JP2006150399A - Laser welding apparatus and laser welding method - Google Patents

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要二 星野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method of laser welding by which laser welding can be carried out for a workpiece with excellent heat balance without delaying welding work. <P>SOLUTION: The laser welding apparatus for carrying out welding by irradiating laser beams on workpieces comprises a laser beam irradiating means for irradiating the laser beam at a required period of a pulse, and an irradiating position changing means for changing the position of the workpiece irradiated with the laser beam for each period of the pulse. The irradiating position changing means changes the position irradiated with the laser beam so that the neighborhood of the position irradiated with the laser beam is not successively irradiated with the laser beam. By this method, the number of irradiation of the laser beams per unit time on the almost same position of the workpiece can be reduced. As a result, the laser welding apparatus can carry out welding for the workpiece with excellent heat balance. Further, because the number of the irradiation on the almost same position of the workpiece is reduced without lengthening the period of the pulse of the laser beam, a time necessary for the welding work is not prolonged. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ワークに対してレーザビームを照射することによって溶接を行うレーザ溶接装置、及びレーザ溶接方法に関する。   The present invention relates to a laser welding apparatus and a laser welding method for performing welding by irradiating a workpiece with a laser beam.

従来より、例えば光デバイス素子や水素振動子などのパッケージ封止においては、リッド(蓋)に対してレーザビームを照射することによってパッケージに対してリッドを溶接(即ち、レーザ溶接)することが行われている。   Conventionally, for example, in package sealing of optical device elements and hydrogen vibrators, the lid is welded to the package (ie, laser welding) by irradiating the lid with a laser beam. It has been broken.

例えば、特許文献1には、内部に発電要素などが収納された角形ケースと蓋板をレーザ溶接する際に、まず所定の箇所に仮止め溶接を行った後に、ワーク(角形ケースと蓋板)が搭載されたテーブルを所定量ずつ移動させつつレーザビームを照射することにより、角形ケースと蓋板を封止する技術が記載されている。また、特許文献2には、複数のワークをテーブルに配置させ、1つのワークにおいてレーザビームを照射する位置をガルバノミラーなどを制御して変更することによって溶接を行い、1つのワークに対しての溶接作業が終了したら次のワークに移って溶接作業を実行する技術が記載されている。   For example, in Patent Document 1, when laser welding a rectangular case in which a power generation element or the like is housed and a lid plate, first, temporary welding is performed at a predetermined location, and then a workpiece (rectangular case and lid plate). Describes a technique for sealing a rectangular case and a cover plate by irradiating a laser beam while moving a table on which is mounted by a predetermined amount. Further, in Patent Document 2, a plurality of workpieces are arranged on a table, and welding is performed by changing the position of irradiating a laser beam on one workpiece by controlling a galvanometer mirror or the like. A technique for moving to the next workpiece and performing the welding operation after the welding operation is completed is described.

ここで、上記の特許文献に記載された技術においては、レーザビームを所定のパルス周期でワークに対して照射し、1つのワークに対してレーザビームを照射する位置をパルス周期ごとに所定量ずつ移動させて溶接を行っている。具体的には、前回照射した位置と次回照射する位置とが一部分が重なる程度の微小距離を移動させている。1つのワークにおいて、パルス周期間にレーザビームを照射する位置を移動することができる距離は制限されているため、次の照射位置に移動するまでに要する時間を短縮する、即ちパルス周期を短くすることによって、1つのワークの溶接に要する作業時間を短縮していた。   Here, in the technique described in the above-mentioned patent document, the laser beam is irradiated onto the workpiece at a predetermined pulse period, and the position at which one workpiece is irradiated with the laser beam is determined by a predetermined amount for each pulse period. It is moved and welded. Specifically, the minute distance is moved such that the position where the previous irradiation is performed and the position where the next irradiation is performed partially overlap each other. In one work, the distance that can move the position where the laser beam is irradiated during the pulse period is limited, so the time required to move to the next irradiation position is shortened, that is, the pulse period is shortened. As a result, the work time required for welding one workpiece has been shortened.

特開平8−315790号公報JP-A-8-315790 特開2000−164095号公報JP 2000-164095 A

しかしながら、作業時間を短縮するために上記のような方法で溶接を行うと、1つのワークにおいては、概ね同一の箇所に短時間に集中してレーザビームが照射されることになるため、レーザビームが照射された時期(順番)によって、ワーク自体の温度やワーク上の温度分布が大きく変動してしまう場合があった。そのため、例えば、溶接作業の初期にレーザビームが照射された場所ではワークが溶けきれておらず、溶接作業の終盤にレーザビームが照射された場所ではワークが溶け過ぎてしまうなどの溶接不良が生じてしまう場合があった。   However, when welding is performed by the above-described method in order to shorten the work time, a laser beam is irradiated to a single work in a concentrated manner in a short period of time. In some cases, the temperature of the workpiece itself or the temperature distribution on the workpiece may vary greatly depending on the timing (order) of irradiation. Therefore, for example, the work is not melted at the place where the laser beam was irradiated in the initial stage of the welding operation, and the welding failure occurs such that the work is melted too much at the place where the laser beam was irradiated at the end of the welding work. There was a case.

なお、特許文献1に記載された技術では、最初にワーク上のある程度離れた4箇所に仮止め溶接を行っているが、仮止め溶接を行った後は、所定の開始位置から照射位置が重なるように溶接を行っていくため、溶接作業に要する時間を短縮しようとすると上記のような溶接不良が生じる場合があった。   In addition, in the technique described in Patent Document 1, first, temporary fixing welding is performed at four locations on the workpiece, which are somewhat distant from each other. However, after the temporary fixing welding is performed, the irradiation positions overlap from a predetermined start position. In order to reduce the time required for the welding operation, welding failure as described above may occur.

本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、作業時間を遅延させることなく、ワークに対して熱バランス良くレーザ溶接を行うことが可能なレーザ溶接装置、及びレーザ溶接方法を提供することを課題とする。   Examples of the problem to be solved by the present invention are as described above. It is an object of the present invention to provide a laser welding apparatus and a laser welding method capable of performing laser welding on a workpiece with good thermal balance without delaying work time.

請求項1に記載の発明では、ワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接装置は、所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射手段と、前記パルス周期ごとに、前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更手段と、を備え、前記照射位置変更手段は、前記レーザビームを照射した位置の近傍に続けてレーザビームが照射されないように、前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, a laser welding apparatus that performs welding by irradiating a workpiece with a laser beam includes laser beam emitting means for emitting the laser beam at a predetermined pulse period, and for each pulse period. Irradiating position changing means for changing the position where the workpiece is irradiated with the laser beam, and the irradiation position changing means prevents the laser beam from being irradiated in the vicinity of the position irradiated with the laser beam. In addition, the laser beam irradiation position is changed.

請求項5に記載の発明では、ワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接方法は、所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射工程と、前記パルス周期ごとに、前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更工程と、を備え、前記照射位置変更工程では、前記レーザビームを照射した位置の近傍に続けてレーザビームが照射されないように、前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とする。   In a fifth aspect of the present invention, a laser welding method for performing welding by irradiating a workpiece with a laser beam includes a laser beam emitting step of emitting the laser beam at a predetermined pulse period, and for each pulse period. An irradiation position changing step of changing a position at which the workpiece is irradiated with the laser beam. In the irradiation position changing step, the laser beam is not irradiated continuously in the vicinity of the position irradiated with the laser beam. In addition, the laser beam irradiation position is changed.

