JP5107531B2 - Laser welding equipment - Google Patents

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Description

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

従来から、光デバイス素子や水晶振動子などのパッケージ封止において、リッド(蓋)に対してレーザビームを照射することによって、リッドとパッケージとを溶接(レーザ溶接)することが行われている。例えば、特許文献1には、透過窓とワークとの間にレーザ透過性のフィルムを配置して、溶接時にワークから生じた金属屑等のかす(以下、「溶接かす」とも呼ぶ。)をフィルムに付着させることによって、溶接を行う技術が記載されている。その他に、特許文献2及び3に、レーザビームを用いて溶接を行うレーザ溶接装置が記載されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in package sealing of optical device elements and crystal resonators, the lid and the package are welded (laser welding) by irradiating the lid (lid) with a laser beam. For example, in Patent Document 1, a laser transmissive film is disposed between a transmission window and a workpiece, and metal debris or the like generated from the workpiece during welding (hereinafter also referred to as “welded residue”) is used as the film. A technique for welding by adhering to is described. In addition, Patent Documents 2 and 3 describe laser welding apparatuses that perform welding using a laser beam.

特開2004−90060号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-90060 特開2004−172206号公報JP 2004-172206 A 特開2000−164095号公報JP 2000-164095 A

しかしながら、特許文献1に記載された技術では、溶接かすが付着したフィルムを巻き取る必要があると共に、フィルムを交換する必要があったため、手間がかかっていた。また、特許文献2及び3に記載された技術でも、簡便な手法によって、溶接かすを処理することが困難であった。   However, in the technique described in Patent Document 1, it is necessary to take up the film to which the welding residue is attached, and it is necessary to replace the film. Further, even with the techniques described in Patent Documents 2 and 3, it has been difficult to process the welding residue by a simple method.

本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、レーザ溶接時に生じた溶接かすを簡便に処理することが可能なレーザ溶接装置を提供することを課題とする。   Examples of the problem to be solved by the present invention are as described above. An object of the present invention is to provide a laser welding apparatus capable of simply processing a welding residue generated during laser welding.

請求項に記載の発明では、透過窓を通過したレーザビームをワークに対して照射することによって、前記ワークの溶接を行うレーザ溶接装置は、前記透過窓と前記ワークとの間に配置され、前記レーザビームの略進行方向に延在する電極と、前記電極に対して電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、前記電極は、少なくとも2つの極板によって構成され、前記電圧印加手段は、前記極板間に電位差を生じるように電圧を印加すると共に、前記ワークに対して前記2つの極板のいずれか一方の極板と同電位になるように電圧を印加する。 In invention of Claim 1 , the laser welding apparatus which welds the said workpiece | work by irradiating the workpiece | work with the laser beam which passed the permeation | transmission window is arrange | positioned between the said permeation | transmission window and the said workpiece | work, An electrode extending in a substantially traveling direction of the laser beam, and a voltage applying means for applying a voltage to the electrode, the electrode being constituted by at least two electrode plates, the voltage applying means, A voltage is applied so as to generate a potential difference between the electrode plates, and a voltage is applied to the workpiece so as to have the same potential as one of the two electrode plates.

本発明の好適な実施形態では、透過窓を通過したレーザビームをワークに対して照射することによって、前記ワークの溶接を行うレーザ溶接装置は、前記透過窓と前記ワークとの間に配置され、前記レーザビームの略進行方向に延在する電極と、前記電極に対して電圧を印加する電圧印加手段と、を備える。   In a preferred embodiment of the present invention, a laser welding apparatus that welds the workpiece by irradiating the workpiece with a laser beam that has passed through the transmission window is disposed between the transmission window and the workpiece, An electrode extending in a substantially traveling direction of the laser beam; and a voltage applying means for applying a voltage to the electrode.

上記のレーザ溶接装置は、透過窓を通過したレーザビームをワークに対して照射することによって、ワークの溶接を行う装置である。また、レーザ溶接装置は、透過窓とワークとの間に配置され、レーザビームの略進行方向に延在する電極と、電極に対して電圧を印加する電圧印加手段とを有する。これにより、溶接時にワークから飛散する金属屑等の溶接かすを、帯電している電極に引き寄せて吸着させることができる。したがって、上記したレーザ溶接装置によれば、交換作業や廃棄物の処理などを行うことなく、簡便に、溶接かすが透過窓に付着してしまうことを防止することができる。   Said laser welding apparatus is an apparatus which welds a workpiece | work by irradiating the workpiece | work with the laser beam which passed the permeation | transmission window. In addition, the laser welding apparatus includes an electrode that is disposed between the transmission window and the workpiece and extends in a substantially traveling direction of the laser beam, and a voltage applying unit that applies a voltage to the electrode. Thereby, welding debris such as metal scraps scattered from the workpiece during welding can be attracted and attracted to the charged electrode. Therefore, according to the laser welding apparatus described above, it is possible to easily prevent the welding residue from adhering to the transmission window without performing an exchange operation or a waste disposal.

