JP2003340582A - レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、レーザ溶接を行う際に形成される
キーホールの開口部を、安定して維持することのできる
レーザ溶接装置を提供する。 【解決手段】 レーザ溶接装置は、レーザ発信器より発
生したレーザを伝送して光ファイバ２０よりレーザビー
ム１０を発振する。このレーザビーム１０から、レンズ
３１、凸レンズ３２、および一方の面に凹部３３ｂが形
成されかつ中央に孔３３ａを有する孔あきレンズ３３か
らなる光学的手段によって、同軸上に異なる焦点を有す
る主ビーム１１および副ビーム１２を生成する。母材１
１０，１２０の開先部分には、小径かつ高エネルギーの
主ビーム１１と、この主ビーム１１よりも大径かつ低エ
ネルギーの副ビーム１２とが照射され、主ビーム１１に
よりキーホール１５０が形成される。そして副ビーム１
２により、キーホール１５０の開口部１５１を安定した
形状に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、母材同士をレーザ
ビームにて溶接するレーザ溶接に関し、特に溶接の過程
においてキーホールを形成した際にポロシティが残留す
る等の溶接欠陥を防止することのできる、また良好な表
面ビードを形成することのできるレーザ溶接装置および
レーザ溶接方法等に関する。

【０００２】

【従来の技術】被溶接物である金属の母材を溶接する方
法として、レーザ溶接がある。レーザ溶接では、レンズ
などの光学的手段または電磁気的手段を用いて、レーザ
ビームを集束（以下、集光とする）させ、エネルギー密
度の高いレーザビームを得る。そして、この高エネルギ
ー化されたレーザビームによって母材を溶融させて溶接
を行う。レーザビームのエネルギーは、ビームの種類、
および集光されて母材の加工面に照射された際のビーム
スポット面積（レーザビームの径）等によって異なる。

【０００３】レーザ溶接を行うにあたっては、図６に示
すように、溶接しようとする母材１１０，１２０の開先
に対して、光学的手段等により集光されたレーザビーム
１３０を照射する。このレーザビーム１３０を矢印方向
に一定速度で移動させながら連続的に照射することによ
り、母材１１０，１２０の開先部分が瞬間的に溶融・蒸
発する。そうすると、母材１１０，１２０の表面から内
部まで一貫する深い溶け込みが得られる。そして、この
深い溶け込みによってその周囲の一部を溶融金属１４０
で取り囲まれたキーホール１５０が形成される。溶融金
属１４０は対流によりキーホール１５０から離れる方向
（矢印と逆方向）に流れ、母材１１０，１２０への熱伝
導によって冷却されて凝固する。そうすることによっ
て、母材１１０と母材１２０とが溶接され、母材１１
０，１２０の接合部分には溶接ビードが形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにレーザ
溶接では、レーザビーム１３０を集光することにより高
エネルギー化してキーホール１５０を形成し、レーザビ
ーム１３０を移動することにより溶接を行っていた。し
かしながらレーザ溶接を行う場合にキーホール１５０の
先端部１５３、中間部１５２および開口部１５１は、以
下のような状態となる。図６に示すように、レーザビー
ム１３０が移動するにつれてキーホール１５０として形
成された穴も維持されながら移動するが、先端部１５３
付近においてはキーホール１５０の中の雰囲気ガスを巻
き込み易い。またレーザビーム１３０が移動するにつれ
て、キーホール１５０の中間部１５２の形状は真直な形
状ではなく、くびれた形状となる。中間部１５２がくび
れた形状となると、キーホール１５０の中の雰囲気ガス
を巻き込み易い。さらにレーザビーム１３０が移動する
際、溶融金属１４０は対流するので、開口部１５１を塞
ぐようにして覆い被さる。以上のように、レーザ溶接を
行う場合には、キーホール１５０の形状が不安定にな
る。そうするとレーザ溶接を行った後の金属中には、ポ
ロシティ１６０と呼ばれる気泡状の空洞が取り残される
場合があった。

【０００５】ポロシティ１６０の発生を防止するために
は、レーザ溶接を行う対象の金属の種類に応じて、雰囲
気ガスの種類を変える方法が用いられていた。また、レ
ーザビーム１３０をパルス状に照射し、キーホール１５
０の形状をある程度安定させてポロシティ１６０の発生
率を低下させる方法が用いられていた。しかしながら、
これらの方法を用いたレーザ溶接では、レーザや被溶接
材の種類によってはポロシティ１６０の発生を完全に防
止するのが困難な場合があった。は困難であった。

