JP2010125502A - Laser beam machining method, and laser beam machining apparatus - Google Patents

Laser beam machining method, and laser beam machining apparatus Download PDF

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聖之 石川
Hisashi Kato
久詞 加藤
Shigeru Hayashida
茂 林田
Yuji Hanaki
裕治 花木
Keisuke Imada
桂輔 今田
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Abstract

【課題】メッキ加工された金属における溶接加工の効率を向上させることができ、また、接合の深さが適切になるようにレーザの照射を終了させることにより、接合品質の保証精度を向上させることができ、さらに、短時間かつ安価に溶接条件を設定することが可能となる、レーザ加工方法、及び、レーザ加工装置を提供する。
【解決手段】低出力のレーザビームを照射している最中に、反射光の強度が、一旦上昇してから第一の所定値以下に低下した状態が第一の所定時間だけ継続したことに基づいてレーザビームの出力強度を高出力に調整し、高出力のレーザビームを照射している最中に、反射光の強度が、再度上昇してから第二の所定値以下に低下した状態が第二の所定時間だけ継続したことに基づいて、レーザビームの出力強度を0に調整する。
【選択図】図2
[PROBLEMS] To improve the efficiency of welding in plated metal, and to improve the guarantee accuracy of joining quality by terminating laser irradiation so that the joining depth is appropriate. In addition, a laser processing method and a laser processing apparatus that can set welding conditions in a short time and at a low cost are provided.
During irradiation with a low-power laser beam, the state where the intensity of the reflected light once rises and then falls below a first predetermined value continues for a first predetermined time. Based on this, the output intensity of the laser beam is adjusted to a high output, and while the high output laser beam is being irradiated, the intensity of the reflected light increases again and then decreases to a second predetermined value or less. The output intensity of the laser beam is adjusted to 0 based on continuing for the second predetermined time.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、レーザ加工方法、及び、レーザ加工装置に関し、より詳しくは、レーザビームによる溶接加工において、接合品質の保証精度、及び、溶接加工の効率を向上させる技術に関する。   The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus, and more particularly to a technology for improving the accuracy of welding quality and the efficiency of welding processing in laser beam welding.

従来、金属をレーザビームによって加工する技術、例えば二種類の金属をレーザビームで溶接する技術が用いられているが、この際の加工効率を向上させるためには、金属表面におけるレーザビームの吸収率を上げる必要があり、換言すれば金属表面におけるレーザビームの反射率を低減させる必要がある。
上記のレーザビームによる加工において、金属表面が溶融することによって金属表面におけるレーザビームの吸収率が向上することが知られている。このため、加工の初期においては低出力のレーザビームを照射し、金属表面が溶融してレーザビームの吸収率が向上してから高出力のレーザビームを照射することにより、つまり段階的にレーザ出力を増加させることにより、加工効率を向上させる技術が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2、及び、特許文献3)。
Conventionally, a technique for processing a metal with a laser beam, for example, a technique for welding two kinds of metal with a laser beam, is used. In order to improve the processing efficiency at this time, the absorption rate of the laser beam on the metal surface is used. In other words, it is necessary to reduce the reflectance of the laser beam on the metal surface.
It is known that the laser beam absorption rate on the metal surface is improved by melting the metal surface in the processing using the laser beam. For this reason, in the initial stage of processing, a low-power laser beam is irradiated, and after the metal surface is melted and the laser beam absorption rate is improved, a high-power laser beam is irradiated, that is, laser output is stepwise. There is known a technique for improving the processing efficiency by increasing the value (for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).

前記従来技術において、例えば特許文献1には、短波長(低出力)のレーザビームを照射して金属表面を溶融させた後で、長波長(高出力)のレーザビームを照射することにより、加工効率を向上させる技術が記載されている。
また、特許文献2には、レーザビームを照射中に加工点からのレーザビームの反射光強度及び熱放射光強度を計測し、反射光強度が減少し且つ熱放射光強度の増加の程度が鈍化した時点でレーザビームの強度を増加させることにより、接合強度等の品質を確保する技術が記載されている。
さらに、特許文献3には、予め最適溶接条件下でのレーザビームの出力強度等とその反射率との関係を測定して補正係数を求めておき、レーザ溶接時にレーザビームの反射率を測定しながらレーザビームの出力強度等を制御することにより、加工効率を向上させ、かつ接合品質を確保する技術が記載されている。
特開平5−104276号公報 特開2004−58141号公報 特開平3−248789号公報
In the above prior art, for example, Patent Document 1 discloses processing by irradiating a laser beam with a long wavelength (high output) after irradiating a laser beam with a short wavelength (low output) to melt the metal surface. Techniques for improving efficiency are described.
In Patent Document 2, the reflected light intensity and thermal radiation light intensity of the laser beam from the processing point are measured during the laser beam irradiation, and the reflected light intensity decreases and the degree of increase of the thermal radiation light intensity slows down. A technique for ensuring the quality such as the bonding strength by increasing the intensity of the laser beam at this point is described.
Furthermore, in Patent Document 3, a correction coefficient is obtained by measuring the relationship between the output intensity of the laser beam under optimum welding conditions and the reflectance in advance, and the reflectance of the laser beam is measured during laser welding. However, there is described a technique for improving the processing efficiency and ensuring the bonding quality by controlling the output intensity of the laser beam.
JP-A-5-104276 JP 2004-58141 A JP-A-3-248789

前記レーザ溶接加工においては、例えば、溶接対象のうち、一方の金属の表面がメッキ加工されており、そのメッキ加工された金属の側からレーザ溶接を行う場合がある。この場合においても前記同様に、まずメッキ部分に低出力のレーザビームを照射して該メッキ部分を溶融させ、加工対象におけるレーザビームの吸収率を向上させてから高出力のレーザビームを照射して母材を溶融させることにより、加工効率を向上させることが可能となる。換言すれば、メッキ部分が溶融した時点で、加工対象におけるレーザビームの吸収率が高まって反射光の強度が一旦低下し、その後でレーザビームを高出力に変更することにより、短時間で効率良く溶接加工を行うことができるのである。   In the laser welding process, for example, the surface of one of the objects to be welded is plated, and laser welding may be performed from the plated metal side. In this case as well, as described above, the plating portion is first irradiated with a low-power laser beam to melt the plating portion, and the laser beam absorption rate in the object to be processed is improved, and then the high-power laser beam is irradiated. It is possible to improve the processing efficiency by melting the base material. In other words, when the plating part is melted, the absorption rate of the laser beam in the processing object increases and the intensity of the reflected light once decreases, and then the laser beam is changed to a high output, so that it can be efficiently performed in a short time. Welding can be performed.