上記のレーザ溶接装置の一態様では、前記電極は、前記透過窓と前記ワークとの間における空間の側面を覆うように形成されている。これにより、ワークから飛散した溶接かすを確実に電極に吸着させることができる。   In one aspect of the laser welding apparatus, the electrode is formed so as to cover a side surface of a space between the transmission window and the workpiece. Thereby, the welding residue scattered from the workpiece can be reliably adsorbed to the electrode.

上記のレーザ溶接装置の他の一態様では、前記電圧印加手段は、前記電極と前記ワークとの間で電位差を生じるように、前記電極に対して電圧を印加することができる。   In another aspect of the laser welding apparatus, the voltage applying unit can apply a voltage to the electrode so as to generate a potential difference between the electrode and the workpiece.

上記のレーザ溶接装置の他の一態様では、前記電圧印加手段は、前記電極と前記ワークとの間で電位差を生じるように、前記ワークに対して電圧を印加する。この場合には、ワークが帯電することによって溶接かすも帯電する。そのため、溶接かすを効果的に電極に対して吸着させることができる。   In another aspect of the laser welding apparatus, the voltage application unit applies a voltage to the workpiece so as to generate a potential difference between the electrode and the workpiece. In this case, when the workpiece is charged, the welding residue is also charged. Therefore, the welding residue can be effectively adsorbed to the electrode.

上記のレーザ溶接装置の他の一態様では、前記電極は、少なくとも2つの極板によって構成され、前記電圧印加手段は、前記極板間に電位差が生じるように電圧を印加すると共に、前記ワークに対して前記2つの極板のいずれか一方の極板と同電位になるように電圧を印加する。これによっても、溶接かすを極板に吸着させることができる。   In another aspect of the laser welding apparatus, the electrode is constituted by at least two electrode plates, and the voltage applying unit applies a voltage so that a potential difference is generated between the electrode plates, and applies to the workpiece. On the other hand, a voltage is applied so as to have the same potential as one of the two electrode plates. Also by this, the welding residue can be adsorbed to the electrode plate.

上記のレーザ溶接装置において好適には、前記電圧印加手段は、前記ワークが載置されたトレイに対して電圧を印加することができる。これにより、トレイを介してワークに対して電圧を印加することによって、溶接かすを帯電させることができる。   In the above laser welding apparatus, preferably, the voltage applying means can apply a voltage to the tray on which the workpiece is placed. Thereby, a welding residue can be charged by applying a voltage with respect to a workpiece | work via a tray.

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

[レーザ溶接装置の構成]
図1は、本発明の実施例に係るレーザ溶接装置100の概略構成を示す図である。具体的には、図1は、レーザビームLB2の進行方向に沿った断面図を示している。
[Configuration of laser welding equipment]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser welding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1 shows a cross-sectional view along the traveling direction of the laser beam LB2.

レーザ溶接装置100は、主に、レーザビーム出射装置1と、ガルバノヘッド2と、XYテーブル6と、絶縁プレート7と、トレイ8と、真空チャンバ9と、筒部10と、透過窓11と、電極12と、電極取付部13と、高圧電源15と、配線16と、を備える。レーザ溶接装置100は、トレイ8上に載置された複数のワーク30に対して溶接を行う装置である。   The laser welding apparatus 100 mainly includes a laser beam emitting device 1, a galvano head 2, an XY table 6, an insulating plate 7, a tray 8, a vacuum chamber 9, a cylindrical portion 10, a transmission window 11, The electrode 12, the electrode mounting portion 13, the high voltage power supply 15, and the wiring 16 are provided. The laser welding apparatus 100 is an apparatus that performs welding on a plurality of workpieces 30 placed on the tray 8.