本発明の好適な実施形態では、ワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接装置は、所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射手段と、前記パルス周期ごとに、前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更手段と、を備え、前記照射位置変更手段は、前記レーザビームを照射した位置の近傍に続けてレーザビームが照射されないように、前記レーザビームを照射する位置を変更する。   In a preferred embodiment of the present invention, a laser welding apparatus that performs welding by irradiating a workpiece with a laser beam includes laser beam emitting means for emitting the laser beam at a predetermined pulse period, and for each pulse period. Irradiating position changing means for changing the position where the workpiece is irradiated with the laser beam, and the irradiation position changing means prevents the laser beam from being irradiated in the vicinity of the position irradiated with the laser beam. Further, the position where the laser beam is irradiated is changed.

上記のレーザ溶接装置は、例えば水晶デバイスなどが収納されたパッケージとリッドとを溶接する際に好適に用いられる。レーザ溶接装置は、所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射手段を備え、ワークに対してレーザビームを照射することによって溶接を行う。詳しくは、レーザ溶接装置は、レーザビームを照射する位置を照射位置変更手段によって変更しつつ、レーザビームをワークに対して照射することで溶接を行う。この場合、照射位置変更手段は、レーザビームを照射した位置の近傍に、所定パルスごとに続けてレーザビームが照射されないように、レーザビームを照射する位置を変更する。即ち、照射位置変更手段は、ワーク上の概ね同一箇所に続けてレーザビームが照射されないようにする。これにより、レーザ照射装置によれば、ワークの概ね同一箇所に単位時間当たりにレーザビームが照射される回数が減少するため、レーザビームによってワークの温度を適切な溶融が生じるような温度にまで効果的に上昇させることができると共に、ワークの温度が過度の溶融が生じるような高温にまで上昇することを防止することができる。即ち、上記のレーザ溶接装置によれば、ワークに対して熱バランス良く溶接を行うことができる。   The above laser welding apparatus is preferably used when, for example, a package in which a crystal device or the like is stored and a lid are welded. The laser welding apparatus includes laser beam emitting means for emitting the laser beam at a predetermined pulse period, and performs welding by irradiating the workpiece with the laser beam. Specifically, the laser welding apparatus performs welding by irradiating the workpiece with the laser beam while changing the position where the laser beam is irradiated by the irradiation position changing unit. In this case, the irradiation position changing means changes the position where the laser beam is irradiated so that the laser beam is not irradiated continuously every predetermined pulse in the vicinity of the position where the laser beam is irradiated. In other words, the irradiation position changing means prevents the laser beam from being irradiated continuously at substantially the same location on the workpiece. As a result, according to the laser irradiation apparatus, the number of times the laser beam is irradiated per unit time on almost the same part of the workpiece is reduced, so that the temperature of the workpiece can be effectively increased to a temperature at which the laser beam is appropriately melted. The temperature of the workpiece can be prevented from rising to a high temperature at which excessive melting occurs. That is, according to said laser welding apparatus, welding with respect to a workpiece | work can be performed with sufficient heat balance.

更に、上記のレーザ溶接装置では、レーザビームのパルス周期を長くすることなく、ワークの概ね同一箇所に単位時間当たりにレーザビームを照射する回数を減少させており、ワーク全体に単位時間当たりにレーザビームを照射する回数は減少していないので、溶接作業に要する時間が遅延することはない。   Furthermore, in the laser welding apparatus described above, the number of times of irradiating the laser beam per unit time to the substantially same part of the work is reduced without increasing the pulse period of the laser beam, and the laser is applied to the entire work per unit time. Since the number of times of beam irradiation has not decreased, the time required for welding work is not delayed.

上記のレーザ溶接装置の一態様では、前記照射位置変更手段は、前記所定パルスごとに、前記ワーク上の所定距離以上離れた位置に前記レーザビームが照射されるように、前記レーザビームを照射する位置を変更する。   In one aspect of the above laser welding apparatus, the irradiation position changing unit irradiates the laser beam so that the laser beam is irradiated to a position separated by a predetermined distance or more on the workpiece for each predetermined pulse. Change the position.

この態様では、レーザ溶接装置は、パルス周期ごとにレーザビームがワーク上の所定距離以上離れた位置に照射される、即ち、前回照射した位置とある離れた位置に次回レーザビームを照射することができる。これにより、レーザビームによる熱を効果的にワーク上に伝導させて、適切な溶接を行うことができる。   In this aspect, the laser welding apparatus may irradiate the laser beam at a position separated by a predetermined distance or more on the workpiece for each pulse period, that is, irradiate the laser beam next time to a position separated from the previously irradiated position. it can. Thereby, the heat by a laser beam can be effectively conducted on a workpiece | work, and appropriate welding can be performed.

上記のレーザ溶接装置の他の一態様では、前記照射位置変更手段は、前記パルス周期の所定周期が経過するまで、前記レーザビームを照射した位置の直近傍にレーザビームが照射されないように、前記レーザビームを照射する位置を変更する。   In another aspect of the laser welding apparatus, the irradiation position changing unit may prevent the laser beam from being irradiated in the immediate vicinity of the position irradiated with the laser beam until a predetermined period of the pulse period elapses. The position where the laser beam is irradiated is changed.

この態様では、レーザ溶接装置は、パルス周期の所定周期が経過するまで、レーザビームを照射した位置の直近傍には、レーザビームを照射しないようにすることができる。これにより、前回レーザビームを照射した位置の近傍を、ワークの適切な溶融が生じるような温度に維持することができる。   In this aspect, the laser welding apparatus can prevent the laser beam from being irradiated in the immediate vicinity of the position irradiated with the laser beam until a predetermined period of the pulse period elapses. Thereby, the vicinity of the position irradiated with the laser beam last time can be maintained at a temperature at which the workpiece is appropriately melted.

1つの好適な例では、前記照射位置変更手段は、ガルバノミラーによって構成することができる。これにより、ワークに対してレーザビームを照射する位置を、精度良く迅速に変更することができる。   In one suitable example, the said irradiation position change means can be comprised with a galvanometer mirror. Thereby, the position which irradiates a laser beam with respect to a workpiece | work can be changed rapidly with sufficient precision.

本発明の他の実施形態では、ワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接方法は、所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射工程と、前記パルス周期ごとに、前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更工程と、を備え、前記照射位置変更工程では、前記レーザビームを照射した位置の近傍に続けてレーザビームが照射されないように、前記レーザビームを照射する位置を変更する。上記のレーザ溶接方法によっても、溶接作業に要する時間を遅延させることなく、ワークに対して熱バランス良く溶接を行うことが可能となる。   In another embodiment of the present invention, a laser welding method for performing welding by irradiating a workpiece with a laser beam includes a laser beam emitting step of emitting the laser beam at a predetermined pulse period, and for each pulse period. An irradiation position changing step of changing a position at which the workpiece is irradiated with the laser beam. In the irradiation position changing step, the laser beam is not irradiated continuously in the vicinity of the position irradiated with the laser beam. Further, the position where the laser beam is irradiated is changed. Also by the laser welding method described above, it is possible to perform welding on the workpiece with a good thermal balance without delaying the time required for the welding operation.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[レーザ溶接装置の構成]
まず、本発明によるレーザ溶接装置100の概略構成について、図1を用いて説明する。
[Configuration of laser welding equipment]
First, a schematic configuration of a laser welding apparatus 100 according to the present invention will be described with reference to FIG.

