JP2003088971A - レーザ溶接方法 - Google Patents
レーザ溶接方法Info
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- JP2003088971A JP2003088971A JP2001281574A JP2001281574A JP2003088971A JP 2003088971 A JP2003088971 A JP 2003088971A JP 2001281574 A JP2001281574 A JP 2001281574A JP 2001281574 A JP2001281574 A JP 2001281574A JP 2003088971 A JP2003088971 A JP 2003088971A
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接される部材の境界部を滑らかにして外観
を向上させる。 【解決手段】 外径が異なった２つの部材４，５の端部
を相互に突き合わせた状態または嵌合させた状態で、突
き合わせ部位または嵌合部位にレーザ光を照射して両部
材の外周を溶融接合する。その後、接合された部材４と
溶融部分８との境界部に対し、溶融接合時のパワーより
も小さなパワーのレーザ光３ｂを照射して両部材の継ぎ
目を滑らかに成形する。
を向上させる。 【解決手段】 外径が異なった２つの部材４，５の端部
を相互に突き合わせた状態または嵌合させた状態で、突
き合わせ部位または嵌合部位にレーザ光を照射して両部
材の外周を溶融接合する。その後、接合された部材４と
溶融部分８との境界部に対し、溶融接合時のパワーより
も小さなパワーのレーザ光３ｂを照射して両部材の継ぎ
目を滑らかに成形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２つの部材を突き
合わせた状態または嵌合した状態でレーザ溶接するレー
ザ溶接方法に関する。
合わせた状態または嵌合した状態でレーザ溶接するレー
ザ溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開２０００−２１３６５号公報には、
２つの部材を突き合わせて、その境界部位をレーザ光に
よって溶接する従来の方法が開示されている。図４〜図
７により、同公報に記載された溶接方法を説明する。
２つの部材を突き合わせて、その境界部位をレーザ光に
よって溶接する従来の方法が開示されている。図４〜図
７により、同公報に記載された溶接方法を説明する。
【０００３】図４〜図７の方法は、いずれもリチウム二
次電池などの密閉型電池の製造に用いるものであり、電
池蓋１００に対して電池缶１１０の端部を突き合わせ、
突き合わせ状態でレーザ溶接する。電池蓋１００及び電
池缶１１０の材料としては、鉄系金属材、アルミニウム
系金属材などが用いられる。なお、これらの材料は、溶
接の容易さ並びに溶接部の機械的強度の長期安定性の観
点から、組成並びに融点が似通っていることが好まし
く、特に融点の差が１０℃以内の材料であることが好ま
しい。
次電池などの密閉型電池の製造に用いるものであり、電
池蓋１００に対して電池缶１１０の端部を突き合わせ、
突き合わせ状態でレーザ溶接する。電池蓋１００及び電
池缶１１０の材料としては、鉄系金属材、アルミニウム
系金属材などが用いられる。なお、これらの材料は、溶
接の容易さ並びに溶接部の機械的強度の長期安定性の観
点から、組成並びに融点が似通っていることが好まし
く、特に融点の差が１０℃以内の材料であることが好ま
しい。
【０００４】図４の電池蓋１００では、電池缶１１０の
突き合わせ部位が段状に低くなっており、図５では、段
状に低くなった端部が円弧状に成形され、図６では、段
状に低くなっていると共に外面がテーパ状に成形されて
いる。これらの突き合わせ部位が接合部１０１となって
おり、接合部１０１に対して電池缶１１０の端部が突き
合わせられてレーザ溶接される。また、図７の電池蓋１
００では、溝部が形成されることにより接合部１０２と
なっており、溝状の接合部１０２に電池蓋１１０の端部
が嵌合してレーザ溶接される。
突き合わせ部位が段状に低くなっており、図５では、段
状に低くなった端部が円弧状に成形され、図６では、段
状に低くなっていると共に外面がテーパ状に成形されて
いる。これらの突き合わせ部位が接合部１０１となって
おり、接合部１０１に対して電池缶１１０の端部が突き
合わせられてレーザ溶接される。また、図７の電池蓋１
００では、溝部が形成されることにより接合部１０２と
なっており、溝状の接合部１０２に電池蓋１１０の端部
が嵌合してレーザ溶接される。
【０００５】溶接に用いるレーザ光ＬＤのビーム径は、
電池蓋１００の接合部１０１の厚み、電池缶１１０の端
部の厚みなどによって異なるが、例えば、厚さ６〜１４
ｍｍ程度、幅２２〜３４ｍｍ程度、高さ４０〜６０ｍｍ
程度のサイズのアルミニウム系合金製の電池の場合であ
れば、４０〜１０００μｍ程度で溶接を行う。また、レ
ーザ光ＬＤのビームの断面形状は円形であっても良く、
楕円形や角形などの非円形の断面形状であっても良い。
さらにレーザ光ＬＤとして、連続波レーザ光（ＣＷ）や
パルスレーザ光（ＰＷ）などを用いても良い。
電池蓋１００の接合部１０１の厚み、電池缶１１０の端
部の厚みなどによって異なるが、例えば、厚さ６〜１４
ｍｍ程度、幅２２〜３４ｍｍ程度、高さ４０〜６０ｍｍ
程度のサイズのアルミニウム系合金製の電池の場合であ
