JP2006346935A - Laser joining method - Google Patents
Laser joining method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006346935A JP2006346935A JP2005173837A JP2005173837A JP2006346935A JP 2006346935 A JP2006346935 A JP 2006346935A JP 2005173837 A JP2005173837 A JP 2005173837A JP 2005173837 A JP2005173837 A JP 2005173837A JP 2006346935 A JP2006346935 A JP 2006346935A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- laser
- bonded
- lens system
- joining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
- B29C65/1635—Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
- B29C65/1654—Laser beams characterised by the way of heating the interface scanning at least one of the parts to be joined
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1677—Laser beams making use of an absorber or impact modifier
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
- B29C65/16—Laser beams
- B29C65/1687—Laser beams making use of light guides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
- B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
- B29C66/112—Single lapped joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
- B29C66/13—Single flanged joints; Fin-type joints; Single hem joints; Edge joints; Interpenetrating fingered joints; Other specific particular designs of joint cross-sections not provided for in groups B29C66/11 - B29C66/12
- B29C66/131—Single flanged joints, i.e. one of the parts to be joined being rigid and flanged in the joint area
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
- B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
- B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
- B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
- B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
- B29C66/8126—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
- B29C66/81266—Optical properties, e.g. transparency, reflectivity
- B29C66/81267—Transparent to electromagnetic radiation, e.g. to visible light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
- B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
- B29C66/836—Moving relative to and tangentially to the parts to be joined, e.g. transversely to the displacement of the parts to be joined, e.g. using a X-Y table
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
- B29C66/84—Specific machine types or machines suitable for specific applications
- B29C66/863—Robotised, e.g. mounted on a robot arm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
- B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
- B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
Abstract
Description
本発明は、樹脂材料或いは金属材料などの被接合体の接合部にレーザー光を照射することにより、それぞれの材料の被接合体の接合部を加熱溶融させて接合するレーザー接合方法に関する。 The present invention relates to a laser bonding method in which a bonded portion of a material to be bonded, such as a resin material or a metal material, is irradiated with a laser beam to heat and melt the bonded portion of the bonded material of each material.
従来から、樹脂材料或いは金属材料などの被接合体の接合部にレーザー光を照射することにより、それぞれの材料の被接合体の接合部を加熱溶融させて接合するレーザー接合方法は、製品の小型化、コストダウン更には接合強度の高信頼性などのメリットにより種々の分野で利用されてきた。 Conventionally, a laser joining method in which a joining portion of a material to be joined such as a resin material or a metal material is irradiated with a laser beam to heat and melt the joining portion of the material to be joined is a compact product. It has been used in various fields due to advantages such as reduction in cost, cost reduction, and high reliability of bonding strength.
例えば、樹脂材料の接合に関しては、従来技術として、特許文献1及び特許文献2があり、図1(a)に見られるように、レーザー光に対して透過性のある樹脂材料からなる被接合体1と、カーボンなどを含むことによりレーザー光を吸収して加熱される樹脂材料からなる被接合体2とを重ね合わせて、透過性のある被接合体1側からレーザー光3を照射して、被接合体1を透過したレーザー光3が吸収性のある被接合体2を過熱し、その結果、両被接合体1,2の接合面を溶融して接合するものが開示されている。
なお、5は両被接合体1,2の接合部を加圧する透明材料から作られた加圧部材である。
For example, with respect to the bonding of resin materials, there are
Reference numeral 5 denotes a pressurizing member made of a transparent material that pressurizes the joints of the
