JP2021087984A - Welding method and structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接方法および構造物に関する。 The present invention relates to welding methods and structures.
近年、アルミニウム又はアルミニウム合金等のアルミニウム材料を用いて成形された部材にて構成される冷却装置において、アルミニウム材料を用いて成形された部材同士を接合するために、はんだ付やろう付を行うことが提案されている。
例えば、特許文献1に記載された液冷式冷却装置は、冷却液流通体の流入部の一端面にアルミニウム製入口ヘッダをろう付し、同じく流出部の一端面にアルミニウム製出口ヘッダをろう付し、冷却液流通体の他端面にアルミニウム製中間ヘッダをろう付することにより構成されている。
また、アルミニウム材料を用いて成形された部材を接合するための方法として、特許献2には、レーザー溶接を行うことが提案されている。
In recent years, in a cooling device composed of members molded using an aluminum material such as aluminum or an aluminum alloy, soldering or brazing is performed in order to join the members molded using the aluminum material. Has been proposed.
For example, in the liquid-cooled cooling device described in
Further, as a method for joining members formed by using an aluminum material, Patent No. 2 proposes laser welding.
冷却液等の液体を用いて冷却対象物を冷却する冷却装置を製造するにあたって、アルミニウム材料を用いて成形された部材同士を重ね合わせて、レーザ溶接にて接合することが考えられる。例えば、アルミニウム材料を用いて成形され互いに交差する第1の面と第2の面とを有する一の部材に対し、アルミニウム材料を用いて成形された他の部材を重ね合わせてレーザ溶接にて接合する場合がある。具体的には、一の部材の第1の面と他の部材とが重なる第1の部位と、一の部材の第2の面と他の部材とが重なる第2の部位とをレーザ溶接することで、一の部材と他の部材とを接合する場合がある。この場合、第1の部位と第2の部位とで、レーザ光の照射角度を変えてレーザ溶接を行うと、第1の部位をレーザ溶接する際と第2の部位をレーザ溶接する際とのそれぞれで、レーザヘッドに対する一の部材および他の部材の位置決め等の作業を行う必要があり、レーザ溶接に要する作業工数が増加する。
本発明は、互いに交差する第1の面と第2の面とを有する一の部材に対し他の部材をレーザ溶接により接合する場合に、レーザ溶接に要する作業工数の増加を抑制することを目的とする。
In manufacturing a cooling device that cools an object to be cooled by using a liquid such as a coolant, it is conceivable to superimpose members molded using an aluminum material and join them by laser welding. For example, one member formed using an aluminum material and having a first surface and a second surface intersecting each other is superposed with another member formed using an aluminum material and joined by laser welding. May be done. Specifically, laser welding is performed on a first portion where the first surface of one member and the other member overlap, and a second portion where the second surface of the one member and the other member overlap. As a result, one member may be joined to another member. In this case, if laser welding is performed by changing the irradiation angle of the laser beam between the first part and the second part, the first part is laser-welded and the second part is laser-welded. In each case, it is necessary to perform work such as positioning one member and another member with respect to the laser head, which increases the number of work steps required for laser welding.
An object of the present invention is to suppress an increase in work man-hours required for laser welding when another member is joined to one member having a first surface and a second surface intersecting each other by laser welding. And.
係る目的のもと、本発明が適用される溶接方法は、第1の面と当該第1の面に交差する第2の面とを有する本体部と、当該本体部の当該第1の面および当該第2の面に重なるカバー部とをレーザ溶接する溶接方法であって、前記本体部の前記第1の面と前記カバー部とが重なる第1の部位と、当該本体部の前記第2の面と当該カバー部とが重なる第2の部位とを、当該本体部に対するレーザ光の照射角度を変えずにレーザ溶接する溶接方法である。
ここで、前記第1の部位と前記第2の部位に対し、続けてレーザ光を照射してレーザ溶接することを特徴とすることができる。
また、前記第1の部位に対する前記レーザ光の入射角度が前記第1の面の垂線に対して傾斜し、および/または、前記第2の部位に対する当該レーザ光の入射角度が前記第2の面の垂線に対し傾斜するように、レーザ溶接することを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される溶接方法は、第1の面と当該第1の面に交差する第2の面とを有する本体部と、当該本体部の当該第1の面および当該第2の面に重なるカバー部とをレーザ溶接する溶接方法であって、前記本体部の前記第1の面と前記カバー部とが重なる第1の部位と、当該本体部の前記第2の面と当該カバー部とが重なる第2の部位とに対し、レーザヘッドを連続して移動させながらレーザ光を照射する溶接方法である。
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される構造物は、第1の面と当該第1の面に交差する第2の面とを有する本体部と、前記本体部の前記第1の面および前記第2の面に重なるカバー部と、前記本体部の前記第1の面と前記カバー部とが重なる第1の部位を接合する第1の溶接部と、前記本体部の前記第2の面と前記カバー部とが重なる第2の部位を接合する第2の溶接部とを有し、前記第1の溶接部が前記カバー部側から前記本体部側に向かって深さ方向に延びる第1の方向と、前記第2の溶接部が当該カバー部側から当該本体部側に向かって深さ方向に延びる第2の方向とが互いに等しいことを特徴とする構造物である。
For this purpose, the welding method to which the present invention is applied includes a main body having a first surface and a second surface intersecting the first surface, the first surface of the main body, and the first surface of the main body. A welding method in which a cover portion overlapping the second surface is laser welded, the first portion where the first surface of the main body portion and the cover portion overlap, and the second portion of the main body portion. This is a welding method in which a second portion where a surface and the cover portion overlap is laser welded without changing the irradiation angle of the laser beam to the main body portion.