れば、４０〜１０００μｍ程度で溶接を行う。また、レ
ーザ光ＬＤのビームの断面形状は円形であっても良く、
楕円形や角形などの非円形の断面形状であっても良い。
さらにレーザ光ＬＤとして、連続波レーザ光（ＣＷ）や
パルスレーザ光（ＰＷ）などを用いても良い。
【０００６】レーザ光ＬＤの照射角度θは、１２０度程
度未満であり、電池蓋１００と電池缶１１０の突き合わ
せ部位（接合部１０１，１０２）に対してレーザ光の照
射を行うことにより、これらが溶融して接合される。図
４〜図７において、梨地で示す部分がレーザ溶接された
溶融接合部１２０である。
度未満であり、電池蓋１００と電池缶１１０の突き合わ
せ部位（接合部１０１，１０２）に対してレーザ光の照
射を行うことにより、これらが溶融して接合される。図
４〜図７において、梨地で示す部分がレーザ溶接された
溶融接合部１２０である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の溶接方法では、
２つの部材１００，１１０をレーザ溶接する際に、部材
が溶融した溶融部分が形成されるが、この溶融部分と接
合された部材との境界部は、不連続な形状となっている
ため、外観上好ましくない。
２つの部材１００，１１０をレーザ溶接する際に、部材
が溶融した溶融部分が形成されるが、この溶融部分と接
合された部材との境界部は、不連続な形状となっている
ため、外観上好ましくない。
【０００８】また、従来技術のような溶接方法によっ
て、超音波振動子等の振動を伝える部材をレーザ溶接し
た場合、形状が急激に変化しないため、振動が効率良く
伝わらないばかりか、境界部に応力が集中して溶融接合
部１２０で破断する問題を有している。
て、超音波振動子等の振動を伝える部材をレーザ溶接し
た場合、形状が急激に変化しないため、振動が効率良く
伝わらないばかりか、境界部に応力が集中して溶融接合
部１２０で破断する問題を有している。
【０００９】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、境界部の外観を向上させるこ
とができると共に、接合した部材が振動を良好に伝達す
ることが可能なレーザ溶接方法を提供することを目的と
する。
してなされたものであり、境界部の外観を向上させるこ
とができると共に、接合した部材が振動を良好に伝達す
ることが可能なレーザ溶接方法を提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明のレーザ溶接方法は、外径が異なっ
た２つの部材の端部を相互に突き合わせた状態または嵌
合させた状態で、突き合わせ部位または嵌合部位にレー
ザ光を照射して両部材の外周を溶融接合した後、接合さ
れた部材と溶融部分との境界部に対し、溶融接合時のパ
ワーよりも小さなパワーのレーザ光を照射して両部材の
継ぎ目を滑らかに成形することを特徴とする。
め、請求項１の発明のレーザ溶接方法は、外径が異なっ
た２つの部材の端部を相互に突き合わせた状態または嵌
合させた状態で、突き合わせ部位または嵌合部位にレー
ザ光を照射して両部材の外周を溶融接合した後、接合さ
れた部材と溶融部分との境界部に対し、溶融接合時のパ
ワーよりも小さなパワーのレーザ光を照射して両部材の
継ぎ目を滑らかに成形することを特徴とする。
【００１１】このようにレーザ光によって溶融接合した
後、溶融接合時のパワーよりも小さなパワーのレーザ光
を溶融部分と接合された部材との境界部に対して照射す
ることにより、継ぎ目の溶融部分が滑らかに連続した形
状となる。このため、外観が向上した形状とすることが
できる。また、接合された部材が超音波振動子等の振動
を伝える用途の部品の場合には、振動が効率良く伝達さ
れるため、境界部に応力が集中して破断することがなく
なる。
後、溶融接合時のパワーよりも小さなパワーのレーザ光
を溶融部分と接合された部材との境界部に対して照射す
ることにより、継ぎ目の溶融部分が滑らかに連続した形
状となる。このため、外観が向上した形状とすることが
できる。また、接合された部材が超音波振動子等の振動
を伝える用途の部品の場合には、振動が効率良く伝達さ
れるため、境界部に応力が集中して破断することがなく
なる。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載のレーザ
溶接方法であって、前記２つの部材が円筒形状または円
柱形状であることを特徴とする。
溶接方法であって、前記２つの部材が円筒形状または円
柱形状であることを特徴とする。
【００１３】２つの部材が円筒形状または円柱形状の場
合には、これらを同期回転させながらレーザ溶接するこ
とができる。これにより、溶接の作業性を向上させるこ
とができる。
合には、これらを同期回転させながらレーザ溶接するこ
とができる。これにより、溶接の作業性を向上させるこ
とができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明の一実施の
形態であり、図１及び図２は溶融接合時の状態を、図３
は後処理後の状態を示す。
形態であり、図１及び図２は溶融接合時の状態を、図３
は後処理後の状態を示す。
【００１５】レーザ溶接を行う装置では、図１に示すよ
うに把持爪１ａ、２ａを有した一対のチャック１，２が
対向している。チャック１，２は回転軸６を中心として
矢印で示すＡ方向に同期回転するように回転駆動源（図
示省略）に取り付けられている。チャック１，２の把持
爪１ａ、２ａは、接合される部材４，５をそれぞれ把持
