JP5463104B2 - Laser welding equipment - Google Patents

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Description

本発明は、水中や狭隘な部位における溶接（切断を含む）に用いるのに好適なレーザ溶接装置に関するものである。   The present invention relates to a laser welding apparatus suitable for use in welding (including cutting) in water or in a narrow part.

従来、上記したレーザ溶接装置は、レーザ発振器と、光ファイバなどの光路と、集光レンズから主として構成され、このようなレーザ溶接装置において、レーザ発振器で生じたレーザ光は光路を介して伝送され、集光レンズで適切なサイズに集光されて金属に照射される。
この際、金属の溶融部（切断部を含む）の酸化などを防ぐために、アルゴンやヘリウムや窒素などのシールドガスを金属の溶融部に効果的に吹き付けて、ガス雰囲気を一定に保つ必要があることから、通常、集光レンズの金属側には、レーザ光が通過すると共にシールドガスが金属の溶融部に向けて噴出するようにしたノズル孔を有するノズルが配置される。 Conventionally, the laser welding apparatus described above mainly includes a laser oscillator, an optical path such as an optical fiber, and a condenser lens. In such a laser welding apparatus, laser light generated by the laser oscillator is transmitted through the optical path. The light is condensed to an appropriate size by a condensing lens and irradiated onto a metal.
At this time, it is necessary to effectively blow a shielding gas such as argon, helium or nitrogen to the molten portion of the metal in order to prevent oxidation of the molten portion (including the cut portion) of the metal, and to keep the gas atmosphere constant. For this reason, normally, a nozzle having a nozzle hole is arranged on the metal side of the condenser lens so that the laser beam passes and the shield gas is ejected toward the melted portion of the metal.

また、品質保証の観点から、このノズルのノズル孔を通過するレーザ光に光軸を重ね合わせた撮像カメラにより、金属の溶融部を観察する試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。   Further, from the viewpoint of quality assurance, an attempt has been made to observe the molten portion of the metal with an imaging camera in which the optical axis is superimposed on the laser light passing through the nozzle hole of the nozzle (see, for example, Patent Document 1).

特開2002-239767号公報JP 2002-239767

ところが、上記したレーザ溶接装置において、集光レンズの金属側に配置されるノズルには、熱伝導率が高くそして冷却し易い銅系の金属が多く採用され、このように、ノズルが銅系の金属からなっている場合には、光軸をレーザ光と同軸にした撮像カメラの視野がノズル孔を通しての僅かな部分に制限されてしまい、溶接の全容を明らかにするために必要な溶融部分ないしその周辺部分、特に凝固部分近傍における観察が困難であるという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。   However, in the laser welding apparatus described above, the nozzle disposed on the metal side of the condenser lens employs a large amount of copper-based metal that has a high thermal conductivity and is easy to cool. If it is made of metal, the field of view of the imaging camera whose optical axis is coaxial with the laser beam is limited to a small part through the nozzle hole, so that the melting part or the necessary part for clarifying the whole welding There is a problem that observation in the peripheral part, particularly in the vicinity of the solidified part is difficult, and it has been a conventional problem to solve this problem.

本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、撮像カメラの視野の制限をなくすことができ、その結果、溶融部分ないしその周辺部分の広い範囲を観察することが可能であるレーザ溶接装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made by paying attention to the above-described conventional problems, and can eliminate the restriction of the field of view of the imaging camera. As a result, it is possible to observe a wide range of the melted part or its peripheral part. An object is to provide a laser welding apparatus.

