JP2002316282A - Laser beam machining method and device - Google Patents

Laser beam machining method and device

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JP2002316282A
JP2002316282A JP2001119262A JP2001119262A JP2002316282A JP 2002316282 A JP2002316282 A JP 2002316282A JP 2001119262 A JP2001119262 A JP 2001119262A JP 2001119262 A JP2001119262 A JP 2001119262A JP 2002316282 A JP2002316282 A JP 2002316282A
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JP
Japan
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laser
workpiece
pulse
laser beam
welding
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JP2001119262A
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Japanese (ja)
Inventor
Yosuke Kawahito
洋介 川人
Toshiharu Okada
俊治 岡田
Koji Funemi
浩司 船見
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a conventional problem of increasing welding speed of aluminum alloy, a problem of inferior absorption characteristic of aluminum at the wavelength in the welding of aluminum alloy, making the effective use of laser beam energy difficult for welding, and the ineffective utilization of only 1-6% of laser output. SOLUTION: A first laser 1, which is pulse-oscillated to have a peak power for melting the surface of a workpiece, is emitted to the workpiece, a second laser 2, which has a peak power smaller than that of the first laser and which is larger in the irradiation time, is emitted to the same place as the first laser 1 and timing for starting the irradiation is adjusted between the first and the second laser 1, 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームを用
いてアルミニウム、アルミニウム合金(以下、単に、ア
ルミニウム合金と呼ぶ)等の難加工材料を高速度で溶接
する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for welding a difficult-to-process material such as aluminum or an aluminum alloy (hereinafter simply referred to as an aluminum alloy) at a high speed by using a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、難加工材料の一種であるアルミニ
ウム合金の溶接には、TIG溶接、MIG溶接、プラズ
マ溶接、レーザ溶接が一般に用いられている。しかし、
TIG溶接、MIG溶接、プラズマ溶接では、入熱が大
きく、広範囲に熱エネルギが拡がるため、溶接部材に大
きな熱歪が生じてしまう。
2. Description of the Related Art Conventionally, TIG welding, MIG welding, plasma welding, and laser welding are generally used for welding aluminum alloys, which are a type of difficult-to-process materials. But,
In TIG welding, MIG welding, and plasma welding, heat input is large and thermal energy is spread over a wide range, so that a large thermal strain is generated in a welding member.

【0003】一方、レーザ溶接は、レーザビームのエネ
ルギを局所的に集光して、高エネルギ密度で溶接するた
め、溶接歪が少なく、高品質な溶接が可能となる。例え
ば、レーザビームを用いて、アルミニウム合金を溶接す
るのに、炭酸ガスレーザ、Nd:YAGパルスレーザが
用いられている。
On the other hand, in laser welding, since the energy of a laser beam is locally focused and welding is performed at a high energy density, welding distortion is small and high quality welding can be performed. For example, a carbon dioxide laser and a Nd: YAG pulse laser are used for welding an aluminum alloy using a laser beam.

【0004】炭酸ガスレーザの波長10.6μmに対す
るアルミニウムの吸収率は、1〜2%であり、ほとんど
が反射され、その結果、レーザ照射により加工部に局所
部にレーザを吸収させ、蓄熱させることが難しく、レー
ザ溶接に関しては、難加工材料として挙げられる。しか
し、数10kWクラスの高出力炭酸ガスレーザを用い
て、その高出力でもって、アルミニウム合金の溶接を強
引に行っている。
The absorptance of aluminum to a wavelength of 10.6 μm of a carbon dioxide laser is 1 to 2%, and most of the light is reflected. As a result, it is possible to cause a laser beam to be absorbed locally in a processing portion by laser irradiation and to store heat. Difficult, and as for laser welding, it is cited as a difficult-to-work material. However, welding of an aluminum alloy is forcibly performed with a high output using a high output carbon dioxide gas laser of several tens of kW class.

【0005】一方、Nd:YAGレーザの波長1.06
4μmに対するアルミニウムの吸収率は4〜6%程度で
あり、炭酸ガスレーザの約3倍となっており、エネルギ
効率が比較的良くなっている。また、炭酸ガスレーザに
比べて波長が短い分、レーザビームの集光性も向上す
る。また、近年、Nd:YAGレーザの高出力化が進
み、1kW以上の出力が実用化されてきているため、よ
り熱影響の少ない高品質のアルミニウム合金の溶接に
は、Nd:YAGレーザが用いられている。特に、高ピ
ークパワーが確保できるNd:YAGパルスレーザが用
いられている。
On the other hand, an Nd: YAG laser having a wavelength of 1.06
The absorption rate of aluminum for 4 μm is about 4 to 6%, which is about three times that of a carbon dioxide laser, and energy efficiency is relatively good. In addition, since the wavelength is shorter than that of the carbon dioxide laser, the condensing property of the laser beam is also improved. Further, in recent years, the output of Nd: YAG laser has been increased, and an output of 1 kW or more has been put into practical use. Therefore, Nd: YAG laser is used for welding a high quality aluminum alloy having less heat influence. ing. In particular, an Nd: YAG pulse laser capable of securing a high peak power is used.

【0006】アルミニウム合金は、1度、溶融すると、
その溶融表面での反射率が下がり、かつ、吸収率も高ま
る。そのため、アルミ二ウム合金のレーザ溶接において
は、まず始めに、いかに、アルミニウム合金表面を効率
よく溶融させ、その後は、溶融したアルミニウム合金に
対して、過大にレーザパワーを与えることなく、アルミ
ニウム合金全体を溶融させることがポイントである。
[0006] Once the aluminum alloy is melted,
The reflectance at the molten surface decreases, and the absorptance also increases. Therefore, in laser welding of aluminum alloys, first, how to efficiently melt the surface of the aluminum alloy, and then apply the entire aluminum alloy without giving excessive laser power to the molten aluminum alloy The point is to melt.