図1は、レーザ溶接装置100の概略構成を示す図である。レーザ溶接装置100は、主に、レーザビーム出射装置1と、コントローラ2と、テーブル3とを備える。レーザ溶接装置100は、テーブル3上に配置されたワーク10に対して溶接を行う装置である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a laser welding apparatus 100. The laser welding apparatus 100 mainly includes a laser beam emitting device 1, a controller 2, and a table 3. The laser welding apparatus 100 is an apparatus that performs welding on the workpiece 10 disposed on the table 3.

ここで、図2を用いてワーク10の基本的な構成について説明する。図2は、ワーク10の一例を示す斜視図である。ワーク10は、内部に水晶デバイス10c(例えば、水晶振動子や水晶フィルタ)などが収納されたパッケージ10bと、リッド10aとを備えている。ワーク10においては、まずパッケージ10bの上部にリッド10aを矢印Bで示す方向に移動させて配置する作業が行われ、この状態でレーザ溶接装置100によってリッド10aとパッケージ10bとを溶接する作業が行われる。なお、リッド10aとしてはセラミックや金属などの材料を用いることができ、パッケージ10bとしてはセラミックなどの材料を用いることができる。   Here, a basic configuration of the workpiece 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the workpiece 10. The workpiece 10 includes a package 10b in which a crystal device 10c (for example, a crystal resonator or a crystal filter) is accommodated, and a lid 10a. In the work 10, first, an operation of moving the lid 10a in the direction indicated by the arrow B on the upper portion of the package 10b is performed, and in this state, an operation of welding the lid 10a and the package 10b by the laser welding apparatus 100 is performed. Is called. The lid 10a can be made of a material such as ceramic or metal, and the package 10b can be made of a material such as ceramic.

図1に戻って、レーザ溶接装置100の構成について説明する。レーザビーム出射装置1は、ワーク10に対してレーザビームLBを出射する。レーザビーム出射装置1は、ワーク10のリッド10aに対してレーザビームLBを照射することによって溶接を行う。詳しくは、レーザビーム出射装置1は、レーザビームLBをリッド10a上に照射して、リッド10a上にビームスポットを形成することによって溶接を行う。また、レーザビーム出射装置1は、所定のパルス周期でレーザビームLBを発振し、レーザビームLBを発振するごとに、リッド10a上においてレーザビームLBが照射される位置を変更させる。これにより、リッド10a上の溶接すべき場所全てにレーザビームLBが照射されることになるため、リッド10aとパッケージ10bが完全に封止されて密閉容器が形成される。   Returning to FIG. 1, the configuration of the laser welding apparatus 100 will be described. The laser beam emitting device 1 emits a laser beam LB to the workpiece 10. The laser beam emitting apparatus 1 performs welding by irradiating the lid 10a of the workpiece 10 with the laser beam LB. Specifically, the laser beam emitting apparatus 1 performs welding by irradiating the laser beam LB onto the lid 10a and forming a beam spot on the lid 10a. Further, the laser beam emitting device 1 oscillates the laser beam LB at a predetermined pulse period, and changes the position of the laser beam LB irradiated on the lid 10a every time the laser beam LB is oscillated. As a result, the laser beam LB is irradiated on all the places to be welded on the lid 10a, so that the lid 10a and the package 10b are completely sealed to form an airtight container.

コントローラ2は、レーザビーム出射装置1を制御する制御信号Sを供給し、レーザビーム出射装置1を制御する。具体的には、制御信号Sには、レーザビーム出射装置1が出射すべきレーザビームLBのレーザパワーやパルス周期の情報や、レーザビームLBをリッド10a上に照射すべき位置を示す情報などが含まれている。よって、コントローラ2がレーザビーム出射装置1に制御信号Sを供給することによって、レーザビームLBのレーザパワーやパルス周期などの設定が変更されると共に、レーザビームLBがリッド10a上に照射される位置が変更される。   The controller 2 supplies a control signal S for controlling the laser beam emitting apparatus 1 and controls the laser beam emitting apparatus 1. Specifically, the control signal S includes information on the laser power and pulse period of the laser beam LB to be emitted by the laser beam emitting device 1, information indicating the position where the laser beam LB is to be irradiated on the lid 10a, and the like. include. Therefore, when the controller 2 supplies the control signal S to the laser beam emitting device 1, settings such as the laser power and pulse period of the laser beam LB are changed, and the position where the laser beam LB is irradiated onto the lid 10a. Is changed.

なお、図1においては、説明の便宜上、溶接の対象となるワーク10は1つのみしか表示していないが、実際はテーブル3上に複数のワーク10が配置されており、レーザ溶接装置100は、これらの複数のワーク10に対して溶接の作業を行う。   In FIG. 1, for convenience of explanation, only one workpiece 10 to be welded is displayed, but actually, a plurality of workpieces 10 are arranged on the table 3, and the laser welding apparatus 100 is A welding operation is performed on the plurality of workpieces 10.

[レーザビーム出射装置の構成]
次に、図3を用いて、レーザビーム出射装置1の具体的な構成について説明する。図3は、レーザビーム出射装置1の斜視図を示している。
[Configuration of laser beam emitting device]
Next, a specific configuration of the laser beam emitting apparatus 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a perspective view of the laser beam emitting apparatus 1.

レーザビーム出射装置1は、主に、レーザ発振器Lと、ビームエキスパンダBEと、ガルバノミラーGM1、GM2と、駆動装置4、5と、fθレンズ6と、を備える。レーザビーム出射装置1は、レーザビーム出射手段として機能する。   The laser beam emitting device 1 mainly includes a laser oscillator L, a beam expander BE, galvanometer mirrors GM1 and GM2, driving devices 4 and 5, and an fθ lens 6. The laser beam emitting device 1 functions as a laser beam emitting unit.

レーザ発振器Lは、所定のパルス周期でレーザビームLBを発振し、レーザビームLBをビームエキスパンダBEに対して出射する。ビームエキスパンダBEは、レーザビームLBの径などを調整し、調整後のレーザビームLBをガルバノミラーGM1に対して出射する。   The laser oscillator L oscillates the laser beam LB at a predetermined pulse period and emits the laser beam LB to the beam expander BE. The beam expander BE adjusts the diameter of the laser beam LB and the like, and emits the adjusted laser beam LB to the galvanometer mirror GM1.