しかし、二次元方向に走査されるレンズ系を通してレーザー光3を照射する方法において、図1(a)にあるように、透過性のある被接合体1と一体の製品本体部分1’がレーザー光を干渉するような構造になっている場合には、レーザー光の焦点を特別に長焦点構造にして対応する方法が採られていた。この方法では、レーザー光が長焦点構造であるため、図1(b)のように、溶着部即ち両被接合体1,2の接合面に投入されるエネルギーとほぼ同等のエネルギーがその直前の被接合体1の表面に与えられることにより被接合体1が発火してしまうという問題があった。この問題を避けるために、図2のように、多関節ロボットにより照射する方式も提案されているが、この方法では複雑な形状への対応が困難であると共に溶着部に対して十分なエネルギーが加わらず一部が未溶着になるなどの欠点が生じてしまう可能性があった。また、当然のことながら、この方式は大幅なコストアップになるという問題もある。
However, in the method of irradiating the
一方、金属材料の接合に関しては、図4のように、接合される二つの金属材料からなる被接合体7,8を重ねた後に、一方の被接合体7側からレーザー光3を照射して加熱し、その熱を被接合体7から被接合体8に熱伝導により伝達して両被接合体7,8を溶融して接合する方法、或いは、図5のように、接合される両被接合体7,8の接合面を突き合わせてその突合せ部分をレーザー光により加熱溶融して接合する所謂突合せ溶接が行われている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, after joining the
これらの場合も、二次元方向に走査されるレンズ系を通してレーザー光を照射する方法が一般であり、樹脂材料の場合と同様に、図1(a)にあるように、接合される部分と一体の製品本体部分1’がレーザー光を干渉するような構造になっている場合には、レーザー光の焦点を特別に長焦点構造にして対応するか、図2のように、多関節ロボットにより照射する方式が提案されている。特に、後者の方法では複雑な形状への対応が困難であると共に溶着部に対して十分なエネルギーが加わらず一部が未溶着になるなどの欠点が生じてしまう可能性があった。また、当然のことながら、この方式は大幅なコストアップになるという問題もある。 In these cases as well, a method of irradiating a laser beam through a lens system scanned in a two-dimensional direction is generally used. As in the case of a resin material, as shown in FIG. If the product main body part 1 'is structured to interfere with the laser beam, the laser beam is focused with a specially long focal point structure or irradiated by an articulated robot as shown in FIG. A method to do this has been proposed. In particular, in the latter method, it is difficult to cope with a complicated shape, and there is a possibility that defects such as a part not being welded due to a sufficient energy not being applied to the welded portion may occur. As a matter of course, this method also has a problem that the cost is significantly increased.
本発明は、上記の従来技術が有する問題点を解決しようとするものであり、レーザー光の照射対象物が複雑な構成であってレーザー光を干渉してしまうような場合に、特に長焦点構造のレーザー光や多関節ロボットなどの高価な設備を使用することなく、通常使用されている二次元方向に走査されるレンズ系を通してレーザー光を照射する方法を用いて、簡単且つ確実なレーザー光の照射を行う方法を提供することにある。 The present invention is intended to solve the above-described problems of the prior art, and particularly when the object to be irradiated with the laser light has a complicated configuration and interferes with the laser light, the long-focus structure is provided. Without using expensive equipment such as laser light and articulated robots, simple and reliable laser light can be emitted by using a method that irradiates laser light through a lens system that is normally scanned in a two-dimensional direction. It is to provide a method of performing irradiation.
請求項1のレーザー接合方法は、レーザー光を透過する第一の被接合体とレーザー光を吸収して加熱される第二の被接合体とを重ね合わせた後、前記第一の被接合体側から前期重ね合わせた面に対してレーザー光を照射して両被接合体を接合するレーザー接合方法において、前記第一の被接合体とレーザー光照射装置のレンズ系との間にレーザー光偏向部材を配設することによりレーザー光の照射位置を調整することを特徴とするものである。
The laser bonding method according to
本発明は、このように構成されているので、レーザー光の照射対象物が複雑な構成であってレーザー光を干渉してしまうような場合に、特に長焦点構造のレーザー光や多関節ロボットなどの高価な設備を使用することなく、レーザー光の屈折効果を利用したレーザー光偏向部材を第一の被接合体とレーザー光照射装置のレンズ系との間に配列するのみで、樹脂等の接合において簡単且つ確実なレーザー接合を行うことができるという効果を奏するものである。 Since the present invention is configured in this way, the laser beam irradiation target has a complicated configuration and interferes with the laser beam. Without using expensive equipment, it is only necessary to arrange a laser beam deflecting member using the refraction effect of the laser beam between the first object to be joined and the lens system of the laser beam irradiation device, and to join resin etc. Thus, it is possible to perform simple and reliable laser bonding.
請求項2の発明のように、好ましくは、前記レンズ系は、二次元方向に走査されるレンズ系であることを特徴とする。 Preferably, the lens system is a lens system scanned in a two-dimensional direction.
このように構成することにより、通常使用されている二次元方向に走査されるレンズ系を使用する方法を用いて、レーザー光の屈折効果を利用したレーザー光偏向部材を第一の被接合体とレーザー光照射装置のレンズ系との間に配列するのみで、簡単且つ確実なレーザー接合を行うことができるという効果を奏するものである。 By configuring in this way, the laser beam deflecting member using the refraction effect of the laser beam is used as the first object to be bonded by using a method that uses a lens system that is normally scanned in a two-dimensional direction. The effect is that simple and reliable laser bonding can be performed only by arranging between the lens system of the laser beam irradiation apparatus.