レーザビーム出射装置1は、レーザビームLB1を出射し、このレーザビームLB1をガルバノヘッド2に対して照射する。ガルバノヘッド2は、レーザビームLB1を受光し、当該レーザビームLB1を照射する位置をミラーなどによって変更する。ガルバノヘッド2から出射されたレーザビームLB2は、ガラスなどによって構成される透過窓11を通過して、真空チャンバ9内に進入する。そして、透過窓11を通過したレーザビームLB2は、ワーク30に対して照射される。   The laser beam emitting device 1 emits a laser beam LB1 and irradiates the galvano head 2 with the laser beam LB1. The galvano head 2 receives the laser beam LB1, and changes the position where the laser beam LB1 is irradiated by a mirror or the like. The laser beam LB2 emitted from the galvano head 2 enters the vacuum chamber 9 through the transmission window 11 made of glass or the like. Then, the workpiece 30 is irradiated with the laser beam LB2 that has passed through the transmission window 11.

ワーク30は、内部が真空に維持された真空チャンバ9内で溶接が実行される。この場合、ワーク30は、トレイ8上に載置される。また、トレイ8は、絶縁素材で構成される絶縁プレート7を介してXYテーブル6上に配置される。   The workpiece 30 is welded in a vacuum chamber 9 whose interior is maintained in a vacuum. In this case, the work 30 is placed on the tray 8. The tray 8 is disposed on the XY table 6 via an insulating plate 7 made of an insulating material.

ここで、図2を参照して、ワーク30及びXYテーブル6等の詳細を説明する。図2(a)は、図1中の矢印A方向からワーク30等を観察した図を示す。図2(b)は、ワーク30の斜視図を示す。   Here, the details of the workpiece 30 and the XY table 6 will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a view of the work 30 and the like observed from the direction of arrow A in FIG. FIG. 2B shows a perspective view of the work 30.

図2(a)に示すように、トレイ8上に複数のワーク30が配置されている。ワーク30は、図2(b)に示すように、板状のリッド30aと、箱状のパッケージ30bとを有しており、内部に電子部品(不図示)が収納されている。上記したレーザビームLB2がリッド30aに照射され、リッド30aがパッケージ30bに対して溶接されることにより、ワーク30の封止が実行される。   As shown in FIG. 2A, a plurality of works 30 are arranged on the tray 8. As shown in FIG. 2B, the work 30 has a plate-shaped lid 30a and a box-shaped package 30b, and an electronic component (not shown) is accommodated therein. The laser beam LB2 described above is applied to the lid 30a, and the lid 30a is welded to the package 30b, whereby the work 30 is sealed.

前述したように、ワーク30が配置されたトレイ8は、絶縁プレート7を介して、XYテーブル6に載置されている。XYテーブル6は、図2(a)中の矢印B1方向及び矢印B2方向に移動可能に構成されている。例えば、ガルバノヘッド2が現在のトレイ8の位置においてレーザビームLB2を照射することが可能なエリア(以下、このエリアを「照射可能エリア」と呼ぶ。)内に存在する全てのワーク30に対する溶接が終了すると、XYテーブル6は、トレイ8を移動させる。この場合、XYテーブル6は、溶接が行われていないワーク30がガルバノヘッド2の照射可能エリア内に入るような位置へと、トレイ8を移動させることができる。   As described above, the tray 8 on which the work 30 is arranged is placed on the XY table 6 via the insulating plate 7. The XY table 6 is configured to be movable in the arrow B1 direction and the arrow B2 direction in FIG. For example, welding is performed on all workpieces 30 existing in an area where the galvano head 2 can irradiate the laser beam LB2 at the current position of the tray 8 (hereinafter, this area is referred to as an “irradiable area”). When finished, the XY table 6 moves the tray 8. In this case, the XY table 6 can move the tray 8 to such a position that the work 30 that is not welded enters the irradiable area of the galvano head 2.

図1に戻って説明を再開する。真空チャンバ9の上部には、筒部10が設けられている。筒部10は、中空部分10xを有する略円筒形状によって構成されており、上部に透過窓11を保持する。筒部10に形成された中空部分10xには、透過窓11を通過したレーザビームLB2が通過していく。なお、ワーク30の溶接を行う際には、真空チャンバ9及び筒部10の内部の空間が真空に維持される。   Returning to FIG. 1, the description will be resumed. A cylindrical portion 10 is provided on the upper portion of the vacuum chamber 9. The cylinder part 10 is comprised by the substantially cylindrical shape which has the hollow part 10x, and hold | maintains the permeation | transmission window 11 in the upper part. The laser beam LB2 that has passed through the transmission window 11 passes through the hollow portion 10x formed in the cylindrical portion 10. In addition, when welding the workpiece | work 30, the space inside the vacuum chamber 9 and the cylinder part 10 is maintained in a vacuum.