【０００６】そこで、本発明は、レーザ溶接を行う際に
形成されるキーホールの開口部を、安定して維持するこ
とのできるレーザ溶接装置およびレーザ溶接方法を提供
することを目的とする。また、本発明は、レーザ溶接を
行う際に、ポロシティの発生を防止することのできるレ
ーザ溶接装置およびレーザ溶接方法を提供することを他
の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに本願の発明者は、レーザ溶接を行う際に母材に照射
されるレーザビームに着目した。そしてキーホールを形
成すると共に、特にこのキーホールの開口部の形状を安
定して維持し、ポロシティの発生を未然に、かつ確実に
防止することのできるレーザビームについて検討した。
その結果、キーホールを形成するために照射する主ビー
ムのほかに、このビームの周囲に副ビームを照射するこ
とが有効であること、さらに単一のレーザビームを複
数、典型的には２つの屈折率を有する光学部材に照射、
透過させると同軸上に２つの異なる焦点を有するビーム
が生成され、このビームは上記した主ビームおよび副ビ
ームという構成を具備することを知見した。

【０００８】そこで、上記の目的を達成する本発明は、
以下のように構成されたことを特徴とするレーザ溶接装
置を提供する。被溶接物にレーザビームを照射して溶接
するレーザ溶接装置は、レーザビーム発振手段によりレ
ーザビームを発振し、このレーザビームから、光学的手
段によって同軸上に異なる焦点を有する複数のビームを
生成する。レーザ溶接装置がこのような構成であれば、
レーザビームは光学的手段を介して母材に照射される。
そうすると母材には、多焦点かつ同軸のビームが照射さ
れることになる。このレーザ溶接装置における光学的手
段は、レーザビームの透過する領域に、複数の屈折率形
成部分を有する光学部材によって形成される。複数の屈
折率形成部分を有する光学部材としては、例えば、その
両面若しくは片面が凸状または凹状をなすように加工さ
れたガラスレンズが用いられる。光学部材の材料にはガ
ラス以外にも公知のものを用いることができる。光学部
材としては、以下の形態のものを用いることができる。
１つめは、中央に平坦面または孔を有する凹レンズを含
む形態の光学部材である。２つめは、中央に平坦面また
は孔を有する凸レンズを含む形態の光学部材である。こ
れらの光学部材において、中央に設けられた平坦面また
は孔に対するレーザビームの入射角は、垂直であること
が望ましい。以上の光学部材は単体で用いても良いし、
複数の光学部材を組み合わせて用いることも可能であ
る。そしてこのレーザ溶接装置は焦点可変手段をさらに
備え、この焦点可変手段は、レーザビームの光軸焦点方
向における焦点距離を可変する。そうすることにより母
材に照射されるビームの径を任意に変更し、それに伴っ
てビームのパワーを制御することができる。

【０００９】また本発明は、以下の機能を有することを
特徴とするレーザ溶接装置を提供する。金属製の被溶接
物の開先にレーザビームを照射して溶接するレーザ溶接
装置は、レーザ発振部と、溶射用ビーム生成部とを備え
る。そして、レーザ発振部よりレーザビームを発振し、
溶接用ビーム生成部によってレーザビームから複数の焦
点を有するレーザビームを生成する。溶接用ビーム生成
部によって生成されるレーザビームは、少なくとも、被
溶接物の表面から内部までキーホールを形成する第１の
ビームと、キーホールの開口部の形状を維持する第２の
ビームとから構成される。このレーザ溶接装置により照
射される第１のビームの焦点位置近傍における第２のビ
ームの径は、第１のビームの径よりも大径に形成され
る。また第１のビームは、第２のビームよりも高エネル
ギーである。つまり被溶接物の表面（焦点位置近傍）に
は、ビームスポット面積の小さい（小径）、かつ高エネ
ルギーの第１のビームが照射される。そして第１のビー
ムが照射される領域の周囲には、ビームスポット面積が
第１のビームよりも大きい（大径）、かつエネルギーが
第１のビームよりも低い第２のビームが照射される。こ
のように小径かつ高エネルギーの第１のビームを照射す
ることにより、第１のビームが照射された部位において
金属製の被溶接物は溶融・蒸発して溶融金属となるの
で、キーホールの周囲は溶融金属によって形成される。
第１のビームよりも大径かつ低エネルギーの第２のビー
ムは、この溶融金属部分に照射されることになる。第２
のビームは、第１のビームの照射により溶融したキーホ
ールの周囲の形状を制御する。つまり、上述した溶融金
属が第２のビームによって蒸発するので、キーホールの
開口部に覆い被さろうとする溶融金属を除去することが
でき、この開口部の形状を安定した状態に維持すること
ができる。そうすることにより、キーホールの中間部、
先端部の形状をも安定した状態に維持することができ
る。