しかし、前記特許文献1に記載の技術によれば、レーザビームの反射光の強度変化に対応して短波長のレーザビームを長波長のレーザビームに変更する構成ではないため、加工対象におけるレーザビームの吸収率が高まったことに適切に対応してレーザビームの出力を変更できず、上記のような効率の良い溶接加工を行うことは困難であった。   However, according to the technique described in Patent Document 1, the laser beam in the processing target is not configured to change the short-wavelength laser beam to the long-wavelength laser beam in response to the intensity change of the reflected light of the laser beam. The laser beam output could not be changed appropriately in response to the increase in the absorption rate of the laser beam, and it was difficult to perform efficient welding as described above.

また、レーザ溶接加工の接合品質には接合強度だけでなく、接合の深さや広さも影響する。ここで、レーザ溶接加工の接合の深さが浅ければ、溶け込みが不足して接合強度が小さくなる。一方、接合の深さが深すぎても、接合強度は確保できる反面、溶け込みによって他の電子部品が破損する可能性がある等の問題を生じるのである。つまり、接合品質の保証精度を確保するためには、レーザ溶接加工におけるレーザの照射を、接合対象である金属の母材が溶融した後の適切なタイミングで終了させることにより、接合の深さを調節する必要があるのである。   Further, not only the bonding strength but also the bonding depth and width affect the bonding quality of laser welding. Here, if the joining depth of the laser welding process is shallow, the penetration is insufficient and the joining strength is reduced. On the other hand, even if the bonding depth is too deep, the bonding strength can be ensured, but on the other hand, other electronic components may be damaged due to melting. In other words, in order to ensure the accuracy of joining quality assurance, laser irradiation in laser welding processing is terminated at an appropriate timing after the metal base material to be joined has melted, thereby reducing the joining depth. It needs to be adjusted.

しかし、特許文献2、特許文献3に記載の技術によれば、レーザ光の反射光強度、又は反射率等の変化に基づいてレーザ照射の出力強度を制御する構成であるものの、レーザの照射を適切なタイミングで終了させる技術は開示されていないため、接合の深さが深くなりすぎるという前記の問題が発生する可能性があった。
また、従来技術におけるレーザ溶接加工においては、前記のように適切なタイミングで溶接を終了させる必要があり、そのような溶接条件を設定するために多くの予備実験を行う必要があるため、時間及び費用のコストが多大であった。
However, according to the techniques described in Patent Document 2 and Patent Document 3, although the configuration is such that the output intensity of laser irradiation is controlled based on changes in the reflected light intensity or reflectance of the laser light, the laser irradiation is performed. Since a technique for terminating at an appropriate timing is not disclosed, the above-described problem that the depth of the junction becomes too deep may occur.
Further, in the laser welding processing in the prior art, it is necessary to finish the welding at an appropriate timing as described above, and it is necessary to perform many preliminary experiments in order to set such welding conditions. The cost of expenses was great.

そこで本発明では、反射光の強度変化に基づいてレーザ照射の出力を制御することにより、メッキ加工された金属における溶接加工の効率を向上させることができ、また、接合の深さが適切になるようにレーザの照射を終了させることにより、接合品質の保証精度を向上させることができ、さらに、短時間かつ安価に溶接条件を設定することが可能となる、レーザ加工方法、及び、レーザ加工装置を提供するものである。   Therefore, in the present invention, by controlling the output of the laser irradiation based on the intensity change of the reflected light, the efficiency of the welding process in the plated metal can be improved, and the joining depth becomes appropriate. Thus, the laser processing method and the laser processing apparatus that can improve the guarantee accuracy of the joint quality and can set the welding conditions in a short time and at a low cost by terminating the laser irradiation as described above. Is to provide.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.

即ち、請求項1においては、ワークに対して照射するレーザビームの出力強度を低出力又は高出力に調整可能なレーザビーム照射手段と、前記ワークにおける、前記レーザビームの反射光の強度を測定する、反射光強度測定手段と、前記反射光強度測定手段で測定された前記反射光の強度に基づいて、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を調整する、レーザビーム出力強度調整手段と、を備えるレーザ加工装置で行われるレーザ加工方法であって、前記ワークは母材の表面にメッキ部分を形成して構成され、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段が、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を高出力に調整し、前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワークの母材が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段が、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を0に調整するものである。   That is, in claim 1, the laser beam irradiation means capable of adjusting the output intensity of the laser beam irradiated to the workpiece to a low output or a high output, and the intensity of the reflected light of the laser beam at the workpiece are measured. Reflected light intensity measuring means; and laser beam output intensity adjusting means for adjusting the output intensity of the laser beam from the laser beam irradiating means based on the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means; The workpiece is formed by forming a plated portion on the surface of a base material, and the laser beam irradiating means irradiates a low-power laser beam. From the state where the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means is once increased due to melting of the plated portion of the workpiece surface. Based on the above, the laser beam output intensity adjusting means adjusts the output intensity of the laser beam from the laser beam irradiation means to a high output, and the laser beam irradiation means irradiates a high output laser beam. The laser beam output intensity is based on the fact that the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means has decreased from a once increased state due to melting of the workpiece base material during The adjusting means adjusts the output intensity of the laser beam from the laser beam irradiation means to zero.