また、筒部10の内壁面には、電極取付部13を介して電極12が設けられている。電極取付部13は、絶縁素材のOリングやねじ止め等で構成されており、筒部10の内壁面に対して電極12を固定する。電極12は、銅などによって構成され、レーザビームLB2の略進行方向に延在するように配置されている。また、電極12は、配線16を介して高圧電源15に接続されている。これにより、電極12は、高圧電源15によって電圧を印加される。この場合、電極12は絶縁素材で構成された電極取付部13によって固定されているため、筒部10などには電圧は印加されない。   Further, the electrode 12 is provided on the inner wall surface of the cylindrical portion 10 via the electrode mounting portion 13. The electrode mounting portion 13 is configured by an O-ring made of an insulating material, screwing, or the like, and fixes the electrode 12 to the inner wall surface of the cylindrical portion 10. The electrode 12 is made of copper or the like, and is arranged so as to extend in a substantially traveling direction of the laser beam LB2. The electrode 12 is connected to a high voltage power supply 15 via a wiring 16. Thereby, a voltage is applied to the electrode 12 by the high voltage power supply 15. In this case, since the electrode 12 is fixed by the electrode mounting portion 13 made of an insulating material, no voltage is applied to the tube portion 10 or the like.

更に、高圧電源15は、配線16を介して、トレイ8に対しても電圧を印加する。このようにトレイ8に電圧が印加されることによって、ワーク30にも電圧が印加されることになる。この場合、トレイ8は絶縁プレート7に載置されているため、XYテーブル6などには電圧は印加されない。なお、高圧電源15は、例えば1000(V)程度の電圧を印加可能に構成されている。   Further, the high voltage power supply 15 applies a voltage to the tray 8 via the wiring 16. As a result of the voltage being applied to the tray 8 in this manner, the voltage is also applied to the work 30. In this case, since the tray 8 is placed on the insulating plate 7, no voltage is applied to the XY table 6 or the like. The high voltage power supply 15 is configured to be able to apply a voltage of about 1000 (V), for example.

ここで、図3を参照して、電極12等に電圧が印加される様子を説明する。   Here, with reference to FIG. 3, a state in which a voltage is applied to the electrode 12 and the like will be described.

図3(a)は、図1中の矢印A方向から電極12を観察した図を示している。図示のように、電極12は、中空部12xを有する略円筒形状によって構成される。電極12に形成された中空部12xには、透過窓11を通過したレーザビームLB2が通過していく。   FIG. 3A shows a diagram in which the electrode 12 is observed from the direction of arrow A in FIG. As shown in the figure, the electrode 12 has a substantially cylindrical shape having a hollow portion 12x. The laser beam LB2 that has passed through the transmission window 11 passes through the hollow portion 12x formed in the electrode 12.

図3(b)は、図1においてトレイ8、電極12、ワーク30、高圧電源15、及び配線16を抽出して、簡略化して示した図である。この例では、電極12は高圧電源15の正極(プラス極)側に接続され、トレイ8は高圧電源15の負極(マイナス極)側に接続されている。このように高圧電源15が電圧を印加することによって、電極12に正の電荷が帯電し、トレイ8及びワーク30に負の電荷が帯電する。   FIG. 3B is a diagram showing the tray 8, the electrode 12, the work 30, the high-voltage power supply 15, and the wiring 16 extracted from FIG. 1 and simplified. In this example, the electrode 12 is connected to the positive electrode (plus electrode) side of the high voltage power supply 15, and the tray 8 is connected to the negative electrode (minus electrode) side of the high voltage power supply 15. Thus, when the high voltage power supply 15 applies a voltage, the electrode 12 is charged with a positive charge, and the tray 8 and the work 30 are charged with a negative charge.

[溶接かす吸着方法]
次に、本実施例に係る溶接かす吸着方法について説明する。
[Welding residue adsorption method]
Next, the welding residue adsorption method according to the present embodiment will be described.