Here, it is possible to continuously irradiate the first portion and the second portion with a laser beam to perform laser welding.
Further, the incident angle of the laser beam with respect to the first portion is inclined with respect to the perpendicular line of the first surface, and / or the incident angle of the laser beam with respect to the second portion is the second surface. It can be characterized by laser welding so as to be inclined with respect to the perpendicular line of.
From another point of view, the welding method to which the present invention is applied includes a main body portion having a first surface and a second surface intersecting the first surface, and the first body portion of the main body portion. A welding method in which a surface of the body and a cover portion overlapping the second surface are laser-welded, the first portion of the main body portion where the first surface and the cover portion overlap, and the main body portion. This is a welding method of irradiating a second portion where the second surface and the cover portion overlap with a laser beam while continuously moving the laser head.
From another point of view, the structure to which the present invention is applied includes a main body having a first surface and a second surface intersecting the first surface, and the first of the main body. A first welded portion that joins a cover portion that overlaps the surface and the second surface, a first welded portion that joins the first portion of the main body portion that overlaps the first surface and the cover portion, and the first welded portion of the main body portion. It has a second welded portion that joins a second portion where the two surfaces and the cover portion overlap, and the first welded portion is in the depth direction from the cover portion side toward the main body portion side. The structure is characterized in that the first direction in which it extends and the second direction in which the second welded portion extends in the depth direction from the cover portion side toward the main body portion side are equal to each other.
本発明によれば、互いに交差する第1の面と第2の面とを有する一の部材に対し他の部材をレーザ溶接により接合する場合に、レーザ溶接に要する作業工数の増加を抑制することができる。 According to the present invention, when joining another member to one member having a first surface and a second surface intersecting each other by laser welding, it is possible to suppress an increase in work man-hours required for laser welding. Can be done.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本実施の形態が適用される液冷式冷却装置1の斜視図である。図2は、液冷式冷却装置1を構成する部品を分解した図である。図3は、液冷式冷却装置1の後述する装置本体10を図2におけるIII方向から見た図である。図4は、図1におけるIV−IV部の断面図である。ここで、本実施の形態の液冷式冷却装置1は、長尺形状を有しており、図1〜図4には、液冷式冷却装置1の長手方向の一方の端部を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a liquid-cooled
