JP2014057986A

JP2014057986A - レーザ溶接方法

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Publication number: JP2014057986A
Application number: JP2012204893A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Naruse; 洋一成瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2014-04-03
Anticipated expiration: 2032-09-18
Also published as: JP5884692B2

Abstract

【課題】ケース本体と、外周部近傍に溝が形成され、該ケース本体に嵌合される蓋体と、を仮止め溶接した後に本溶接する場合に、溶接精度を向上させることができるレーザ溶接方法を提供する。
【解決手段】被収容物を収容するケース本体２ａと、該ケース本体２ａに嵌合され、外周部に沿って外周部表面に間欠的な溝部４が形成された蓋体２ｂと、をレーザ溶接する方法であって、前記溝部４が間欠する領域を溶接開始点として仮止め溶接を開始し、当該溶接開始点からケース本体２ａと蓋体２ｂとが嵌合する領域までを仮止め溶接し、ついで該嵌合する領域を仮止め溶接し、ついで該嵌合する領域から前記溝部４が間欠する領域と同一または相違する前記溝部４が間欠する領域を溶接終了点として当該溶接終了点までを仮止め溶接して仮止め溶接を終了する仮止め溶接工程と、仮止め溶接工程後に、ケース本体２ａと蓋体２ｂとが嵌合する領域を本溶接する本溶接工程とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、レーザ溶接方法に関する。

従来、密閉型電池の製造に用いられる技術であって、密閉型電池のケース本体と蓋体をレーザによってスポット溶接して封止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、密閉型電池におけるケース本体（外装缶１２）と、ケース本体の開口に配置される蓋体（蓋板１３）との嵌合部をレーザ溶接する際に、溶接開始領域や溶接終了領域の溶接においては、レーザ光の出力をパルス的に変調させながら走査して溶接を行うことで、安定的な溶接が可能となるレーザ溶接方法が開示されている。

特許文献１のようにケース本体と蓋体とを溶接する場合、溶接部が形成される領域としての役割を持つ、ケース本体と蓋体とが嵌合する領域（特許文献１の図３では、嵌合部３０と、該嵌合部３０の両側を挟む部分である外装缶１２上端部及び蓋板１３外周端部とを合わせた領域）にレーザ光が照射されて溶接がなされる。当該嵌合する領域に、溶接開始点や溶接終了点が存在する場合、溶接開始点や溶接終了点で凹み等の欠陥ができやすいことが一般的によく知られている。この対策としては、特許文献１のように、溶接開始点や溶接終了点を前記嵌合する領域の蓋体側に設定することがよくなされている。

特開２０１１−２１２７１１号公報

しかしながら、上記の如く、溶接開始点や溶接終了点を前記嵌合する領域の蓋体側に設定する場合でも、溶接不良を起こす可能性がある。具体的に説明すると、ケース本体と蓋体とを溶接する場合に、先ず、仮止め溶接をした後に、本溶接を行うことは一般的によく行われる。また、溶接時の熱移動制御を目的として、蓋体表面の外周部近傍に外周部に沿って溝を設けて、嵌合する領域におけるケース本体側と蓋体側との間の熱容量差を低減する設計が行われる。例えば、このような溝が蓋体に設けられ、この蓋体をケース本体に仮止め溶接した場合、図１０（ｂ）に示すように、溶接開始点では溶接部のふくらみが大きく、溶接終了点では溶接部に凹みが生じることがある。この対策として、図１１（ａ）に示すように、溶接開始点と溶接終了点を蓋体側に設定し、該溶接開始点からレーザ溶接を開始し、該溶接開始点からケース本体と蓋体とが嵌合する領域、続いて該嵌合する領域を嵌合部に沿って所定距離進み、続いて該嵌合する領域から蓋体側の溶接終了点まで連続してレーザ溶接することで仮止め溶接を行うことが考えられる。しかし、このように仮止め溶接を行った場合、溶接開始点から該嵌合する領域に至る部分と、該嵌合する領域から溶接終了点に至る部分のそれぞれにおいて、図１１（ｂ）に示すように、蓋体の一部が溶け過ぎて溝の中に溶融した金属が進入し、溶接跡が凹んでしまうおそれがある。さらに、ケース本体と蓋体とが嵌合する領域を仮止め溶接した後に本溶接する場合、図１０（ｂ）に示すように、仮止め溶接部に凹み等があると本溶接した後でも凹みが残り、欠陥になることがある。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ケース本体と、外周部近傍に溝が形成され、該ケース本体に嵌合される蓋体と、を仮止め溶接した後に本溶接する場合に、溶接精度を向上させることができるレーザ溶接方法を提供することを目的とする。