請求項3の発明のように、好ましくは、前記レーザー光偏向部材は、前記第一の被接合体を押圧する機能を備えるように構成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, preferably, the laser beam deflecting member is configured to have a function of pressing the first object to be joined.
このように構成されているので、レーザー光偏向部材を配設することにより部品点数が増加しても、被接合体間の接合部を加圧する加圧部材を兼用することで実質的な部品点数の増加を防ぐことができ、コストメリットが大きい。 Since it is configured in this way, even if the number of parts is increased by arranging the laser beam deflecting member, the number of parts can be substantially increased by using the pressure member that pressurizes the joint between the joined bodies. Can be prevented, and the cost merit is great.
請求項4のレーザー接合方法は、レーザー光を吸収して加熱される第一の被接合体と前記第一の被接合体からの熱伝導により加熱される第二の被接合体とを重ね合わせた後、前記第一の被接合体側から前記第一の被接合体に対してレーザー光を照射して両被接合体を接合するレーザー接合方法において、前記第一の被接合体とレーザー光照射装置のレンズ系との間にレーザー光偏向部材を配設することによりレーザー光の照射位置を調整することを特徴とするものである。
The laser bonding method according to
このように構成されているので、レーザー光の照射対象物が複雑な構成であってレーザー光を干渉してしまうような場合に、特に長焦点構造のレーザー光や多関節ロボットなどの高価な設備を使用することなく、レーザー光の屈折効果を利用したレーザー光偏向部材を第一の被接合体とレーザー光照射装置のレンズ系との間に配列するのみで、金属等の重ね合せ接合において簡単且つ確実なレーザー接合を行うことができるという効果を奏するものである。 Because it is configured in this way, when the object to be irradiated with the laser beam has a complicated configuration and interferes with the laser beam, it is particularly expensive equipment such as a laser beam with a long focal structure or an articulated robot. Without using a laser, simply aligning the laser beam deflecting member using the refraction effect of the laser beam between the first object to be bonded and the lens system of the laser beam irradiation device, it is easy to superimpose metals. In addition, there is an effect that reliable laser bonding can be performed.
請求項5のレーザー接合方法は、レーザー光を吸収して加熱される二つの被接合体のそれぞれの端部を突合わせた後、前記突合せ部にレーザー光を照射して両被接合体を接合するレーザー接合方法において、前記両被接合体の前記突合せ部とレーザー光照射装置のレンズ系との間にレーザー光偏向部材を配設することによりレーザー光の照射位置を調整することを特徴とするものである。 In the laser bonding method according to claim 5, after joining the respective end portions of the two objects to be heated which absorb and heat the laser light, the laser light is irradiated to the butted parts to join both the objects to be bonded. In the laser joining method, the laser light irradiation position is adjusted by disposing a laser light deflecting member between the abutting portion of the both objects to be joined and the lens system of the laser light irradiation apparatus. Is.
このように構成されているので、レーザー光の照射対象物が複雑な構成であってレーザー光を干渉してしまうような場合に、特に長焦点構造のレーザー光や多関節ロボットなどの高価な設備を使用することなく、レーザー光の屈折効果を利用したレーザー光偏向部材を第一の被接合体とレーザー光照射装置のレンズ系との間に配列するのみで、金属等の突合せ接合において簡単且つ確実なレーザー接合を行うことができるという効果を奏するものである。 Because it is configured in this way, when the object to be irradiated with the laser beam has a complicated configuration and interferes with the laser beam, it is particularly expensive equipment such as a laser beam with a long focal structure or an articulated robot. Without using a laser, a laser beam deflecting member utilizing the refraction effect of laser beam is simply arranged between the first object to be bonded and the lens system of the laser beam irradiation device, and can be easily and butt-joined in metal and the like. There is an effect that reliable laser bonding can be performed.