本実施の形態の液冷式冷却装置1は、内部に冷却液が流通する装置本体10と、装置本体10の端部を被覆するカバー部20と、を備えている。また、図示は省略するが、液冷式冷却装置1は、装置本体10の外部から内部に冷却液を流入させる入口ジョイントと、装置本体10の内部から外部に冷却液を流出させる出口ジョイントとを、図1〜図4には表れない長手方向の他方の端部に備えている。詳細については後述するが、液冷式冷却装置1では、装置本体10とカバー部20とが、レーザ溶接により接合されることにより一体化している。
The liquid-cooled
(装置本体10)
装置本体10は、概形が直方体の部材である。装置本体10は、押出加工にて成形された、JIS A6063合金の押出材を用いて成形されており、押出方向が長手方向となるように成形されている。また、図1に示すように、装置本体10の長手方向及び短手方向の長さは、上下方向の長さよりも大きい。なお、JIS A6063合金の質別は、T1、T5、T6であることを例示することができる。また、その他の質別であっても良いが、装置本体10の硬さが、42(HV(ビッカース硬さ))以上であることが望ましい。
(Device body 10)
The apparatus
装置本体10の内部には、長手方向における一方の端部から他方の端部まで貫通した貫通孔11が複数形成されている。付言すると、図2に示すように、それぞれの貫通孔11は、長手方向の一方の端部が、装置本体10の側壁部14に露出している。そして、液冷式冷却装置1では、装置本体10の側壁部14に露出する貫通孔11の端部が、カバー部20の後述する側面部22により塞がれている。
A plurality of through
本実施の形態に係る液冷式冷却装置1においては、図2に示すように、貫通孔11は、短手方向の中央部よりも手前側と中央部よりも奥側とにそれぞれ2つ、合計4つ形成されている。また、隣接する貫通孔11は、長手方向に沿って伸びる内壁11aにより仕切られている。
4つの貫通孔11のうち手前側の2つの貫通孔11は、入口ジョイントを介して流入した冷却液が他方の端部から一方の端部に流通する流入側流路111として機能する。また、4つの貫通孔11のうち奥側の2つの貫通孔11は、出口ジョイントに向けて冷却液が一方の端部から他方の端部に流通する流出側流路112として機能する。
In the liquid-cooled
The two through
また、装置本体10には、長手方向の一方の端部に、上壁部13から凹んだ凹部12が形成されている。凹部12は、流入側流路111および流出側流路112と連通するように形成されている。
凹部12は、装置本体10の上壁部13および内壁11aが例えば切削加工にて除去されることで形成されている。なお、図2に示した例では、内壁11aは上側から下側にかけて全て除去されているが、上側の一部が除去され、下側の部分が残っていてもよい。
本実施の形態の液冷式冷却装置1では、凹部12の上側がカバー部20の後述する上面部21によって塞がれることで、カバー部20と凹部12との内側に冷却液が進行方向を変えるための空間120が形成されている。
ここで、本実施の形態の液冷式冷却装置1では、装置本体10の上壁部13が第1の面に対応し、側壁部14が第1の面に交差する第2の面に対応する。また、この例では、装置本体10の上壁部13と側壁部14とが垂直となっている。
Further, the apparatus
The
In the liquid-cooled
Here, in the liquid-cooled
(カバー部20)
カバー部20は、板状の部材を直角に折り曲げた概形を有しており、装置本体10の一方の端部に配置される。カバー部20は、装置本体10の上壁部13に重ね合わせられる上面部21と、上面部21の一方の端部から垂直方向に延び、装置本体10の側壁部14に重ね合わせられる側面部22とを有している。上述したように、カバー部20の上面部21が装置本体10の上壁部13に重ね合わせられることで、装置本体10に形成された凹部12の上側が塞がれている。また、カバー部20の側面部22が装置本体10の側壁部14に重ね合わせられることで、装置本体10に形成された貫通孔11の長手方向の一方の端部が塞がれている。
カバー部20は、JIS A3003合金の板材を用いて成形されている。なお、JIS A3003合金の質別は、質別H12又は質別H18であることを例示することができる。また、その他の質別であっても良いが、カバー部20の硬さが、35(HV)以上であることが望ましい。
(Cover 20)
The
The
(液冷式冷却装置1の作用)
以上のように構成された液冷式冷却装置1には、装置本体10の上壁部13のうちカバー部20よりも長手方向の他方の端部側に、この液冷式冷却装置1により冷却される被冷却物が載せられる。被冷却物は、特に限定されないが、例えば、複数の直方体状の単電池からなる組電池が例示される。
そして、図3に示すように、液冷式冷却装置1では、不図示の入口ジョイントから装置本体10の内部に流入した冷却液が、流入側流路111を通って、凹部12に至る。凹部12に至った冷却液は、凹部12内にて進行方向を変更し、その後、流出側流路112を通って、不図示の出口ジョイントから装置本体10の外部へ流出する。このようにして、液冷式冷却装置1は、冷却液が装置本体10の流入側流路111および流出側流路112を流通する間に、装置本体10の上壁部13の上に乗せられた被冷却物を冷却する。
(Action of liquid-cooled cooling device 1)
In the liquid-cooled
Then, as shown in FIG. 3, in the liquid-cooled
(液冷式冷却装置1の製造方法)
以上のように構成された液冷式冷却装置1は、以下のようにして製造される。
装置本体10の一方の端部にカバー部20を重ね合わせた状態で、装置本体10とカバー部20とが重なる部位に対して、レーザ光を連続的に照射する。より具体的には、装置本体10の上壁部13とカバー部20の上面部21とが重なる第1の部位S1(後述する図6等参照)と、装置本体10の側壁部14とカバー部20の側面部22とが重なる第2の部位S2(後述する図6等参照)とのそれぞれに対し、レーザ光を連続的に照射する。なお、この例では、第1の部位S1および第2の部位S2において、カバー部20の周縁に沿ってレーザ光を連続的に照射する。これにより、装置本体10の一方の端部にカバー部20が接合される。