【0007】そのため、例えば、図14に示す様な波形
制御を用いた2段パルス、つまり、短パルス高ピークパ
ワーのファーストパルス(パルス幅:T1、ピークパワ
ー:P1)と、長パルス低ピークパワーのセカンドパル
ス(パルス幅:T2、ピークパワー:P2)からなる波
形を用いている。
For this reason, for example, a two-step pulse using waveform control as shown in FIG. 14, that is, a short pulse high peak power first pulse (pulse width: T1, peak power: P1) and a long pulse low peak power Of the second pulse (pulse width: T2, peak power: P2).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、現
在、実用化されている炭酸ガスレーザやNd:YAGレ
ーザを用いたアルミニウム合金の溶接においては、その
波長におけるアルミニウムに対する吸収特性が悪く、レ
ーザビームのエネルギを効率良く溶接に使うことができ
ない。つまり、レーザ出力の1〜6%程度しか有効に利
用できないため、アルミニウム合金の溶接速度を早くす
ることができない。
As described above, in the welding of an aluminum alloy using a carbon dioxide gas laser or a Nd: YAG laser which is currently in practical use, the absorption characteristics of aluminum at that wavelength are poor, and the laser beam is poor. Energy cannot be efficiently used for welding. That is, since only about 1 to 6% of the laser output can be effectively used, the welding speed of the aluminum alloy cannot be increased.

【0009】例えば、レーザ出力1kWの炭酸ガスレー
ザにおいて、その1〜2%の10〜20Wしか有効に使
えない。一方、Nd:YAGパルスレーザでは、アルミ
ニウムに対して吸収率が高く、光ファイバが使用できる
といった点で、製造現場でよく使われ始めてきている。
しかし、1kWのNd:YAGレーザでも、その4〜6
%、つまり、40〜60Wしか有効に利用できない。
For example, in a carbon dioxide gas laser with a laser output of 1 kW, only 10% to 20 W of 1 to 2% thereof can be used effectively. On the other hand, Nd: YAG pulse lasers have begun to be widely used at manufacturing sites in that they have a high absorptivity to aluminum and can use optical fibers.
However, even with a 1 kW Nd: YAG laser,
%, That is, only 40 to 60 W can be used effectively.

【0010】例えば、500WクラスのNd:YAGレ
ーザで、アルミニウム合金を溶接した場合、その溶接速
度は、約30mm/sしか得られない。
For example, when welding an aluminum alloy with a 500 W class Nd: YAG laser, the welding speed is only about 30 mm / s.

【0011】また、エネルギー密度が高いパルスによる
加工が必要であり、レーザ発振するための電力チャージ
する時間が通常の加工よりも多く必要となり、加工タク
トも数Hzから数十Hzと非常に遅いものとなる。
Further, processing by a pulse having a high energy density is required, and a longer time is required for power charging for laser oscillation than in normal processing, and the processing tact is very slow, from several Hz to several tens of Hz. Becomes

【0012】更に、吸収特性が悪いということは、逆
に、反射率が非常に高いということであり、アルミに対
しては、90%以上が反射してしまう。そのため、実際
のレーザ溶接においては、レーザビームの反射に留意す
る必要がある。
Further, poor absorption characteristics mean that the reflectance is very high, and 90% or more of aluminum is reflected. Therefore, in actual laser welding, it is necessary to pay attention to the reflection of the laser beam.

【0013】さらに、難加工材料のもう一つ特長である
高い熱伝導率に関して課題がある。これは、加工の際、
材料が一度溶融すると、熱伝導率が高いため一気に加工
が進行する点である。特に、マイクロ領域の加工では顕
著であり、炭素鋼、ステンレス等の一般的に溶接に適し
た材料に比べ、難加工材料の加工の進行速度が速いた
め、僅かな被加工物の表面状態の変化にも大きく影響さ
れ、マイクロ領域の、加工領域のサイズや溶融深さ等の
加工品質を保つのが難しい。
Further, there is a problem regarding the high thermal conductivity which is another feature of the difficult-to-process material. This is when processing
The point is that once the material is melted, processing proceeds at a stretch because of its high thermal conductivity. This is particularly noticeable in the processing of micro-areas, and the progress of processing of difficult-to-process materials is faster than that of materials generally suitable for welding, such as carbon steel and stainless steel. It is difficult to maintain the processing quality such as the size of the processing region and the melting depth in the micro region.

【0014】マイクロ領域の加工領域のサイズは、N
d:YAGパルスレーザ単体による加工による場合、加
工領域のサイズと溶融深さは比例関係にあり、どちらか
が加工条件を決定することになり、現在要求される加工
領域のサイズと溶融深さの関係を満たすことができな
い。
The size of the processing area in the micro area is N
d: In the case of processing by the YAG pulse laser alone, the size of the processing area and the melting depth are in a proportional relationship, and one of them determines the processing conditions, and the size of the processing area and the melting depth required at present are determined. Can't satisfy relationship.

【0015】マイクロスポット溶接に関する具体的な品
質課題は、マイクロ領域の、加工領域のサイズに対する
要求される溶融深さと、被加工物の接合部におけるギャ
ップの問題がある。一般に、被加工物の接合部におい
て、溶融深さの10%以上のギャップが存在すると接合
はかなり難しいとされている。特に数百マイクロサイズ
スポット溶接を実施する際には、ギャップに許されるサ
イズも数十ミクロンと非常に小さい。難加工材料を加工
するために、溶接に適した材料に対する加工に投入する
エネルギーよりも高いエネルギーを投入するため、それ
に伴う加工部及び加工周辺部変形が生じる。これに被加
工物の加工領域のギャップが生じ、あるいは増大し、数
十ミクロンを超えるギャップも形成される。
[0015] Specific quality issues relating to micro spot welding include the required depth of fusion of the micro area with respect to the size of the processing area and the gap at the joint of the workpiece. In general, it is considered that joining is considerably difficult if there is a gap of 10% or more of the fusion depth at the joining portion of the workpiece. In particular, when performing spot welding of several hundred micro-sizes, the size allowed for the gap is as small as tens of microns. In order to process a difficult-to-process material, energy higher than that input to the processing of a material suitable for welding is input, so that the processed portion and the peripheral portion of the processed portion are deformed accordingly. This causes or increases the gap in the processing area of the workpiece, and a gap exceeding several tens of microns is formed.

【0016】また、地球環境の点から、製造設備におい
ては、電力消費量の削減が求められてきている。その点
において、従来のアルミニウム合金の溶接方法では、レ
ーザエネルギの1%から6%しか有効に利用できず、残
りの90%以上が無駄になり、電力消費量の観点から良
いとは言えない。
Further, from the viewpoint of the global environment, there is a demand for reduction of power consumption in manufacturing facilities. In this respect, in the conventional welding method of aluminum alloy, only 1% to 6% of the laser energy can be effectively used, and the remaining 90% or more is wasted, which is not good from the viewpoint of power consumption.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、パルス発振し、被加工物の表面を溶融させ
るピークパワーを有した第1のレーザを前記被加工物に
照射し、この第1のレーザよりピークパワーが小でかつ
照射時間が大である第2のレーザを、前記第1のレーザ
と同一箇所に照射し、前記第1のレーザと前記第2のレ
ーザの照射開始のタイミングを合わせたものである。
In order to solve this problem, the present invention provides a method of irradiating a first laser having a peak power for oscillating a pulse and melting a surface of a workpiece to the workpiece, A second laser having a smaller peak power and a longer irradiation time than the first laser is irradiated to the same place as the first laser, and irradiation of the first laser and the second laser is started. The timing is adjusted.