ワーク30に対してレーザビームLB2を照射した際に、ワーク30から金属屑など(溶接かす)が飛散する場合がある。このように飛散した溶接かすが透過窓11に付着した場合、レーザビームLB2が溶接かすが付着した透過窓11の部分を通過してしまうと、レーザビームLB2の照射パワーが減衰してしまう可能性がある。また、透過窓11に付着した溶接かすにレーザビームLB2が照射されてしまうと、溶接かすが透過窓11に焼き付いてしまう場合がある。したがって、本実施例では、上記した不具合を解消するために、ワーク30から発生した溶接かすを電極12に吸着(付着)させることによって、溶接かすが透過窓11に付着してしまうことを防止する。   When the workpiece 30 is irradiated with the laser beam LB2, metal scrap or the like (welding residue) may be scattered from the workpiece 30. When the scattered welding residue adheres to the transmission window 11, if the laser beam LB2 passes through the portion of the transmission window 11 where the welding residue adheres, the irradiation power of the laser beam LB2 may be attenuated. . Moreover, if the laser beam LB <b> 2 is irradiated to the welding residue attached to the transmission window 11, the welding residue may be burned onto the transmission window 11. Therefore, in this embodiment, in order to eliminate the above-described problems, the welding residue generated from the work 30 is adsorbed (attached) to the electrode 12 to prevent the welding residue from adhering to the transmission window 11.

ここで、図4を参照して、本実施例に係る溶接かす吸着方法について説明する。図4(a)、(b)は、図3(b)と同様に、トレイ8、透過窓11、電極12、ワーク30、及び高圧電源15などを簡略化して示した図である。   Here, with reference to FIG. 4, the welding residue adsorption | suction method based on a present Example is demonstrated. 4 (a) and 4 (b) are diagrams showing the tray 8, the transmission window 11, the electrode 12, the work 30, the high-voltage power supply 15 and the like in a simplified manner as in FIG. 3 (b).

図4(a)は、ワーク30から溶接かす40が飛散する様子を示した図である。ここでは、電極12を高圧電源15の正極側に接続し、トレイ8を高圧電源15の負極側に接続する。そのため、電極12は正の電荷で帯電し、トレイ8及びワーク30は負の電荷で帯電する。この場合、ワーク30は負の電荷で帯電しているため、溶接時にワーク30から飛散する溶接かす40も負の電荷に帯電することになる。   FIG. 4A is a diagram illustrating a state where the welding residue 40 is scattered from the workpiece 30. Here, the electrode 12 is connected to the positive side of the high-voltage power source 15, and the tray 8 is connected to the negative side of the high-voltage power source 15. Therefore, the electrode 12 is charged with a positive charge, and the tray 8 and the work 30 are charged with a negative charge. In this case, since the work 30 is charged with a negative charge, the welding residue 40 scattered from the work 30 during welding is also charged with a negative charge.

図4(b)は、溶接かす40が電極12に吸着する様子を示した図である。上記したように、電極12には正の電荷が帯電しており、溶接かす40には負の電荷が帯電している。そのため、ワーク30より飛散した溶接かす40は、ワーク30から透過窓11の方向に進行していく際に、電極12の方向に引き寄せられていく。その結果、溶接かす40は、透過窓11まで到達することなく、電極12に付着する。即ち、溶接かす40は、電極12によって吸着される。   FIG. 4 (b) is a diagram showing how the welding residue 40 is adsorbed to the electrode 12. As described above, the electrode 12 is charged with a positive charge, and the welding residue 40 is charged with a negative charge. Therefore, the welding residue 40 scattered from the workpiece 30 is drawn toward the electrode 12 as it advances from the workpiece 30 toward the transmission window 11. As a result, the welding residue 40 adheres to the electrode 12 without reaching the transmission window 11. That is, the welding residue 40 is adsorbed by the electrode 12.

このように、本実施例に係る溶接かす吸着方法によれば、溶接かす40が透過窓11に付着してしまうことを適切に防止することができる。ここで、本実施例に係る溶接かす吸着方法と、透過窓とワークの間に設けたフィルムによって溶接かすを付着させる比較例に係る方法とを比較すると、本実施例に係る方法によれば、フィルムの定期的な交換作業の必要はなく、廃棄物なども発生しない。したがって、本実施例に係る方法によれば、手間を要することなく、溶接かす40を適切に処理することができると言える。   Thus, according to the welding residue adsorption method according to the present embodiment, it is possible to appropriately prevent the welding residue 40 from adhering to the transmission window 11. Here, according to the method according to the present embodiment, when comparing the method for adsorbing the welding residue according to the present example and the method according to the comparative example in which the welding residue is adhered by the film provided between the transmission window and the workpiece, There is no need to replace the film regularly, and no waste is generated. Therefore, according to the method according to the present embodiment, it can be said that the welding residue 40 can be appropriately processed without labor.