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るレーザ溶接装置は、ＣＯ2レーザ発振器やＹＡＧレーザ発振器などのレーザ発振器と、ミラーや光ファイバなどの光路を通して伝送される前記レーザ発振器で発振されたレーザ光を適切なサイズに集光して金属に照射する放物線面鏡や集光レンズなどの集光部と、前記金属の溶融部にアルゴンやヘリウムや窒素などのシールドガスを供給するガス供給源と、前記集光部で適切なサイズに集光された前記レーザ光が通過すると共に、前記ガス供給源から送られるシールドガスを前記金属の溶融部に向けて噴出させるノズル孔を有するノズルと、このノズルのノズル孔を通過するレーザ光に光軸を重ね合わせた撮像カメラを備え、透明性を有し且つ前記金属よりも融点が高い材質で前記ノズルが形成され、前記ノズルは底部が平らなカップ状に形成されていると共に該底部の中央に前記ノズル孔が形成され、前記ノズル孔の周囲における前記底部の厚みが前記撮像カメラの被写界深度よりも薄く設定されている構成としたことを特徴としており、このレーザ溶接装置の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。 In order to achieve the above object, a laser welding apparatus according to claim 1 of the present invention includes a laser oscillator such as a CO 2 laser oscillator or a YAG laser oscillator, and the laser oscillator transmitted through an optical path such as a mirror or an optical fiber. Condensing the laser beam that is oscillated to an appropriate size and irradiating the metal with a condensing part such as a parabolic mirror or condenser lens, and supplying a shielding gas such as argon, helium, or nitrogen to the molten part of the metal A gas supply source and a nozzle hole through which the laser beam condensed to an appropriate size by the light collecting unit passes and jets a shield gas sent from the gas supply source toward the metal melting unit nozzle and includes an imaging camera superposed optical axis of the laser light passing through the nozzle hole of the nozzle, the nozzle melting point higher than and the metal having transparency material Is formed, the nozzle is the nozzle hole at the center of the bottom portion is formed with a bottom portion is formed in a flat cup-shaped, than the depth of field of the thickness of the bottom the imaging camera at the periphery of the nozzle hole Also , the laser welding apparatus is configured as a means for solving the above-described conventional problems.

この場合、ノズルを形成する材質としては、透明性があってしかも溶接する金属よりも融点が高い人工サファイアやＹＡＧやセラミックＹＡＧを採用することができる。
そして、ノズルにおけるノズル孔の周囲の撮像カメラ側及び金属側は、視界の歪みを回避するべく、互いに平行を成す平面状に形成することが望ましい。
また、ノズルにおけるノズル孔とその周囲の部分とでは、当然のことながら光学距離が異なる。 In this case, artificial sapphire, YAG, or ceramic YAG that is transparent and has a higher melting point than the metal to be welded can be used as the material for forming the nozzle.
The imaging camera side and the metal side around the nozzle hole in the nozzle are preferably formed in a planar shape parallel to each other in order to avoid distortion of the visual field.
Of course, the optical distance is different between the nozzle hole in the nozzle and the surrounding area.