【0018】これにより生産性を向上させるという有利
な効果が得られる。
This has the advantageous effect of improving productivity.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、本発明について、具体的
事例に基づいて説明を行う。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on specific examples.

【0020】まず始めに、難加工材料であるアルミニウ
ムに対する分光特性を評価する。分光特性とは、ある材
料に対して、波長とエネルギ吸収率との関係を表したも
のであり、その材料がある波長の光をどれだけ吸収する
かを表したものである。図1は、アルミニウムに対する
分光特性を示しており、図1より、波長600〜100
0nm(0.6〜1.0μm)に対して、吸収率が顕著
に良くなっており、6〜14%の吸収率がある。これ
は、炭酸ガスレーザに比べて5倍以上、Nd:YAGレ
ーザに比べて2倍以上の吸収率である。
First, the spectral characteristics of aluminum, which is a difficult-to-process material, are evaluated. The spectral characteristics represent the relationship between the wavelength and the energy absorption for a certain material, and indicate how much the material absorbs light of a certain wavelength. FIG. 1 shows the spectral characteristics with respect to aluminum.
For 0 nm (0.6 to 1.0 μm), the absorptance is significantly improved, with an absorptivity of 6 to 14%. This is five times or more the absorption rate as compared with the carbon dioxide gas laser and twice or more as compared with the Nd: YAG laser.

【0021】この波長帯域のレーザの1つに、半導体レ
ーザが挙げられる。半導体レーザは、その組成により発
振波長が異なり、一般的には、600〜1000nmと
なっており、アルミニウムの吸収特性とほぼ同じ波長領
域となっている。更に、近年、半導体レーザ自身の高出
力化と、そのマルチ化による高出力化が進んできてい
る。最大出力として、数kWのレーザ出力が得られてき
ている。しかし、高出力半導体レーザは、基本的に連続
発振であり、Nd:YAGパルスレーザのような高ピー
クパワーを得ることができないのが欠点となっている。
A semiconductor laser is one of the lasers in this wavelength band. The semiconductor laser has a different oscillation wavelength depending on its composition, and generally has a wavelength of 600 to 1000 nm, which is almost the same as the absorption region of aluminum. Further, in recent years, the output of the semiconductor laser itself has been increased, and the output thereof has been increased by the multiplication thereof. As the maximum output, a laser output of several kW has been obtained. However, a high-output semiconductor laser is basically a continuous wave laser, and has a drawback that a high peak power cannot be obtained unlike a Nd: YAG pulse laser.

【0022】図2は、本発明の第1の実施の形態に係る
レーザ加工装置を示しており、この図では、アルミニウ
ム合金の溶接の代表事例として、重ね合わせ溶接の事例
を挙げている。図2において、1はパルスレーザ、2は
半導体レーザ、3は全反射ミラー、4はダイクロイック
ミラー、5は集光レンズ、6、7は被溶接材であるアル
ミニウム合金、8はパルスレーザ1から出射したパルス
レーザビーム、9は半導体レーザからでた半導体レーザ
ビーム、10はパルスレーザビーム8と半導体レーザビ
ーム9とが重合された重合レーザビームである。また、
被溶接材であるアルミニウム合金6、7は、ホルダー1
1で固定され、更に、そのホルダー11は1軸ステージ
12上に搭載されている。本実施例では、パルスレーザ
1として、発振波長1064nmを有するNd:YAG
レーザを使用し、更に、音響光学素子(AOQsw素
子)により、パルス発振させている。半導体レーザ2と
しては、連続発振の半導体レーザを用いており、その発
振波長は808nmである。
FIG. 2 shows a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. In this figure, an example of lap welding is given as a typical example of welding of an aluminum alloy. In FIG. 2, 1 is a pulse laser, 2 is a semiconductor laser, 3 is a total reflection mirror, 4 is a dichroic mirror, 5 is a condenser lens, 6 and 7 are aluminum alloys to be welded, and 8 is emission from the pulse laser 1. Reference numeral 9 denotes a semiconductor laser beam emitted from the semiconductor laser, and reference numeral 10 denotes a polymerized laser beam in which the pulse laser beam 8 and the semiconductor laser beam 9 are superposed. Also,
The aluminum alloys 6 and 7 to be welded are placed in the holder 1.
The holder 11 is mounted on a one-axis stage 12. In this embodiment, Nd: YAG having an oscillation wavelength of 1064 nm is used as the pulse laser 1.
A laser is used, and pulse oscillation is performed by an acousto-optic device (AOQsw device). As the semiconductor laser 2, a continuous wave semiconductor laser is used, and its oscillation wavelength is 808 nm.

