影响从而在焊接预定部分14内存在的全部空隙20消失或减压那样的间隔。另外，在焊接预定部分14的外部存在的空隙20既没有消失也没有被减压而是原样残留，但这不会对后面的焊接工序造成影响，因此没有问题。
接下来，如图1的步骤S2所示那样，实施焊接工序。
如图4的(a)及(b)所示那样，对形成了第1熔入部分21的焊接预定部分14照射第2激光L2。第2激光L2也例如是盘形激光、单模光纤激光或多模光纤激光。第2激光L2的照射区域52的直径比第1激光L1的照射区域51的直径大。照射区域52的直径是照射区域51的直径的例如2倍以上。照射区域52沿着接触面13移动。通过第2激光L2的照射，第1部件11的一部分、第2部件12的一部分、熔入部分21的上部暂时熔融，之后凝固，在焊接预定部分14整体形成第2熔入部分22形成。反过来说，照射区域52的直径设为，通过照射区域52的1次的移动而在焊接预定部分14整体形成熔入部分22那样的直径。
第1熔入部分21的宽度W1，是第2熔入部分22的宽度W2的一半以下。例如，第2熔入部分22的宽度W2是1mm(毫米)以下，第1熔入部分21的宽度W1是0.2mm以下。第1熔入部分21及第2熔入部分22中的在第1部件11及第2部件12的上表面上突出的部分成为筋(bead)，因此第1熔入部分21及第2熔入部分22的宽度与各自的筋的宽度大致相等。另外，第1熔入部分21的深度D1比第2熔入部分22的深度D2深。在本说明书中，所谓的“深度”，是距第1部件11及第2部件12中的被照射激光的面的距离。
这样，通过形成第2熔入部分22、焊接第1部件11与第2部件12，由此制造出压铸产品1。在压铸产品1中，设置有包含金属的第1部件11、及包含金属并通过压铸而形成的第2部件12。第1部件11及第2部件12由例如铝或铝合金构成。第2部件12被激光焊接于第1部件11。
然后，在第1部件11与第2部件12之间，以跨接触面13的方式形成有熔入部分23。熔入部分23是上述的第1熔入部分21和第2熔入部分22一体化而成的。在熔入部分23的下表面23a形成线状的凸部24。凸部24是第1熔入部分21的下部即第1熔入部分21中的、未成为第2熔入部分22的一部分的部分。
接下来，对本实施方式的效果进行说明。
在本实施方式中，在图3的(a)及(b)所示的工序中，对焊接预定部分14照射第1激光L1。由此，被密封于在第1熔入部分21及其附近形成的空隙20中的气体，经由熔融状态的熔入部分21向外部排出。其结果，空隙20消失、或内部被大幅地减压。此时，第1激光L1的直径相对于焊接预定部分14足够小、且第1熔入部分21的体积也足够小，因此第1部件11及第2部件12不会伴随着从空隙20放出气体而大受损伤。另一方面，第1熔入部分21的深度比之后形成的第2熔入部分22的深度深，因此在第2熔入部分22的形成时可能成为妨碍的空隙20，全部消失或被减压而被无害化。
之后，在图4的(a)及(b)所示的工序中，对焊接预定部分14照射第2激光L2。由此，第1部件11与第2部件12被焊接，制造出压铸产品1。此时，在焊接预定部分14形成的空隙20消失或被减压，因此能够抑制熔融的熔入部分22起因于空隙20而飞散。因此，起因于空隙20的不良品不易产生，压铸产品1的生产率高。
另外，假设不实施照射第1激光L1的预备照射工序而突然实施照射第2激光L2的焊接工序，则密封有高压的气体的空隙20与处于熔融状态的熔入部分22接触。空隙20内的气体被推定为是在压铸时所密封的气体、或者空隙20内的残渣物通过第2激光L2的照射而升华并产生的气体。根据本发明人们的仿真，未被实施预备照射工序的空隙20内的压力是例如300大气压程度。通过该高压气体，处于熔融状态的熔入部分22会飞散。熔入部分22的体积较大，因此飞散量也多，在第1部件11及第2部件12形成较大的凹陷或孔等的缺陷。
若凹陷或孔等缺陷过大，则无法通过双重激光焊接或堆焊等手段修复，压铸产品成为不良品。因此，压铸产品的生产率降低。特别是在要制造的压铸产品为硬盘驱动器的壳体那样的密闭容器的情况下，如果要修复孔而进行追加的激光焊接，则设置在密闭容器内的内部部件有可能受到损伤，因此难以修复。另外，在压铸产品为小型的情况下，由于空隙20的飞散而形成的缺陷相对较大，因此更难以修复。
与此相对，根据本实施方式，首先，利用直径小的第1激光L1使空隙20消失或无害化，之后，通过第2激光L2进行焊接，因此能够抑制由空隙20引起的缺陷的产生，提高压铸制品1的生产率。
＜第2实施方式＞
接下来，对第2实施方式进行说明。
图5是表示本实施方式的压铸部件的激光焊接方法的俯视图。
如图5所示那样，在本实施方式中，以第1熔入部分21成为1条曲线状的方式，使第1激光L1的照射区域51相对于焊接预定部分14移动。例如，将照射区域51的轨迹设为蜿蜒的曲线。但是，照射区域51的轨迹不限定于蜿蜒的曲线，只要能够对焊接预定部分14整体造成能够使空隙20消失或无害化的程度的热影响即可。照射区域51的轨迹优选设为能够“一笔画成”那样的曲线。由此，能够缩短第1激光L1的照射时间，能够使压铸产品的生产率进一步提高。
本实施方式中的上述以外的激光焊接方法，与前述的第1实施方式是同样的。即，通过第1激光L1使空隙20消失或减压之后，照射第2激光L2而将第1部件11与第2部件12焊接。此时，通过第1激光L1形成的第1熔入部分21的宽度为通过第2激光L2形成的第2熔入部分22的宽度的一半以下，第1熔入部分21的深度比第2熔入部分22的深度深。