【００１０】さらに本発明は、以下のようなレーザ溶接
方法を提供する。レーザビームを発振すると共にレーザ
ビームを金属製の被溶接物に照射し、このレーザビーム
を溶接箇所に沿って移動するレーザ溶接方法は、単一の
レーザビームとして発振されたレーザビームから、被溶
接物を溶融させるエネルギーを有する第１のビームと、
この第１のビームよりもエネルギーの低い第２のビーム
を生成し、第１のビームが照射される周囲を取り囲むよ
うに第２のビームを照射して溶接を行う。

【００１１】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、添付
図面に示す第１、第２の実施の形態に基づいて本発明の
レーザ溶接装置およびレーザ溶接方法を詳細に説明す
る。図１は、本発明におけるレーザ溶接の概念を示す図
である。図示するように本発明では、主ビーム１１と副
ビーム１２とからなる多焦点ビームを用いて母材１１０
と母材１２０を溶接する。主ビーム１１は、径が約０．
1〜２．０ｍｍのレーザビームであり、母材１１０，１
２０の加工面（表面）付近で焦点を結ぶように照射され
ることにより、母材１１０，１２０の開先部分にキーホ
ール１５０を形成する。副ビーム１２は、主ビーム１１
が焦点を結ぶ位置における径が約０．1〜１０．０ｍｍ
と主ビーム１１よりも大径のレーザビームであり、主ビ
ーム１１の軸（光軸）と同軸上、かつ主ビーム１１とは
異なった位置にて焦点を結ぶ。そして副ビーム１２は、
主ビーム１１によって形成されたキーホール１５０の開
口部１５１の形状を、主ビーム１１だけを照射された場
合よりも大きく形成し、安定化（安定して維持）する。

【００１２】母材１１０，１２０の開先部分に主ビーム
１１および副ビーム１２からなる多焦点ビームが照射さ
れると、高エネルギー化された主ビーム１１により母材
１１０，１２０の開先部分は瞬間的に溶融・蒸発する。
そして、母材１１０，１２０の加工面から内部まで一貫
する深い溶け込みによってキーホール１５０が形成され
る。

【００１３】母材１１０，１２０が溶融することによ
り、溶融金属１４０は対流し、この溶融金属１４０の一
部はキーホール１５０の開口部１５１に覆い被さろうと
する。しかしながら本発明では、開口部１５１には副ビ
ーム１２が照射されており、覆い被さって凝固しようと
する一部の溶融金属１４０をさらに溶融・蒸発させる。
そうすることにより、開口部１５１に覆い被さろうとす
る溶融金属１４０の一部を排除し、開口部１５１が閉塞
されるのを未然に防止することができる。また開口部１
５１に溶融金属１４０が覆い被さることがなくなれば、
中間部１５２にくびれが生じるのを防止することができ
るので、中間部１５２における雰囲気ガスの巻き込みを
防止することができる。さらに開口部１５１および中間
部１５２が安定した形状に保たれれば、先端部１５３を
も安定した形状とすることができるので、先端部１５３
における雰囲気ガスの巻き込みを防止することができ
る。

【００１４】以下では、主ビーム１１と副ビーム１２と
からなる多焦点ビームを同軸で照射する例を示すが、こ
れらのビームは必ずしも同軸である必要はなく、それぞ
れのビームが上述した径となるように、異なる位置で焦
点を結ぶことができるものであれば構わない。

【００１５】以下、図２に示す第１の実施の形態につい
て説明する。図２は、孔あきレンズ３３を用いて主ビー
ム１１および副ビーム１２を生成する例を示す図であ
る。図示するように、第１の実施の形態におけるレーザ
溶接装置は、図示しないレーザ発振信器より発生したレ
ーザを伝送してレーザビーム１０を出射する発振する光
ファイバ２０と、光ファイバ２０から出射されたレーザ
ビーム１０を平行化するレンズ３１と、平行化されたレ
ーザビーム１０を集光する凸レンズ３２と、凸レンズ３
２よりも母材１１０，１２０側に設けられると共に一方
の面に凹部３３ｂが形成されかつ中央に孔３３ａを有す
る孔あきレンズ３３とを備える。