請求項2においては、前記レーザビーム出力強度調整手段は、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第一の所定値以下に、第一の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を高出力に調整し、前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記母材が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第二の所定値以下に、第二の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を0に調整するものである。   According to a second aspect of the present invention, the laser beam output intensity adjusting means obtains in advance the intensity of reflected light that has risen once in advance while the laser beam irradiation means is irradiating a low-power laser beam based on experimental results. In addition, when the value is reduced based on a numerical value corresponding to a state in which the plated portion of the workpiece surface is melted, and falls below a first predetermined value for a first predetermined time, the laser beam from the laser beam irradiation means The output intensity is adjusted to a high output, and while the laser beam irradiating means is irradiating a high output laser beam, the intensity of the reflected light that has risen once is obtained in advance by experimental results. The laser beam output intensity from the laser beam irradiating means is reduced to 0 when the value falls below a second predetermined value, which is set based on a numerical value corresponding to the melted state, for a second predetermined time. It is intended to integer.

請求項3においては、ワークに対して照射するレーザビームの出力強度を低出力又は高出力に調整可能なレーザビーム照射手段と、前記ワークにおける、前記レーザビームの反射光の強度を測定する、反射光強度測定手段と、前記反射光強度測定手段で測定された前記反射光の強度に基づいて、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を調整する、レーザビーム出力強度調整手段と、を備えるレーザ加工装置であって、前記ワークは母材の表面にメッキ部分を形成して構成され、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段によって、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が高出力に調整され、前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワークの母材が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段によって、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が0に調整されるものである。   In Claim 3, the laser beam irradiation means which can adjust the output intensity of the laser beam irradiated with respect to a workpiece | work to low output or high output, and the reflection which measures the intensity | strength of the reflected light of the said laser beam in the said workpiece | work A light intensity measuring means; and a laser beam output intensity adjusting means for adjusting an output intensity of the laser beam from the laser beam irradiation means based on the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means. The workpiece is configured by forming a plated portion on the surface of a base material, and the workpiece surface is plated while the laser beam irradiation means is irradiating a low-power laser beam. Based on the fact that the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means has decreased from a state where it has once increased due to melting of the portion, The output intensity of the laser beam from the laser beam irradiation means is adjusted to a high output by the beam output intensity adjusting means, and the mother of the workpiece is being irradiated while the laser beam irradiation means is irradiating a high output laser beam. Based on the fact that the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means has decreased from a once raised state due to melting of the material, the laser beam output means adjusts the laser beam irradiation means. The output intensity of the laser beam from is adjusted to zero.

請求項4においては、前記レーザビーム出力強度調整手段は、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第一の所定値以下に、第一の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が高出力に調整され、前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記母材が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第二の所定値以下に、第二の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が0に調整されるものである。   According to a fourth aspect of the present invention, the laser beam output intensity adjusting means obtains in advance the intensity of the reflected light that has once increased while the laser beam irradiating means irradiates a low-power laser beam based on experimental results. In addition, when the value is reduced based on a numerical value corresponding to a state in which the plated portion of the workpiece surface is melted, and falls below a first predetermined value for a first predetermined time, the laser beam from the laser beam irradiation means While the output intensity is adjusted to high output and the laser beam irradiating means is irradiating the high output laser beam, the intensity of the reflected light that has once increased is obtained in advance by experimental results. When the laser beam irradiation means falls below a second predetermined value, which is set based on a numerical value corresponding to the melted state, for a second predetermined time, the output intensity of the laser beam from the laser beam irradiation means is 0. It is intended to be adjusted.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

本発明により、レーザ溶接加工において、メッキ加工された金属における溶接加工の効率を向上させることができ、また、接合の深さが適切になるようにレーザの照射を終了させることにより、接合品質の保証精度を向上させることができ、さらに、短時間かつ安価に溶接条件を設定することが可能となる。   According to the present invention, in the laser welding process, the efficiency of the welding process in the plated metal can be improved, and by terminating the laser irradiation so that the bonding depth becomes appropriate, the bonding quality can be improved. The guarantee accuracy can be improved, and further, welding conditions can be set in a short time and at a low cost.

次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明に係るレーザ加工装置を示す概略図である。
図2は本発明に係るレーザ加工方法におけるレーザビーム出力強度、及び、レーザビームの反射光強度の推移を示した図である。
図3は本発明に係るレーザ加工方法におけるフローチャートを示した図である。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施形態に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a schematic view showing a laser processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the transition of the laser beam output intensity and the reflected light intensity of the laser beam in the laser processing method according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the laser processing method according to the present invention.
It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments, and is widely applied to the entire scope of technical ideas that the present invention truly intends, as will be apparent from the matters described in the present specification and drawings. It extends.

[レーザ加工装置10]
まず始めに、本発明に係るレーザ加工装置10について、図1を用いて説明をする。
図1に示す如く、本発明に係るレーザ加工装置10は、レーザビーム照射手段11、反射光強度測定手段12、及び、レーザビーム出力強度調整手段13、を備える。
[Laser processing apparatus 10]
First, a laser processing apparatus 10 according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, a laser processing apparatus 10 according to the present invention includes a laser beam irradiation unit 11, a reflected light intensity measurement unit 12, and a laser beam output intensity adjustment unit 13.

ワークWに対してレーザビームLを照射する前記レーザビーム照射手段11は、例えばYAGレーザであり、ワークWに対して照射するレーザビームLの波長を変更すること等により、その出力強度を低出力又は高出力に調整可能に構成されている。
前記反射光強度測定手段12は、例えば光センサーであり、前記ワークWにおける、前記レーザビームLの反射光Rの強度を測定する。
前記レーザビーム出力強度調整手段13は、入力機能、表示機能、記憶機能、通信機能、及び、各種演算機能等を備えた制御装置であり、前記反射光強度測定手段12で測定された前記反射光Rの強度に基づいて、前記レーザビーム照射手段11からのレーザビームLの出力強度を調整する機能を有する。
The laser beam irradiation means 11 for irradiating the workpiece W with the laser beam L is, for example, a YAG laser, and the output intensity thereof is reduced by changing the wavelength of the laser beam L with which the workpiece W is irradiated. Or it is comprised so that adjustment to high output is possible.
The reflected light intensity measuring means 12 is an optical sensor, for example, and measures the intensity of the reflected light R of the laser beam L on the workpiece W.
The laser beam output intensity adjusting means 13 is a control device having an input function, a display function, a storage function, a communication function, various calculation functions, and the like, and the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means 12. It has a function of adjusting the output intensity of the laser beam L from the laser beam irradiation means 11 based on the intensity of R.