在这样制造的压铸产品2中，在熔入部分的下表面形成1条曲线状的凸部。本实施方式中的上述以外的压铸产品的构成及效果与第1实施方式是同样的。
＜第3实施方式＞
接下来，对第3实施方式进行说明。
图6是表示本实施方式的压铸部件的激光焊接方法的俯视图。
如图6所示那样，在本实施方式中，以第1熔入部分21包含多个点状的部分的方式，使照射区域51相对于焊接预定部分14移动。例如，一边使照射区域51相对于第1部件11及第2部件12移动，一边脉冲状地照射第1激光L1。在此情况下也是，以能够对焊接预定部分14整体造成能够使空隙20消失或减压的程度的热影响的方式，控制照射区域51的配置。照射区域51优选周期性地排列。
在这样形成的压铸产品3中，在熔入部分的下表面，点状的凸部被形成了多个。凸部可以周期性地排列。本实施方式中的上述以外的激光焊接方法，压铸产品的构成及效果与第1实施方式是同样的。
＜第4实施方式＞
接下来，对第4实施方式进行说明。
图7是表示本实施方式的压铸产品的剖视图。
如图7所示那样，本实施方式的压铸产品4是密闭容器，例如，是硬盘驱动器的壳体。在压铸产品4中，设置有外壳41及激光焊接于外壳41的盖42。外壳41的形状是上表面开口的箱状。盖42被焊接于外壳41的上表面。外壳41通过压铸而形成，由金属构成，例如包括铝。盖42通过例如冲压方法形成，由金属构成，例如包括铝。因此，外壳41不可避免地含有空隙20，但盖42不含有空隙20。
外壳41与盖42的焊接方法，与前述的第1、第2或第3实施方式是同样的。但是，盖42不包含空隙20，因此不需要对盖42照射第1激光L1。
在压铸产品4中，在外壳41与盖42的接合部分形成有熔入部分43。在熔入部分43的下表面形成有凸部44。凸部44仅形成于外壳41内，在盖42内并未形成。凸部44的形状是例如线状。凸部44的形状例如可以是多根直线状，也可以是1条曲线状。或者，凸部44可以是周期性地排列的多个点状。另外，对盖42也可以照射第1激光L1。在此情况下，凸部44也形成于盖42内。
另外，在前述的第1～第4实施方式中，示出了进行对接焊接的例子，但本发明不限定于此。例如搭接焊接及角接焊接，也能够应用本发明。
根据以上说明的实施方式，能够实现能够提高生产率的压铸部件的激光焊接方法、压铸产品的制造方法及压铸产品。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，意图不是限定发明的范围。这些新的实施方式，能够以其他的各种各样的方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形，包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书记载的发明及其等同物的范围中。另外，前述的实施方式也能够相互组合而实施。
符号说明
1、2、3、4：压铸产品
11：第1部件
12：第2部件
13：接触面
14：焊接预定部分
20：空隙
21：第1熔入部分
22：第2熔入部分
23：熔入部分
23a：下表面
24：凸部
41：外壳
42：盖
43：熔入部分
44：凸部
51，52：照射区域
L1：第1激光
L2：第2激光

Claims (9)

1.一种压铸部件的激光焊接方法，包括：
通过对将包含金属的第1部件与通过压铸形成的第2部件的接触面包含在内的焊接预定部分照射第1激光，形成第1熔入部分的工序；以及
通过对形成有上述第1熔入部分的上述焊接预定部分照射第2激光，形成第2熔入部分，将上述第1部件与上述第2部件焊接的工序；
上述第1熔入部分的宽度为上述第2熔入部分的宽度的一半以下，
上述第1熔入部分的深度比上述第2熔入部分的深度深。
2.一种压铸产品的制造方法，包括：
通过对将包含金属的第1部件与通过压铸形成的第2部件的接触面包含在内的焊接预定部分照射第1激光，形成第1熔入部分的工序；以及
通过对形成有上述第1熔入部分的上述焊接预定部分照射第2激光，形成第2熔入部分，将上述第1部件与上述第2部件焊接的工序；
上述第1熔入部分的宽度为上述第2熔入部分的宽度的一半以下，
上述第1熔入部分的深度比上述第2熔入部分的深度深。
3.如权利要求2所述的压铸产品的制造方法，其中，
上述第1熔入部分包括多个直线状的部分。
4.如权利要求2所述的压铸产品的制造方法，其中，
上述第1熔入部分是1条曲线状。
5.如权利要求2所述的压铸产品的制造方法，其中，
上述第1熔入部分包含多个点状的部分。
6.如权利要求2～5中任一项所述的压铸产品的制造方法，其中，
上述第2熔入部分是沿着上述接触面的线状。
7.一种压铸产品，包括：
包含金属的第1部件；
第2部件，通过压铸而形成，并被焊接于上述第1部件；以及
熔入部分，形成于上述第1部件与上述第2部件之间，
在上述熔入部分的下表面，形成有线状或多个点状的凸部。
8.如权利要求7所述的压铸产品，其中，
该压铸产品是密闭容器。
9.如权利要求7或8所述的压铸产品，其中，
该压铸产品是硬盘驱动器的壳体。
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