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。

即ち、請求項１においては、
被収容物を収容するケース本体と、
該ケース本体に嵌合され、外周部に沿って外周部表面に間欠的な溝部が形成された蓋体と、をレーザ溶接する方法であって、
前記溝部が間欠する領域を溶接開始点として仮止め溶接を開始し、当該溶接開始点から前記ケース本体と前記蓋体とが嵌合する領域までを仮止め溶接し、ついで該嵌合する領域を仮止め溶接し、ついで該嵌合する領域から前記溝部が間欠する領域と同一または相違する前記溝部が間欠する領域を溶接終了点として当該溶接終了点までを仮止め溶接して仮止め溶接を終了する仮止め溶接工程と、
該仮止め溶接工程後に、前記ケース本体と前記蓋体とが嵌合する領域を、本溶接する本溶接工程と、を有するものである。

請求項２においては、
前記仮止め溶接工程において、前記溝部が間欠する領域を一つだけ用いて、当該溝部が間欠する領域に前記溶接開始点と前記溶接終了点とを一致させて設定し、前記ケース本体と前記蓋体とが嵌合する領域で仮止め溶接を折り返して行い、前記嵌合する領域に仮止め溶接部を形成するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、仮止め溶接工程の際に、溶融した金属が溝部に流れて溶接部が凹むことと、本溶接工程の際に、仮止め溶接の際にできた凹みによる、溶接開始点、溶接終了点における凹み等の溶接不良を同時に解消でき、溶接精度を向上させることができる。

請求項２においては、本溶接工程の際に、仮止め溶接していない嵌合する領域と仮止め溶接部との領域間、及び仮止め溶接部と仮止め溶接していない嵌合する領域との領域間のそれぞれの隣接する領域間の熱容量の差を小さくすることができるため、各領域間をまたぐように本溶接する際において前記各領域間の熱容量差による欠陥の発生を抑え、溶接精度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る密閉型電池の全体構成を示す斜視図。同じく密閉型電池の内部を示す正面断面図。同じく密閉型電池（溶接前）を示す平面図。図３における間欠部周辺を拡大した図であり、（ａ）は間欠部周辺を示す平面図、（ｂ）は間欠部及び溝部の断面を示す断面図。第１実施形態に係る仮止め溶接部を示す図であり、（ａ）は仮止め溶接部を示す平面図、（ｂ）は仮止め溶接部の断面を示す断面図。第１実施形態に係る密閉型電池（溶接前）を示す平面図。第２実施形態に係る仮止め溶接部を示す図であり、（ａ）は仮止め溶接部を示す平面図、（ｂ）は仮止め溶接部の断面を示す断面図。第２実施形態の変形例を示す平面図。溶接条件を説明する図。従来の仮止め溶接を説明する説明図。従来の仮止め溶接を説明する説明図。

次に、発明の実施の形態を説明する。

本発明の実施形態に係るレーザ溶接方法を図を用いて説明する。本実施形態では、密閉型電池の電池ケースを構成する、ケース本体と蓋体とをレーザ溶接する場合を例として挙げる。
なお、本実施形態では、本発明のレーザ溶接方法を密閉型電池の製造に適用する例を説明するが、特に密閉型電池の製造への適用に限定するものではない。本発明のレーザ溶接方法は、被収容物を収容するケース本体と、該ケース本体に嵌合される蓋体とを接合するレーザ溶接に広く適用することが可能である。