即ち、レーザ加工装置10においては、レーザビーム照射手段11によってワークWに対してレーザビームLが照射され、反射光強度測定手段12によって前記ワークWにおける、前記レーザビームLの反射光Rの強度が測定され、測定された該反射光Rの強度に基づいて、レーザビーム出力強度調整手段13によって前記レーザビーム照射手段11からのレーザビームLの出力強度が調整されることにより、レーザ溶接加工を行うのである。   That is, in the laser processing apparatus 10, the laser beam irradiation unit 11 irradiates the workpiece W with the laser beam L, and the reflected light intensity measurement unit 12 determines the intensity of the reflected light R of the laser beam L on the workpiece W. Based on the measured intensity of the reflected light R, the laser beam output intensity adjusting unit 13 adjusts the output intensity of the laser beam L from the laser beam irradiation unit 11 to perform laser welding. It is.

本実施形態におけるワークWは、図1に示すように第一接合対象物Aと第二接合対象物Bとで構成されている。即ち、本発明に係るレーザ加工装置10から照射されるレーザビームLによって、第一接合対象物Aと第二接合対象物Bとが、図1中の破線で示した接合部で互いに接合されるのである。
ここで、レーザ加工装置10側に配置される第一接合対象物Aは、母材の表面がメッキ加工されている。即ち、メッキ加工された第一接合対象物Aの側から本発明に係るレーザ溶接加工を行うのである。本実施形態における第一接合対象物Aは、母材に用いられる素材には例えば銅、鉄、ステンレス等があり、メッキ部分に用いられる素材には例えば錫、ニッケル等がある。
The workpiece W in the present embodiment is composed of a first joining object A and a second joining object B as shown in FIG. That is, the first joining object A and the second joining object B are joined to each other at the joint shown by the broken line in FIG. 1 by the laser beam L emitted from the laser processing apparatus 10 according to the present invention. It is.
Here, as for the 1st joining target object A arrange | positioned at the laser processing apparatus 10 side, the surface of the base material is plated. That is, the laser welding process according to the present invention is performed from the plated first object A to be joined. In the first joining object A in the present embodiment, there are copper, iron, stainless steel and the like as the material used for the base material, and tin and nickel are the material used for the plating part.

[レーザ加工方法]
次に、本発明に係るレーザ加工方法について、図2及び図3を用いて説明をする。
図2は本発明に係るレーザ加工方法におけるレーザビームLの出力強度、及び、レーザビームLの反射光Rの強度、の推移を示したグラフである。
即ち、図2は横軸を時間とし、横軸の上側はレーザビーム照射手段11によってワークWに対して照射されるレーザビームLの出力強度を示している。つまり、図2中の区間P1及び区間P2はレーザビーム照射手段11によって低出力のレーザビームLが照射されており、図2中の区間P3及び区間P4はレーザビーム照射手段11によって前記区間P1及び区間P2の場合よりも高出力のレーザビームLが照射されていることが示されている。
[Laser processing method]
Next, the laser processing method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a graph showing the transition of the output intensity of the laser beam L and the intensity of the reflected light R of the laser beam L in the laser processing method according to the present invention.
That is, in FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the upper side of the horizontal axis represents the output intensity of the laser beam L irradiated to the workpiece W by the laser beam irradiation means 11. That is, the section P1 and the section P2 in FIG. 2 are irradiated with the low-power laser beam L by the laser beam irradiation means 11, and the sections P3 and P4 in FIG. It is shown that the laser beam L having a higher output than that in the section P2 is irradiated.

一方、横軸の下側は反射光強度測定手段12によって測定される、ワークWにおける、前記レーザビームLの反射光Rの強度を示している。つまり、レーザ加工装置10がワークWに対してレーザ溶接加工を行う際における反射光Rの強度の推移であり、図2中の区間P1及び区間P3のそれぞれにおいて、反射光Rの強度が大きくなった後小さくなったことが示されている。   On the other hand, the lower side of the horizontal axis indicates the intensity of the reflected light R of the laser beam L on the workpiece W measured by the reflected light intensity measuring means 12. That is, it is a transition of the intensity of the reflected light R when the laser processing apparatus 10 performs laser welding on the workpiece W, and the intensity of the reflected light R increases in each of the section P1 and the section P3 in FIG. It has been shown that it became smaller after a while.

図2に示す如く、本発明に係るレーザ加工方法は、前記レーザビーム照射手段11が低出力のレーザビームLを照射している最中(区間P1)に、前記反射光強度測定手段12で測定される前記反射光Rの強度が、一旦上昇してから第一の所定値D1以下に低下した状態(点A1)が第一の所定時間T1だけ継続した(区間P2)ことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段13が、前記レーザビーム照射手段11からのレーザビームLの出力強度を高出力に調整する(点B1)。
さらに、前記レーザビーム照射手段11が高出力のレーザビームLを照射している最中(区間P3)に、前記反射光強度測定手段12で測定される前記反射光Rの強度が、再度上昇してから第二の所定値D2以下に低下した状態(点A2)が第二の所定時間T2だけ継続した(区間P4)ことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段13が、前記レーザビーム照射手段11からのレーザビームLの出力強度を0に調整する(点B2・区間P5)のである。
As shown in FIG. 2, the laser processing method according to the present invention is measured by the reflected light intensity measuring means 12 while the laser beam irradiating means 11 is irradiating a low-power laser beam L (section P1). On the basis of the fact that the intensity of the reflected light R that has been temporarily increased and then decreased to the first predetermined value D1 or less (point A1) continues for the first predetermined time T1 (section P2). The laser beam output intensity adjusting means 13 adjusts the output intensity of the laser beam L from the laser beam irradiation means 11 to a high output (point B1).
Further, while the laser beam irradiation means 11 is irradiating the high-power laser beam L (section P3), the intensity of the reflected light R measured by the reflected light intensity measurement means 12 increases again. Based on the fact that the state (point A2) that has decreased below the second predetermined value D2 has continued for the second predetermined time T2 (section P4), the laser beam output intensity adjusting means 13 performs the laser beam irradiation. The output intensity of the laser beam L from the means 11 is adjusted to 0 (point B2 / section P5).