するものである。
うに把持爪１ａ、２ａを有した一対のチャック１，２が
対向している。チャック１，２は回転軸６を中心として
矢印で示すＡ方向に同期回転するように回転駆動源（図
示省略）に取り付けられている。チャック１，２の把持
爪１ａ、２ａは、接合される部材４，５をそれぞれ把持
するものである。
【００１６】接合される部材４，５の内、部材４は円柱
形状となっており、部材５は円筒形状となっている。部
材４の外径に対し、部材５は外径が大きいと共に、その
内径は部材４が嵌合可能な寸法となっている。
形状となっており、部材５は円筒形状となっている。部
材４の外径に対し、部材５は外径が大きいと共に、その
内径は部材４が嵌合可能な寸法となっている。
【００１７】溶接に際し、部材４の端部（右端部）を部
材５の端部（左端部）に嵌合し、この嵌合状態に対して
レーザヘッド３から第１弾のレーザ光３ａを照射して部
材４，５の外周を接合する。すなわち、部材４，５の溶
接位置７にレーザ光３ａが収束するようにレーザヘッド
３を位置決めし、チャック１、２を同期回転することに
より、部材４、５を同期回転させながら、部材４、５を
溶融接合するのに充分なパワーのレーザ光３ａを照射し
て溶融接合する。
材５の端部（左端部）に嵌合し、この嵌合状態に対して
レーザヘッド３から第１弾のレーザ光３ａを照射して部
材４，５の外周を接合する。すなわち、部材４，５の溶
接位置７にレーザ光３ａが収束するようにレーザヘッド
３を位置決めし、チャック１、２を同期回転することに
より、部材４、５を同期回転させながら、部材４、５を
溶融接合するのに充分なパワーのレーザ光３ａを照射し
て溶融接合する。
【００１８】この溶接によって、図２に示すように、部
材４，５が溶融接合されて溶融部分８が形成される。こ
の溶融部分８は部材４及び５が互いに溶け合って接合さ
れた部分であるが、溶融部分８と接合された一方の部材
４との境界部には、不連続な形状部８ａが形成される。
材４，５が溶融接合されて溶融部分８が形成される。こ
の溶融部分８は部材４及び５が互いに溶け合って接合さ
れた部分であるが、溶融部分８と接合された一方の部材
４との境界部には、不連続な形状部８ａが形成される。
【００１９】その後、不連続な形状部８ａの近傍に第２
弾のレーザ光３ｂが収束するようにレーザ照射位置を移
動させる。そして、再びチャック１、２を同期回転させ
ながら、レーザ光３ｂを照射する。このときのレーザ光
３ｂは、部材４，５を溶融接合したパワーよりも小さい
パワーで照射を行う。例えば、溶融接合時のパワーに対
して、５〜８％程度のパワーでレーザ光３ｂを照射す
る。
弾のレーザ光３ｂが収束するようにレーザ照射位置を移
動させる。そして、再びチャック１、２を同期回転させ
ながら、レーザ光３ｂを照射する。このときのレーザ光
３ｂは、部材４，５を溶融接合したパワーよりも小さい
パワーで照射を行う。例えば、溶融接合時のパワーに対
して、５〜８％程度のパワーでレーザ光３ｂを照射す
る。
【００２０】図７は、第２弾のレーザ光３ｂを照射した
後の状態を示し、溶融部分８よりも少ない溶け込み量で
溶融部分９が形成される。この溶融部分９が形成される
ことにより、溶接部位の形状が連続した形状となる。
後の状態を示し、溶融部分８よりも少ない溶け込み量で
溶融部分９が形成される。この溶融部分９が形成される
ことにより、溶接部位の形状が連続した形状となる。
【００２１】このような実施の形態では、第２弾のレー
ザ光３ｂの照射を行うことにより、部材４，５の継ぎ目
の溶融部分が滑らかに連続した形状となるため、外観が
向上する。また、接合された部材が超音波振動子等の振
動を伝える用途の部品の場合には、振動が効率良く伝達
されるため、境界部に応力が集中して破断することがな
くなる。
ザ光３ｂの照射を行うことにより、部材４，５の継ぎ目
の溶融部分が滑らかに連続した形状となるため、外観が
向上する。また、接合された部材が超音波振動子等の振
動を伝える用途の部品の場合には、振動が効率良く伝達
されるため、境界部に応力が集中して破断することがな
くなる。
【００２２】なお、この実施の形態では、部材４，５を
円柱形状及び円筒形状としているが、角柱形状、角筒形
状その他の形状の部材であっても良い。また、部材４，
５を嵌合させることなく、２つの部材の端部を突き合わ
せた状態に対して溶融接合を行っても良い。
円柱形状及び円筒形状としているが、角柱形状、角筒形
状その他の形状の部材であっても良い。また、部材４，
５を嵌合させることなく、２つの部材の端部を突き合わ
せた状態に対して溶融接合を行っても良い。
【００２３】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、２つの部材の
継ぎ目の溶融部分を滑らかに連続した形状とすることが
できるため、外観が向上した形状とすることができる。
これにより、接合された部材が超音波振動子等の振動を
伝える用途の部品の場合には、振動が効率良く伝達され
るため、境界部に応力が集中して破断することがなくな
る。
継ぎ目の溶融部分を滑らかに連続した形状とすることが
できるため、外観が向上した形状とすることができる。
これにより、接合された部材が超音波振動子等の振動を
伝える用途の部品の場合には、振動が効率良く伝達され
るため、境界部に応力が集中して破断することがなくな
る。
【００２４】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
と同様な効果を有するもに加えて、２つの部材を同期回