先ず、本発明の実施形態に係るレーザ溶接方法が適用される電池１０の構成について図１から図３を用いて説明する。電池１０は、充放電可能に構成される密閉型電池（例えば、リチウムイオン二次電池）であって、ケース本体２ａの開口部に蓋体２ｂを嵌合し、前記蓋体２ｂと前記ケース本体２ａとが嵌合する領域をレーザ溶接することにより封止した密閉型電池である。以下、電池１０について具体的に説明する。

電池１０は、図１、図２に示すように、充放電要素１と、充放電要素１を内部に収容する電池ケース２と、電池ケース２の上面から突出する一対の外部端子３・３と、を主に備える。

充放電要素１は、正極と、負極とをセパレータを介して積層し、複数回巻回されてなる電極体である。正極及び負極の積層部分には、それぞれ正極活物質又は負極活物質を含む合材が担持されている。充放電要素１は、積層部分における正極・負極間の化学反応により充放電が行われる。

電池ケース２は、充放電要素１を内部に収容する直方体形状の金属製の部材である。電池ケース２は、ケース本体２ａ及び蓋体２ｂ等により角型の電池容器として形成される。

ケース本体２ａは、一面（図１では、上面）が開口された有底の角筒状の部材であり、内部に充放電要素１が収納される。

蓋体２ｂは、ケース本体２ａの開口面に応じた形状（本実施形態では、平面視略矩形状）を有する平板状部材であり、前記蓋体２ｂと前記ケース本体２ａとが嵌合して、ケース本体２ａの開口面を閉塞する部材である。蓋体２ｂには、図３に示すように、該蓋体２ｂの表面（外側面）における外周部近傍に間欠的な溝部４が形成されている。蓋体２ｂは、その略中央部に安全弁６を備える。蓋体２ｂには、該安全弁６と外部端子３・３の一方の端子との間に注液孔（図示せず）が開口形成されている。注液孔は、予め充放電要素１が収容された電池ケース２の内部に電解液を注液するために用いられる。図３に示すように、蓋体２ｂをケース本体２ａの上部開口部を閉塞するとともにケース本体２ａと嵌合した状態において、蓋体２ｂの外周端部とケース本体２ａの一端部（本実施形態では、上端部）と、蓋体２ｂとケース本体２ａとか嵌合する部分である嵌合部５（図４参照）とからなる嵌合する領域（以下、嵌合領域８という）が形成される（図４参照）。嵌合領域８は、電池ケース２の平面視外周端部に形成される。嵌合領域８は、後述する本溶接工程の際にレーザ光が照射され、照射部分の金属が溶融凝固して溶接部が形成される領域であって、該嵌合領域８内において嵌合部５がレーザ光の照射中心となるようにレーザ溶接することにより蓋体２ｂはケース本体２ａと接合される。ケース本体２ａと蓋体２ｂとは、先ず、嵌合部５の少なくとも一部を仮止め溶接した後に、嵌合部５の全体が本溶接される。ケース本体２ａ及び蓋体２ｂを構成する材料としては、レーザ溶接により接合可能な材料が用いられ、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等が挙げられる。
なお、本実施形態の電池１０は、ケース本体２ａが有底の角筒状に形成された角型電池に構成しているが、これに限定するものではなく、例えば、ケース本体が有底の円筒状に形成された円筒型電池であってもかまわない。

図４（ａ）は、図３における点線丸印で囲む間欠部９・９の周辺を拡大して示した図である。
溝部４は、図３、図４に示すように、蓋体２ｂの表面（外側面）において、蓋体２ｂの外周端部から内側に所定距離離間した位置に凹状に穿設され、蓋体２ｂの外周端部に沿って間欠的に形成された溝である。溝部４は、レーザ溶接時において蓋体２ｂの外周端部の熱容量を下げるために設けられる。溝部４は、外周端部に沿った方向に間欠的に形成されており、溝部４の断面形状は、表面（外側面）に向けて徐々に幅が広がる台形状である。具体的には、溝部４は、蓋体２ｂの外周端部に沿って途中で少なくとも一箇所以上分断された間欠的な溝である。溝部４の間欠する部分、すなわち溝部４の途中で分断された溝のない部分である間欠部９の表面（外側面）は、蓋体２ｂの外側面の大部分を構成する平坦面と同一平面となる。本実施形態では、間欠部９は、例えば、図３に示すように、蓋体２ｂの表面（外側面）における外周端部に沿って形成される溝部４の途中において、外部端子３・３近傍に近接して並ぶ２つの間欠部９を一組として４組形成されている。
なお、間欠部９の数や位置については、特に限定するものではない。