【００１６】レンズ３１によって平行化されたレーザビ
ーム１０は、凸レンズ３２にて集光される。そして集光
されたレーザビーム１０の一部（内側の部分）は、孔あ
きレンズ３３の孔３３ａを通過する。孔３３ａを通過し
たレーザビーム１０は、集光されて高エネルギー化さ
れ、母材１１０，１２０の加工面付近で焦点を結ぶ主ビ
ーム１１として母材１１０，１２０の開先部分に照射さ
れる。一方、レーザビーム１０の他の一部（外側の部
分）は、孔あきレンズ３３の凹部３３ｂを通過する。そ
うすると凹部３３ｂを通過したレーザビーム１０は、拡
散されて集光能力が低下し、母材１１０，１２０の加工
面よりも遠い位置で焦点を結ぶ副ビーム１２として母材
１１０，１２０の開先部分に照射される。このように孔
あきレンズ３３を用いることにより、高エネルギー化さ
れた主ビーム１１、および主ビーム１１よりも大径かつ
低エネルギーの副ビーム１２が得られる。

【００１７】主ビーム１１が母材１１０，１２０の加工
面に照射されると、母材１１０，１２０は溶融・蒸発し
てキーホール１５０が形成される。また主ビーム１１の
焦点の周囲には、主ビーム１１と同軸の副ビーム１２が
照射されるので、キーホール１５０の開口部１５１は安
定した状態に保たれる。これによりキーホール１５０全
体が安定した形状に保たれるので、レーザ溶接装置が移
動して主ビーム１１および副ビーム１２が照射される位
置が変わっても、キーホール１５０の周囲の一部を取り
囲む溶融金属１４０がキーホール１５０に覆い被さるこ
とはない。

【００１８】キーホール１５０の溶け込み深さは、光フ
ァイバ２０より出射されるレーザビーム１０の出力に応
じて変化する。そこでレーザビーム１０の出力を制御す
ることにより、集光後に高エネルギー化される主ビーム
１０のパワー、および溶融金属１４０の挙動を制御する
副ビーム１２のパワーを制御することができる。また、
レンズ３１、凸レンズ３２、および孔あきレンズ３３の
位置を、主ビーム１１および副ビーム１２の焦点方向に
対して上下することにより、主ビーム１１の焦点位置、
および主ビーム１１の焦点位置における副ビーム１２の
径を任意に変化させることができる。そうすることによ
り、母材１１０，１２０の加工面に照射された際の主ビ
ーム１１および副ビーム１２のパワーを制御することが
できる。

【００１９】以上のように第１の実施の形態によれば、
孔あきレンズ３３を用いることにより高エネルギー化さ
れた主ビーム１１、および主ビーム１１よりも大径の副
ビーム１２を得ることができる。そして、主ビーム１１
によって溶け込み深さの深いキーホール１５０を形成
し、副ビーム１２によって開口部１５１を安定した形状
とすることができる。開口部１５１が安定した形状に保
たれれば、主ビーム１１および副ビーム１２が移動した
際にもキーホール１５０全体の形状を安定に保つことが
でき、雰囲気ガスを巻き込んでポロシティが発生するの
を未然に防ぎ、溶接欠陥を防止することができる。

【００２０】また、孔あきレンズ３３を用いることによ
り、１つのレーザビーム１０から同軸の主ビーム１１、
および副ビーム１２を得ることができる。以上では、同
軸の主ビーム１１，副ビーム１２を用いる場合について
例示したが、これらのビームは同軸でなくても構わな
い。さらに、それぞれのビームの波長は異なっていても
良い。いずれにしても副ビーム１２は、キーホール１５
０の開口部１５１の形状を安定化させるための補助熱源
として用いられる。

【００２１】［第２の実施の形態］以下、図３〜図５を
用いて第２の実施の形態について説明する。図３は、平
行部３４ａを有する平行部付レンズ３４を用いて主ビー
ム１１および副ビーム１２を生成する例を示す図であ
る。図示するように、第２の実施の形態におけるレーザ
溶接装置は、レーザビーム１０を出射する光ファイバ２
０と、レーザビーム１０を平行化するレンズ３１と、一
方の面に凸部３４ｂが形成されかつ中央に平行部３４ａ
を有する平行部付レンズ３４とを備える。この平行部付
レンズ３４は、レーザビーム１０の一部を集光する。