請求項6の発明のように、好ましくは、請求項4及び5の発明における前記レンズ系は、二次元方向に走査されるレンズ系であることを特徴とする。
As in the invention of
このように構成することにより、通常使用されている二次元方向に走査されるレンズ系を使用する方法を用いて、レーザー光の屈折効果を利用したレーザー光偏向部材を第一の被接合体とレーザー光照射装置のレンズ系との間に配列するのみで、簡単且つ確実なレーザー接合を行うことができるという効果を奏するものである。 By configuring in this way, the laser beam deflecting member using the refraction effect of the laser beam is used as the first object to be bonded by using a method that uses a lens system that is normally scanned in a two-dimensional direction. The effect is that simple and reliable laser bonding can be performed only by arranging between the lens system of the laser beam irradiation apparatus.
以下、図3〜5に基づいて本発明の実施形態について説明する。各図共、1はレーザー光を透過する樹脂材料からなる被接合体、1’は被接合体1と一体の製品本体部分、2はレーザー光を吸収する樹脂材料からなる被接合体、3はレーザー光、3’はレーザー光照射装置(レンズ系を含む)、4は実施形態1における接合部、5は透明版よりなるレーザー光偏向部材、5aはレーザー光偏向部材の偏向部、5bはレーザー光偏向部材の基部、7,8は第二、三実施形態における金属材料からなる被接合体、9は第二、三実施形態における接合部である。
なお、図1及び図2は従来例についての説明図であり、各参照番号は図3〜5と共通であり、6は多関節ロボットである。なお、従来技術については、〔背景技術〕の項で詳述したので、ここでは繰り返した説明は行わない。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In each of the drawings, 1 is a joined body made of a resin material that transmits laser light, 1 ′ is a product main body part that is integral with the joined
1 and 2 are explanatory diagrams of the conventional example. Each reference number is the same as that in FIGS. 3 to 5, and 6 is an articulated robot. Since the prior art has been described in detail in the section “Background Art”, a repeated description will not be given here.
図3に基づいて本発明の第一の実施形態ついて説明する。本実施形態は、特に、樹脂材料相互をレーザー光により接合する技術に関するものである。レーザー光を透過する樹脂材料からなる第一の被接合体1とレーザー光を吸収して加熱される、例えば、カーボンを含有する樹脂材料からなる第二の被接合体2とが重ね合わせられている。次に、二次元方向に走査されるレンズ系を備えたレーザー光照射装置3’により第一の被接合体1側から前期重ね合わせた面に対してレーザー光3を照射することとなるが、この場合、従来からのレンズ系を通して真直ぐにレーザー光3を照射する方式では、第一の被接合体1と一体に形成されている製品本体部分1’がレーザー光3を干渉してしまうので、レーザー光偏向部材5を前記第一の被接合体1とレーザー光照射装置3’のレンズ系との間に配設する。このように構成することにより、レーザー光が干渉されない位置で走査されるレーザー光照射装置3’からのレーザー光をレーザー光偏向部材5により屈折させてその照射位置を調整することにより第一、第二の両被接合体1の接合部4へのレーザー光の照射を簡単且つ確実に行うことができる。
A first embodiment of the present invention will be described based on FIG. In particular, the present embodiment relates to a technique for joining resin materials together with laser light. A first bonded
レーザー光偏向部材5は、それぞれ透明版からなる、レーザー光偏向部材の偏向部5aと、レーザー光偏向部材の基部5bとから構成されている。レーザー光偏向部材の基部5bは、第一の被接合体1と一体に形成されている製品本体部分1’の上に公知の適宜手段によって安定的に載置されており、レーザー光偏向部材の偏向部5aを含むレーザー光偏向部材5全体の荷重で第一、第二の両被接合体1の接合部4を加圧する加圧部材の機能を併せて備えている。レーザー光偏向部材の偏向部5aは、レーザー光偏向部材の基部5bに対して必要角度だけ傾斜して取り付けられている。この角度は、レーザー光が干渉されないで走査されることが可能なレーザー光照射装置3’の最適な位置、その場合の接合部4の位置などを考慮して最適な状況に設計される。また、レーザー光偏向部材の偏向部5aとレーザー光偏向部材の基部5bとは、予め一体成形により作成しても、それぞれ別個に作成した後に両者を固定することにより作成してもかまわない。なお、レーザー光偏向部材5は両被接合部材1,2から一定距離離れて配置されているため、当然のことながら、レーザー光による溶着時(接合時)の熱の影響を受けることはない。このため、第一の被接合体1の表面が仮に発火したとしてもその損傷が軽減できるのでレーザー光偏向部材5の交換等の必要が少なくコストダウンに貢献できる。
The laser beam deflecting member 5 is composed of a deflecting
次に、図4に基づいて、本発明の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、特に、金属材料相互をレーザー光により接合する技術に関するものである。レーザー光を吸収して加熱される金属材料からなる第一の被接合体7とこの第一の被接合体7からの熱伝導により加熱される金属からなる第二の被接合体8とが重ね合わせられている。次に、二次元方向に走査されるレンズ系を備えたレーザー光照射装置3’により第一の被接合体7側から同被接合体7に対してレーザー光3を照射することとなるが、この場合、従来からのレンズ系を通して真直ぐにレーザー光3を照射する方式では、被接合体と一体に形成されている製品本体部分(図示されていない)がレーザー光3を干渉してしまうので、レーザー光偏向部材5を前記第一の被接合体7とレーザー光照射装置3’のレンズ系との間に配設する。このように構成することにより、レーザー光が干渉されない位置で走査されるレーザー光照射装置3’からのレーザー光3をレーザー光偏向部材5により屈折させてその照射位置を調整することにより第一の被接合体7へのレーザー光3の照射を簡単且つ確実に行うことができる。なお、レーザー光偏向部材5は第一実施形態で使用したものと同様でありここでは重複した説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG. The second embodiment particularly relates to a technique for joining metal materials together with laser light. A first bonded