そこで、本発明の請求項１に係るレーザ溶接装置では、上記したように、前記ノズルの底部を平らなカップ状に形成すると共に該底部の中央にノズル孔を形成して、前記ノズルにおけるノズル孔の周囲の底部の厚みを前記撮像カメラの被写界深度よりも薄く設定するようにしており、このような構成を採用すると、ノズルのノズル孔とその周囲の部分との焦点をほぼ一致させ得ることとなる。
これと同じく、本発明の参考例に係るレーザ溶接装置として、前記ノズルの前記撮像カメラ側に、前記ノズル孔と該ノズル孔の周囲との光学距離を補償するべく、前記ノズルとは異なる材質の透明性部材を配置した構成としたり、本発明の請求項２に係るレーザ溶接装置のように、レーザ発振器と、光路を通して伝送される前記レーザ発振器で発振されたレーザ光を適切なサイズに集光して金属に照射する集光部と、前記金属の溶融部にシールドガスを供給するガス供給源と、前記集光部で適切なサイズに集光された前記レーザ光が通過すると共に、前記ガス供給源から送られるシールドガスを前記金属の溶融部に向けて噴出させるノズル孔を有するノズルと、このノズルのノズル孔を通過するレーザ光に光軸を重ね合わせた撮像カメラを備え、透明性を有し且つ前記金属よりも融点が高い材質で前記ノズルを形成し、前記撮像カメラの近傍に中間結像面を設定し、この中間結像面に、前記ノズル孔と該ノズル孔の周囲との光学距離を補償するべく、前記ノズルとは異なる材質の透明性部材を配置した構成としたりすることが望ましく、これらのような構成を採用した場合にも、ノズルのノズル孔とその周囲の部分との焦点をほぼ一致させ得ることとなる。 Therefore, in the laser welding apparatus according to claim 1 of the present invention, as described above, to form a nozzle hole at the center of the bottom portion to form the bottom of the nozzle on a flat cup-shaped, the nozzle hole in said nozzle The thickness of the bottom part of the nozzle is set to be thinner than the depth of field of the imaging camera. By adopting such a configuration, the focus of the nozzle hole of the nozzle and the surrounding part can be made substantially coincident with each other. It will be.
At the same, as a laser welding apparatus according to a reference example of the present invention, the imaging camera side of the nozzle, to compensate for optical distance between the periphery of the nozzle hole and the nozzle hole, is different in material from said nozzle As in the laser welding apparatus according to claim 2 of the present invention, the laser beam emitted from the laser oscillator and the laser beam transmitted through the optical path is condensed to an appropriate size. A condensing unit for irradiating the metal, a gas supply source for supplying a shielding gas to the molten part of the metal, and the laser beam condensed to an appropriate size by the condensing unit passes through the gas. A nozzle having a nozzle hole for ejecting a shield gas sent from a supply source toward the molten portion of the metal, and an imaging camera in which an optical axis is superimposed on a laser beam passing through the nozzle hole of the nozzle are provided. And having transparency to form the nozzle at a higher material melting point than the metal, to set the intermediate image plane in the vicinity of the imaging camera, this intermediate image plane, the nozzle hole and the nozzle hole In order to compensate for the optical distance from the periphery of the nozzle, it is desirable to have a configuration in which a transparent member made of a material different from that of the nozzle is disposed. The focal points of the surrounding parts can be made almost coincident.

本発明に係るレーザ溶接装置において、溶接を進行させるには、レーザ光を適切なサイズに集光して金属に照射する集光部を移動させるケースと、金属を固定したテーブルを移動させるケースと、集光部及びテーブルの双方を移動させるケースとの三通りのケースがあり、各ケースに対応した駆動機構を採用することができる。
本発明に係るレーザ溶接装置では、レーザ発振器で生じたレーザ光、例えば、ＣＯ２レーザ光を光路であるミラーを介して伝送し、集光部である集光レンズで適切なサイズに集光して金属に照射する。 In the laser welding apparatus according to the present invention, in order to proceed with welding, a case for moving a condensing unit that condenses laser light to an appropriate size and irradiates the metal, and a case for moving a table to which the metal is fixed are provided. There are three cases: a case where both the light condensing unit and the table are moved, and a drive mechanism corresponding to each case can be employed.
In the laser welding apparatus according to the present invention, laser light generated by a laser oscillator, for example, CO 2 laser light is transmitted through a mirror that is an optical path, and is condensed to an appropriate size by a condenser lens that is a condenser. Irradiate the metal.

この溶接の開始と同時に、ガス供給源から送られるシールドガスが、集光部で集光したレーザ光が通過するノズルのノズル孔から噴出して、金属の溶融部（切断部を含む）に吹き付けられるので、金属溶融部の酸化が阻止されることとなる。
この溶接の間、ノズルのノズル孔を通過するレーザ光に光軸を重ね合わせた撮像カメラによって、金属の溶融部分ないしその周辺部分を観察する場合には、ノズルが透明性を有し且つ金属よりも融点が高い材質、例えば、人工サファイアで形成されているので、撮像カメラの視野がノズル孔を通しての僅かな部分に制限されることがなく、したがって、溶接の全容を明らかにするために必要な溶融部分ないしその周辺部分、特に凝固部分近傍における観察を行い得ることとなる。 Simultaneously with the start of this welding, the shield gas sent from the gas supply source is ejected from the nozzle hole of the nozzle through which the laser beam condensed by the condensing part passes and sprayed to the molten part (including the cutting part) of the metal Therefore, the oxidation of the metal melting part is prevented.
During this welding, when observing the molten part of the metal or its peripheral part with an imaging camera in which the optical axis is superimposed on the laser beam passing through the nozzle hole of the nozzle, the nozzle has transparency and is more transparent than the metal. Since it is made of a material with a high melting point, for example, artificial sapphire, the field of view of the imaging camera is not limited to a small part through the nozzle hole, and is therefore necessary to clarify the whole welding Observation can be performed in the molten part or its peripheral part, particularly in the vicinity of the solidified part.