【0023】パルスレーザ1から出射したパルスレーザ
ビーム8は、全反射ミラー3で全反射される。ダイクロ
イックミラー4は、1064nmの波長に対して通過
し、808nmの波長に対して全反射(45度入射レー
ザビームに対して)するようになっている。そのため、
1064nmの波長を持つパルスレーザビーム8は、ダ
イクロイックミラー4を通過し、808nmの波長を持
つ半導体レーザビーム9はダイクロイックミラー4を全
反射する。そのため、ダイクロイックミラー4を通過・
反射してきたそれぞれのレーザビーム(パルスレーザビ
ーム8と半導体レーザビーム9)は重合され、重合レー
ザビーム10となる。この重合レーザビーム10は、発
振波長1064nmを持ったパルスレーザビーム8と、
発振波長808nmを持った半導体レーザビーム9との
2種類のレーザビームの特徴を持ったレーザビームとな
る。この重合レーザビーム10は、集光レンズ5で集光
され、被溶接材であるアルミニウム合金6、7に照射さ
れ、重ね合わせ溶接が行われる。被溶接材であるアルミ
ニウム合金6、7は、ホルダー11を通して、1軸ステ
ージ12上に搭載されているため、この1軸ステージ1
2を1方向へ動かすことにより、一直線状にシーム溶接
を行なうことができる。被溶接材であるアルミニウム合
金6、7が重ね合わせ溶接された最終状態を、図3に示
す。図3において、13はアルミニウム合金溶接部であ
る。
The pulse laser beam 8 emitted from the pulse laser 1 is totally reflected by the total reflection mirror 3. The dichroic mirror 4 transmits at a wavelength of 1064 nm and totally reflects (at a 45-degree incident laser beam) a wavelength of 808 nm. for that reason,
The pulse laser beam 8 having a wavelength of 1064 nm passes through the dichroic mirror 4, and the semiconductor laser beam 9 having a wavelength of 808 nm totally reflects the dichroic mirror 4. Therefore, it passes through the dichroic mirror 4
Each of the reflected laser beams (the pulse laser beam 8 and the semiconductor laser beam 9) is superimposed and becomes a superimposed laser beam 10. This polymerized laser beam 10 includes a pulse laser beam 8 having an oscillation wavelength of 1064 nm,
The laser beam has characteristics of two types of laser beams, that is, a semiconductor laser beam 9 having an oscillation wavelength of 808 nm. The superposed laser beam 10 is condensed by the condensing lens 5 and irradiated on the aluminum alloys 6 and 7 as the materials to be welded, and lap welding is performed. Since the aluminum alloys 6 and 7 to be welded are mounted on the single-axis stage 12 through the holder 11,
By moving 2 in one direction, seam welding can be performed in a straight line. FIG. 3 shows a final state in which the aluminum alloys 6 and 7 to be welded are overlap-welded. In FIG. 3, reference numeral 13 denotes an aluminum alloy weld.

【0024】次に、本実施例において、アルミニウム合
金6、7を重ね合わせ溶接を行なう時の、各レーザビー
ム(パルスレーザビーム8と半導体レーザビーム9)の
パルス波形を、図4に示す。図4(a)はパルスレーザ
ビーム8のパルス波形、図4(b)は半導体レーザビー
ム9のパルス波形、図4(c)はパルスレーザビーム8
と半導体レーザビーム9とが重なり合った重合レーザビ
ーム10のパルス波形である。
Next, FIG. 4 shows the pulse waveform of each laser beam (pulse laser beam 8 and semiconductor laser beam 9) when the aluminum alloys 6 and 7 are overlapped and welded in this embodiment. 4A shows a pulse waveform of the pulse laser beam 8, FIG. 4B shows a pulse waveform of the semiconductor laser beam 9, and FIG.
5 shows a pulse waveform of the superposed laser beam 10 in which the laser beam 9 and the semiconductor laser beam 9 overlap.

【0025】パルスレーザ1は平均出力が約20Wであ
り、そのパルスレーザビーム8は、パルス幅200n
s、繰返し周波数1kHz、パルスエネルギ20mJ/
P、ピークパワー100kWである。一方、半導体レー
ザ2は平均出力が約500Wであり、連続発振レーザで
ある。つまり、半導体レーザビーム8のピークパワーは
500Wであるので、ピークパワーで比較すると、パル
スレーザビーム8のピークパワーは、半導体レーザビー
ム9に比べると、約200倍となっている。図4(c)
において、t0、t1、t2、t3、t4は、レーザビ
ームの経過時間であり、t0はレーザ照射前、t1は1
ショット目のパルスレーザビームが照射された時、t2
は1ショット目のパルスレーザビームと2ショット目の
パルスレーザビームとの間、t3は2ショット目のパル
スレーザビームが照射された時、t4は1ショット目の
パルスレーザビームと2ショット目のパルスレーザビー
ムとの間である。当然のことながら、t1からt4の
間、半導体レーザビーム9は連続して照射されている。
The pulse laser 1 has an average output of about 20 W, and its pulse laser beam 8 has a pulse width of 200 n.
s, repetition frequency 1 kHz, pulse energy 20 mJ /
P, peak power 100 kW. On the other hand, the semiconductor laser 2 has an average output of about 500 W and is a continuous wave laser. That is, since the peak power of the semiconductor laser beam 8 is 500 W, the peak power of the pulse laser beam 8 is about 200 times that of the semiconductor laser beam 9 when compared with the peak power. FIG. 4 (c)
, T0, t1, t2, t3, and t4 are elapsed times of the laser beam, t0 is before laser irradiation, and t1 is 1
When the pulse laser beam of the shot is irradiated, t2
Is the time between the first shot pulse laser beam and the second shot pulse laser beam, t3 is the time when the second shot pulse laser beam is irradiated, and t4 is the first shot pulse laser beam and the second shot pulse laser beam. Between the laser beam. As a matter of course, the semiconductor laser beam 9 is continuously irradiated during the period from t1 to t4.

【0026】本実施例では、パルスレーザ1の発振繰返
し周波数は、1kHzである。つまり、1秒間にパルス
レーザビーム8が1000回発振しており、そのパルス
間隔は1msである。つまり、t0からt4時間の時間
間隔が等しいとすると、それぞれの値は、t0=0m
s、t1=0.5ms、t2=1ms、t3=1.5m
s、t4=2msとなる。
In this embodiment, the oscillation repetition frequency of the pulse laser 1 is 1 kHz. That is, the pulse laser beam 8 oscillates 1000 times per second, and the pulse interval is 1 ms. That is, assuming that the time intervals from time t0 to time t4 are equal, the respective values are t0 = 0m
s, t1 = 0.5 ms, t2 = 1 ms, t3 = 1.5 m
s, t4 = 2 ms.

【0027】次に、図4で示したように、パルスレーザ
ビーム8と半導体レーザビーム9が重合された重合レー
ザビーム10を、アルミニウム合金6、7に照射するこ
とにより、このアルミニウム合金6、7が重ね合わせ溶
接されるプロセスを、図5に示す。
Next, as shown in FIG. 4, the aluminum alloys 6 and 7 are irradiated with a polymerized laser beam 10 obtained by superimposing a pulse laser beam 8 and a semiconductor laser beam 9 on the aluminum alloys 6 and 7. FIG. 5 shows a process of lap welding.