本発明に係るレーザ加工方法のフローを、図3を用いて詳細に説明する。
まず、レーザビーム照射手段11がワークWに対して低出力のレーザビームLを照射する(ステップS1)。この際、同時に反射光強度測定手段12が前記ワークWにおける、前記レーザビームLの反射光Rの強度を測定する。
The flow of the laser processing method according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
First, the laser beam irradiation means 11 irradiates the workpiece W with a low-power laser beam L (step S1). At this time, the reflected light intensity measuring means 12 simultaneously measures the intensity of the reflected light R of the laser beam L on the workpiece W.

次に、反射光強度測定手段12によって測定された該反射光Rの強度が、一旦上昇してから第一の所定値D1以下に低下した状態が第一の所定時間T1だけ継続したか否かを、レーザビーム出力強度調整手段13が判断する(ステップS2)。
ステップS2で、第一の所定時間T1だけ継続した、即ちメッキ部分が溶融したことにより加工対象におけるレーザビームLの吸収率が高まって反射光Rの強度が一旦低下した、と判断した場合はステップS3に進む。第一の所定時間T1だけ継続していない、即ちメッキ部分が未だ溶融していない、と判断した場合はステップS1に進み、ステップS1〜ステップS2の処理を繰り返す。
Next, whether or not the state in which the intensity of the reflected light R measured by the reflected light intensity measuring means 12 once increases and then decreases to the first predetermined value D1 or less continues for the first predetermined time T1. Is determined by the laser beam output intensity adjusting means 13 (step S2).
If it is determined in step S2 that the laser beam L has been absorbed for the first predetermined time T1, ie, the plating portion has melted, the absorption rate of the laser beam L on the object to be processed has increased and the intensity of the reflected light R has once decreased. Proceed to S3. If it is determined that the first predetermined time T1 has not been continued, that is, the plated portion has not yet melted, the process proceeds to step S1, and the processes of steps S1 to S2 are repeated.

ステップS3では、レーザビーム照射手段11がワークWに対するレーザビームLを高出力に変更する(ステップS3)。この際、引き続き反射光強度測定手段12は前記ワークWにおける、前記レーザビームLの反射光Rの強度を測定し続ける。   In step S3, the laser beam irradiation means 11 changes the laser beam L for the workpiece W to a high output (step S3). At this time, the reflected light intensity measuring unit 12 continues to measure the intensity of the reflected light R of the laser beam L on the workpiece W.

次に、反射光強度測定手段12によって測定された該反射光Rの強度が、再度上昇してから第二の所定値D2以下に低下した状態が第二の所定時間T2だけ継続したか否かを、レーザビーム出力強度調整手段13が判断する(ステップS4)。
ステップS4で、第二の所定時間T2だけ継続した、即ち金属の母材が溶融したことにより加工対象におけるレーザビームLの吸収率が高まって反射光Rの強度が一旦低下し、適切な接合深さにまで母材が溶融した、と判断した場合はステップS5に進む。第二の所定時間T2だけ継続していない、即ち未だ適切な接合深さにまで母材が溶融していない、と判断した場合はステップS3に進み、ステップS3〜ステップS4の処理を繰り返す。
Next, whether or not the state in which the intensity of the reflected light R measured by the reflected light intensity measuring means 12 has increased again and then decreased to the second predetermined value D2 or less has continued for a second predetermined time T2. Is determined by the laser beam output intensity adjusting means 13 (step S4).
In step S4, the second predetermined time T2 is continued, that is, because the metal base material is melted, the absorptance of the laser beam L on the object to be processed is increased, and the intensity of the reflected light R is once reduced, and an appropriate bonding depth is obtained. If it is determined that the base material has melted, the process proceeds to step S5. If it is determined that the second predetermined time T2 has not been continued, that is, the base material has not yet been melted to an appropriate joining depth, the process proceeds to step S3, and the processes of steps S3 to S4 are repeated.

ステップS5では、レーザビーム照射手段11からのレーザビームLの照射を停止し(ステップS5)、その後に処理を終了するのである。   In step S5, the irradiation of the laser beam L from the laser beam irradiation means 11 is stopped (step S5), and then the process is terminated.