本発明の請求項１，２に係るレーザ溶接装置では、上記した構成としているので、撮像カメラの視野の拡大化を実現でき、その結果、溶融部分ないしその周辺部分の広い範囲を観察することが可能になって、溶接の全容を明らかにすることができるという非常に優れた効果がもたらされるうえ、ノズルのノズル孔とその周囲の部分との焦点をほぼ一致させることが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。 Since the laser welding apparatus according to claims 1 and 2 of the present invention has the above-described configuration, the field of view of the imaging camera can be enlarged, and as a result, a wide range of the melted part or its peripheral part can be observed. possible since it, after which results in a very excellent effect that can reveal the full extent of the welding, very that the focus of the nozzle hole of the nozzle and part of the surrounding it is possible to substantially coincide Excellent effect.

本発明の一実施例に係るレーザ溶接装置の構成説明図である。It is composition explanatory drawing of the laser welding apparatus which concerns on one Example of this invention. 図１におけるレーザ溶接装置により水中溶接を行っている状況を示した断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which showed the condition which is performing underwater welding with the laser welding apparatus in FIG. 図１におけるレーザ溶接装置のノズルの一部を破砕して示す拡大斜視説明図である。It is an expansion perspective explanatory view which crushes and shows a part of nozzle of the laser welding apparatus in FIG.

以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は本発明に係るレーザ溶接装置の一実施例を示しており、この実施例では、本発明に係るレーザ溶接装置を水中溶接に用いた場合を例に挙げて説明する。
図１に示すように、このレーザ溶接装置１は、ＣＯ２レーザ発振器２と、このＣＯ２レーザ発振器２で発振されたレーザ光Ｌの光路であるハーフミラー３と、このハーフミラー３を通して伝送されるレーザ光Ｌを適切なサイズに集光して水中に沈めた金属Ｍに照射する集光レンズを内蔵した集光部４を備えている。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show an embodiment of a laser welding apparatus according to the present invention. In this embodiment, a case where the laser welding apparatus according to the present invention is used for underwater welding will be described as an example.
As shown in FIG. 1, the laser welding apparatus 1 includes a CO 2 laser oscillator 2, and the CO 2 laser oscillator 2 half mirror 3 is an optical path of the oscillated laser light L in, it is transmitted through the half mirror 3 A condensing unit 4 including a condensing lens for condensing the laser beam L to an appropriate size and irradiating the metal M submerged in water.

また、このレーザ溶接装置１は、金属Ｍの溶融部Ｍｗ（切断部を含む）が酸化するのを防ぐためのアルゴンやヘリウムや窒素などのシールドガスを供給するガス供給源５を備えており、集光部４の金属Ｍ側には、図２にも示すように、レーザ光Ｌが通過し、且つ、ガス供給源５からホース６を介して供給されるシールドガスが金属Ｍの溶融部Ｍｗに向けて効率よく噴出するようにしたノズル孔１１を有するノズル１０が配置してある。   The laser welding apparatus 1 further includes a gas supply source 5 that supplies a shielding gas such as argon, helium, or nitrogen for preventing the molten portion Mw (including the cutting portion) of the metal M from being oxidized. As shown in FIG. 2, the shield gas supplied from the gas supply source 5 through the hose 6 passes through the melting portion Mw of the metal M to the metal M side of the condenser 4. A nozzle 10 having a nozzle hole 11 that is efficiently ejected toward is disposed.