また、装置本体10の上壁部13とカバー部20の上面部21とが重なる第1の部位S1にレーザ光が照射されることで、レーザ光が照射された位置に第1の溶接部31(図1、図4参照)が形成される。同様に、装置本体10の側壁部14とカバー部20の側面部22とが重なる第2の部位S2にレーザ光が照射されることで、レーザ光が照射された位置に第2の溶接部32(図1参照)が形成される。なお、以下の説明において、第1の溶接部31と第2の溶接部32とを互いに区別しない場合には、まとめて溶接部30と表記する場合がある。
(Manufacturing method of liquid-cooled cooling device 1)
The liquid-cooled
With the
Further, the laser beam is irradiated to the first portion S1 where the
(従来の問題点について)
ところで、第1の部位S1と第2の部位S2とにレーザ光を照射して装置本体10に対しカバー部20をレーザ溶接する場合、第1の部位S1と第2の部位S2とで、装置本体10およびカバー部20に対する照射角度を変えてレーザ光を照射することが考えられる。例えば、第1の部位S1に対するレーザ光の入射角と、第2の部位S2に対するレーザ光の入射角とが等しくなるように、第1の部位S1と第2の部位S2とで装置本体10およびカバー部20に対する照射角度を変えてレーザ光を照射する場合がある。
図5は、従来の液冷式冷却装置1の製造方法の一例を示した図であって、第1の部位S1および第2の部位S2に対しレーザ光Lを照射している状態を示した図である。図5は、液冷式冷却装置1を装置本体10の短手方向の手前側から見た図に対応する。
(About conventional problems)
By the way, when the
FIG. 5 is a diagram showing an example of a method of manufacturing the conventional liquid-cooled
図5に示す従来例では、第1の部位S1にレーザ光Lを照射する場合と、第2の部位S2にレーザ光Lを照射する場合とで、装置本体10およびカバー部20に対するレーザ光Lの照射角度を変えている。付言すると、図5に示す従来例では、第1の部位S1に対するレーザ光Lの入射角と、第2の部位S2に対するレーザ光Lの入射角とが、ともに90度となるように、レーザヘッドLHによりレーザ光Lを照射している。
In the conventional example shown in FIG. 5, the laser beam L for the apparatus
図5に示すように、第1の部位S1と第2の部位S2とで、装置本体10およびカバー部20に対するレーザ光Lの照射角度を変える場合、第1の部位S1と第2の部位S2とに連続してレーザ光Lを照射することは困難である。すなわち、まず、第1の部位S1がレーザヘッドLHに対向するように、レーザヘッドLHに対して装置本体10およびカバー部20を位置決めし、第1の部位S1に対しレーザ光を照射する。続いて、第2の部位S2がレーザヘッドLHに対向するように、再びレーザヘッドLHに対して装置本体10およびカバー部20を位置決めし、第2の部位S2に対してレーザ光Lを照射する。このように、第1の部位S1にレーザ光Lを照射する場合と、第2の部位S2にレーザ光Lを照射する場合とのそれぞれで、レーザヘッドLHに対する装置本体10およびカバー部20の位置決め作業を行う必要がある。この場合、レーザ溶接に要する作業工数が増加する。
また、例えば、第1の部位S1に対してレーザ光Lを照射した後、再びレーザヘッドLHに対して装置本体10およびカバー部20を位置決めし第2の部位S2にレーザ光Lを照射すると、第1の部位S1に対するレーザ光Lの照射位置と、第2の部位S2に対するレーザ光Lの照射位置とにずれが生じる場合がある。この場合、例えば第1の部位S1に形成された第1の溶接部31と、第2の部位S2に形成された第2の溶接部32との間に、溶接部30が形成されていない領域が生じ、液冷式冷却装置1において冷却液の液漏れ等が生じるおそれがある。
As shown in FIG. 5, when the irradiation angle of the laser beam L with respect to the apparatus
Further, for example, after irradiating the first portion S1 with the laser beam L, the apparatus
(レーザ溶接工程について)
これに対し、本実施の形態の液冷式冷却装置1の製造方法(溶接方法)においては、第1の部位S1と第2の部位S2とで、装置本体10およびカバー部20に対する照射角度を変えずにレーザ光Lを照射することで、レーザ溶接を行う。以下、本実施の形態の液冷式冷却装置1の製造方法におけるレーザ溶接工程についてより詳細に説明する。
図6および図7は、本実施の形態の液冷式冷却装置1の製造方法の一例を示した図であって、第1の部位S1および第2の部位S2に対しレーザ光Lを照射している状態を示した図である。図6は、液冷式冷却装置1の斜視図に対応し、図7は、液冷式冷却装置1を装置本体10の短手方向の手前側から見た図に対応する。
(About laser welding process)
On the other hand, in the manufacturing method (welding method) of the liquid-cooled
6 and 7 are views showing an example of the manufacturing method of the liquid-cooled