また、間欠部９は、外部端子３・３と蓋体２ｂとの間に介装された樹脂製の絶縁部材に、電解液が付着しないように、溝部４の途中に溝なし部分として設けられたものである。間欠部９は、溝部４が電解液の流路となって電解液を絶縁部材側に誘導しないように、意図的に溝部４を分断するために設けられたものである。
なお、溝部４の断面形状は、台形状のほか、例えば、矩形状、三角形状、半円形状、半楕円形状などを含むいずれの形状に形成されてもよい。

外部端子３・３は、一方が正極端子であり、他方が負極端子である。外部端子３・３は、電池１０の外部との充放電のための接続経路となる電極端子である。外部端子３・３は、外部端子３・３の一部が電池ケース２から外側に向けて突出される。外部端子３・３は、図２に示すように、集電端子７・７を介して充放電要素１の正極又は負極に電気的に接続される。外部端子３・３は、絶縁部材を介して蓋体２ｂに固定される。

次に、本発明の実施形態に係るレーザ溶接方法を説明する。
本発明の実施形態に係るレーザ溶接方法を電池１０の製造に適用した例を示す。本実施形態のレーザ溶接方法は、例えば、密閉型電池の製造において好適に用いられる。

上述した電池１０を製造する際には、ケース本体２ａ内に電極体である充放電要素１を収容し、該充放電要素１を収納した状態でケース本体２ａに蓋体２ｂを嵌合し、嵌合領域８（嵌合部５）にＣＷ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅ）レーザを照射してレーザ溶接が行われる。本実施形態に係るレーザ溶接方法は、嵌合部５の少なくとも一部を仮止め溶接した後に、嵌合部５の全体を本溶接するものである。

本実施形態に係るレーザ溶接方法は、被収容物である充放電要素１を収容するケース本体２ａと、該ケース本体２ａに嵌合され、外周部に沿って外周部表面に間欠的な溝部４が形成された蓋体２ｂと、をレーザ溶接する方法である。本実施形態に係るレーザ溶接方法は、仮止め溶接工程と、本溶接工程とを有する。

仮止め溶接工程は、溝部４が間欠する領域である間欠部９を溶接開始点として仮止め溶接を開始し、当該溶接開始点からケース本体２ａと蓋体２ｂとが嵌合する嵌合領域８までを仮止め溶接し、ついで該嵌合領域８を仮止め溶接し、ついで該嵌合領域８から溝部４が間欠する領域である間欠部９と同一または相違する前記溝部４が間欠する領域である間欠部９を溶接終了点として当該溶接終了点までを仮止め溶接して仮止め溶接を終了する工程である。
なお、溶接開始点と溶接終了点は、同じ点でも、異なった点でもよく、間欠部９に設けられてさえいればよい。

本溶接工程は、該仮止め溶接工程後に、ケース本体２ａと前記蓋体２ｂとが嵌合する領域である嵌合領域８を、本溶接する工程である。以下に、具体的な実施形態を挙げて説明する。

（第１実施形態）
本発明に係るレーザ溶接方法の第１実施形態について図４、図５を用いて説明する。
第１実施形態のレーザ溶接方法では、先ず、図４に示すように、蓋体２ｂが充放電要素１を収容したケース本体２ａの開口部に嵌合される。その後、図５に示すように、溝部４の途中に設けられた一組の間欠部９・９のうちの一方の間欠部９を溶接開始点としてレーザ光の照射を開始し、該溶接開始点から嵌合部５に対して略直交する方向に進みながら嵌合部５上の第１溶接点Ａまで溶接し、該第１溶接点Ａでレーザ光の移動方向をレーザ光の進行方向右側に略直角に屈曲させて、嵌合部５に沿って該嵌合部５上の第１溶接点Ａから同じく嵌合部５上の第２溶接点Ｂまで続けてレーザ溶接し、該第２溶接点でレーザ光の移動方向をレーザ光の進行方向右側に略直角に屈曲させて、該第２溶接点Ｂから溶接終了点となる他方の間欠部９まで仮止め溶接を行う。こうして、平面視コの字型（矩形型）の仮止め溶接部１１が形成される。上述した電池１０においては、図３に示す４組の間欠部９・９において、上記と同様に４箇所の仮止め溶接を行った後、４箇所の仮止め溶接部１１が形成された嵌合領域８に沿ってレーザ光を照射し、嵌合領域８の全周を本溶接する。