さらに、このレーザ溶接装置１は、金属Ｍの溶融部Ｍｗを観察するための撮像カメラ７を備えており、この撮像カメラ７は、ハーフミラー３を貫通する光軸Ｐがノズル１０のノズル孔１１を通過するレーザ光Ｌと同軸を成すようにして配置してある。
この場合、ノズル１０は、図３にも示すように、透明性を有し且つ金属Ｍよりも融点が高い人工サファイアにより略カップ状に形成してあって、ノズル１０のノズル孔１１が形成された底部１２の厚みを撮像カメラ７の被写界深度よりも薄く設定してある。 Further, the laser welding apparatus 1 includes an imaging camera 7 for observing the melting portion Mw of the metal M. The imaging camera 7 has a nozzle hole 11 in which an optical axis P that penetrates the half mirror 3 is a nozzle 10. Are arranged so as to be coaxial with the laser beam L passing through the beam.
In this case, as shown in FIG. 3, the nozzle 10 is formed in a substantially cup shape with artificial sapphire having transparency and a melting point higher than that of the metal M, and the nozzle hole 11 of the nozzle 10 is formed. The thickness of the bottom 12 is set to be thinner than the depth of field of the imaging camera 7.

さらにまた、このレーザ溶接装置１は、金属Ｍをセットしたテーブル８を動作させる図示しない駆動機構を備えており、この駆動機構によりテーブル８を水平方向に動作させることで、金属Ｍの溶融部Ｍｗを移動させるようになっている。
このような構成を成すレーザ溶接装置１では、まず、ＣＯ２レーザ発振器２が起動すると、このＣＯ２レーザ発振器２で発振されたレーザ光Ｌが光路であるハーフミラー３を介して集光部４に伝送される。 Furthermore, the laser welding apparatus 1 includes a drive mechanism (not shown) that operates the table 8 on which the metal M is set. By operating the table 8 in the horizontal direction by the drive mechanism, the molten portion Mw of the metal M is provided. Is supposed to move.
In the laser welding apparatus 1 having such a configuration, first, when the CO 2 laser oscillator 2 is activated, the laser beam L oscillated by the CO 2 laser oscillator 2 is passed through the half mirror 3 that is an optical path, and the condensing unit 4. Is transmitted.

伝送されたレーザ光Ｌは、集光部４に内蔵した集光レンズで適切なサイズに集光されて金属Ｍに照射され、これと同時に、駆動機構によりテーブル８を水平方向に動作させることで、金属Ｍの溶融部Ｍｗが移動する。
このとき、ガス供給源５からホース６を介してノズル１０に送られるシールドガスが、集光部４で集光したレーザ光Ｌが通過するノズル１０のノズル孔１１から効率よく噴出して、移動する金属Ｍの溶融部Ｍｗに吹き付けられるので、金属溶融部Ｍｗの酸化が阻止されることとなる。 The transmitted laser light L is condensed to an appropriate size by a condensing lens built in the condensing unit 4 and irradiated to the metal M. At the same time, the table 8 is moved in the horizontal direction by the driving mechanism. The melting part Mw of the metal M moves.
At this time, the shield gas sent from the gas supply source 5 to the nozzle 10 through the hose 6 is efficiently ejected from the nozzle hole 11 of the nozzle 10 through which the laser light L condensed by the condensing unit 4 passes. Since it is sprayed on the melting part Mw of the metal M to be oxidized, the oxidation of the metal melting part Mw is prevented.