ガルバノミラーGM1は駆動装置4によって矢印R1で示す方向に回転され、レーザビームLBを反射する方向を変化させる。ガルバノミラーGM1で反射されたレーザビームLBは、ガルバノミラーGM2に入射される。ガルバノミラーGM2は、駆動装置5によって矢印R2で示す方向に回転されて、レーザビームLBを反射する方向を変化させる。ガルバノミラーGM2で反射したレーザビームLBは、fθレンズ6に入射される。このように、ガルバノミラーGM1、GM2は、入射される光ビームLBを偏向制御する。また、上記のように、ガルバノミラーGM1及びガルバノミラーGM2を回転させることによって、レーザビームLBがfθレンズ6に入射される位置が変更される。なお、駆動装置4、5は、コントローラ2から供給される制御信号Sによって制御される。   The galvanometer mirror GM1 is rotated in the direction indicated by the arrow R1 by the driving device 4 to change the direction in which the laser beam LB is reflected. The laser beam LB reflected by the galvanometer mirror GM1 is incident on the galvanometer mirror GM2. The galvanometer mirror GM2 is rotated in the direction indicated by the arrow R2 by the driving device 5 to change the direction in which the laser beam LB is reflected. The laser beam LB reflected by the galvanometer mirror GM2 is incident on the fθ lens 6. Thus, the galvanometer mirrors GM1 and GM2 control the deflection of the incident light beam LB. Further, as described above, the position at which the laser beam LB is incident on the fθ lens 6 is changed by rotating the galvanometer mirror GM1 and the galvanometer mirror GM2. The driving devices 4 and 5 are controlled by a control signal S supplied from the controller 2.

fθレンズ6は、入射されたレーザビームLBを、リッド10aの面に対して垂直に照射する。即ち、fθレンズ6は、レーザビームLBの入射角に関わらず、入射された位置からリッド10aの面に対して垂直な方向にレーザビームLBを出射する。具体的には、図3に示すように、fθレンズ6は、リッド10aの面に対して垂直なレーザビームLB1〜LB3を出射する。前述したように、ガルバノミラーGM1及びガルバノミラーGM2を回転させると、レーザビームLBがfθレンズ6に入射する位置が変更される。したがって、ガルバノミラーGM1及びガルバノミラーGM2を制御することによって、レーザビームLBがリッド10a上に照射される位置も変更される。例えば、ガルバノミラーGM2を固定しガルバノミラーGM1を回転させることによってリッド10aおけるレーザビームLBの照射位置が一方向に移動し、ガルバノミラーGM1を固定しガルバノミラーGM2を回転させることによってリッド10aおけるレーザビームLBの照射位置が上記の方向に対して垂直な方向に移動する。このように、コントローラ2は、ガルバノミラーGM1、GM2を制御することによって、リッド10a上のレーザビームLBの照射位置を変更する照射位置変更手段として機能する。   The fθ lens 6 irradiates the incident laser beam LB perpendicularly to the surface of the lid 10a. That is, the fθ lens 6 emits the laser beam LB from the incident position in a direction perpendicular to the surface of the lid 10a regardless of the incident angle of the laser beam LB. Specifically, as shown in FIG. 3, the fθ lens 6 emits laser beams LB1 to LB3 perpendicular to the surface of the lid 10a. As described above, when the galvanometer mirror GM1 and the galvanometer mirror GM2 are rotated, the position at which the laser beam LB enters the fθ lens 6 is changed. Therefore, by controlling the galvanometer mirror GM1 and the galvanometer mirror GM2, the position where the laser beam LB is irradiated onto the lid 10a is also changed. For example, the irradiation position of the laser beam LB in the lid 10a is moved in one direction by fixing the galvanometer mirror GM2 and rotating the galvanometer mirror GM1, and the laser in the lid 10a by fixing the galvanometer mirror GM1 and rotating the galvanometer mirror GM2. The irradiation position of the beam LB moves in a direction perpendicular to the above direction. As described above, the controller 2 functions as an irradiation position changing unit that changes the irradiation position of the laser beam LB on the lid 10a by controlling the galvanometer mirrors GM1 and GM2.

次に、図4を用いて、レーザビームLBをワーク10上に照射して溶接を行う一般的なレーザ溶接方法について説明する。なお、図4(a)、(b)は、ワーク10のリッド10aの平面図(上部から観察した図)を示している。   Next, a general laser welding method for performing welding by irradiating the workpiece 10 with the laser beam LB will be described with reference to FIG. FIGS. 4A and 4B are plan views of the lid 10a of the workpiece 10 (views from above).

図4(a)は、一般的なレーザ溶接方法における、レーザビームLBをワーク10上に照射する順番を示している。ワーク10のリッド10a上には、レーザビーム出射装置1内から出射されたレーザビームLBが照射され、ビームスポットSPが形成される。この場合、レーザビーム出射装置1は、レーザビームLBを所定のパルス周期で発振し、レーザビームLBを照射する位置をパルス周期ごとに所定量ずつ移動させる。具体的には、レーザビーム出射装置1内のガルバノミラーGM1、GM2が回転することによって、リッド10a上のレーザビームLBの照射位置が変更される。詳しくは、レーザビーム出射装置1は、隣り合うビームスポットSPの一部が重なり合うようにレーザビームLBをリッド10aに照射する。この場合、レーザビーム出射装置1は、まず図4(a)の左下に示す位置にリッド10aに対してレーザビームLBを照射し、この位置から矢印E1〜E4で示すように反時計回りに、次々と照射位置を変更してリッド10aとパッケージ10bとの溶接を行う。   FIG. 4A shows the order of irradiating the workpiece 10 with the laser beam LB in a general laser welding method. A laser beam LB emitted from the laser beam emitting apparatus 1 is irradiated on the lid 10a of the work 10, and a beam spot SP is formed. In this case, the laser beam emitting apparatus 1 oscillates the laser beam LB with a predetermined pulse period, and moves the position where the laser beam LB is irradiated by a predetermined amount for each pulse period. Specifically, the irradiation position of the laser beam LB on the lid 10a is changed by rotating the galvanometer mirrors GM1 and GM2 in the laser beam emitting apparatus 1. Specifically, the laser beam emitting apparatus 1 irradiates the lid 10a with the laser beam LB so that adjacent beam spots SP partially overlap each other. In this case, the laser beam emitting device 1 first irradiates the lid 10a with the laser beam LB at the position shown in the lower left of FIG. 4A, and counterclockwise as indicated by arrows E1 to E4 from this position, The irradiation position is changed one after another, and the lid 10a and the package 10b are welded.

なお、図4においては、レーザビーム出射装置1は以下のように設定されている。レーザビーム出射装置1はリッド10a上において縦2mm×横2mmの正方形領域の外形線上(即ち、リッド10aにおいてパッケージ10bの開口部縁辺と接する部分の裏側)にレーザビームLBを照射する。また、レーザビームLBのパルス周期は0.002秒(s)であり、ビームスポットSPの間隔は0.1mmであり、リッド10aに照射する総スポット数は80個である。なお、上記のパルス周期は比較的短い、言い換えると単位時間当たりに発振されるパルス数は大きいものとする。   In FIG. 4, the laser beam emitting apparatus 1 is set as follows. The laser beam emitting apparatus 1 irradiates the laser beam LB on the outline of a square region of 2 mm in length × 2 mm in width on the lid 10a (that is, the back side of the lid 10a in contact with the edge of the opening of the package 10b). The pulse period of the laser beam LB is 0.002 seconds (s), the interval between the beam spots SP is 0.1 mm, and the total number of spots irradiated to the lid 10a is 80. It is assumed that the above pulse period is relatively short, in other words, the number of pulses oscillated per unit time is large.