上記のレーザ加工方法において、第一の所定値D1、第一の所定時間T1は、実験結果により予め得られた、前記ワークWの表面が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定する構成としている。具体的には、低出力のレーザビームLを照射した際にメッキ部分が溶融し、ワークWの表面におけるレーザビームLの吸収率が高まる工程における、反射光Rの強度を実験によって測定する。その際に得られた、反射光Rの強度の数値に基づいて第一の所定値D1を設定し、反射光Rの強度がD1以下に低下して継続した時間に基づいて第一の所定時間T1を設定するのである。例えば、第一の所定値D1は、反射光Rの強度が一旦上昇してから低下して安定し始める状態(反射光Rの強度の変化が緩やかになる状態)、即ち図2中に示す区間P2の始まり部分に相当する状態における反射光Rの強度程度に設定すればよく、溶融状態のばらつきなどを考慮すると、区間P2に相当する状態に対して実験的に得られた反射光Rの強度よりも若干大きめの値に設定するとよい。また、第一の所定時間T1は、メッキ部分が溶融したことが確実に判断できる程度に設定すればよいため、反射光Rの強度が一旦上昇してから低下して安定している期間の全てではなく、図2のようにその期間の一部の時間として速やかにレーザビームLの強度を高出力に移行させることにより、レーザ加工時間を短縮することができる。
また、第二の所定値D2、及び、第二の所定時間T2についても、実験結果により予め得られた、前記ワークWの母材が所定の深さまで溶融した状態に対応する数値に基づいて設定する構成としている。具体的には、高出力のレーザビームLを照射した際にワークWの母材が溶融したことによりワークWにおけるレーザビームLの吸収率が高まって反射光Rの強度が一旦低下し、適切な接合深さにまで母材が溶融する工程における、反射光Rの強度を実験によって測定する。その際に得られた、反射光Rの強度の数値に基づいて第二の所定値D2を設定し、反射光Rの強度がD2以下に低下して継続した時間に基づいて第二の所定時間T2を設定するのである。例えば、第二の所定値D2は、高出力のレーザビームLの照射中に反射光Rの強度が一旦上昇してから低下して安定し始める状態(反射光Rの強度の変化が緩やかになる状態)、即ち図2中に示す区間P4の始まり部分に相当する状態における反射光Rの強度程度に設定すればよく、溶融状態のばらつきなどを考慮すると、区間P4に相当する状態に対して実験的に得られた反射光Rの強度よりも若干大きめの値に設定するとよい。
上記のように第一の所定値D1、第一の所定時間T1、第二の所定値D2、及び第二の所定時間T2を設定することにより、加工対象や接合深さ・接合広さ等に対応して加工を行うことができるのである。例えば、レーザビーム照射手段11による母材の接合深さが深く、あるいは接合広さが広くなるときは、適切な接合深さにまで母材が溶融するのに時間がかかるため、第二の所定時間T2は長く設定されるのである。逆に、接合深さが浅く、あるいは接合広さが狭くなるときは、第二の所定時間T2は短く設定されるのである。
In the laser processing method described above, the first predetermined value D1 and the first predetermined time T1 are set based on numerical values corresponding to a state in which the surface of the workpiece W is melted, which is obtained in advance from experimental results. Yes. Specifically, when the low-power laser beam L is irradiated, the plating portion melts, and the intensity of the reflected light R in the process of increasing the absorption rate of the laser beam L on the surface of the workpiece W is measured by experiment. A first predetermined value D1 is set based on the numerical value of the intensity of the reflected light R obtained at that time, and the first predetermined time is determined based on the time during which the intensity of the reflected light R has decreased to D1 or less and continued. T1 is set. For example, the first predetermined value D1 is a state in which the intensity of the reflected light R once increases and then decreases and begins to stabilize (a state in which the intensity of the reflected light R changes gradually), that is, the section shown in FIG. The intensity of the reflected light R in the state corresponding to the beginning portion of P2 may be set to about the intensity, and the intensity of the reflected light R obtained experimentally for the state corresponding to the section P2 is considered in consideration of variations in the molten state. It is better to set a slightly larger value. Further, the first predetermined time T1 may be set to such an extent that it can be reliably determined that the plated portion has melted, so that the entire period in which the intensity of the reflected light R once decreases and then stabilizes is reduced. Instead, the laser processing time can be shortened by quickly shifting the intensity of the laser beam L to a high output as part of the period as shown in FIG.
The second predetermined value D2 and the second predetermined time T2 are also set based on numerical values corresponding to a state in which the base material of the workpiece W is melted to a predetermined depth, which is obtained in advance from experimental results. It is configured to do. Specifically, when the base material of the workpiece W is melted when the high-power laser beam L is irradiated, the absorptance of the laser beam L in the workpiece W is increased, and the intensity of the reflected light R is temporarily reduced. The intensity of the reflected light R in the process of melting the base material to the joining depth is measured by experiment. A second predetermined value D2 is set based on the numerical value of the intensity of the reflected light R obtained at that time, and the second predetermined time is determined based on the time during which the intensity of the reflected light R has decreased to D2 or less. T2 is set. For example, the second predetermined value D2 is a state in which the intensity of the reflected light R once rises during the irradiation of the high-power laser beam L and then begins to stabilize (the change in the intensity of the reflected light R becomes gentle). State), that is, the intensity of the reflected light R in the state corresponding to the start portion of the section P4 shown in FIG. 2, and considering the variation in the molten state, the experiment is performed on the state corresponding to the section P4. It may be set to a value slightly larger than the intensity of the reflected light R obtained as a result.
By setting the first predetermined value D1, the first predetermined time T1, the second predetermined value D2, and the second predetermined time T2 as described above, the object to be processed, the bonding depth, the bonding width, etc. Processing can be performed correspondingly. For example, when the joining depth of the base material by the laser beam irradiation means 11 is deep or the joining width is wide, it takes time for the base material to melt to an appropriate joining depth. The time T2 is set long. On the contrary, when the junction depth is shallow or the junction width is narrowed, the second predetermined time T2 is set short.

