CN116803584A - 激光焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制接合不良的激光焊接方法。实施方式的激光焊接方法是通过照射激光而将第二部件焊接于第一部件的方法。实施方式的激光焊接方法具备准备工序以及焊接工序。在上述准备工序中，准备上述第二部件被定位焊于上述第一部件且具有多个连接部的定位焊部件。在上述焊接工序中，通过对上述定位焊部件照射激光而相对于上述第一部件焊接上述第二部件。在上述焊接工序中，进行第一工序，然后进行第二工序。在上述第一工序中，从位于上述多个连接部中的一个连接部即第一连接部与和上述第一连接部相邻的第二连接部之间的规定位置、到上述第二连接部照射激光。在上述第二工序中，从上述第一连接部到上述规定位置照射激光。

Description

激光焊接方法
技术领域
本发明的实施方式涉及一种激光焊接方法。
背景技术
存在通过照射激光来焊接多个部件的激光焊接方法。在激光焊接方法中，例如，在进行了对部件的焊接部分的一部分进行焊接而形成连接部的定位焊之后，进行对焊接部分的整体进行焊接的主焊接，将多个部件进行接合。在主焊接中，例如，从焊接部分的一端侧到另一端侧连续地照射激光，对焊接部分的整体进行焊接。
在这种激光焊接方法中，有时在定位焊后的多个部件之间产生间隙。在这种存在间隙的状态下，在主焊接中，当从一端侧的连接部朝向另一端侧的连接部连续地照射激光时，在另一端侧的连接部的周边由于间隙而引起的部件的挠曲变大，有时会产生接合不良。
专利文献1：日本特开昭63－70490号公报
发明内容
本发明要解决的课题在于提供一种能够抑制接合不良的激光焊接方法。
实施方式的激光焊接方法是通过照射激光而将第二部件焊接于第一部件的方法。实施方式的激光焊接方法具备准备工序和焊接工序。在上述准备工序中，准备上述第二部件被定位焊于上述第一部件且具有多个连接部的定位焊部件。在上述焊接工序中，通过对上述定位焊部件照射激光而相对于上述第一部件焊接上述第二部件。在上述焊接工序中，进行第一工序，然后进行第二工序。在上述第一工序中，从位于上述多个连接部中的一个连接部即第一连接部与和上述第一连接部相邻的第二连接部之间的规定位置、到上述第二连接部照射激光。在上述第二工序中，从上述第一连接部其到上述规定位置照射激光。
附图说明
图1的(a)及图1的(b)是表示实施方式的激光焊接方法的立体图。
图2的(a)及图2的(b)是表示实施方式的激光焊接方法的立体图。
图3是表示实施方式的激光焊接方法中的焊接部分的俯视图。
图4是表示实施方式的激光焊接方法的焊接工序的俯视图。
图5的(a)及图5的(b)是表示实施方式的激光焊接方法的焊接工序的截面图。
图6的(a)及图6的(b)是表示实施方式的激光焊接方法的焊接工序的截面图。
附图标记说明
10第一部件
11～14第一～第四侧面部
15 底面部
16 开口部
20 第二部件
25 焊接部分
30 连接部
31、31a、31b第一连接部
32、32a、32b第二连接部
35、35a、35b规定位置
41 第一中间地点
42 第二中间地点
50 定位焊部件
100 封闭部件
210、220、230激光
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。
附图是示意性或者概念性的图，各部分的厚度与宽度之间的关系、部分间的大小比例等并不一定限于与现实情况相同。即使在表示相同部分的情况下，根据附图不同也有时将相互的尺寸、比例不同地表示。
在本申请说明书以及各图中，对于与针对已经出现过的图说明过的要素相同的要素附加相同的附图标记而适当地省略详细说明。
图1的(a)及图1的(b)是表示实施方式的激光焊接方法的立体图。
图2的(a)及图2的(b)是表示实施方式的激光焊接方法的立体图。
图3是表示实施方式的激光焊接方法中的焊接部分的俯视图。
如图1的(a)、图1的(b)、图2的(a)以及图2的(b)所示那样，实施方式的激光焊接方法包括准备工序、焊接工序以及平坦化工序。
在实施方式的激光焊接方法中，首先进行准备工序。在准备工序中，首先如图1的(a)所示那样，准备作为焊接对象的第一部件10以及第二部件20。
第一部件10以及第二部件20例如包含铝、镁以及铜的至少任一种。第二部件20的材料与第一部件10的材料可以相同、也可以不同。
第一部件10例如是具有开口部16的箱体。第一部件10例如具有上方开放的大致矩形的箱状构造。第一部件10例如具有第一侧面部11、第二侧面部12、第三侧面部13、第四侧面部14以及底面部15。底面部15位于第一部件10的底部。第一侧面部11、第二侧面部12、第三侧面部13以及第四侧面部14分别是从底面部15向上方立起的立面部。第一侧面部11与第三侧面部13相互对置。第二侧面部12与第四侧面部14相互对置。第一部件10例如具有由第一侧面部11的上端、第二侧面部12的上端、第三侧面部13的上端以及第四侧面部14的上端形成的开口部16。