図4(b)は、図4(a)に示すような照射順序、及び上記したようなレーザビーム出射装置1の設定によってワーク10に対する溶接が終了したときの、リッド10aの溶け具合の一例を示す図である。ハッチングで示す部分は、リッド10aが溶けている領域を示している。破線領域A1は、溶接作業の初期にレーザビームLBを照射した部分であり、破線領域A2は、溶接作業の中盤にレーザビームLBを照射した部分であり、破線領域A3は、溶接作業の終盤にレーザビームLBを照射した部分である。具体的には、破線領域A1は破線領域A2よりも溶けている領域が小さく、破線領域A3は破線領域A2よりも溶けている領域が大きいことがわかる。この場合、破線領域A2ではリッド10aは適度に溶けているが、破線領域A1ではリッド10aが溶けきっておらず、破線領域A3ではリッド10aが溶け過ぎている。したがって、破線領域A1では、リッド10aとパッケージ10bとの溶接の強度が不十分である場合があり、破線領域A3では、リッド10aに貫通穴が空いてしまう場合がある。   FIG. 4B shows an example of how the lid 10a is melted when welding to the workpiece 10 is completed by the irradiation sequence as shown in FIG. 4A and the setting of the laser beam emitting device 1 as described above. FIG. A hatched portion indicates a region where the lid 10a is melted. The broken line area A1 is a part irradiated with the laser beam LB at the initial stage of the welding work, the broken line area A2 is a part irradiated with the laser beam LB on the middle part of the welding work, and the broken line area A3 is at the final stage of the welding work. This is a portion irradiated with the laser beam LB. Specifically, it can be seen that the broken line area A1 has a smaller melting area than the broken line area A2, and the broken line area A3 has a larger melting area than the broken line area A2. In this case, the lid 10a is appropriately melted in the broken line area A2, but the lid 10a is not completely melted in the broken line area A1, and the lid 10a is too melted in the broken line area A3. Therefore, the strength of welding between the lid 10a and the package 10b may be insufficient in the broken line area A1, and a through hole may be formed in the lid 10a in the broken line area A3.

ここで、リッド10aにおいて、破線領域A1や破線領域A3で示すような溶接不良が生じてしまう理由について説明する。破線領域A1では、リッド10a自体の温度がレーザビームLBの照射によって十分に上昇しなかったために、リッド10aがレーザビームLBの照射によって溶けきっていない現象が生じている可能性がある。詳しくは、リッド10a上において短時間に集中してレーザビームLBが照射されたため、前回までに照射されたレーザビームLBによる熱が照射位置の周辺に伝導する前に、次のレーザビームLBが照射されているためにこのような現象が生じていると考えられる。   Here, the reason why the welding failure as shown by the broken line area A1 and the broken line area A3 occurs in the lid 10a will be described. In the broken line area A1, since the temperature of the lid 10a itself has not sufficiently increased by the irradiation of the laser beam LB, there is a possibility that the lid 10a is not melted by the irradiation of the laser beam LB. Specifically, since the laser beam LB is irradiated on the lid 10a in a short time, the next laser beam LB is irradiated before the heat from the laser beam LB irradiated so far is conducted to the vicinity of the irradiation position. It is thought that this phenomenon occurs because of this.

一方、破線領域A3では、レーザビームLBが照射された際にリッド10aは既に高温となっており、この状態のリッド10aに対してレーザビームLBが照射されたために溶け過ぎの現象が生じている可能性がある。詳しくは、リッド10a上において短時間に集中してレーザビームLBが照射されたため、今までに照射されたレーザビームLBによって発生した熱が、外部に適度に放出されることなく蓄積したためにこのような現象が生じていると考えられる。   On the other hand, in the broken line area A3, when the laser beam LB is irradiated, the lid 10a is already at a high temperature, and since the laser beam LB is irradiated to the lid 10a in this state, an overmelting phenomenon occurs. there is a possibility. Specifically, since the laser beam LB was irradiated on the lid 10a in a short time, the heat generated by the laser beam LB irradiated so far was accumulated without being appropriately released to the outside. It is thought that a strange phenomenon has occurred.

以上のように、一般的なレーザ溶接方法では、レーザビーム出射装置1のパルス周期が短く、レーザビームLBの照射位置の移動距離も短いため、リッド10a上の概ね同一箇所に対して短時間に集中してレーザビームLBが照射される。そのため、リッド10aにおいて、不十分な溶融や過度の溶融などの溶接不良が生じてしまう場合がある。このような溶接不良を生じさせないためには、簡単には、適切な溶接を行うためにはレーザビームLBのパルス周期を長くすればよい(言い換えると、リッド10aに対する照射回数を少なくすればよい)のだが、こうすると、溶接作業に要する時間が長くなってしまう。そこで、本実施例に係るレーザ溶接装置100は、溶接作業に要する時間を遅延させることなく、適切な溶接が行われるようなレーザ溶接方法を実行する。   As described above, in the general laser welding method, since the pulse period of the laser beam emitting device 1 is short and the moving distance of the irradiation position of the laser beam LB is also short, it takes a short time for substantially the same location on the lid 10a. The laser beam LB is irradiated in a concentrated manner. Therefore, in the lid 10a, poor welding such as insufficient melting or excessive melting may occur. In order not to cause such welding defects, simply, in order to perform appropriate welding, the pulse period of the laser beam LB may be lengthened (in other words, the number of times of irradiation to the lid 10a may be reduced). However, this will increase the time required for the welding operation. Therefore, the laser welding apparatus 100 according to the present embodiment executes a laser welding method in which appropriate welding is performed without delaying the time required for welding work.

[レーザ溶接方法]
次に、本実施例に係るレーザ溶接装置100が実行するレーザ溶接方法について説明する。
[Laser welding method]
Next, a laser welding method executed by the laser welding apparatus 100 according to the present embodiment will be described.

まず、本実施例に係るレーザ溶接方法の基本概念について説明する。前述したように、リッド10a上の概ね同一箇所に対して短時間に集中してレーザビームLBを照射して溶接を行うと、溶接不良が生じてしまう場合がある。したがって、本実施例に係るレーザ溶接方法では、リッド10aにおいて、レーザビームLBを照射した位置の近傍に、パルス周期ごとに続けてレーザビームLBが照射されないようにする。詳しくは、レーザビーム出射装置1は、パルス周期ごとにレーザビームLBがリッド10a上の所定距離以上離れた位置に照射されるようにし(前回照射した位置と離れた位置に次回レーザビームLBを照射する)、少なくとも連続してレーザビームLBが照射される位置が重ならないようにする。そして、パルス周期の所定周期が経過した後に戻ってきて、前回までにレーザビームLBを照射した位置の直近傍に、詳しくはビームスポットSPの一部分が重なるようにレーザビームLBを照射する。   First, the basic concept of the laser welding method according to the present embodiment will be described. As described above, when welding is performed by irradiating the laser beam LB in a short time with respect to substantially the same location on the lid 10a, a welding failure may occur. Therefore, in the laser welding method according to the present embodiment, in the lid 10a, the laser beam LB is not continuously irradiated in the vicinity of the position irradiated with the laser beam LB for each pulse period. Specifically, the laser beam emitting apparatus 1 irradiates the laser beam LB at a position separated by a predetermined distance or more on the lid 10a for each pulse period (irradiates the next laser beam LB to a position away from the previously irradiated position. The position where the laser beam LB is irradiated continuously is not overlapped. Then, after a predetermined period of the pulse period has passed, the laser beam LB is irradiated so that a part of the beam spot SP overlaps in the immediate vicinity of the position irradiated with the laser beam LB until the previous time.