なお、本実施形態においては、ステップS2・ステップS4において、反射光Rの強度が、一旦上昇した状態から第一の所定値D1・第二の所定値D2以下に低下した状態が第一の所定時間T1・第二の所定時間T2だけ継続したか否かを判断したが、本構成とは異なる構成にすることも可能である。即ち、反射光Rの強度変化について減少した割合で判断し、前記第一の所定値D1・第二の所定値D2に代えて、ピーク値から第一の所定割合R1・第二の所定割合R2だけ低下した状態が第一の所定時間T1・第二の所定時間T2だけ継続したか否かを判断する構成にすることもできるのである。
ここで、第一の所定割合R1は、前記同様に実験結果により予め得られた、前記ワークWの表面が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定する構成としている。具体的には、低出力のレーザビームLを照射した際にメッキ部分が溶融し、ワークWの表面におけるレーザビームLの吸収率が高まる工程における、反射光Rの強度を実験によって測定する。その際に得られた、反射光Rの強度がピーク値から低下した割合に基づいて第一の所定割合R1を設定するのである。
また、第二の所定割合R2についても、実験結果により予め得られた、前記ワークWの母材が所定の深さまで溶融した状態に対応する数値に基づいて設定する構成としている。具体的には、高出力のレーザビームLを照射した際にワークWの母材が溶融したことによりワークWにおけるレーザビームLの吸収率が高まって反射光Rの強度が一旦低下し、適切な接合深さにまで母材が溶融する工程における、反射光Rの強度を実験によって測定する。その際に得られた、反射光Rの強度がピーク値から低下した割合に基づいて第二の所定割合R2を設定するのである。
In the present embodiment, in steps S2 and S4, the state in which the intensity of the reflected light R is temporarily increased from the first increased value to the first predetermined value D1 or the second predetermined value D2 or less is the first predetermined value. Although it is determined whether or not the time T1 has continued for the second predetermined time T2, it is possible to adopt a configuration different from the present configuration. In other words, the intensity change of the reflected light R is determined at a reduced ratio, and instead of the first predetermined value D1 and the second predetermined value D2, the first predetermined ratio R1 and the second predetermined ratio R2 from the peak value. It can also be configured to determine whether or not the state that has been reduced only by the first predetermined time T1 and the second predetermined time T2.
Here, the first predetermined ratio R1 is set based on a numerical value corresponding to a state in which the surface of the workpiece W is melted, which is obtained in advance by an experimental result in the same manner as described above. Specifically, when the low-power laser beam L is irradiated, the plating portion melts, and the intensity of the reflected light R in the process of increasing the absorption rate of the laser beam L on the surface of the workpiece W is measured by experiment. The first predetermined ratio R1 is set based on the ratio of the intensity of the reflected light R obtained from that time and the peak value.
In addition, the second predetermined ratio R2 is also set based on a numerical value corresponding to a state in which the base material of the workpiece W is melted to a predetermined depth, which is obtained in advance by experimental results. Specifically, when the base material of the workpiece W is melted when the high-power laser beam L is irradiated, the absorptance of the laser beam L in the workpiece W is increased, and the intensity of the reflected light R is temporarily reduced. The intensity of the reflected light R in the process of melting the base material to the joining depth is measured by experiment. The second predetermined ratio R2 is set based on the ratio at which the intensity of the reflected light R is reduced from the peak value.

上記のように、本発明に係るレーザ加工方法においては、加工当初(区間P1)は低出力のレーザを照射し、反射光Rの強度が一旦上昇してから、メッキ部分が溶融して第一の所定値D1以下に、又は、ピーク値から第一の所定割合R1だけ、低下した状態(点A1)が第一の所定時間T1だけ継続(区間P2)してから高出力のレーザを照射する構成としている。
これにより、メッキ部分が溶融した時点でレーザビームLの吸収率が高まり、反射光Rの強度が一旦低下するため、その段階で適切な時期にレーザビームLを高出力に変更することにより、短時間で効率良く溶接加工を行うことができるのである。
As described above, in the laser processing method according to the present invention, at the beginning of the processing (section P1), the low-power laser is irradiated, and after the intensity of the reflected light R is once increased, the plated portion is melted first. The high-power laser is irradiated after the state (point A1) that has decreased below the predetermined value D1 or by the first predetermined ratio R1 from the peak value continues for the first predetermined time T1 (section P2). It is configured.
As a result, the absorption rate of the laser beam L is increased when the plated portion is melted, and the intensity of the reflected light R is once reduced. Therefore, by changing the laser beam L to a high output at an appropriate time at that stage, Welding can be performed efficiently in time.

また、レーザビーム照射手段11が高出力のレーザビームLを照射している最中(区間P3)に、前記反射光強度測定手段12で測定される前記反射光Rの強度が、再度上昇してから、第二の所定値D2以下に、又は、ピーク値から第二の所定割合R2だけ、低下した状態(点A2)が第二の所定時間T2だけ継続した(区間P4)ことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段13が、前記レーザビーム照射手段11からのレーザビームLの照射を停止する構成としている。
上記のように第二の所定値D2、第二の所定割合R2、又は、第二の所定時間T2が設定されることにより、第一接合対象物Aの母材が溶融した後で、より適切なタイミングでレーザビームLの照射を終了させることが可能となる。即ち、レーザ溶接加工の接合の深さを適切にし、接合品質の保証精度を向上させることができるのである。
Further, while the laser beam irradiation unit 11 is irradiating the high-power laser beam L (section P3), the intensity of the reflected light R measured by the reflected light intensity measurement unit 12 increases again. From the second predetermined value D2 or less, or based on the fact that the reduced state (point A2) from the peak value by the second predetermined ratio R2 continues for the second predetermined time T2 (section P4), The laser beam output intensity adjusting means 13 is configured to stop the irradiation of the laser beam L from the laser beam irradiation means 11.
By setting the second predetermined value D2, the second predetermined ratio R2, or the second predetermined time T2 as described above, the base material of the first joining target A is more appropriately melted. The irradiation of the laser beam L can be terminated at a proper timing. That is, the joining depth of laser welding can be made appropriate, and the guarantee accuracy of joining quality can be improved.

さらに、本発明に係るレーザ加工方法においては、前記のように第一の所定値D1、第一の所定割合R1、第一の所定時間T1、第二の所定値D2、第二の所定割合R2、及び、第二の所定時間T2を、実験結果により予め得られた数値及び割合に基づいて設定される構成としている。
これにより、レーザビームLの出力を変更・終了するタイミングを適切にすることができ、様々な加工条件に適応してレーザ加工を行い、適切な接合の深さ及び広さ、即ち適切な接合強度を得ることが可能となるのである。つまり、加工対象となる部分が狭い範囲であっても、溶け込みによって他の電子部品を破損させることがなく、適切な範囲で加工することができるのである。
また、溶接条件を設定するために多くの予備実験を行う必要がなくなり、時間及び費用のコストを削減することが可能となるのである。
Further, in the laser processing method according to the present invention, the first predetermined value D1, the first predetermined ratio R1, the first predetermined time T1, the second predetermined value D2, and the second predetermined ratio R2 as described above. The second predetermined time T2 is set based on numerical values and ratios obtained in advance from experimental results.
As a result, the timing for changing and ending the output of the laser beam L can be made appropriate, laser processing is performed in accordance with various processing conditions, and the appropriate bonding depth and width, that is, the appropriate bonding strength. It becomes possible to obtain. That is, even if the portion to be processed is in a narrow range, the other electronic components are not damaged by melting and can be processed in an appropriate range.
In addition, it is not necessary to perform many preliminary experiments to set the welding conditions, and it is possible to reduce time and cost.