図6および図7に示すように、本実施の形態では、第1の部位S1と第2の部位S2との双方に対し交差する方向からレーザ光Lを照射する。これにより、第1の部位S1にレーザ光Lを照射する場合と、第2の部位S2にレーザ光Lを照射する場合とで、装置本体10およびカバー部20に対するレーザヘッドLHの向きを変更することが不要となる。そして、第1の部位S1と第2の部位S2とに対し連続してレーザ光Lを照射することが可能となる。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the present embodiment, the laser beam L is irradiated from a direction intersecting both the first portion S1 and the second portion S2. As a result, the orientation of the laser head LH with respect to the apparatus
本実施の形態においては、例えば以下の手順により、レーザ溶接工程を行う。
まず、レーザヘッドLHに対して装置本体10およびカバー部20を位置決めする。具体的には、図6に示すように、レーザヘッドLHにより照射されるレーザ光Lの焦点が、第1の部位S1における予め定めた始点位置41(この例では、第1の部位S1における長手方向の一方の端部側、且つ短手方向の奥側の隅)となるように、レーザヘッドLHに対して装置本体10およびカバー部20を位置決めする。付言すると、本実施の形態では、第1の部位S1に対するレーザ光Lの照射方向が、上壁部13または上面部21の垂線に対して傾斜し、且つ、側壁部14または側面部22の垂線に対して傾斜するように、レーザヘッドLHに対して装置本体10およびカバー部20を位置決めする。この例では、レーザ光Lの照射方向が、液冷式冷却装置1の上下方向に対し長手方向に傾斜するようにしている。
In the present embodiment, for example, the laser welding step is performed by the following procedure.
First, the apparatus
次いで、図6に示すように、カバー部20における上面部21の周縁に沿ってレーザヘッドLHを移動させながら、第1の部位S1に対しレーザ光Lを連続的に照射する。付言すると、カバー部20における上面部21とレーザヘッドLHとの距離が変動しないように、レーザヘッドLHを平行移動させながら、第1の部位S1に対しレーザ光Lを連続的に照射する。なお、第1の部位S1におけるレーザ光Lの照射位置は、カバー部20における上面部21の周縁であって、装置本体10に形成された凹部12よりも外側の位置である。
Next, as shown in FIG. 6, the laser beam L is continuously irradiated to the first portion S1 while moving the laser head LH along the peripheral edge of the
次いで、第1の部位S1と第2の部位S2との境界位置42までレーザ光Lを照射したら、装置本体10およびカバー部20に対するレーザヘッドLHの向きを変えることなく、装置本体10およびカバー部20に対してレーザヘッドLHを下方向に移動させ、第2の部位S2に対向させる。そして、第1の部位S1に引き続いて、第2の部位S2に対しレーザ光Lを照射する。具体的には、第1の部位S1と同様に、カバー部20における側面部22の周縁に沿ってレーザヘッドLHを移動させながら、第2の部位S2に対しレーザ光Lを連続的に照射する。付言すると、カバー部20における側面部22とレーザヘッドLHとの距離が変動しないように、レーザヘッドLHを平行移動させながら、第2の部位S2に対しレーザ光Lを連続的に照射する。なお、第2の部位S2におけるレーザ光Lの照射位置は、カバー部20における側面部22の周縁であって、装置本体10に形成され側壁部14に露出する貫通孔11の一方の端部よりも外側の位置である。
Next, when the laser beam L is irradiated to the
次いで、第1の部位S1と第2の部位S2との境界位置43までレーザ光Lを照射したら、装置本体10およびカバー部20に対するレーザヘッドLHの向きを変えることなく、レーザヘッドLHを始点位置41に対向する位置まで上方向に移動させ、レーザ光Lの照射を終了する。
これにより、第1の部位S1および第2の部位S2の双方において、カバー部20の周縁がレーザ溶接され、第1の溶接部31および第2の溶接部32が形成される。上述したように、本実施の形態では、第1の部位S1と第2の部位S2とで、装置本体10およびカバー部20に対するレーザヘッドLHの向きが等しい。これにより、第1の溶接部31がカバー部20側から装置本体10側に向かって深さ方向に延びる第1の方向と、第2の溶接部32がカバー部20側から装置本体10側に向かって深さ方向に延びる第2の方向とが互いに等しくなっている。
なお、ここでは、装置本体10およびカバー部20に対してレーザヘッドLHを移動させながらレーザ光Lを照射する場合を例示したが、例えば、固定されたレーザヘッドLHに対し、装置本体10およびカバー部20に対するレーザヘッドLHの向きを変えずに、装置本体10およびカバー部20を移動させながらレーザ光Lを照射してもよい。
Next, when the laser beam L is irradiated to the
As a result, the peripheral edge of the
Here, a case where the laser beam L is irradiated while moving the laser head LH to the device
ここで、本実施の形態では、第1の部位S1に対するレーザ光Lの照射方向が上壁部13または上面部21の垂線に対して傾斜し、且つ、第2の部位S2に対するレーザ光Lの照射方向が側壁部14または側面部22の垂線に対して傾斜するように、レーザ光Lの照射方向を設定している。言い換えると、第1の部位S1に対するレーザ光Lの入射角θ1、および第2の部位S2に対するレーザ光Lの入射角θ2が、90°未満となるように、レーザ光Lの照射方向を設定している。
Here, in the present embodiment, the irradiation direction of the laser beam L with respect to the first portion S1 is inclined with respect to the perpendicular line of the