以上により、本実施例に係るレーザ溶接方法によれば、リッド10aの概ね同一箇所に単位時間当たりにレーザビームLBが照射される回数が減少するため、レーザビームLBによってリッド10aの温度を適切な溶融が生じるような温度にまで効果的に上昇させることができると共に、リッド10aの温度が過度の溶融が生じるような高温にまで上昇することを防止することができる。したがって、本実施例に係るレーザ溶接方法によれば、溶接不良を生じさせることなく、熱バランス良く溶接を行うことができる。   As described above, according to the laser welding method according to the present embodiment, the number of times the laser beam LB is irradiated per unit time on the substantially same portion of the lid 10a is decreased. Therefore, the temperature of the lid 10a is appropriately set by the laser beam LB. The temperature can be effectively increased to a temperature at which melting occurs, and the temperature of the lid 10a can be prevented from rising to a high temperature at which excessive melting occurs. Therefore, according to the laser welding method according to the present embodiment, welding can be performed with a good heat balance without causing poor welding.

また、本実施例に係るレーザ溶接方法では、レーザビームLBのパルス周期を長くする(言い換えると、パルス数を小さくする)設定を行うことなく、リッド10a上の概ね同一箇所に単位時間当たりに照射する回数を減少させている。したがって、図4に示した比較例に係る構成と比較すると、本実施例に係るレーザ溶接方法では、リッド10a上の概ね同一箇所に単位時間当たりに照射する回数は減少しているが、リッド10a自体に単位時間当たりに照射する回数は減少していないので、溶接作業に要する時間は変わらない。   Further, in the laser welding method according to the present embodiment, the laser beam LB is irradiated at substantially the same location on the lid 10a per unit time without setting to increase the pulse period of the laser beam LB (in other words, to reduce the number of pulses). The number of times to do is reduced. Therefore, in comparison with the configuration according to the comparative example shown in FIG. 4, in the laser welding method according to the present embodiment, the number of times of irradiation per unit time on substantially the same portion on the lid 10a is reduced, but the lid 10a. Since the number of times of irradiation per unit time itself has not decreased, the time required for welding work does not change.

次に、本実施例に係るレーザ溶接方法の具体例を、図5〜図7を用いて説明する。なお、図5〜図7は、リッド10aの平面図(上部から観察した図)を示しており、リッド10a上に形成されるビームスポットSPを示している。   Next, a specific example of the laser welding method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7 show plan views (views from above) of the lid 10a, and show the beam spots SP formed on the lid 10a.

図5は、本実施例に係るレーザ溶接方法の一例を示した図である。図5(a)は、レーザビーム出射装置1がリッド10aに対してレーザビームLBを照射する順番を示している。この場合、レーザビーム出射装置1は、まず最初にリッド10aの4隅に対してレーザビームLBを照射し、これらの4隅に形成されたビームスポットSPが含まれるリッド10aの4辺に対して、詳しくはレーザビームLBを照射すべき正方形領域の外形線における4辺に対して、次々にレーザビームLBを照射して4辺に対して同時進行して溶接を行う。即ち、レーザビーム出射装置1は、パルス周期ごとに、前回レーザビームLBを照射した位置の近傍に次回レーザビームLBを照射せずに、離れた位置にレーザビームLBを照射する。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a laser welding method according to the present embodiment. FIG. 5A shows the order in which the laser beam emitting device 1 irradiates the lid 10a with the laser beam LB. In this case, the laser beam emitting device 1 first irradiates the four corners of the lid 10a with the laser beam LB, and the four sides of the lid 10a including the beam spots SP formed at these four corners. Specifically, the four sides of the outline of the square region to be irradiated with the laser beam LB are successively irradiated with the laser beam LB, and the four sides are simultaneously advanced to perform welding. That is, the laser beam emitting device 1 irradiates the laser beam LB at a distant position without irradiating the next laser beam LB in the vicinity of the position irradiated with the previous laser beam LB every pulse period.

具体的には、レーザビーム出射装置1は、まず1番目にリッド10aの左下にレーザビームLBを照射し、2番目に右下にレーザビームLBを照射し、3番目に右上にレーザビームLBを照射し、4番目に左上にレーザビームLBを照射する。即ち、レーザビーム出射装置1は、まず最初に、リッド10aの4隅に対して次々にレーザビームLBを照射する。次に、レーザビーム出射装置1は、戻ってきて(この場合は、パルス周期の4周期が経過している)、1番目にリッド10aに対して照射した位置の直近傍に5番目にレーザビームLBを照射し、同様に2〜4番目に照射した位置の直近傍に6〜8番目にレーザビームLBを照射する。そして、レーザビーム出射装置1は、このような位置から矢印F1〜F4で示すようにレーザビームLBを照射して溶接を行う。即ち、レーザビーム出射装置1は、図4に示す一般的なレーザ溶接方法のようにリッド10aに対して一続きにレーザビームLBを照射して溶接を行う(即ち、1つの辺の溶接が終了したら隣に位置する辺の溶接を行う)のではなく、リッド10aの4辺に対して別個に同時進行して溶接を行っていく。よって、本実施例に係るレーザ溶接方法では、1辺の溶接が終了する際に、他の3辺の溶接も概ね同時に終了する。   Specifically, the laser beam emitting apparatus 1 first irradiates the laser beam LB first on the lower left of the lid 10a, secondly irradiates the laser beam LB on the lower right, and thirdly irradiates the laser beam LB on the upper right. Irradiation is performed, and the laser beam LB is irradiated fourth in the upper left. That is, the laser beam emitting apparatus 1 first irradiates the laser beam LB one after another to the four corners of the lid 10a. Next, the laser beam emitting apparatus 1 returns (in this case, four pulse periods have elapsed), and the laser beam is fifth in the immediate vicinity of the position irradiated to the lid 10a first. The LB is irradiated, and similarly, the laser beam LB is irradiated in the sixth to eighth positions in the immediate vicinity of the second to fourth irradiation positions. The laser beam emitting apparatus 1 performs welding by irradiating the laser beam LB from such positions as indicated by arrows F1 to F4. That is, the laser beam emitting device 1 performs welding by irradiating the lid 10a with the laser beam LB in a continuous manner as in the general laser welding method shown in FIG. 4 (that is, the welding of one side is completed). Then, the welding is performed separately and simultaneously on the four sides of the lid 10a, instead of welding the adjacent sides. Therefore, in the laser welding method according to the present embodiment, when the welding on one side is finished, the welding on the other three sides is also almost finished at the same time.

なお、ガルバノミラーGM1、GM2を駆動させる駆動装置4、5は、レーザビームLBの照射位置を最大3000mm/秒(s)で移動させることが可能であるため、レーザビームLBが発振される1周期の間に、リッド10aの1つの隅から他の隅へレーザビームLBを照射する位置を移動させる制御は十分に実現可能である。例えば、リッド10aの溶接すべき正方形領域の1辺の長さが2mmで、パルス周期が0.002秒(s)であるとすると、この場合には、照射位置を1000mm/秒(s)で移動させればよいため、駆動装置4、5の制御範囲内にあるといえる。   The driving devices 4 and 5 that drive the galvanometer mirrors GM1 and GM2 can move the irradiation position of the laser beam LB at a maximum of 3000 mm / second (s), and thus one cycle in which the laser beam LB is oscillated. In the meantime, the control of moving the position of the laser beam LB from one corner of the lid 10a to the other corner can be sufficiently realized. For example, if the length of one side of the square region to be welded of the lid 10a is 2 mm and the pulse period is 0.002 seconds (s), the irradiation position is 1000 mm / second (s) in this case. Since it only needs to be moved, it can be said that it is within the control range of the driving devices 4 and 5.