第１実施形態によれば、仮止め溶接の溶接開始点と溶接終了点が、嵌合部５ではなく蓋体２ｂ側に設けられた２つの間欠部９・９に溶接開始点と溶接終了点を設定することで、仮止め溶接の際に溝部４に溶融した金属の流れ込みがなくなり、仮止め溶接部１１上に凹みがなくなる。すなわち、第１実施形態によれば、仮止め溶接工程の際に、溶融した金属が溝部に流れて仮止め溶接部１１が凹むことと、本溶接工程の際に、仮止め溶接の際にできた凹みによる、溶接開始点、溶接終了点における凹み等の溶接不良を同時に解消でき、溶接精度を向上させることができる。

第１実施形態によれば、仮止め溶接部１１上に凹みがなくなるが、続く、本溶接工程におけるレーザ光の照射が仮止め溶接部１１を通過する際に、仮止め溶接部１１に突入するところ（仮止め溶接部１１の第１溶接点Ａ近傍部分：以下、仮止め突入部という）と、仮止め溶接部１１から脱出するところ（仮止め溶接部１１の第２溶接点Ｂ近傍部分：以下、仮止め脱出部という）で溶け込みの変化（金属溶融の変化）が大きくなり、欠陥が残る場合がある。これは、図４に示す間欠部９では、嵌合領域８に隣接して溝部４が形成されていないため溝部４の存在によるケース本体２ａの上端部と蓋体２ｂの外周端部との熱容量低減の効果が得られないためである。具体的には、図５（ａ）の左側から右側にかけて本溶接を行った場合、レーザ光が通過する嵌合領域８及び仮止め溶接部１１において、熱容量が小→大→中→大→小となり、熱容量が小から大、及び、大から小に変化するところ、すなわちレーザ光が仮止め溶接部１１に突入するところと仮止め溶接部１１から脱出するところで、欠陥が生じやすくなる。また、第１実施形態の仮止め溶接部１１では、一度レーザ溶接により金属が溶解した部分であるため、仮止め溶接をしていない嵌合領域８と比べて、熱が逃げやすい。そのため、本溶接を行った場合に、仮止め溶接部１１では、溶け込み深さが浅くなり、仮止め溶接部１１に突入するところと仮止め溶接部１１から抜け出るところでは、欠陥が生じやすくなる。そこで、以下に、これらを防ぐためのレーザ溶接方法を第２実施形態として示す。

また、第１実施形態の変形例としては、例えば、図３において、溶接開始点と溶接終了点を同一の間欠部９（一つの間欠部９）に設定し、当該溶接開始点（間欠部９）から仮止め溶接を開始し、嵌合領域８を一周して仮止め溶接し、溶接終了点（間欠部９）にて仮止め溶接を終了することが挙げられる。このように、仮止め溶接の際に、溶接開始点と溶接終了点とを同じ点とすること、すなわち溶接開始点と溶接終了点を一致させることも可能である。これにより上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第２実施形態）
第２実施形態のレーザ溶接方法では、仮止め溶接工程において、前記溝部４が間欠する領域である間欠部９を一つだけ用いて、当該一つの間欠部９に溶接開始点と溶接終了点とを一致させて設定し、ケース本体２ａと蓋体２ｂとが嵌合する領域である嵌合領域８で仮止め溶接を折り返して行い、嵌合領域８に仮止め溶接部２１を形成する。以下に、具体的に説明する。
なお、第２実施形態でレーザ溶接され、製造される電池１０では、蓋体２ｂに形成される間欠部９の数が、第１実施形態とは異なり、図６に示すように、蓋体２ｂの表面（外側面）における外周端部に沿って形成される溝部４の途中において、外部端子３・３近傍に４つの間欠部９が形成されている。第１実施形態では、一箇所の仮止め溶接をする際に、一組の間欠部９・９を用いたが、第２実施形態では、一箇所の仮止め溶接をする際に、ひとつの間欠部９を用いる。