第二部件20例如是堵塞第一部件10的开口部16的盖。第二部件20例如具有平板状的构造。如图3所示那样，第二部件20具有焊接部分25。在图3中，用网点表示焊接部分25。焊接部分25是在焊接工序中与第一部件10焊接(接合)的部分。焊接部分25例如是在焊接工序中被照射激光220的部分。焊接部分25设置在第二部件20中的与第一部件10重叠的部分。在该例子中，焊接部分25设置在开口部16与第二部件20(盖)重叠的位置。
另外，在此，将第一部件10为箱体、第二部件20为盖的情况作为例子进行说明，但第一部件10以及第二部件20的形状不限定于这些。第一部件10以及第二部件20的形状只要是能够通过激光照射进行焊接的形状即可。第一部件10以及第二部件20例如也可以均为平板状。
在准备工序中，接下来，如图1的(b)所示那样，准备第二部件20被定位焊于第一部件10的定位焊部件50。定位焊部件50具有经由沿着焊接部分25设置的多个连接部30将第二部件20焊接于第一部件10的构造。即，在定位焊部件50中，第一部件10与第二部件20经由多个连接部30而焊接(接合)。
此处所述的“定位焊”表示在后述的焊接工序中的焊接(主焊接)之前进行的焊接。在定位焊中，例如在使第二部件20重叠于第一部件10的状态下，沿着焊接部分25对第二部件20的多个部位照射激光210，由此在被照射激光210的多个部位使第二部件20熔融而形成多个连接部30。
在第一部件10为具有开口部16的箱体、第二部件20为盖的情况下，例如，在准备工序中，优选准备沿着第一部件10(箱体)的开口部16的整周经由多个连接部30而定位焊了第二部件20(盖)而得的定位焊部件。在该情况下，例如，在准备工序中，沿着第一部件10(箱体)的开口部16的整周等间隔地照射激光210，由此能够沿着第一部件10(箱体)的开口部16的整周等间隔地设置连接部30。另外，多个连接部30之间的间隔也可以不是等间隔。
照射在准备工序的定位焊中使用的激光210的激光装置，例如可以是以一定的反复频率(脉冲宽度)使脉冲状的输出振荡的脉冲激光器，也可以使一定的输出连续振荡的CW(Continuous Wave)激光器。在脉冲激光器的情况下，脉冲宽度例如为数飞秒、数皮秒或者数微秒。激光210的波长例如为300nm以上5000nm以下。
在实施方式的激光焊接方法中，接下来进行焊接工序。在准备工序之后进行焊接工序。在焊接工序中，如图2的(a)所示那样，沿着焊接部分25对定位焊部件50照射激光220，由此对于第一部件10焊接第二部件20。由此，例如，如图2的(b)所示那样，制造出由第二部件20(盖)封闭了第一部件10(箱体)的开口部16的封闭部件100。关于焊接工序将后述。
照射在焊接工序中使用的激光220的激光装置，例如可以是脉冲激光器、也可以是CW激光器。在脉冲激光器的情况下，脉冲宽度例如为数飞秒或者数皮秒。激光220的波长例如为300nm以上1070nm以下。在焊接工序中使用的激光220与在准备工序的定位焊中使用的激光210可以相同、也可以不同。
在实施方式的激光焊接方法中，接下来进行平坦化工序。在焊接工序之后进行平坦化工序。在平坦化工序中，如图2的(b)所示那样，沿着封闭部件100的焊接部分25照射激光230，由此使焊接工序后的焊接部分25的表面平坦化。平坦化工序根据需要进行，能够省略。
照射在平坦化工序中使用的激光230的激光装置，例如可以是脉冲激光器、也可以是CW激光器。在脉冲激光器的情况下，脉冲宽度例如为数飞秒或者数皮秒。激光230的波长例如为300nm以上1070nm以下。在平坦化工序中使用的激光230与在准备工序的定位焊中使用的激光210可以相同、也可以不同。在平坦化工序中使用的激光230与在焊接工序中使用的激光220可以相同、也可以不同。
以下，对焊接工序更详细地进行说明。
图4是表示实施方式的激光焊接方法的焊接工序的俯视图。
图4是图3所示的区域R1的放大图。
如图4所示那样，在焊接工序中，分为第一工序与第二工序这两次对相邻的两个连接部30之间进行焊接。在图4中，空心箭头PR1、PR3表示第一工序，空心箭头PR2、PR4表示第二工序。
将多个连接部30中的相互相邻的两个连接部30分别设为第一连接部31以及第二连接部32。第一连接部31a与第二连接部32a相互相邻。第一连接部31b与第二连接部32b相互相邻。第二连接部32a兼作为第一连接部31b。