【0028】図5(a)は、重合レーザビーム10の照
射前の状態、すなわち、図4(c)のt0の状態であ
る。図5(b)は、t1時間後の状態である。t1時間
において、アルミニウム合金6には、パルスレーザビー
ム8と半導体レーザビーム9が重合された重合レーザビ
ーム10が照射されている。その時、パルスレーザ1の
ピークパワーが100kWと高ピークパワーで、かつ、
短時間に被溶接材であるアルミニウム合金6に照射され
ているため、そのアルミニウム合金6の表面のみが溶融
し、薄い表面溶融層14が形成される。アルミニウムを
含む、一般金属材料において、その表面が溶融すると、
その吸収特性は非常に良くなることが知られている。
FIG. 5A shows a state before irradiation of the superposed laser beam 10, that is, a state at t0 in FIG. 4C. FIG. 5B shows a state after the time t1. At time t1, the aluminum alloy 6 is irradiated with a polymerized laser beam 10 obtained by polymerizing the pulse laser beam 8 and the semiconductor laser beam 9. At that time, the peak power of the pulse laser 1 is as high as 100 kW, and
Since the aluminum alloy 6, which is the material to be welded, is irradiated in a short time, only the surface of the aluminum alloy 6 is melted, and a thin surface molten layer 14 is formed. In general metal materials, including aluminum, when the surface melts,
Its absorption properties are known to be very good.

【0029】更に、図5(c)で示される、t2時間後
においては、アルミニウム合金6には、半導体レーザビ
ーム9だけが照射されている。その時の半導体レーザ2
のピークパワーは、500Wと低い。しかし、t1時間
で、ピークパワー100kWのパルスレーザビーム8に
より、アルミニウム合金6には薄い表面溶融層14が形
成されており、そのため、その溶融状態においては、レ
ーザビームの吸収率は向上している。かつ、アルミニウ
ムに対して基本的に吸収特性の良い波長600〜100
0nmを持つ半導体レーザ2(本実施例では、808n
m)を用いれば、500Wの低パワーでも、被溶接材で
あるアルミニウム合金6、7の内部まで溶融し、貫通溶
接部分15を形成することができる。
Further, after the time t2 shown in FIG. 5C, the aluminum alloy 6 is irradiated only with the semiconductor laser beam 9. Semiconductor laser 2 at that time
Has a low peak power of 500 W. However, at time t1, a thin surface molten layer 14 is formed in the aluminum alloy 6 by the pulse laser beam 8 having a peak power of 100 kW, and therefore, in the molten state, the absorption rate of the laser beam is improved. . And a wavelength of 600 to 100 having basically good absorption characteristics with respect to aluminum.
0 nm semiconductor laser 2 (in this embodiment, 808n
If m) is used, even at a low power of 500 W, the inside of the aluminum alloys 6 and 7 which are the materials to be welded can be melted and the through-welded portion 15 can be formed.

【0030】次に、t3時間後には、図5(d)に示す
ように、t1時間後と同じく、パルスレーザビーム8と
半導体レーザビーム9が重合された重合レーザビーム1
0が照射されており、ピークパワー100kWのパルス
レーザビーム8により、アルミニウム合金6の表面のみ
が溶融し、薄い表面溶融層16が形成される。
Next, after the time t3, as shown in FIG. 5 (d), as in the case of the time t1, the overlapped laser beam 1 in which the pulse laser beam 8 and the semiconductor laser beam 9 are superimposed.
0 is irradiated, and only the surface of the aluminum alloy 6 is melted by the pulse laser beam 8 having a peak power of 100 kW, and a thin surface molten layer 16 is formed.

【0031】そして、t4時間後には、図5(e)に示
す様に、t2時間後と同じく、1kWの半導体レーザビ
ーム9により、アルミニウム合金6、7の内部まで溶融
する貫通溶接部分15が形成される。
After time t4, as shown in FIG. 5 (e), as in time t2, a 1 kW semiconductor laser beam 9 is used to form a penetration welding portion 15 that melts into the aluminum alloys 6 and 7. Is done.

【0032】なお、図5(a)〜(e)において、アル
ミニウム合金6、7は、図2に示すように、ホルダー1
1に固定され、1軸ステージ12上に搭載されている。
但し、図5(a)〜(e)では、ホルダー11、及び、
1軸ステージ12は記載していない。1軸ステージ12
は、図5上で、矢印17の方向に、速度100mm/s
ecで移動しており、パルスレーザビーム8のパルスピ
ッチは0.1mmとなる。このとき、良好なアルミニウ
ム合金6の重ね合わせシーム溶接ができる。つまり、溶
接速度は、100mm/secとなり、従来の方法の3
倍の溶接速度が得られる。
In FIGS. 5 (a) to 5 (e), the aluminum alloys 6 and 7 are attached to the holder 1 as shown in FIG.
1 and mounted on the one-axis stage 12.
However, in FIGS. 5A to 5E, the holder 11, and
The one-axis stage 12 is not shown. Single axis stage 12
Is a speed of 100 mm / s in the direction of arrow 17 on FIG.
ec, and the pulse pitch of the pulse laser beam 8 is 0.1 mm. At this time, good overlap seam welding of the aluminum alloy 6 can be performed. That is, the welding speed is 100 mm / sec, which is 3 mm of the conventional method.
Double welding speed is obtained.

【0033】本発明のアルミニウム合金の溶接方法は、
本実施例に挙げた重ね合せ溶接だけではなく、各種のレ
ーザ溶接方法に適用できる。
The method for welding an aluminum alloy according to the present invention comprises:
The present invention can be applied not only to the lap welding described in the present embodiment but also to various laser welding methods.

【0034】図6は、突き合わせ溶接の事例である。ア
ルミ二ウム合金6a、7aの端面を突き合わせ、その境
界面に重合レーザビーム10を照射すると(図6
(a))、アルミニウム合金溶接部13aが形成され
て、アルミ二ウム合金6a、7aとが溶接される(図6
(b))。
FIG. 6 shows an example of butt welding. When the end faces of the aluminum alloys 6a and 7a are abutted and the boundary surface is irradiated with the superposed laser beam 10 (FIG. 6).
(A)), an aluminum alloy weld 13a is formed, and the aluminum alloys 6a and 7a are welded (FIG. 6).
(B)).

【0035】図7は、隅肉溶接の事例である。アルミ二
ウム合金6b、7bとを、直交させて固定し、その隅肉
部に重合レーザビーム10を照射すると(図7
(a))、アルミニウム合金溶接部13bが形成され
て、アルミ二ウム合金6b、7bとが溶接される(図7
(b))。
FIG. 7 shows an example of fillet welding. When the aluminum alloys 6b and 7b are fixed perpendicularly to each other and the fillet portion is irradiated with the superposed laser beam 10 (FIG. 7).
(A)), an aluminum alloy weld 13b is formed, and the aluminum alloys 6b and 7b are welded (FIG. 7).
(B)).