転させながらレーザ溶接することができため、溶接の作
業性を向上させることができる。
と同様な効果を有するもに加えて、２つの部材を同期回
転させながらレーザ溶接することができため、溶接の作
業性を向上させることができる。
【図１】本発明が適用される装置の断面図である。
【図２】溶融接合時の断面図である。
【図３】第２弾のレーザ光照射を示す断面図である。
【図４】従来の溶接方法の第１例を示す断面図である。
【図５】従来の溶接方法の第２例を示す断面図である。
【図６】従来の溶接方法の第３例を示す断面図である。
【図７】従来の溶接方法の第４例を示す断面図である。
３ レーザヘッド
３ａ、３ｂ レーザ光
４，５ 部材
８，９ 溶融部分
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２３Ｋ 101:36 Ｂ２３Ｋ 101:36
Claims (2)
- 【請求項１】 外径が異なった２つの部材の端部を相互
に突き合わせた状態または嵌合させた状態で、突き合わ
せ部位または嵌合部位にレーザ光を照射して両部材の外
周を溶融接合した後、接合された部材と溶融部分との境
界部に対し、溶融接合時のパワーよりも小さなパワーの
レーザ光を照射して両部材の継ぎ目を滑らかに成形する
ことを特徴とするレーザ溶接方法。 - 【請求項２】 前記２つの部材が円筒形状または円柱形
状であることを特徴とする請求項１記載のレーザ溶接方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001281574A JP4768170B2 (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | レーザ溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001281574A JP4768170B2 (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | レーザ溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003088971A true JP2003088971A (ja) | 2003-03-25 |
| JP4768170B2 JP4768170B2 (ja) | 2011-09-07 |
Family
ID=19105377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001281574A Expired - Fee Related JP4768170B2 (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | レーザ溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4768170B2 (ja) |
Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006112596A (ja) * | 2004-10-18 | 2006-04-27 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 軸受用ボス |
| WO2007071121A1 (en) * | 2005-12-19 | 2007-06-28 | Shenzhen Bak Battery Co., Ltd | A welding method and a method of sealing opening of battery by laser |
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| EP2479817A1 (en) * | 2011-01-25 | 2012-07-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery and method of manufacturing the same |
| CN110300638A (zh) * | 2017-04-04 | 2019-10-01 | 奥林巴斯株式会社 | 筒状部件的焊接构造以及弯曲装置 |
| JP2019184086A (ja) * | 2018-04-02 | 2019-10-24 | 日本特殊陶業株式会社 | ヒータの製造方法及びヒータ |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH05293661A (ja) * | 1992-04-20 | 1993-11-09 | Nippon Steel Corp | 耐食性の優れたクラッド鋼管の製造法 |
| JPH10328860A (ja) * | 1997-06-06 | 1998-12-15 | Toshiba Corp | レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置 |
-
2001
- 2001-09-17 JP JP2001281574A patent/JP4768170B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4768170B2 (ja) | 2011-09-07 |
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