如图4中的PR1、PR3所示那样，在第一工序中，从第一连接部31与第二连接部32之间的规定位置35到第二连接部32照射激光220。在第一工序中，例如，从规定位置35朝向第二连接部32连续地照射激光220。在第一工序中，从规定位置35至少到与第二连接部32重叠的位置照射激光220。在第一工序中，例如，优选从规定位置35到超过第二连接部32的位置(即，以第二连接部32为基准而与规定位置35相反一侧的位置)照射激光220。
如图4中的PR2、PR4所示那样，在第二工序中，从第一连接部31到规定位置35照射激光220。在第二工序中，例如，从第一连接部31朝向规定位置35连续地照射激光220。在第二工序中，至少从与第一连接部31重叠的位置到规定位置35照射激光220。在第二工序中，优选从不超过第一连接部31的位置(即，以第一连接部31为基准而与规定位置35相反一侧的位置)到超过规定位置35的位置(即，以规定位置35为基准而与第一连接部31相反一侧的位置)照射激光220。在第二工序中被照射激光220的区域的一部分例如与在第一工序中被照射激光220的区域的一部分重叠。
第一连接部31与第二连接部32之间的距离L1例如为2mm以上10mm以下。规定位置35例如位于从第一中间地点41到第二中间地点42之间。第一中间地点41位于第一连接部31与第二连接部32的中间。即，第一连接部31与第一中间地点41之间的距离L2等于第一中间地点41与第二连接部32之间的距离L3。距离L2以及距离L3为距离L1的一半。第二中间地点42位于第一中间地点41与第二连接部32的中间。即，第一中间地点41与第二中间地点42之间的距离L4等于第二中间地点42与第二连接部32之间的距离L5。距离L4以及距离L5为距离L3的一半。
在焊接工序中，进行第一工序，然后进行第二工序。在焊接工序中，至少使PR1所示的位置处的激光220的照射(第一工序)在PR2所示的位置处的激光220的照射(第二工序)之前进行。在焊接工序中，至少使PR3所示的位置处的激光220的照射(第一工序)在PR4所示的位置处的激光220的照射(第二工序)之前进行。
在焊接工序中，例如，进行PR1所示的位置处的激光220的照射(第一工序)，然后进行PR2所示的位置处的激光220的照射(第二工序)，然后进行PR3所示的位置处的激光220的照射(第一工序)，然后进行PR4所示的位置处的激光220的照射(第二工序)。即，在焊接工序中，例如反复地交替进行第一工序以及第二工序。
或者，在焊接工序中，例如也可以为，进行PR1所示的位置处的激光220的照射(第一工序)，然后进行PR3所示的位置处的激光220的照射(第一工序)，然后进行PR2所示的位置处的激光220的照射(第二工序)，然后进行PR4所示的位置处的激光220的照射(第二工序)。即，在焊接工序中，例如也可以在集中进行了第一工序之后集中进行第二工序。
在第一部件10为具有开口部16的箱体、第二部件20为盖的情况下，例如，在焊接工序中，优选在沿着开口部16的整周设置的所有多个连接部30之间反复进行第一工序以及第二工序，由此沿着第一部件10的开口部16的整周焊接第二部件20(盖)。在该情况下，可以反复地交替进行第一工序以及第二工序，也可以在集中进行了第一工序之后集中进行第二工序。
以下，对实施方式的激光焊接方法的效果进行说明。
图5的(a)及图5的(b)是表示实施方式的激光焊接方法的焊接工序的截面图。
图6的(a)及图6的(b)是表示实施方式的激光焊接方法的焊接工序的截面图。
图5的(a)、图5的(b)、图6的(a)以及图6的(b)是基于图4所示的A1－A2线的截面图。
图5的(a)表示图4的PR1所示的位置处的激光220的照射(第一工序)。图5的(b)表示图4的PR2所示的位置处的激光220的照射(第二工序)。图6的(a)表示图4的PR3所示的位置处的激光220的照射(第一工序)。图6的(b)表示图4的PR4所示的位置处的激光220的照射(第二工序)。
如图5的(a)所示那样，在定位焊部件50中，在第一部件10与第二部件20之间有时会产生间隙G。间隙G例如为10μm以上50μm以下。
在这种情况下，例如，在焊接工序(主焊接)中，当从第一连接部31a朝向第二连接部32a连续地照射激光220时，在第二连接部32a的周边由于间隙G而引起的第二部件20的挠曲变大，有时会产生接合不良。另外，这种接合不良有时遍及焊接部分25的整个区域地在第二连接部32的周边产生。
与此相对，在实施方式的激光焊接方法中，首先，如图5的(a)所示那样进行从第一连接部31a与第二连接部32a之间的规定位置35a到第二连接部32a照射激光220的第一工序。然后，在第一工序之后，如图5的(b)所示那样进行从第一连接部31a到规定位置35a照射激光220的第二工序。