この溶接の間、ノズル１０のノズル孔１１を通過するレーザ光Ｌに光軸Ｐを重ね合わせた撮像カメラ７によって、金属Ｍの溶融部Ｍｗないしその周辺部分を観察する場合には、ノズル１０が透明性を有し且つ金属よりも融点が高い人工サファイアで形成されているので、撮像カメラ７の視野がノズル孔１１を通しての僅かな部分に制限されることがなく、すなわち、撮像カメラ７の視野がノズル１０の底部１２全体に広がり、したがって、溶接の全容を明らかにするために必要な溶融部Ｍｗないしその周辺部分、特に凝固部分近傍における観察を行い得ることとなる。   During this welding, when the molten part Mw of the metal M or its peripheral part is observed by the imaging camera 7 in which the optical axis P is superimposed on the laser light L passing through the nozzle hole 11 of the nozzle 10, the nozzle 10 is Since it is formed of artificial sapphire having transparency and a melting point higher than that of metal, the field of view of the imaging camera 7 is not limited to a small portion through the nozzle hole 11, that is, the field of view of the imaging camera 7. Therefore, the observation can be performed in the melted part Mw or its peripheral part, particularly in the vicinity of the solidified part, which is necessary for clarifying the whole welding.

この実施例では、ノズル１０のノズル孔１１が形成された底部１２の厚みが撮像カメラ７の被写界深度よりも薄く設定されているので、ノズル１０のノズル孔１１と底部１２との焦点をほぼ一致させ得ることとなり、視界の歪みが生じるのを回避し得ることとなる。
この際、撮像カメラ７の近傍に中間結像面を設定し、この中間結像面に、ノズル孔１１と底部１２との光学距離を補償するべく、ノズル１０とは異なる材質の透明性部材を配置してもよく、このような構成を採用しても、ノズル１０のノズル孔１１と底部１２との焦点をほぼ一致させ得ることとなる。 In this embodiment, since the thickness of the bottom 12 where the nozzle hole 11 of the nozzle 10 is formed is set to be thinner than the depth of field of the imaging camera 7, the focus of the nozzle hole 11 and the bottom 12 of the nozzle 10 is focused. It is possible to substantially match, and it is possible to avoid the occurrence of distortion of the visual field.
In this case, setting the intermediate image plane in the vicinity of an imaging camera 7, in this intermediate image plane, to compensate for optical distance between the nozzle hole 11 and the bottom 12, the transparent member, which is different in material from the nozzle 10 may place the, employing such a structure, the be obtained substantially coincide the focus of the nozzle hole 11 and the bottom 12 of the nozzle 10.

また、この実施例では、ノズル１０を形成する材質として人工サファイアを採用した場合を説明したが、これに限定されるものではなく、他の材質として、例えば、ＹＡＧやセラミックＹＡＧを採用することができる。
さらに、この実施例では、レーザ発振器としてＣＯ２レーザ発振器２を用いているが、ＹＡＧレーザ発振器を用いてもよく、光路についても、ハーフミラー３だけでなく光ファイバを採用することができ、加えて、集光部４が放物線面鏡を具備していてもよい。 In this embodiment, the case where artificial sapphire is used as the material for forming the nozzle 10 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, YAG or ceramic YAG may be used as another material. it can.
Further, in this embodiment, the CO 2 laser oscillator 2 is used as the laser oscillator. However, a YAG laser oscillator may be used, and not only the half mirror 3 but also an optical fiber can be used for the optical path. And the condensing part 4 may have comprised the parabolic mirror.

さらにまた、この実施例では、本発明に係るレーザ溶接装置を水中溶接に用いた場合を説明したが、これに限定されるものではなく、大気中の溶接（切断を含む）、特に狭隘な部位における溶接に用いることができる。
本発明に係るレーザ溶接装置の構成は、上記した実施例の構成に限定されるものではない。 Furthermore, in this embodiment, the case where the laser welding apparatus according to the present invention is used for underwater welding has been described. However, the present invention is not limited to this, and welding in the atmosphere (including cutting), particularly a narrow part. Can be used for welding.
The configuration of the laser welding apparatus according to the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.