【0036】図8は、アルミワイヤ18を補助剤として
用いた突き合わせ溶接の事例である。アルミ二ウム合金
6c、7cは、それぞれ、そのコーナ部がC面取りされ
ている。これは、レーザ溶接時に、補助材としてのアル
ミワイヤ18を位置決めするためのものである。図8
(a)に示すように、アルミ二ウム合金6c、7c上の
アルミワイヤ18に、重合レーザビーム10が照射する
と、アルミワイヤ18、及び、アルミ二ウム合金6c、
7cが溶融し、アルミニウム合金溶接部13aが形成さ
れて、アルミ二ウム合金6a、6bとが溶接される(図
8(b))。
FIG. 8 shows an example of butt welding using the aluminum wire 18 as an auxiliary agent. Each of the aluminum alloys 6c and 7c has a C-chamfer at a corner thereof. This is for positioning the aluminum wire 18 as an auxiliary material during laser welding. FIG.
As shown in (a), when the overlapping laser beam 10 irradiates the aluminum wire 18 on the aluminum alloys 6c and 7c, the aluminum wire 18 and the aluminum alloy 6c and
7c is melted, an aluminum alloy weld 13a is formed, and the aluminum alloys 6a and 6b are welded (FIG. 8B).

【0037】半導体レーザ2において、特に、発振波長
が、公称808nm、915nm、940nmを持つ半
導体レーザ2が、最も、高出力が得られるため、その波
長帯域の半導体レーザ2を用いることが良い。
In the semiconductor laser 2, the semiconductor laser 2 having an oscillation wavelength of nominally 808 nm, 915 nm, or 940 nm provides the highest output. Therefore, it is preferable to use the semiconductor laser 2 in that wavelength band.

【0038】また、パルスレーザ1として、印加電流波
形をパルス波形にしたパルスレーザ(パルス幅:0.1
msから20ms)、本実施例で述べたQswによるパ
ルスレーザ(パルス幅:200ns以下)が、実用上、
挙げられる。パルス波形によるパルスレーザは、パルス
幅がmsオーダであるため、高ピークパワーがそれほど
得られない。一方、Qswによるパルスレーザのように
パルス幅が200ns以下になると、パルス波形による
パルスレーザでは得られないような高ピークパワーが得
られるために、アルミニウム合金に対して溶融しやすく
なる。
As the pulse laser 1, a pulse laser in which the applied current waveform is a pulse waveform (pulse width: 0.1
ms to 20 ms), and the pulse laser (pulse width: 200 ns or less) by Qsw described in this embodiment is practically used.
No. Since a pulse laser having a pulse waveform has a pulse width on the order of ms, high peak power cannot be obtained so much. On the other hand, when the pulse width is 200 ns or less as in the case of a pulse laser based on Qsw, a high peak power that cannot be obtained by a pulse laser based on a pulse waveform is obtained, so that the aluminum alloy is easily melted.

【0039】このように、本発明の方法によると、従来
の方法で得られるよりのも約3倍の速度で、アルミニウ
ム合金を溶接することができる。
Thus, according to the method of the present invention, an aluminum alloy can be welded at a speed about three times faster than that obtained by the conventional method.

【0040】図9は、本発明の第2の実施の形態に係る
レーザ加工装置を示すもので、被加工物23のサイズ
は、60×25mm、厚さ100μmの純度99.9%
タフピッチ銅である。本実施例では、基本波YAGレー
ザ2と高調波YAGレーザ1とを用いて加工を行ってい
る。レーザ加工条件は、基本波YAGレーザ2がエネル
ギー10.4J、パルス幅10ms、スポット径200
μmであり、高調波YAGレーザが第2高調波で波長5
32nm、1kHzのレーザ繰り返しで5照射、パルス
幅100ns、0.2Wである。このようなレーザ加工
条件で、波長532nmを透過、波長1064nmを反
射するダイクロックミラー21を用い、基本波レーザ光
24と高調波レーザ光25とを同じ加工光軸上に乗せ、
532nmと1064nmに関して色収差が少ない集光
レンズ22で、被加工物23の表面に集光するようにレ
ーザ照射を行った。基本波レーザ光24と第2高調波レ
ーザ光25の照射時間に関しては、図10に示すよう
に、基本波レーザ光24と高調波レーザ光25の照射開
始を同期させ、レーザ重畳により深い溶け込みを形成
し、基本波レーザ光24照射中に高調波レーザ光25の
照射を終了し、目的の溶融深さ120μm程度を達成
し、ナゲット径も200μm程度に抑えることができ
る。また、照射回数を1照射にした場合には、溶融深さ
を60μm程度に、10照射した場合には、溶融深さを
200μm程度にすることができ、照射回数によって溶
融深さを制御することができる。
FIG. 9 shows a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. The size of the workpiece 23 is 60 × 25 mm, the thickness is 100 μm, and the purity is 99.9%.
It is tough pitch copper. In this embodiment, processing is performed using the fundamental wave YAG laser 2 and the harmonic wave YAG laser 1. The laser processing conditions were as follows: the fundamental wave YAG laser 2 had an energy of 10.4 J, a pulse width of 10 ms, and a spot diameter of 200.
μm, and the harmonic YAG laser has a wavelength of 5 at the second harmonic.
The irradiation is 5 at 32 nm and 1 kHz laser repetition, the pulse width is 100 ns, and the power is 0.2 W. Under such laser processing conditions, using a dichroic mirror 21 that transmits a wavelength of 532 nm and reflects a wavelength of 1064 nm, the fundamental laser light 24 and the harmonic laser light 25 are placed on the same processing optical axis,
Laser irradiation was performed with a condenser lens 22 having little chromatic aberration at 532 nm and 1064 nm so as to converge on the surface of the workpiece 23. Regarding the irradiation time of the fundamental wave laser beam 24 and the second harmonic laser beam 25, as shown in FIG. 10, the start of irradiation of the fundamental wave laser beam 24 and the harmonic wave laser beam 25 is synchronized, and deep penetration is performed by laser superposition. After the irradiation, the irradiation of the harmonic laser light 25 is completed during the irradiation of the fundamental laser light 24, the desired melting depth of about 120 μm is achieved, and the nugget diameter can be suppressed to about 200 μm. In addition, when the number of irradiations is 1, irradiation depth can be about 60 μm, and when 10 irradiations are performed, the melting depth can be about 200 μm. The melting depth can be controlled by the number of irradiations. Can be.