本発明に係るレーザ溶接方法の第２実施形態について図６、図７を用いて説明する。
第２実施形態のレーザ溶接方法では、先ず、図７に示すように、蓋体２ｂが充放電要素１を収容したケース本体２ａの開口部に嵌合される。その後、溝部４の途中に設けられたひとつの間欠部９を溶接開始点としてレーザ光の照射を開始し、該溶接開始点から嵌合部５に対して略直交する方向に進みながら嵌合部５上の第１溶接点Ａまで溶接し、該第１溶接点Ａでレーザ光の移動方向をレーザ光の進行方向右側に略直角に屈曲させて、嵌合部５に沿って該嵌合部５上の第１溶接点Ａから同じく嵌合部５上の第２溶接点Ｂまで続けてレーザ溶接する。続いて、該第２溶接点Ｂで反転して折り返し、嵌合部５に沿って該第２溶接点Ｂから第１溶接点Ａを通過して嵌合部５上の第３溶接点Ｃまで続けてレーザ溶接し、該第３溶接点Ｃで再び反転して折り返し、嵌合部５に沿って該第３溶接点Ｃから第１溶接点Ａまで続けてレーザ溶接し、該第１溶接点Ａでレーザ光の移動方向をレーザ光の進行方向右側に略直角に屈曲させて、嵌合部５上の第１溶接点Ａから溶接終了点となる間欠部９まで仮止め溶接を行う。こうして、平面視Ｔ字型の仮止め溶接部２１が形成される。上述した電池１０においては、図６に示す４つの間欠部９において、上記と同様に４箇所の仮止め溶接を行った後、４箇所の仮止め溶接部２１が形成された嵌合領域８に沿ってレーザ光を照射し、嵌合領域８の全周を本溶接する。

図７に示すように、第２実施形態では、仮止め溶接の溶接開始点と終了点が、嵌合部５ではなく蓋体２ｂ側に設けられたひとつの間欠部９に溶接開始点と溶接終了点とを一致させて設定し、仮止め溶接を折り返してレーザ溶接を行う。この場合、仮止め突入部、仮止め脱出部には、隣接して溝部４が配置されている。そのため、図７（ａ）の左側から右側にかけて本溶接を行った場合、レーザ光が通過する嵌合領域８及び仮止め溶接部２１において、熱容量が小→中→大→中→小となり、レーザ光が仮止め溶接部１１に突入するところ（仮止め突入部）と仮止め溶接部２１から脱出するところ（仮止め脱出部）で、熱容量差が小さくなり、欠陥を低減することができる。さらに、間欠部９では、溝部４への溶融した金属の進入を考慮する必要がないため、溶接条件（レーザ光照射条件等）を強くするなど適宜設定することができるため、溶け込みの変化を小さくすることができ、欠陥をさらに低減することができる。

図８は、第２実施形態の変形例を示したものである。第２実施形態の変形例では、図８示すように、ひとつの間欠部９に溶接開始点と溶接終了点とを一致させて設定し、該溶接開始点である間欠部９から図８に示す矢印（１）〜（４）の順に溶接し、溶接終了点である間欠部９に至る。このように、溶接開始点から嵌合部５に対して略直交する方向に進みながら嵌合部５上の第１溶接点Ａまで溶接し、嵌合部５上の第１溶接点Ａに対して嵌合部５が延出される方向の一方側にて仮止め溶接を折り返して、仮止め溶接部３１を形成するようにしてもかまわない。

第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、本溶接工程の際に、仮止め溶接していない嵌合する領域と仮止め溶接部との領域間、及び仮止め溶接部と仮止め溶接していない嵌合する領域との領域間のそれぞれの隣接する領域間の熱容量の差を小さくすることができるため、各領域間をまたぐように本溶接する際において前記各領域間の熱容量差による欠陥の発生を抑え、溶接精度を向上させることができる。