如此，在从第一连接部31a到规定位置35a的激光220的照射(第二工序)之前进行从规定位置35a到第二连接部32a的激光220的照射(第一工序)，由此能够抑制在第二连接部32a的周边由间隙G而引起的第二部件20的挠曲变大。由此，能够抑制接合不良。
另外，在实施方式的激光焊接方法中，进一步地，如图6的(a)所示那样进行从第一连接部31b与第二连接部32b之间的规定位置35b到第二连接部32b照射激光220的第一工序。然后，在第一工序之后，如图6的(b)所示那样进行从第一连接部31b到规定位置35b照射激光220的第二工序。
如此，通过反复进行第一工序与第二工序，由此能够抑制在所有第二连接部32的周边由于间隙G而引起的第二部件20的挠曲变大。因此，能够遍及焊接部分25的整个区域抑制接合不良。
另外，通过使规定位置35位于第一中间地点41(参照图4)与第二中间地点42(参照图4)之间，由此在第一工序中照射激光220的长度不会变得过长，因此在进行第一工序时能够抑制在第二连接部32a的周边由于间隙G而引起的第二部件20的挠曲变大。因此，能够抑制接合不良。
另外，当将焊接工序分为第一工序与第二工序来进行时，有时由于焊接工序而在焊接部分25形成有凹凸。因此，在实施方式的激光焊接方法中，通过在焊接工序之后进行平坦化工序，由此即使由于焊接工序而在焊接部分25形成有凹凸，也能够通过平坦化工序使焊接工序后的焊接部分25的表面平坦化。
另外，在第一部件10为具有开口部16的箱体、第二部件20为盖的情况，在准备工序中，准备沿着第一部件10(箱体)的开口部16的整周经由多个连接部30对第二部件20(盖)进行了定位焊而得的定位焊部件50，在焊接工序中，在沿着开口部16的整周设置的所有多个连接部30之间反复进行第一工序以及第二工序，而沿着开口部16的整周焊接第二部件20(盖)，由此能够容易地制造出由第二部件20封闭了第一部件10的开口部16的封闭部件100。
如以上那样，根据实施方式，提供一种能够抑制接合不良的激光焊接方法。
实施方式的激光焊接方法例如被良好地用于在二次电池、散热片等热交换器、气囊等中使用的气体产生机、空调用的转子等装置的制造。
以上示例了本发明的实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，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于发明的范围、主旨，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围。

Claims (6)

1.一种激光焊接方法，是通过照射激光而将第二部件焊接于第一部件的方法，具备：
准备工序，准备上述第二部件被定位焊于上述第一部件且具有多个连接部的定位焊部件；以及
焊接工序，通过对上述定位焊部件照射激光而相对于上述第一部件焊接上述第二部件，
在上述焊接工序中，
进行从位于上述多个连接部中的一个连接部即第一连接部与和上述第一连接部相邻的第二连接部之间的规定位置、到上述第二连接部照射激光的第一工序，
在上述第一工序之后，进行从上述第一连接部到上述规定位置照射激光的第二工序。
2.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，
上述规定位置位于第一中间地点与第二中间地点之间，上述第一中间地点位于上述第一连接部与上述第二连接部的中间，上述第二中间地点位于上述第一中间地点与上述第二连接部的中间。
3.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，
在上述准备工序中准备通过在上述第二部件重叠于上述第一部件的状态下对上述第二部件的多个部位照射激光而在上述多个部位使上述第二部件熔融而形成上述多个连接部的上述定位焊部件。
4.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，
还具备平坦化工序，该平坦化工序在上述焊接工序之后进行，通过照射激光而使在上述焊接工序中焊接的部分的表面平坦化。
5.如权利要求1～4中任一项所述的激光焊接方法，其中，
上述第一部件为具有开口部的箱体，
上述第二部件为堵塞上述开口部的盖，
上述箱体与上述盖在上述开口部与上述盖重叠的位置被焊接。
6.如权利要求5所述的激光焊接方法，其中，
在上述准备工序中，准备沿着上述开口部的整周经由上述多个连接部对上述盖进行定位焊而得的定位焊部件，
在上述焊接工序中，通过在沿着上述开口部的整周设置的所有上述多个连接部之间反复进行上述第一工序及上述第二工序而沿着上述开口部的整周焊接上述盖。
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