図5(b)は、上記したレーザ溶接方法による溶接が終了したときのリッド10aの溶け具合の一例を示す図である。領域A5は、リッド10aが溶けている領域を示している。図5(b)に示すリッド10aの溶け具合と、図4(b)に示した一般的なレーザ溶接方法によるリッド10aの溶け具合とを比較すると(レーザビーム出射装置1の設定(パルス周期やビームスポットSPの間隔など)は同一であるものとする)、図5(b)に示したリッド10aは、リッド10a上の位置による溶け具合の差が小さく、全体として、不十分な溶融や過度の溶融などが生じていないことがわかる。即ち、本実施例に係るレーザ溶接方法によって溶接されたリッド10aは、全体として、熱バランス良く溶接が行われている。   FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a melting state of the lid 10a when welding by the laser welding method described above is completed. A region A5 indicates a region where the lid 10a is melted. Comparing the melting condition of the lid 10a shown in FIG. 5B with the melting condition of the lid 10a by the general laser welding method shown in FIG. 4B (setting of the laser beam emitting device 1 (pulse period and 5 (b), the lid 10a shown in FIG. 5 (b) has a small difference in melting depending on the position on the lid 10a. It can be seen that no melting or the like has occurred. That is, the lid 10a welded by the laser welding method according to the present embodiment is welded with a good thermal balance as a whole.

また、上記のレーザ溶接方法では、リッド10a上の概ね同一箇所に単位時間当たりに照射するレーザビームLBの回数を減少させているが、単位時間当たりにリッド10a全体に対してレーザビームLBを照射する回数は減少していないので、図4に示した一般的なレーザ溶接方法と比較すると、溶接作業に要する時間はほとんど変わらない。   In the laser welding method described above, the number of laser beams LB irradiated per unit time to substantially the same location on the lid 10a is reduced. However, the laser beam LB is irradiated to the entire lid 10a per unit time. Since the number of times of welding does not decrease, the time required for the welding operation is almost the same as compared with the general laser welding method shown in FIG.

図6は、本実施例に係るレーザ溶接方法の他の例を示した図である。この場合、レーザビーム出射装置1は、図5に示した例とは異なり、リッド10aの4隅に対してレーザビームLBを照射する順番が異なる。具体的には、レーザビーム出射装置1は、まず1番目にリッド10aの左下にレーザビームLBを照射し、2番目に右上にレーザビームLBを照射し、3番目に右下にレーザビームLBを照射し、4番目に左上にレーザビームLBを照射する。次に、レーザビーム出射装置1は、戻ってきて、1番目にリッド10aに対して照射した位置の直近傍に5番目にレーザビームLBを照射し、同様に2〜4番目に照射した位置の直近傍に6〜8番目にレーザビームLBを照射する。そして、レーザビーム出射装置1は、このような位置から矢印G1〜G4で示すようにレーザビームLBを照射して溶接を行う。この場合も、レーザビーム出射装置1は、リッド10aの4辺に対して別個に同時進行して溶接を行っていく。このような照射順序によるレーザ溶接方法を実行することによっても、リッド10aに対して熱バランス良く溶接を行うことができる。   FIG. 6 is a view showing another example of the laser welding method according to the present embodiment. In this case, unlike the example shown in FIG. 5, the laser beam emitting apparatus 1 is different in the order of irradiating the laser beam LB to the four corners of the lid 10a. Specifically, the laser beam emitting device 1 first irradiates the laser beam LB first on the lower left of the lid 10a, secondly irradiates the laser beam LB on the upper right, and thirdly irradiates the laser beam LB on the lower right. Irradiation is performed, and the laser beam LB is irradiated fourth in the upper left. Next, the laser beam emitting apparatus 1 returns and irradiates the laser beam LB fifth immediately in the vicinity of the position first irradiated on the lid 10a, and similarly, at the second to fourth positions irradiated. The sixth to eighth laser beams LB are irradiated in the immediate vicinity. Then, the laser beam emitting apparatus 1 performs welding by irradiating the laser beam LB from such positions as indicated by arrows G1 to G4. Also in this case, the laser beam emitting device 1 performs welding separately and simultaneously with respect to the four sides of the lid 10a. Also by executing the laser welding method according to such an irradiation order, the lid 10a can be welded with a good heat balance.

図7は、本実施例に係るレーザ溶接方法の更に他の例を示した図である。この場合、レーザビーム出射装置1は、図5及び図6に示した例とは異なり、最初にリッド10aの4隅にレーザビームLBを照射しないで、リッド10aの4辺の中央部にレーザビームLBを照射し、この位置の隣にレーザビームLBを次々に照射して、溶接を行っていく。具体的には、レーザビーム出射装置1は、まず1番目にリッド10aの下辺の中央部にレーザビームLBを照射し、2番目にリッド10aの右辺の中央部にレーザビームLBを照射し、3番目にリッド10aの上辺の中央部にレーザビームLBを照射し、4番目にリッド10aの左辺の中央部にレーザビームLBを照射する。次に、レーザビーム出射装置1は、戻ってきて、1番目にリッド10aに対して照射した位置の直近傍に5番目にレーザビームLBを照射し、同様に2〜4番目に照射した位置の直近傍に6〜8番目にレーザビームLBを照射する。そして、レーザビーム出射装置1は、このような位置から矢印H1〜H4で示すようにレーザビームLBを照射して溶接を行う。即ち、本例では、最初にリッド10aの4辺の中央部にレーザビームLBの照射し、この位置の隣にレーザビームLBを次々に照射していき、最後は、4辺の中央部にレーザビームLBを照射することによって溶接作業が完了する。このような照射順序によるレーザ溶接方法を実行することによっても、リッド10aに対して熱バランス良く溶接を行うことができる。   FIG. 7 is a view showing still another example of the laser welding method according to the present embodiment. In this case, unlike the example shown in FIGS. 5 and 6, the laser beam emitting apparatus 1 does not irradiate the laser beam LB to the four corners of the lid 10a first, and the laser beam is applied to the central part of the four sides of the lid 10a. LB is irradiated, and laser beam LB is sequentially irradiated next to this position to perform welding. Specifically, the laser beam emitting apparatus 1 first irradiates the laser beam LB first on the central portion of the lower side of the lid 10a, and secondly irradiates the laser beam LB on the central portion of the right side of the lid 10a. The laser beam LB is irradiated to the center of the upper side of the lid 10a first, and the laser beam LB is irradiated to the center of the left side of the lid 10a fourth. Next, the laser beam emitting apparatus 1 returns and irradiates the laser beam LB fifth immediately in the vicinity of the position first irradiated on the lid 10a, and similarly, at the second to fourth positions irradiated. The sixth to eighth laser beams LB are irradiated in the immediate vicinity. The laser beam emitting apparatus 1 performs welding by irradiating the laser beam LB from such a position as indicated by arrows H1 to H4. That is, in this example, first, the laser beam LB is irradiated to the central part of the four sides of the lid 10a, and the laser beam LB is successively irradiated next to this position, and finally the laser beam is applied to the central part of the four sides. The welding operation is completed by irradiating the beam LB. Also by executing the laser welding method according to such an irradiation order, the lid 10a can be welded with a good heat balance.