[変形例]
上記では、電極12を円筒形状で構成する実施例を示したが、これに限定はされない。図5に変形例に係る電極の形状を示す。なお、図5(a)〜(f)は、図1中の矢印Aに対応する方向から電極12a〜12fを観察した図を示している。
[Modification]
Although the example which comprises the electrode 12 by cylindrical shape was shown above, it is not limited to this. FIG. 5 shows the shape of the electrode according to the modification. 5A to 5F show views in which the electrodes 12a to 12f are observed from the direction corresponding to the arrow A in FIG.

図5(a)は、電極12aを示している。電極12aは、略円筒形状の一部に隙間12aaが形成された形状を有している。図5(b)は、電極12bを示している。電極12bは、底面部が略円弧形状を有する2つの電極12ba、12bbによって構成される。2つの電極12ba、12bbは、配線18bによって接続される。これにより、高圧電極15によって電圧を印加されたときの電位が同一になる。   FIG. 5A shows the electrode 12a. The electrode 12a has a shape in which a gap 12aa is formed in a part of a substantially cylindrical shape. FIG. 5B shows the electrode 12b. The electrode 12b is configured by two electrodes 12ba and 12bb whose bottom surface portion has a substantially arc shape. The two electrodes 12ba and 12bb are connected by a wiring 18b. Thereby, the potential when the voltage is applied by the high voltage electrode 15 becomes the same.

図5(c)は、電極12cを示している。電極12cは、内部に中空部分12caが形成された円柱形状を有している。図5(d)は、電極12dを示している。電極12dは、図5(c)に示した電極12cに隙間12daを形成した形状を有している。   FIG. 5C shows the electrode 12c. The electrode 12c has a cylindrical shape having a hollow portion 12ca formed therein. FIG. 5D shows the electrode 12d. The electrode 12d has a shape in which a gap 12da is formed in the electrode 12c shown in FIG.

図5(e)は、電極12eを示している。電極12eは、底面部がコの字形状を有する2つの電極12ea、12ebによって構成される。2つの電極12ea、12ebは、配線18eによって接続される。そのため、電極12eに対して電圧を印加した場合、電極12ea、12ebの電位は同一になる。図5(f)は、電極12fを示している。電極12fは、平板形状を有する2つの電極12fa、12fbによって構成される。2つの電極12fa、12fbは、配線18fによって接続される。そのため、電極12fに対して電圧を印加した場合、電極12fa、12fbの電位は同一になる。   FIG. 5E shows the electrode 12e. The electrode 12e is configured by two electrodes 12ea and 12eb having a U-shaped bottom surface. The two electrodes 12ea and 12eb are connected by a wiring 18e. Therefore, when a voltage is applied to the electrode 12e, the potentials of the electrodes 12ea and 12eb are the same. FIG. 5F shows the electrode 12f. The electrode 12f includes two electrodes 12fa and 12fb having a flat plate shape. The two electrodes 12fa and 12fb are connected by a wiring 18f. Therefore, when a voltage is applied to the electrode 12f, the potentials of the electrodes 12fa and 12fb are the same.

なお、電極形状はレーザを走査して照射する際に、レーザの進行を阻害しない範囲で中空部の面積が最も小さくなるように構成することが望ましく、電極の形状は問われない。   Note that it is desirable that the electrode shape be configured such that the area of the hollow portion is minimized within a range that does not hinder the progress of the laser when the laser is scanned and irradiated, and the electrode shape is not limited.

次に、電極12及びトレイ8に対する電圧の印加方法の変形例について説明する。上記では、電極12を高圧電源15の正極側に接続し、トレイ8を高圧電源15の負極側に接続する実施例を示したが、電極12及びトレイ8に対する電圧の印加方法は、これに限定はされない。   Next, a modification of the method for applying a voltage to the electrode 12 and the tray 8 will be described. In the above description, the electrode 12 is connected to the positive side of the high-voltage power source 15 and the tray 8 is connected to the negative side of the high-voltage power source 15. However, the method of applying a voltage to the electrode 12 and the tray 8 is limited to this. Not done.

図6に、変形例に係る電圧の印加方法を示す。図6は、上記の図3(b)と同様に、トレイ8、電極12、ワーク30などを簡略化して表した図を示している。   FIG. 6 shows a voltage application method according to the modification. FIG. 6 shows a simplified view of the tray 8, the electrode 12, the work 30, etc., as in FIG. 3 (b).