【００２２】レンズ３１によって平行化されたレーザビ
ーム１０は平行部付レンズ３４を通過する。レーザビー
ム１０の一部（内側の部分）は、平行部付レンズ３４の
平行部３４ａを通過する。平行部３４ａを通過したレー
ザビーム１０は、副ビーム１２として母材１１０，１２
０の加工面に照射される。一方、レーザビーム１０の他
の一部（外側の部分）は、平行部付レンズ３４の凸部３
４ｂを通過する。そうすると、凸部３４ｂを通過したレ
ーザビーム１０は集光されて高エネルギー化され、主ビ
ーム１１として母材１１０，１２０の加工面に照射され
る。このように平行部付レンズ３４を用いることによ
り、高エネルギー化された主ビーム１１、および主ビー
ム１１よりも大径かつ低エネルギーの副ビーム１２が得
られる。

【００２３】主ビーム１１が母材１１０，１２０の加工
面に照射されるとキーホール１５０が形成される。ま
た、主ビーム１１の焦点の周囲には、副ビーム１２が照
射されるので、開口部１５１は安定した状態に保たれ
る。よって平行部付レンズ３４を用いた場合にも第１の
実施の形態にて説明したのと同様に、溶融金属１４０の
動きを制御し、ポロシティの発生を未然に防止すること
ができる。

【００２４】図４は、凸レンズ３２、および平行部３４
ａを有する平行部付レンズ３４を用いて主ビーム１１お
よび副ビーム１２を生成する例を示す図である。図示す
るようにレーザ溶接装置は、レーザを出射する光ファイ
バ２０と、レーザビーム１０を平行化するレンズ３１
と、平行化されたレーザビーム１０を集光する凸レンズ
３２と、レーザビーム１０の一部を集光する平行部付レ
ンズ３４とを備える。

【００２５】図５は、図４に示した主ビーム１１および
副ビーム１２の焦点付近の部分拡大図である。レンズ３
１にて平行化されたレーザビーム１０は、凸レンズ３２
にて集光され、平行部付レンズ３４を通過する。レーザ
ビーム１０の一部は、平行部付レンズ３４の平行部３４
ａを通過する。平行部３４ａを通過したレーザビーム１
０は集光されて高エネルギー化され、主ビーム１１とし
て母材１１０，１２０の加工面に照射される。一方、レ
ーザビーム１０の他の一部は、平行部付レンズ３４の凸
部３４ｂを通過する。そうすると凸部３４ｂを通過した
レーザビーム１０は、さらに集光されて主ビーム１１の
焦点よりも手前側で焦点を結び、その後拡散する。そし
て拡散したレーザビーム１０は、副ビーム１２として母
材１１０，１２０の加工面に照射される。このように、
一旦凸レンズ３２にて集光した後に、さらに平行部付レ
ンズ３４にてその一部を集光することによって高エネル
ギー化された主ビーム１１、および主ビーム１１よりも
大径かつ低エネルギーの副ビーム１２が得られる。

【００２６】図３に示したように平行部付レンズ３４だ
けを用いた場合には、レーザビーム１０の外側（光軸に
近い部分光軸から離れた部分）を主ビーム１１、内側
（光軸から離れた部分光軸に近い部分）を副ビーム１２
とし、図４および図５に示したように凸レンズ３２を挿
入した場合には、レーザビーム１０の内側を主ビーム１
１、外側を副ビーム１２とすることができる。図４およ
び図５に示した例では、主ビーム１１にて形成されたキ
ーホール１５０の周囲に副ビーム１２が照射されない領
域があるが、副ビーム１２の径を調整することにより、
開口部１５１を安定して開口するのに必要なエネルギー
密度を得ることができる。

【００２７】以上のように第２の実施の形態によれば、
平行部付レンズ３４を用いることにより高エネルギーの
主ビーム１１、および主ビーム１１よりも大径の副ビー
ム１２が得られる。そうすることにより、第１の実施の
形態と同様の効果を得ることができる。

【００２８】第１、第２の実施の形態では孔あきレンズ
３３または平行部付レンズ３４を用いて、高エネルギー
化された主ビーム１１、および主ビーム１１よりも大径
の副ビーム１２を得ることができる。そして主ビーム１
１によって、母材１１０，１２０に溶け込み深さの深い
キーホール１５０を形成し、副ビーム１２によって、対
流する溶融金属１４０を制御して開口部１５１を安定し
た形状で維持することができる。そうすることによっ
て、キーホール１５０全体を安定した形状に保つことが
でき、溶融金属１４０が雰囲気ガスを巻き込むことによ
りポロシティが発生するのを未然に防止することができ
る。ポロシティの発生を防止することができれば、溶接
欠陥の発生を防止し、ひいては良好な表面ビードを得る
ことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ溶接を行う際に形成されるキーホールの開口部の
形状を制御し、安定して維持することのできるレーザ溶
接装置およびレーザ溶接方法を提供することができる。