次に、本実施形態に係るレーザ溶接方法により、所定のワークに対してレーザ溶接を行う際の好ましい溶接条件について以下に示す。

（ワーク形状）
ワーク形状（寸法）は、以下のとおりである（図９（ａ）参照）。
ケース本体２ａ側の嵌合領域８の幅（ケース本体２ａの厚さ）：０．４ｍｍ
蓋体２ｂ側の嵌合領域８の幅（蓋体２ｂの外周端部の幅）：０．４ｍｍ
溝部４の幅：０．４ｍｍ
間欠部９の幅（溝部４延出方向における間欠部９の長さ）：１．０ｍｍ

電池１０の電池ケース２を構成する、ケース本体２ａと蓋体２ｂとを嵌合したワークに対して、次に示す溶接条件で仮止め溶接及び本溶接を行う。
（仮止め溶接条件）
仮止め溶接条件は、以下のとおりである（図９（ｂ）参照）。
加工点スポット径（レーザ光のスポット径）：０．８ｍｍ
レーザ波長：１０７０ｎｍ
上記ワークに対して、上述した第２実施形態の仮止め溶接工程に従って、仮止め溶接が行われる。具体的には、図９（ｂ）の溶接開始点からレーザ溶接を開始し、矢印（１）〜（６）で示す各区間を順にレーザ溶接し、最後に溶接終了点に至る。矢印（１）〜（６）の各区間では、区間（１）の溶接速度ａを基準として、図９（ｂ）の表で示す溶接速度（ｍｍ／ｓ）及びレーザ出力（ｋＷ）の条件とすることが好ましい。溶接速度ａの範囲としては、８０≦ａ≦１２０を満たすことが好ましく、レーザ出力Ｘ、Ｙ（ｋＷ）としては、１．０≦Ｘ＜Ｙ≦３．０を満たすことが好ましい。

（本溶接条件）
上記ワークに対して、上述した第２実施形態の本溶接工程に従って、本溶接が行われる。具体的には、図９（ｃ）に示す嵌合領域８の左側からレーザ溶接を進めてきて、矢印（１）〜（３）で示す各区間を順にレーザ溶接し、図９（ｃ）に示す嵌合領域８の右側へと移動していく。本溶接における溶接速度ｂとしては、その範囲を、ａ＜ｂ＜１．５ａの関係を満たすように設定することが好ましい。また、レーザ出力（ｋＷ）としては、区間（１）、（３）におけるレーザ出力をＺ（ｋＷ）、区間（２）におけるレーザ出力をＰ（ｋＷ）とすると、Ｙ＜Ｚ＜Ｐの関係を満たすようにレーザ出力を設定することが好ましい。

２電池ケース
２ａケース本体
２ｂ蓋体
４溝部
８嵌合領域
９間欠部
１１仮止め溶接部

Claims

被収容物を収容するケース本体と、
該ケース本体に嵌合され、外周部に沿って外周部表面に間欠的な溝部が形成された蓋体と、をレーザ溶接する方法であって、
前記溝部が間欠する領域を溶接開始点として仮止め溶接を開始し、当該溶接開始点から前記ケース本体と前記蓋体とが嵌合する領域までを仮止め溶接し、ついで該嵌合する領域を仮止め溶接し、ついで該嵌合する領域から前記溝部が間欠する領域と同一または相違する前記溝部が間欠する領域を溶接終了点として当該溶接終了点までを仮止め溶接して仮止め溶接を終了する仮止め溶接工程と、
該仮止め溶接工程後に、前記ケース本体と前記蓋体とが嵌合する領域を、本溶接する本溶接工程と、を有することを特徴とするレーザ溶接方法。
前記仮止め溶接工程において、前記溝部が間欠する領域を一つだけ用いて、当該溝部が間欠する領域に前記溶接開始点と前記溶接終了点とを一致させて設定し、前記ケース本体と前記蓋体とが嵌合する領域で仮止め溶接を折り返して行い、前記嵌合する領域に仮止め溶接部を形成することを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接方法。