図6(a)は、電極12を高圧電源15aの負極側に接続し、トレイ8を高圧電源15aの正極側に接続する例を示している。この場合、電極12は負の電荷で帯電し、トレイ8及びワーク30は正の電荷で帯電する。よって、ワーク30から飛散する溶接かすは正の電荷で帯電するため、溶接かすは、負の電荷で帯電する電極12に吸着される。   FIG. 6A shows an example in which the electrode 12 is connected to the negative electrode side of the high-voltage power supply 15a, and the tray 8 is connected to the positive electrode side of the high-voltage power supply 15a. In this case, the electrode 12 is charged with a negative charge, and the tray 8 and the work 30 are charged with a positive charge. Therefore, since the welding residue scattered from the workpiece 30 is charged with a positive charge, the welding residue is adsorbed by the electrode 12 charged with a negative charge.

また、図6(b)は電極12を高圧電源15bの正極側に接続し、トレイ8を高圧電源15bの負極側に接続し、負極側の配線16bの一端をグランドGに接続した例を示している。この場合には、トレイ8はグランドGに接続されているので、トレイ8上に載置されたワーク30から飛散した溶接かすは帯電していないが、溶接かすと電極12との間には電位差が生じているため、溶接かすは電極12の中空部12xを通過するときに帯電している電極に吸着される。   FIG. 6B shows an example in which the electrode 12 is connected to the positive side of the high-voltage power source 15b, the tray 8 is connected to the negative side of the high-voltage power source 15b, and one end of the negative-side wiring 16b is connected to the ground G. ing. In this case, since the tray 8 is connected to the ground G, the welding residue scattered from the work 30 placed on the tray 8 is not charged, but there is a potential difference between the welding residue and the electrode 12. Therefore, the welding residue is adsorbed by the charged electrode when passing through the hollow portion 12x of the electrode 12.

更に、他の例では、電極12及びトレイ8の両方に対して電圧を印加する代わりに、電極を2つの極板によって構成し、この2つの極板間に電位差が生じるように電圧を印加すると共に、ワーク30に対して2つの極板のいずれか一方の極板と同電位になるように電圧を印加することができる。   Further, in another example, instead of applying a voltage to both the electrode 12 and the tray 8, the electrode is constituted by two electrode plates, and the voltage is applied so that a potential difference is generated between the two electrode plates. At the same time, a voltage can be applied to the work 30 so as to have the same potential as one of the two electrode plates.

図7は、極板間に電位差が生じるように電圧を印加する例を示す図である。なお、図7(a)、(b)は、図1中の電極やワークなどを観察した斜視図である。ここでは、説明の便宜上、トレイ、ワーク、電極、高圧電源、及び配線のみを示している。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which a voltage is applied so that a potential difference is generated between the electrode plates. 7A and 7B are perspective views of the electrodes and workpieces in FIG. 1 observed. Here, for convenience of explanation, only a tray, a workpiece, an electrode, a high-voltage power supply, and wiring are shown.

図7(a)は、底面部が略円弧形状を有する2つの極板12ga、12gbによって構成される電極12gを用いた場合の例を示している。この場合、極板12gaには高圧電源15gの正極側が接続され、極板12gb及びワーク30には高圧電源15gの負極側が接続されている。これにより、極板12gaは正の電荷で帯電し、極板12gb及びワーク30は負の電荷で帯電する。一方、図7(b)は、平板形状を有する2つの極板12fa、12fbによって構成される電極12hを用いた場合の例を示している。この場合には、高圧電源15hによって電圧を印加されることによって、極板12haは正の電荷で帯電し、極板12hb及びワーク30は負の電荷で帯電する。   FIG. 7A shows an example in which an electrode 12g composed of two electrode plates 12ga and 12gb whose bottom surface portion has a substantially arc shape is used. In this case, the positive electrode side of the high voltage power supply 15g is connected to the electrode plate 12ga, and the negative electrode side of the high voltage power supply 15g is connected to the electrode plate 12gb and the work 30. As a result, the electrode plate 12ga is charged with a positive charge, and the electrode plate 12gb and the workpiece 30 are charged with a negative charge. On the other hand, FIG.7 (b) has shown the example at the time of using the electrode 12h comprised by two electrode plates 12fa and 12fb which have flat plate shape. In this case, when the voltage is applied by the high-voltage power supply 15h, the electrode plate 12ha is charged with a positive charge, and the electrode plate 12hb and the work 30 are charged with a negative charge.