【００３０】また、本発明によれば、レーザ溶接を行う
際に、ポロシティの発生を未然に防止し、溶接欠陥を防
止して良好な表面ビードを得ることができるレーザ溶接
装置およびレーザ溶接方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態によるレーザ溶接の概念を示す
図である。

【図２】 孔あきレンズ３３を用いて主ビーム１１およ
び副ビーム１２を生成する例を示す図である。

【図３】 平行部３４ａを有する平行部付レンズ３４を
用いて主ビーム１１および副ビーム１２を生成する例を
示す図である。

【図４】 凸レンズ３２、および平行部３４ａを有する
平行部付レンズ３４を用いて主ビーム１１および副ビー
ム１２を生成する例を示す図である。

【図５】 図４に示した主ビーム１１および副ビーム１
２の焦点付近の部分拡大図である。

【図６】 従来におけるレーザ溶接時の挙動を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０…レーザビーム、１１…主ビーム、１２…副ビー
ム、２０…光ファイバ、３１…レンズ、３２…凸レン
ズ、３３…孔あきレンズ、３３ａ…孔、３３ｂ…凹部、
３４…平行部付レンズ、３４ａ…平行部、３４ｂ…凸
部、１１０…母材、１２０…母材、１３０…レーザビー
ム、１４０…溶融金属、１５０…キーホール、１５１…
開口部、１５２…中間部、１５３…先端部、１６０…ポ
ロシティ

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 眞生 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 下楠 善昭 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 福本 清治 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 4E068 BA01 CA11 CD04 CD14

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被溶接物にレーザビームを照射して溶接
   するレーザ溶接装置であって、 前記レーザビームを発振するレーザビーム発振手段と、 前記レーザビームから、同軸上に異なる焦点を有する複
   数のビームを生成する光学的手段とを備えたことを特徴
   とするレーザ溶接装置。
2. 【請求項２】 前記光学的手段は、 前記レーザビームの透過する領域に、複数の屈折率形成
   部分を有する光学部材によって形成されたことを特徴と
   する請求項１に記載のレーザ溶接装置。
3. 【請求項３】 前記光学部材は、 中央に平坦面または孔を有する凹レンズを含むことを特
   徴とする請求項２に記載のレーザ溶接装置。
4. 【請求項４】 前記光学部材は、 中央に平坦面または孔を有する凸レンズを含むことを特
   徴とする請求項２に記載のレーザ溶接装置。
5. 【請求項５】 前記レーザビームの光軸焦点方向におけ
   る焦点距離を可変する焦点可変手段をさらに備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接装置。
6. 【請求項６】 金属製の被溶接物の開先にレーザビーム
   を照射して溶接するレーザ溶接装置であって、 前記レーザビームを発振するレーザ発振部と、 前記レーザビームから複数の焦点を有するレーザビーム
   を生成する溶接用ビーム生成部とを備え、 前記溶接用ビーム生成部は、 前記被溶接物の表面から所定深さまでキーホールを形成
   する第１のビームと、 前記キーホールの開口部の形状を維持する第２のビーム
   とを生成することを特徴とするレーザ溶接装置。
7. 【請求項７】 前記第１のビームの焦点位置近傍におけ
   る前記第２のビームの径は、 前記第１のビームの径よりも大径に形成されたことを特
   徴とする請求項６に記載のレーザ溶接装置。
8. 【請求項８】 前記第１のビームは、 前記第２のビームよりも高エネルギーであることを特徴
   とする請求項６に記載のレーザ溶接装置。
9. 【請求項９】 前記第２のビームは、 前記第１のビームの照射により溶融した前記キーホール
   の周囲の形状を制御することを特徴とする請求項６に記
   載のレーザ溶接装置。
10. 【請求項１０】 レーザビームを発振すると共に当該レ
    ーザビームを金属製の被溶接物に照射し、当該レーザビ
    ームを溶接箇所に沿って移動するレーザ溶接方法であっ
    て、 単一のレーザビームとして発振されたレーザビームか
    ら、前記被溶接物を溶融させるエネルギーを有する第１
    のビームと、当該第１のビームよりもエネルギーの低い
    第２のビームを生成し、 前記第１のビームが照射される周囲を取り囲むように前
    記第２のビームを照射して溶接を行うことを特徴とする
    レーザ溶接方法。