図8(a)〜(b)は、装置本体10とカバー部20とが重なる部位に形成された溶接部30の断面形状の一例を示した図である。図8(a)は、レーザ光Lの入射角θ1、θ2が90°未満となるようにレーザ光Lを照射した場合に形成される溶接部30の断面形状を示しており、図8(b)は、レーザ光Lの入射角θ1、θ2が90°となるようにレーザ光Lを照射した場合に形成される溶接部30の断面形状を示している。なお、図8(a)の溶接部30と、図8(b)の溶接部30とは、同じ強度のレーザ光Lを照射することにより形成されたものである。
装置本体10とカバー部20とが重なる部位にレーザ光Lが照射されると、レーザ光Lのエネルギーが熱に変換されることによって、装置本体10およびカバー部20を構成する材料が溶融し、その後急速に冷却される。これにより、レーザ光Lが照射された位置に、溶接部30が形成される。
8 (a) to 8 (b) are views showing an example of the cross-sectional shape of the welded
When the laser beam L is applied to the portion where the apparatus
図8(a)〜(b)に示すように、レーザ光Lの入射角θ1、θ2を90°未満とすることで、レーザ光Lの入射角θ1、θ2を90°とした場合と比較して、溶接部30の幅Wを大きくすることができる。これにより、レーザ光Lの強度を大きくすることなく、装置本体10とカバー部20との接合強度を向上させることができる。
溶接部30の幅Wは、例えば、カバー部20を構成するアルミニウム材の板厚の45%以上であることが好ましい。
また、図8(a)〜(b)に示すように、レーザ光Lの入射角θ1、θ2を90°未満とすることで、レーザ光Lの入射角θ1、θ2を90°とした場合と比較して、溶接部30の深さDを小さくすることができる。これにより、溶接部30が装置本体10を貫通することを抑制することができる。
As shown in FIGS. 8A to 8B, by setting the incident angles θ1 and θ2 of the laser beam L to less than 90 °, it is compared with the case where the incident angles θ1 and θ2 of the laser beam L are set to 90 °. Therefore, the width W of the welded
The width W of the welded
Further, as shown in FIGS. 8A to 8B, when the incident angles θ1 and θ2 of the laser beam L are set to less than 90 °, the incident angles θ1 and θ2 of the laser beam L are set to 90 °. In comparison, the depth D of the welded
第1の部位S1に対するレーザ光Lの入射角θ1、および第2の部位S2に対するレーザ光Lの入射角θ2は、装置本体10の上壁部13と側壁部14とがなす角度等によっても異なるが、例えば、30°以上90°未満の範囲とすることができる。
なお、装置本体10とカバー部20との十分な接合強度が得られ、且つ、装置本体10を貫通しない溶接部30を形成することができる強度であれば、第1の部位S1に対するレーザ光Lの入射角θ1または第2の部位S2に対するレーザ光Lの入射角θ2の一方が90°となるように、レーザ光Lを照射してもよい。
The incident angle θ1 of the laser beam L with respect to the first portion S1 and the incident angle θ2 of the laser beam L with respect to the second portion S2 also differ depending on the angle formed by the
If sufficient bonding strength between the device
本実施の形態のレーザ溶接工程に用いるレーザ光Lのレーザ源は特に限定されない。YAGレーザ、CO2レーザ、ファイバレーザ、ディスクレーザ、半導体レーザであることを例示することができる。また、レーザ光Lの強度、スポット径、レーザヘッドLHの移動速度等は、装置本体10およびカバー部20の形状や材質、レーザ源の種類等に応じて設定することができる。
The laser source of the laser beam L used in the laser welding step of the present embodiment is not particularly limited. It can be exemplified that it is a YAG laser, a CO 2 laser, a fiber laser, a disk laser, and a semiconductor laser. Further, the intensity of the laser beam L, the spot diameter, the moving speed of the laser head LH, and the like can be set according to the shape and material of the apparatus
以上説明したように、本実施の形態の液冷式冷却装置1の製造方法では、第1の部位S1と第2の部位S2とで、装置本体10およびカバー部20に対するレーザ光Lの照射角度を変えずにレーザ溶接を行っている。言い換えると、本実施の形態の液冷式冷却装置1の製造方法では、第1の部位S1と第2の部位S2とに対し、レーザヘッドLHを連続して移動させながらレーザ光Lを照射し、レーザ溶接を行っている。これにより、例えば、第1の部位S1にレーザ溶接を行う際と、第2の部位S2にレーザ溶接を行う際とのそれぞれで、レーザヘッドLHに対する装置本体10およびカバー部20の位置決め作業を行うことが不要となり、レーザ溶接に要する作業工数の増加を抑制することができる。