１ レーザ溶接装置
２ ＣＯ２レーザ発振器（レーザ発振器）
３ ハーフミラー（光路）
４ 集光部
５ ガス供給源
７ 撮像カメラ
１０ ノズル
１１ ノズル孔
１２ ノズル底部（ノズル孔の周囲部分）
Ｌ レーザ光
Ｍ 金属
Ｍｗ 金属の溶融部
Ｐ 撮像カメラの光軸 1 laser welding apparatus 2 CO 2 laser oscillator (laser oscillator)
3 Half mirror (light path)
4 Condensing part 5 Gas supply source 7 Imaging camera 10 Nozzle 11 Nozzle hole 12 Nozzle bottom part (around the nozzle hole)
L Laser beam M Metal Mw Metal melting part P Optical axis of imaging camera

Claims (2)

レーザ発振器と、
光路を通して伝送される前記レーザ発振器で発振されたレーザ光を適切なサイズに集光して金属に照射する集光部と、
前記金属の溶融部にシールドガスを供給するガス供給源と、
前記集光部で適切なサイズに集光された前記レーザ光が通過すると共に、前記ガス供給源から送られるシールドガスを前記金属の溶融部に向けて噴出させるノズル孔を有するノズルと、
このノズルのノズル孔を通過するレーザ光に光軸を重ね合わせた撮像カメラを備え、
透明性を有し且つ前記金属よりも融点が高い材質で前記ノズルが形成され、
前記ノズルは底部が平らなカップ状に形成されていると共に該底部の中央に前記ノズル孔が形成され、前記ノズル孔の周囲における前記底部の厚みが前記撮像カメラの被写界深度よりも薄く設定されている
ことを特徴とするレーザ溶接装置。 A laser oscillator;
A condensing unit that condenses the laser light oscillated by the laser oscillator transmitted through the optical path to an appropriate size and irradiates the metal;
A gas supply source for supplying a shielding gas to the molten portion of the metal;
A nozzle having a nozzle hole through which the laser beam condensed to an appropriate size in the condensing unit passes and jets a shield gas sent from the gas supply source toward the melting portion of the metal;
With an imaging camera that superimposes the optical axis on the laser beam that passes through the nozzle hole of this nozzle,
The nozzle is formed of a material having transparency and a melting point higher than that of the metal ,
The nozzle is formed in a cup shape with a flat bottom, and the nozzle hole is formed in the center of the bottom, and the thickness of the bottom around the nozzle hole is set to be thinner than the depth of field of the imaging camera. The laser welding apparatus characterized by the above-mentioned . レーザ発振器と、
光路を通して伝送される前記レーザ発振器で発振されたレーザ光を適切なサイズに集光して金属に照射する集光部と、
前記金属の溶融部にシールドガスを供給するガス供給源と、
前記集光部で適切なサイズに集光された前記レーザ光が通過すると共に、前記ガス供給源から送られるシールドガスを前記金属の溶融部に向けて噴出させるノズル孔を有するノズルと、
このノズルのノズル孔を通過するレーザ光に光軸を重ね合わせた撮像カメラを備え、
透明性を有し且つ前記金属よりも融点が高い材質で前記ノズルを形成し、
前記撮像カメラの近傍に中間結像面を設定し、この中間結像面に、前記ノズル孔と該ノズル孔の周囲との光学距離を補償するべく、前記ノズルとは異なる材質の透明性部材を配置した
ことを特徴とするレーザ溶接装置。 A laser oscillator;
A condensing unit that condenses the laser light oscillated by the laser oscillator transmitted through the optical path to an appropriate size and irradiates the metal;
A gas supply source for supplying a shielding gas to the molten portion of the metal;
A nozzle having a nozzle hole through which the laser beam condensed to an appropriate size in the condensing unit passes and jets a shield gas sent from the gas supply source toward the melting portion of the metal;
With an imaging camera that superimposes the optical axis on the laser beam that passes through the nozzle hole of this nozzle,
Forming the nozzle with a material having transparency and a higher melting point than the metal;
An intermediate imaging plane is set in the vicinity of the imaging camera, and a transparent member made of a material different from that of the nozzle is provided on the intermediate imaging plane to compensate for the optical distance between the nozzle hole and the periphery of the nozzle hole. Arranged
A laser welding apparatus characterized by that .
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