本発明に係るレーザ加工装置を示す概略図。Schematic which shows the laser processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るレーザ加工方法におけるレーザビーム出力強度、及び、レーザビームの反射光強度の推移を示した図。The figure which showed transition of the laser beam output intensity in the laser processing method which concerns on this invention, and the reflected light intensity of a laser beam. 本発明に係るレーザ加工方法におけるフローチャートを示した図。The figure which showed the flowchart in the laser processing method which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 レーザ加工装置
11 レーザビーム照射手段
12 反射光強度測定手段
13 レーザビーム出力強度調整手段
L レーザビーム
R 反射光
W ワーク
A 第一接合対象物
B 第二接合対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser processing apparatus 11 Laser beam irradiation means 12 Reflected light intensity measurement means 13 Laser beam output intensity adjustment means L Laser beam R Reflected light W Work A 1st joining object B 2nd joining object

Claims (4)

ワークに対して照射するレーザビームの出力強度を低出力又は高出力に調整可能なレーザビーム照射手段と、
前記ワークにおける、前記レーザビームの反射光の強度を測定する、反射光強度測定手段と、
前記反射光強度測定手段で測定された前記反射光の強度に基づいて、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を調整する、レーザビーム出力強度調整手段と、を備えるレーザ加工装置で行われるレーザ加工方法であって、
前記ワークは母材の表面にメッキ部分を形成して構成され、
前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段が、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を高出力に調整し、
前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワークの母材が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段が、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を0に調整する、
ことを特徴とする、レーザ加工方法。
A laser beam irradiation means capable of adjusting the output intensity of the laser beam irradiated to the workpiece to a low output or a high output;
Reflected light intensity measuring means for measuring the intensity of reflected light of the laser beam in the workpiece;
A laser beam output intensity adjusting unit that adjusts the output intensity of the laser beam from the laser beam irradiation unit based on the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring unit; A laser processing method,
The workpiece is configured by forming a plated portion on the surface of the base material,
While the laser beam irradiating means irradiates a low-power laser beam, the plated portion of the workpiece surface melts, so that the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means is once Based on the decrease from the raised state, the laser beam output intensity adjusting means adjusts the output intensity of the laser beam from the laser beam irradiation means to a high output,
While the laser beam irradiating means irradiates the high-power laser beam, the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means is temporarily increased by melting the base material of the workpiece. The laser beam output intensity adjusting means adjusts the output intensity of the laser beam from the laser beam irradiation means to 0 based on the fact that the state has been lowered from
The laser processing method characterized by the above-mentioned.
前記レーザビーム出力強度調整手段は、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第一の所定値以下に、第一の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を高出力に調整し、
前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記母材が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第二の所定値以下に、第二の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を0に調整する、
ことを特徴とする、請求項1に記載のレーザ加工方法。
The laser beam output intensity adjusting means is configured such that the intensity of reflected light that has once increased while the laser beam irradiating means is irradiating a low-power laser beam is obtained on the basis of the experimental result. The output intensity of the laser beam from the laser beam irradiating means is set to a high output when it is lowered for a first predetermined time below a first predetermined value, which is set based on a numerical value corresponding to the molten state of the plated portion. Adjust
While the laser beam irradiation means is irradiating a high-power laser beam, the intensity of the reflected light once increased is based on a numerical value corresponding to the molten state of the base material obtained in advance by experimental results. The output intensity of the laser beam from the laser beam irradiating means is adjusted to 0 when the value falls below the second predetermined value for a second predetermined time.
The laser processing method according to claim 1, wherein:
ワークに対して照射するレーザビームの出力強度を低出力又は高出力に調整可能なレーザビーム照射手段と、
前記ワークにおける、前記レーザビームの反射光の強度を測定する、反射光強度測定手段と、
前記反射光強度測定手段で測定された前記反射光の強度に基づいて、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を調整する、レーザビーム出力強度調整手段と、を備えるレーザ加工装置であって、
前記ワークは母材の表面にメッキ部分を形成して構成され、
前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段によって、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が高出力に調整され、
前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワークの母材が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段によって、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が0に調整される、
ことを特徴とする、レーザ加工装置。
A laser beam irradiation means capable of adjusting the output intensity of the laser beam irradiated to the workpiece to a low output or a high output;
Reflected light intensity measuring means for measuring the intensity of reflected light of the laser beam in the workpiece;
A laser beam output intensity adjusting means for adjusting an output intensity of the laser beam from the laser beam irradiation means based on the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means. And
The workpiece is configured by forming a plated portion on the surface of the base material,
While the laser beam irradiating means irradiates a low-power laser beam, the plated portion of the workpiece surface melts, so that the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means is once Based on the decrease from the raised state, the laser beam output intensity adjusting means adjusts the output intensity of the laser beam from the laser beam irradiation means to a high output,
While the laser beam irradiating means irradiates the high-power laser beam, the intensity of the reflected light measured by the reflected light intensity measuring means is temporarily increased by melting the base material of the workpiece. The output intensity of the laser beam from the laser beam irradiation means is adjusted to 0 by the laser beam output intensity adjusting means based on the fact that the state has been lowered from
The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記レーザビーム出力強度調整手段は、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第一の所定値以下に、第一の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が高出力に調整され、
前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記母材が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第二の所定値以下に、第二の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が0に調整される、
ことを特徴とする、請求項3に記載のレーザ加工装置。
The laser beam output intensity adjusting means is configured such that the intensity of reflected light that has once increased while the laser beam irradiating means is irradiating a low-power laser beam is obtained on the basis of the experimental result. The output intensity of the laser beam from the laser beam irradiating means is set to a high output when it is lowered for a first predetermined time below a first predetermined value, which is set based on a numerical value corresponding to the molten state of the plated portion. Adjusted,
While the laser beam irradiation means is irradiating a high-power laser beam, the intensity of the reflected light once increased is based on a numerical value corresponding to the molten state of the base material obtained in advance by experimental results. The output intensity of the laser beam from the laser beam irradiating means is adjusted to 0 when the value falls below the second predetermined value set for a second predetermined time.
The laser processing apparatus according to claim 3, wherein:
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