As described above, in the method for manufacturing the liquid-cooled
また、本実施の形態の液冷式冷却装置1では、装置本体10に形成された凹部12と貫通孔11の端部との双方を、単一の部材であるカバー部20により塞いでいる。これにより、装置本体10に対しカバー部20をレーザ溶接により接合する場合に、レーザヘッドLHを連続して移動させながらレーザ光Lを照射することが可能となる。また、装置本体10の凹部12と貫通孔11の端部とをそれぞれ別の部材で塞ぐ場合と比較して、液冷式冷却装置1に用いる部品点数を低減することが可能となる。さらにまた、装置本体10の凹部12と貫通孔11の端部とをそれぞれ別の部材で塞ぐ場合と比較して、装置本体10の凹部12と貫通孔11の端部とを塞ぐためにレーザ溶接を行う距離(溶接部30の長さ)を短くすることができる。
Further, in the liquid-cooled
(液冷式冷却装置1の他の形態について)
続いて、本実施の形態の溶接方法が適用可能な液冷式冷却装置1の他の形態について説明する。図1〜図8に示した例では、装置本体10の第1の面の一例である上壁部13と第2の面の一例である側壁部14とが垂直となっており、また、カバー部20の上面部21と側面部22とが垂直となっているが、装置本体10およびカバー部20の形状はこれに限定されるものではない。
図9(a)〜(b)は、本発明の他の形態が適用される液冷式冷却装置1を示した図である。
(About other forms of liquid-cooled cooling device 1)
Subsequently, another embodiment of the liquid-cooled
9 (a) to 9 (b) are views showing the liquid-cooled
図9(a)に示すように、装置本体10の上壁部13と側壁部14とが垂直ではなく、同様にカバー部20の上面部21と側面部22とが垂直ではなくてもよい。図9(a)に示す例では、装置本体10の長手方向の一方の端部側に向かうに従い装置本体10の高さが低くなるように、側壁部14が、上壁部13に垂直な方向に対して傾斜している。また、装置本体10の側壁部14に重なるように、カバー部20の側面部22が、上面部21に垂直な方向に対して傾斜している。
そして、図9(a)に示す装置本体10に対しカバー部20をレーザ溶接により溶接する場合には、上述した例と同様に、第1の部位S1と第2の部位S2との双方に対し交差する方向からレーザ光Lを照射する。これにより、第1の部位S1にレーザ光Lを照射する場合と、第2の部位S2にレーザ光Lを照射する場合とで、装置本体10およびカバー部20に対するレーザヘッドLHの向きを変更することが不要となる。
As shown in FIG. 9A, the
Then, when the
また、図9(b)に示すように、液冷式冷却装置1は、レーザ溶接の対象部位として、第1の部位S1および第2の部位S2に加えて、第3の部位S3を有していてもよい。図9(b)に示す液冷式冷却装置1では、装置本体10は、上壁部13および側壁部14に加えて、側壁部14の端部から長手方向に沿って伸びる延伸部15を有している。また、カバー部20は、上面部21および側面部22に加えて、側面部22の端部から長手方向に沿って伸び延伸部15に重なる平面部23を有している。なお、図9(b)に示す例では、装置本体10の上壁部13と延伸部15とは互いに平行であり、カバー部20の上面部21と平面部23とは互いに平行である。
そして、図9(b)に示す装置本体10に対しカバー部20をレーザ溶接により溶接する場合には、第1の部位S1および第2の部位S2に加えて、装置本体10の延伸部15とカバー部20の平面部23とが重なる第3の部位S3に対し交差する方向からレーザ光Lを照射し、第1の部位S1、第2の部位S2および第3の部位S3に対して連続してレーザ溶接を行う。これにより、第1の部位S1にレーザ光Lを照射する場合と、第2の部位S2にレーザ光Lを照射する場合と、第3の部位S3にレーザ光Lを照射する場合とで、装置本体10およびカバー部20に対するレーザヘッドLHの向きを変更することが不要となる。
Further, as shown in FIG. 9B, the liquid-cooled
Then, when the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない限りにおいては様々な変形や組み合わせを行っても構わない。
例えば、上述した実施の形態では、レーザ光Lの照射方向が液冷式冷却装置1の上下方向に対し長手方向に傾斜するようにして、第1の部位S1および第2の部位S2に対しレーザ光Lを照射したが、これに限定されるものではない。レーザ光Lの照射方向が液冷式冷却装置1の上下方向に対し短手方向に傾斜するようにして、第1の部位S1および第2の部位S2に対しレーザ光Lを照射してもよいし、レーザ光Lの照射方向が液冷式冷却装置1の上下方向に対し短手方向および長手方向の双方に傾斜するようにして、第1の部位S1および第2の部位S2に対しレーザ光Lを照射してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments of the present invention. Various modifications and combinations may be made as long as it does not contradict the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the irradiation direction of the laser beam L is inclined in the longitudinal direction with respect to the vertical direction of the liquid-cooled