【0041】図11は、本発明の第3の実施の形態に係
るレーザ加工装置を示すもので、被加工物23のサイズ
は、60×25mm、厚さ100μmの純アルミとアル
ミニウム合金ヒドロナトリウムである。ここでは、高調
波レーザに代えて、AOQスイッチ基本波YAGレーザ
26の照射を行い、接合ギャップ抑制を目的とした多点
同時加工を実施した。AOQスイッチ基本波YAGレー
ザ26は、直線偏光の特性を有しているものを使用し、
レーザ加工条件1kHzのレーザ繰り返しで5照射、パ
ルス幅100ns、0.8Wで使用した。基本波YAG
レーザ20は、AOQスイッチ基本波YAGレーザ26
の直線偏光に対して垂直な偏光特性を有し、加工条件が
エネルギー3J、パルス幅10ms、スポット径200
μmで使用した。基本波短パルスレーザ光30とハーフ
ミラー27を通過した基本波レーザ光24とは、偏光板
28によって加工レーザの同じ光軸上に合わせられ、反
射ミラー29によって伝送させ、集光レンズ22によっ
て被加工物23の50mmの間隔が開いた2点の加工点
に照射する。一点のみに加工した場合には、図12
(a)に示すように、レーザ加工時に接合ギャップ31
が発生し、加工点から50mm離れた場所では、数十ミ
クロンレベルに達する場合もあり、その場合には、レー
ザ照射してもスポット溶接を実現できない。そこで、図
12(b)に示すように、離れた複数箇所を同時に加工
することによって、ギャップ31による溶接不良の問題
点を解決した。その結果、2点のナゲット径200μm
程度、溶融深さ120μm程度のスポット溶接を行うこ
とが可能となった。
FIG. 11 shows a laser processing apparatus according to a third embodiment of the present invention. The size of the workpiece 23 is 60 × 25 mm, 100 μm thick, made of pure aluminum and aluminum alloy hydrosodium. is there. Here, irradiation with an AOQ switch fundamental wave YAG laser 26 was performed instead of the harmonic laser, and multipoint simultaneous processing was performed for the purpose of suppressing the junction gap. An AOQ switch fundamental wave YAG laser 26 having a characteristic of linearly polarized light is used.
Laser processing conditions: 5 repetitions of 1 kHz laser repetition, 100 ns pulse width, 0.8 W were used. Fundamental wave YAG
The laser 20 is an AOQ switch fundamental wave YAG laser 26
Has a polarization characteristic perpendicular to the linearly polarized light, and has processing conditions of an energy of 3 J, a pulse width of 10 ms, and a spot diameter of 200.
Used at μm. The fundamental wave short pulse laser beam 30 and the fundamental wave laser beam 24 passing through the half mirror 27 are aligned on the same optical axis of the processing laser by the polarizing plate 28, transmitted by the reflecting mirror 29, and covered by the condensing lens 22. Irradiation is performed on two processing points on the workpiece 23 at 50 mm intervals. In the case of processing only one point, FIG.
As illustrated in FIG.
Occurs at a position 50 mm away from the processing point, sometimes reaching a level of several tens of microns, in which case spot welding cannot be realized even by laser irradiation. Therefore, as shown in FIG. 12B, the problem of poor welding due to the gap 31 was solved by simultaneously processing a plurality of distant portions. As a result, two points of nugget diameter 200 μm
It is possible to perform spot welding with a melt depth of about 120 μm.

【0042】図13は、本発明の第4の実施の形態に係
るレーザ加工装置を示すもので、高調波レーザの代わり
にQスイッチ炭酸ガスレーザ31を用い、基本波YAG
レーザ20の加工軸32を、被加工物23の鉛直方向に
対して45度傾けて照射し、炭酸ガスレーザ31を、基
本波YAGレーザ20と加工点が重畳するように被加工
物23の鉛直方向から照射し、マイクロスポットレーザ
溶接を実施した。この時のレーザ加工条件は、エネルギ
ー6J、パルス幅10ms、スポット径200×280
μm程度の楕円であり、AOQスイッチ炭酸ガスレーザ
は波長9.24μm、1kHzのレーザ繰り返しで5照
射、パルス幅150ns、3.6Wである。このような
レーザ加工条件で、ナゲット径200μm程度で溶融深
さ120μm程度のスポット溶接が行え、加工繰り返し
が30Hzで加工できた。
FIG. 13 shows a laser processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, in which a Q-switch carbon dioxide laser 31 is used in place of the harmonic laser, and the fundamental wave YAG
The processing axis 32 of the laser 20 is irradiated at an angle of 45 degrees with respect to the vertical direction of the workpiece 23, and the carbon dioxide laser 31 is irradiated in the vertical direction of the workpiece 23 so that the processing point overlaps the fundamental wave YAG laser 20. , And micro spot laser welding was performed. The laser processing conditions at this time were: energy 6 J, pulse width 10 ms, spot diameter 200 × 280
The AOQ switched carbon dioxide laser has a wavelength of 9.24 μm, 5 irradiations at 1 kHz laser repetition, and a pulse width of 150 ns and 3.6 W. Under such laser processing conditions, spot welding with a nugget diameter of about 200 μm and a melting depth of about 120 μm was performed, and the processing was repeated at 30 Hz.

【0043】これらにより、アルミニウム等の難加工材
料の良好なレーザ加工が可能となった。
As a result, good laser processing of difficult-to-process materials such as aluminum has become possible.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、パルス発
振し、被加工物の表面を溶融させるピークパワーを有し
た第1のレーザを前記被加工物に照射し、この第1のレ
ーザよりピークパワーが小でかつ照射時間が大である第
2のレーザを、前記第1のレーザと同一箇所に照射し、
前記第1のレーザと前記第2のレーザの照射開始のタイ
ミングを合わせたことで、溶融、穴等の溶融核を形成
し、基本波レーザの吸収効率を上げることにより、難加
工材料に関するレーザ加工が行え、生産性の良いアルミ
ニウム合金等難加工材料の溶接ができる。
As described above, according to the present invention, a first laser having a peak power for oscillating a pulse and melting a surface of a workpiece is irradiated to the workpiece, and the first laser is irradiated with the first laser. A second laser having a smaller peak power and a longer irradiation time is irradiated to the same place as the first laser,
Laser processing for difficult-to-process materials by increasing the efficiency of fundamental wave laser absorption by forming the fusion nuclei such as melting and holes by adjusting the timing of starting the irradiation of the first laser and the second laser. And welding of difficult-to-process materials such as aluminum alloy with good productivity can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】アルミニウムの分光特性を示す図FIG. 1 is a diagram showing spectral characteristics of aluminum.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係るレーザ加工装
置の概略図
FIG. 2 is a schematic view of a laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図3】アルミ二ウム合金の重ね合わせ溶接結果を示す
FIG. 3 is a view showing a result of lap welding of an aluminum alloy;

【図4】レーザビームのパルス波形図FIG. 4 is a pulse waveform diagram of a laser beam.