以上のように、本実施例に係るレーザ溶接方法では、リッド10aに対して、パルス周期ごとにレーザビームLBがリッド10a上の離れた位置に照射されるようにし、前回照射した位置の近傍に続けてレーザビームLBが照射されないようにする。これにより、リッド10aの概ね同一箇所に単位時間当たりにレーザビームLBが照射される回数が減少するため、レーザビームLBによってリッド10aの温度を適切な溶融が生じるような温度にまで効果的に上昇させることができると共に、リッド10aの温度が過度の溶融が生じるような高温にまで上昇することを防止することができる。即ち、本実施例に係るレーザ溶接方法によれば、リッド10aに対して熱バランス良く溶接を行うことができる。これにより、溶接不良を生じさせることなく、適切な溶接を行うことが可能となる。   As described above, in the laser welding method according to the present embodiment, the laser beam LB is irradiated on the lid 10a at a distant position on the lid 10a every pulse period, and in the vicinity of the position irradiated last time. Subsequently, the laser beam LB is not irradiated. As a result, the number of times the laser beam LB is irradiated per unit time on the substantially same portion of the lid 10a is decreased, and the temperature of the lid 10a is effectively increased to a temperature at which proper melting occurs by the laser beam LB. In addition, the temperature of the lid 10a can be prevented from rising to a high temperature at which excessive melting occurs. That is, according to the laser welding method according to the present embodiment, it is possible to perform welding on the lid 10a with a good thermal balance. This makes it possible to perform appropriate welding without causing poor welding.

なお、上記では、最初にリッド10a上のある程度離れた4箇所にレーザビームLBを照射し、これらの4箇所を含む部分に対して、別個に同時進行して溶接を行うレーザ溶接方法の例について示したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、リッド10aの8箇所(リッド10aの4隅及び4辺の中央部)に対して最初にレーザビームLBを照射して溶接を行ってもよい。   In the above description, an example of a laser welding method in which the laser beam LB is first irradiated to a certain distance from the lid 10a and the portions including these four positions are separately and simultaneously welded. Although shown, application of the present invention is not limited to this. For example, the welding may be performed by first irradiating the laser beam LB to the eight positions of the lid 10a (the four corners and the center of the four sides of the lid 10a).

また、レーザ溶接の対象物(本実施例ではリッド)においてレーザビームを照射する形状は、正方形や矩形には限定されず、例えば円形、楕円形、その他湾曲形状に沿ってレーザビームLBを照射してレーザ溶接を行う場合にも本発明を適用することができる。上記実施例のように、レーザビームを照射する形状が正方形や長方形などの多角形の複数の辺で構成される形状である場合には、それらを構成する各辺に対して順にレーザビームを照射すればよい。即ち、連続するパルス周期で、同一の辺に対してレーザビームLBが照射されないようにする。また、レーザビームを照射する形状が円形、楕円形などの場合には、連続してレーザビームが照射される位置が、予め決められた距離以上離れるように、レーザビームの照射位置及び順序を決定すればよい。   In addition, the shape of the laser welding target (the lid in the present embodiment) to irradiate the laser beam is not limited to a square or a rectangle. For example, the laser beam LB is irradiated along a circular shape, an elliptical shape, or other curved shapes. The present invention can also be applied to laser welding. When the shape to be irradiated with the laser beam is a shape composed of a plurality of polygonal sides such as a square and a rectangle as in the above-described embodiment, the laser beam is sequentially irradiated to each of the sides constituting the shape. do it. That is, the laser beam LB is not irradiated to the same side in a continuous pulse cycle. In addition, when the laser beam irradiation shape is circular, elliptical, etc., the laser beam irradiation position and order are determined so that the laser beam irradiation position is separated by a predetermined distance or more. do it.

レーザ溶接装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of a laser welding apparatus. ワークの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of a workpiece | work. レーザビーム出射装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a laser beam extraction apparatus. 一般的なレーザ溶接方法を示す図である。It is a figure which shows the general laser welding method. 本発明の実施例に係るレーザ溶接方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the laser welding method which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るレーザ溶接方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the laser welding method which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るレーザ溶接方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the laser welding method which concerns on the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザビーム出射装置
2 コントローラ
3 テーブル
10 ワーク
10a リッド
10b パッケージ
100 レーザ溶接装置
GM1、GM2 ガルバノミラー
L レーザ発振器
LB レーザビーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser beam emission apparatus 2 Controller 3 Table 10 Work 10a Lid 10b Package 100 Laser welding apparatus GM1, GM2 Galvano mirror L Laser oscillator LB Laser beam

Claims (5)

ワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接装置であって、
所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射手段と、
前記パルス周期ごとに、前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更手段と、を備え、
前記照射位置変更手段は、前記レーザビームを照射した位置の近傍に続けてレーザビームが照射されないように、前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とするレーザ溶接装置。
A laser welding apparatus that performs welding by irradiating a workpiece with a laser beam,
Laser beam emitting means for emitting the laser beam at a predetermined pulse period;
Irradiation position changing means for changing the position of irradiating the laser beam to the workpiece for each pulse period,
The irradiation position changing means changes the position where the laser beam is irradiated so that the laser beam is not irradiated in the vicinity of the position irradiated with the laser beam.
前記照射位置変更手段は、前記所定パルスごとに、前記ワーク上の所定距離以上離れた位置に前記レーザビームが照射されるように、前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とする請求項1に記載のレーザ溶接装置。   The irradiation position changing means changes the position where the laser beam is irradiated so that the laser beam is irradiated to a position separated by a predetermined distance or more on the workpiece for each predetermined pulse. Item 2. The laser welding apparatus according to Item 1. 前記照射位置変更手段は、前記パルス周期の所定周期が経過するまで、前記レーザビームを照射した位置の直近傍にレーザビームが照射されないように、前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザ溶接装置。   The irradiation position changing means changes the position of the laser beam irradiation so that the laser beam is not irradiated in the immediate vicinity of the position irradiated with the laser beam until a predetermined period of the pulse period elapses. The laser welding apparatus according to claim 1 or 2. 前記照射位置変更手段は、ガルバノミラーによって構成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレーザ溶接装置。   The laser irradiation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the irradiation position changing unit includes a galvanometer mirror. ワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接方法であって、
所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射工程と、
前記パルス周期ごとに、前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更工程と、を備え、
前記照射位置変更工程では、前記レーザビームを照射した位置の近傍に続けてレーザビームが照射されないように、前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とするレーザ溶接方法。
A laser welding method for performing welding by irradiating a workpiece with a laser beam,
A laser beam emitting step of emitting the laser beam at a predetermined pulse period;
An irradiation position changing step for changing a position of irradiating the workpiece with the laser beam for each pulse period; and
In the irradiation position changing step, the laser beam irradiation position is changed so that the laser beam is not irradiated in the vicinity of the position irradiated with the laser beam.
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