1…液冷式冷却装置、10…装置本体、11…貫通孔、12…凹部、13…上壁部、14…側壁部、20…カバー部、21…上面部、22…側面部、30…溶接部、31…第1の溶接部、32…第2の溶接部、L…レーザ光、LH…レーザヘッド、S1…第1の部位、S2…第2の部位、S3…第3の部位 1 ... Liquid-cooled cooling device, 10 ... Device body, 11 ... Through hole, 12 ... Recession, 13 ... Upper wall part, 14 ... Side wall part, 20 ... Cover part, 21 ... Top surface part, 22 ... Side part, 30 ... Welded part, 31 ... 1st welded part, 32 ... 2nd welded part, L ... laser beam, LH ... laser head, S1 ... 1st part, S2 ... 2nd part, S3 ... 3rd part
Claims (5)
前記本体部の前記第1の面と前記カバー部とが重なる第1の部位と、当該本体部の前記第2の面と当該カバー部とが重なる第2の部位とを、当該本体部に対するレーザ光の照射角度を変えずにレーザ溶接する溶接方法。 A welding method in which a main body portion having a first surface and a second surface intersecting the first surface and a cover portion overlapping the first surface and the second surface of the main body portion are laser welded. And
A laser for the main body portion is provided by a first portion where the first surface of the main body portion and the cover portion overlap and a second portion where the second surface of the main body portion and the cover portion overlap. A welding method in which laser welding is performed without changing the light irradiation angle.
前記本体部の前記第1の面と前記カバー部とが重なる第1の部位と、当該本体部の前記第2の面と当該カバー部とが重なる第2の部位とに対し、レーザヘッドを連続して移動させながらレーザ光を照射する溶接方法。 A welding method in which a main body portion having a first surface and a second surface intersecting the first surface and a cover portion overlapping the first surface and the second surface of the main body portion are laser welded. And
The laser head is continuously provided to the first portion where the first surface of the main body portion and the cover portion overlap and the second portion where the second surface of the main body portion and the cover portion overlap. A welding method that irradiates a laser beam while moving it.
前記本体部の前記第1の面および前記第2の面に重なるカバー部と、
前記本体部の前記第1の面と前記カバー部とが重なる第1の部位を接合する第1の溶接部と、
前記本体部の前記第2の面と前記カバー部とが重なる第2の部位を接合する第2の溶接部とを有し、
前記第1の溶接部が前記カバー部側から前記本体部側に向かって深さ方向に延びる第1の方向と、前記第2の溶接部が当該カバー部側から当該本体部側に向かって深さ方向に延びる第2の方向とが互いに等しいことを特徴とする構造物。 A main body having a first surface and a second surface intersecting the first surface,
A cover portion that overlaps the first surface and the second surface of the main body portion,
A first welded portion that joins a first portion where the first surface of the main body portion and the cover portion overlap.
It has a second welded portion that joins a second portion where the second surface of the main body portion and the cover portion overlap.
The first welded portion extends in the depth direction from the cover portion side toward the main body portion side, and the second welded portion is deep from the cover portion side toward the main body portion side. A structure characterized in that the second directions extending in the longitudinal direction are equal to each other.
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