次に、図5に基づいて、本発明の第三の実施形態について説明する。第三の実施形態は、特に、金属材料相互をレーザー光により接合する技術に関するものである。レーザー光を吸収して加熱される金属材料からなる第一及び第二の被接合体7、8がその端部即ち接合面9を突き合わせて配置されている。次に、二次元方向に走査されるレンズ系を備えたレーザー光照射装置3’によりこの接合部9に対してレーザー光3を照射することとなるが、この場合、従来からのレンズ系を通して真直ぐにレーザー光3を照射する方式では、被接合体と一体に形成されている製品本体部分(図示されていない)がレーザー光3を干渉してしまうので、レーザー光偏向部材5を前記接合部9とレーザー光照射装置3’のレンズ系との間に配設する。このように構成することにより、レーザー光が干渉されない位置で走査されるレーザー光照射装置3’からのレーザー光3をレーザー光偏向部材5により屈折させてその照射位置を調整することにより第一、第二の両被接合体7,8の接合部9へのレーザー光3の照射を簡単且つ確実に行うことができる。なお、レーザー光偏向部材5は第一実施形態で使用したものと同様でありここでは重複した説明は省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described based on FIG. The third embodiment particularly relates to a technique for joining metal materials together by laser light. First and second objects to be joined 7 and 8 made of a metal material that is heated by absorbing laser light are disposed so as to abut the end portions, that is, the joining
以上、説明したように、本発明によれば、樹脂同士或いは金属同士の被接合体をレーザー光により接合するに際し、従来からの二次元方向に走査されるレンズ系を通して真直ぐにレーザー光を照射する方式では、照射対象物の構造上の事情などによりレーザー光が干渉されてしまうような場合に、特に長焦点構造のレーザー光や多関節ロボットなどの高価な設備を使用することなく、レーザー光の屈折効果を利用したレーザー光偏向部材を接合部とレーザー光照射装置のレンズ系との間に配列するのみで、レーザー光が干渉されない位置で走査されるレーザー光照射装置3’からのレーザー光をレーザー光偏向部材5により屈折させてその照射位置を調整することにより、その接合部へのレーザー光の照射を簡単且つ確実に行うことができるという効果を奏するものである。
As described above, according to the present invention, when joining objects to be bonded between resins or metals with a laser beam, the laser beam is irradiated straight through a conventional lens system scanned in a two-dimensional direction. In this method, when laser light is interfered due to structural circumstances of the irradiation object, laser light can be emitted without using expensive equipment such as a laser beam with a long focal structure or an articulated robot. The laser beam from the laser
1 レーザー光を透過する被接合体
1’ 被接合体1と一体の製品本体部分
2 レーザー光を吸収する被接合体
3 レーザー光
3’ レーザー光照射装置(レンズ系を含む)
4 接合部、(第一実施形態)
5 レーザー光偏向部材(透明版)
5a レーザー光偏向部材の偏向部
5b レーザー光偏向部材の基部
6 多関節ロボット
7,8 被接合体(第二、三実施形態)
9 接合部、(第二、三実施形態)
DESCRIPTION OF
4 joints (first embodiment)
5 Laser beam deflecting member (transparent plate)
5a Deflection part of laser
9 joints (second and third embodiments)
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005173837A JP2006346935A (en) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Laser joining method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005173837A JP2006346935A (en) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Laser joining method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006346935A true JP2006346935A (en) | 2006-12-28 |
Family
ID=37643283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005173837A Pending JP2006346935A (en) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Laser joining method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006346935A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012050097A1 (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-19 | 新日本製鐵株式会社 | Laser welding method |
CN108031971A (en) * | 2017-12-13 | 2018-05-15 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | The method for laser welding of opaque-plastic |
JP2021020380A (en) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | 日本電産コパル電子株式会社 | Apparatus and method for manufacturing electronic component |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5638312B2 (en) * | 1975-05-13 | 1981-09-05 | ||
JPS6451924A (en) * | 1987-08-23 | 1989-02-28 | Toyota Motor Corp | Joining method of synthetic resin material |
JP2001334578A (en) * | 2000-05-26 | 2001-12-04 | Matsushita Electric Works Ltd | Method for welding resin by laser |