図7に示すように電極12g、12hを構成して電圧を印加した場合、以下のような手順で、ワーク30から飛散する溶接かすを吸着することができる。上記したようにトレイ8を介してワーク30に電圧を印加して溶接かすを帯電させることによって、ワーク30より飛散した溶接かすは、ワーク30から透過窓11の方向に進行していく際に、負の電荷で帯電している極板12gbからは引き離される方向に力を受け、正の電荷で帯電している極板12gaからは電極に引き寄せられる方向に力を受ける。これにより、溶接かすは、極板12gaに吸着される。   As shown in FIG. 7, when the electrodes 12g and 12h are configured and a voltage is applied, the welding residue scattered from the workpiece 30 can be adsorbed by the following procedure. As described above, by applying a voltage to the workpiece 30 through the tray 8 to charge the welding residue, the welding residue scattered from the workpiece 30 travels from the workpiece 30 toward the transmission window 11. A force is applied in a direction away from the electrode plate 12gb charged with a negative charge, and a force is applied in a direction attracted to the electrode from the electrode plate 12ga charged with a positive charge. Thereby, the welding residue is adsorbed by the electrode plate 12ga.

以上のように、本実施例に係るレーザ溶接装置は、透過窓を通過したレーザビームをワークに対して照射することによって、ワークの溶接を行い、透過窓とワークとの間に配置され、レーザビームの略進行方向に延在する電極と、電極に対して電圧を印加する高圧電源と、を備える。これにより、手間を要することなく、溶接時にワークから生じる溶接かすが透過窓に付着してしまうことを防止することができる。   As described above, the laser welding apparatus according to the present embodiment welds a workpiece by irradiating the workpiece with the laser beam that has passed through the transmission window, and is disposed between the transmission window and the workpiece. An electrode extending in a substantially traveling direction of the beam; and a high-voltage power source for applying a voltage to the electrode. Thereby, it is possible to prevent welding debris generated from the workpiece during welding from adhering to the transmission window without requiring labor.

本発明の実施例に係るレーザ溶接装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the laser welding apparatus which concerns on the Example of this invention. ワーク及びXYテーブル等の詳細を説明するための図である。It is a figure for demonstrating details, such as a workpiece | work and an XY table. 電極及びワークに電圧が印加される様子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a mode that a voltage is applied to an electrode and a workpiece | work. 本実施例に係る溶接かす吸着方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the welding residue adsorption | suction method based on a present Example. 変形例に係る電極の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the electrode which concerns on a modification. 電圧の印加方法の他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other example of the application method of a voltage. 電圧の印加方法の更に他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the further another example of the application method of a voltage.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザビーム出射装置
2 ガルバノヘッド
6 XYテーブル
7 絶縁プレート
8 トレイ
9 真空チャンバ
10 筒部
11 透過窓
12 電極
15 高圧電源
40 溶接かす
100 レーザ溶接装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser beam emission apparatus 2 Galvano head 6 XY table 7 Insulating plate 8 Tray 9 Vacuum chamber 10 Tube part 11 Transmission window 12 Electrode 15 High voltage power supply 40 Welding waste 100 Laser welding apparatus

Claims (2)

透過窓を通過したレーザビームをワークに対して照射することによって、前記ワークの溶接を行うレーザ溶接装置であって、
前記透過窓と前記ワークとの間に配置され、前記レーザビームの略進行方向に延在する電極と、
前記電極に対して電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、
前記電極は、少なくとも2つの極板によって構成され、
前記電圧印加手段は、前記極板間に電位差を生じるように電圧を印加すると共に、前記ワークに対して前記2つの極板のいずれか一方の極板と同電位になるように電圧を印加することを特徴とするレーザ溶接装置。
A laser welding apparatus that welds the workpiece by irradiating the workpiece with a laser beam that has passed through a transmission window,
An electrode disposed between the transmission window and the workpiece and extending in a substantially traveling direction of the laser beam;
Voltage application means for applying a voltage to the electrode,
The electrode is constituted by at least two electrode plates,
The voltage applying means applies a voltage so as to generate a potential difference between the electrode plates, and applies a voltage to the workpiece so as to have the same potential as one of the two electrode plates. A laser welding apparatus characterized by that.
前記電圧印加手段は、前記ワークが載置されたトレイに対して電圧を印加することを特徴とする請求項に記載のレーザ溶接装置。 The laser welding apparatus according to claim 1 , wherein the voltage applying unit applies a voltage to a tray on which the workpiece is placed.
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