【図5】アルミ二ウム合金の重ね合わせ溶接プロセス図Fig. 5 Lamination welding process diagram of aluminum alloy

【図6】アルミ二ウム合金の突き合わせ溶接プロセス図FIG. 6 is a butt welding process diagram of an aluminum alloy.

【図7】アルミ二ウム合金の隅肉溶接プロセス図FIG. 7 is a fillet welding process diagram of an aluminum alloy.

【図8】アルミワイヤを用いたアルミ二ウム合金の重ね
合わせ溶接プロセス図
FIG. 8 is a lap welding process diagram of an aluminum alloy using an aluminum wire.

【図9】本発明の第2の実施の形態に係るレーザ加工装
置の概略図
FIG. 9 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図10】レーザビームのパルス波形図FIG. 10 is a pulse waveform diagram of a laser beam.

【図11】本発明の第3の実施の形態に係るレーザ加工
装置の概略図
FIG. 11 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図12】マイクロスポットレーザ溶接に発生するマイ
クロギャップを説明する図
FIG. 12 is a diagram illustrating a micro gap generated in micro spot laser welding.

【図13】本発明の第4の実施の形態に係るレーザ加工
装置の概略図
FIG. 13 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】従来のレーザ加工におけるNd:YAGパル
スレーザのパルス波形図
FIG. 14 is a pulse waveform diagram of a Nd: YAG pulse laser in conventional laser processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パルスレーザ 2 半導体レーザ 5 集光レンズ 6 アルミニウム合金 7 アルミニウム合金 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pulse laser 2 Semiconductor laser 5 Condensing lens 6 Aluminum alloy 7 Aluminum alloy

フロントページの続き (72)発明者 船見 浩司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4E068 BA01 CA03 CA08 CD02 DB04Continued on the front page (72) Inventor Koji Funami 1006 Kazuma Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F-term (reference) 4E068 BA01 CA03 CA08 CD02 DB04

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パルス発振し、被加工物の表面を溶融さ
せるピークパワーを有した第1のレーザを前記被加工物
に照射する工程と、この第1のレーザよりピークパワー
が小でかつ照射時間が大である第2のレーザを、前記第
1のレーザと同一箇所に照射する工程とを有し、前記第
1のレーザと前記第2のレーザの照射開始のタイミング
を合わせたことを特徴とするレーザ加工方法。
A step of irradiating the workpiece with a first laser having a peak power for oscillating a pulse and melting a surface of the workpiece, and irradiating the workpiece with a peak power smaller than that of the first laser. Irradiating a second laser whose time is long to the same place as the first laser, and irradiating the first laser with the second laser at the same timing. Laser processing method.
【請求項2】 第1のレーザを複数回、被加工物に照射
することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方
法。
2. The laser processing method according to claim 1, wherein the workpiece is irradiated with the first laser a plurality of times.
【請求項3】 被加工物の複数箇所を同時にレーザ加工
することを特徴とする請求項1、2のいずれかに記載の
レーザ加工方法。
3. The laser processing method according to claim 1, wherein laser processing is performed on a plurality of portions of the workpiece at the same time.
【請求項4】 被加工物がアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金であり、第1のレーザがQスイッチ基本波YA
Gレーザ、第2のレーザが基本波YAGレーザであるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ
加工方法。
4. The workpiece is aluminum or an aluminum alloy, and the first laser is a Q-switch fundamental wave YA.
4. The laser processing method according to claim 1, wherein the G laser and the second laser are a fundamental wave YAG laser.
【請求項5】 被加工物がアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金であり、第1のレーザがQスイッチ炭酸ガスレ
ーザ、第2のレーザが基本波YAGレーザであることを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ加工
方法。
5. The method according to claim 1, wherein the workpiece is aluminum or an aluminum alloy, the first laser is a Q-switched carbon dioxide laser, and the second laser is a fundamental wave YAG laser. 2. The laser processing method according to 1. above.
【請求項6】 被加工物がアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金であり、第1のレーザが短パルスレーザ、第2
のレーザが波長600〜1000nmの半導体レーザで
あることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
レーザ加工方法。
6. A workpiece is aluminum or an aluminum alloy, the first laser is a short pulse laser, and the second laser is
4. The laser processing method according to claim 1, wherein said laser is a semiconductor laser having a wavelength of 600 to 1000 nm.
【請求項7】 被加工物がアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金であり、第1のレーザがパルス幅200ns以
下の短パルスレーザであることを特徴とする請求項1〜
3、6のいずれかに記載のレーザ加工方法。
7. The method according to claim 1, wherein the workpiece is aluminum or an aluminum alloy, and the first laser is a short pulse laser having a pulse width of 200 ns or less.
7. The laser processing method according to any one of items 3 and 6.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の方法に
より被加工物を溶接することを特徴とする部品の製造方
法。
8. A method for manufacturing a part, comprising welding a workpiece by the method according to claim 1. Description:
【請求項9】 パルス発振し、被加工物の表面を溶融さ
せるピークパワーを有した第1のレーザと、この第1の
レーザよりピークパワーが小でかつ照射時間が大である
第2のレーザと、前記第1のレーザと前記第2のレーザ
を同一箇所に照射する手段と、前記第1のレーザと前記
第2のレーザの照射開始のタイミングを合わせる手段と
を有したことを特徴とするレーザ加工装置。
9. A first laser having a peak power for oscillating a pulse and melting a surface of a workpiece, and a second laser having a lower peak power and a longer irradiation time than the first laser. And means for irradiating the same spot with the first laser and the second laser, and means for matching the timing of starting irradiation of the first laser and the second laser. Laser processing equipment.
【請求項10】 第1のレーザの照射回数を制御する手
段を有することを特徴とする請求項9に記載のレーザ加
工装置。
10. The laser processing apparatus according to claim 9, further comprising means for controlling the number of times of irradiation of the first laser.
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