JP2005095934A (en) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Miyachi Technos Corp | Laser welding machine |
-
2005
- 2005-06-14 JP JP2005173837A patent/JP2006346935A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5638312B2 (en) * | 1975-05-13 | 1981-09-05 | ||
JPS6451924A (en) * | 1987-08-23 | 1989-02-28 | Toyota Motor Corp | Joining method of synthetic resin material |
JP2001334578A (en) * | 2000-05-26 | 2001-12-04 | Matsushita Electric Works Ltd | Method for welding resin by laser |
JP2005095934A (en) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Miyachi Technos Corp | Laser welding machine |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012050097A1 (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-19 | 新日本製鐵株式会社 | Laser welding method |
JP5130499B2 (en) * | 2010-10-12 | 2013-01-30 | 新日鐵住金株式会社 | Laser welding method |
CN103153523A (en) * | 2010-10-12 | 2013-06-12 | 新日铁住金株式会社 | Laser welding method |
TWI451928B (en) * | 2010-10-12 | 2014-09-11 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | Laser welding method |
CN103153523B (en) * | 2010-10-12 | 2015-07-01 | 新日铁住金株式会社 | Laser welding method |
US9649725B2 (en) | 2010-10-12 | 2017-05-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Laser welding method |
CN108031971A (en) * | 2017-12-13 | 2018-05-15 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | The method for laser welding of opaque-plastic |
JP2021020380A (en) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | 日本電産コパル電子株式会社 | Apparatus and method for manufacturing electronic component |
JP7326057B2 (en) | 2019-07-29 | 2023-08-15 | ニデックコンポーネンツ株式会社 | Electronic component manufacturing apparatus and electronic component manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4924143B2 (en) | Metal workpiece joining method | |
JP2005246692A (en) | Laser welding method of resin material | |
JP5248347B2 (en) | Laser welding method | |
JP5610138B2 (en) | Laser welding equipment | |
JP5030871B2 (en) | Resin welding method | |
JP2012500120A (en) | Laser head and method for joining tubular parts by laser irradiation | |
JP2005088585A (en) | Method and apparatus for joining components by laser beam | |
JP2009241116A (en) | Welding method of metallic material and joined body of metallic material | |
JP4766589B2 (en) | Coating apparatus and coating method for connecting part of resin-coated steel pipe | |
JP4707185B2 (en) | Welding apparatus and welding method | |
JP2006341515A (en) | Bonded body and method of bonding | |
JP5030872B2 (en) | Resin welding method | |
JP6391412B2 (en) | Laser welding method and laser welding apparatus | |
JP2006346935A (en) | Laser joining method | |
JP2008030113A (en) | Joining method of different metals | |
JP6605790B2 (en) | Welding method | |
JP2001232687A (en) | Forming process for thermoplastic resin member by laser | |
JP2006334617A (en) | Automatic welding apparatus of coated steel tube, and its connection method | |
JP2012030254A (en) | Method and device for laser beam welding | |
WO2011074072A1 (en) | Method of welding resin | |
JP2005169418A (en) | Method and device for joining dissimilar materials | |
JP4185405B2 (en) | Bonding method between resin materials | |
KR20170073142A (en) | Bonding method of sandwich plates | |
JP5049799B2 (en) | Member joining method and sheet joined body manufacturing method | |
JP5000982B2 (en) | Laser welding method for differential thickness materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070702 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091117 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100316 |