JP6327453B2 - Laser welding method and apparatus - Google Patents
Laser welding method and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP6327453B2 JP6327453B2 JP2014088233A JP2014088233A JP6327453B2 JP 6327453 B2 JP6327453 B2 JP 6327453B2 JP 2014088233 A JP2014088233 A JP 2014088233A JP 2014088233 A JP2014088233 A JP 2014088233A JP 6327453 B2 JP6327453 B2 JP 6327453B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spot
- welded
- main
- spots
- laser welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
本発明は、レーザ光を用いた金属の突き合わせ溶接におけるポロシティなどの溶接欠陥の発生を抑制するレーザ溶接方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a laser welding method and apparatus for suppressing the occurrence of welding defects such as porosity in butt welding of metals using laser light.
レーザ溶接において、互いに対向する二つの長辺と、互いに対向する二つの短辺とを含む矩形枠によって外周が構成された開口部を有する筒状体のケースに、そのケースの開口部に挿入された蓋等の封口部材を、その封口部材の全周にわたって溶接する場合がある。このような場合に、従来のレーザ溶接方法としては、レーザ強度の高いスポット部をケース側と封口部材側とにそれぞれ配置して、溶接しているものがある(例えば、特許文献1参照。)。図6Aは、特許文献1に記載された従来のレーザ溶接方法を示す図である。図6Bは、図6Aのレーザスポット104の拡大図である。
In laser welding, a cylindrical body case having an opening having an outer periphery constituted by a rectangular frame including two long sides facing each other and two short sides facing each other is inserted into the opening of the case. A sealing member such as a lid may be welded over the entire circumference of the sealing member. In such a case, as a conventional laser welding method, there is a welding method in which spot portions having high laser intensity are arranged on the case side and the sealing member side, respectively (see, for example, Patent Document 1). . FIG. 6A is a diagram showing a conventional laser welding method described in
図6A及び図6Bにおいて、レーザスポット104は、3つのレーザスポット104a、104b、104cから構成されている。パワー密度が高いレーザスポット104b及び104cは、それぞれ金属ケース101及び蓋102に照射されている。この結果、金属ケース101と蓋102との間の隙間の大きさに関係なく、金属ケース101と蓋102とを深く溶融することができる。このため、隙間による溶接欠陥の発生を抑制している。
6A and 6B, the
また、従来のレーザ溶接方法として、回折光学素子(Diffractive Optical Element。 以後、単に、DOEと表記。)を利用してレーザ光を分岐して多点を同時加工しているものもある(例えば、特許文献2参照。)。図7は、特許文献2に記載された従来のレーザ溶接方法を示す図である。
In addition, as a conventional laser welding method, there is a method in which a laser beam is branched using a diffractive optical element (Differential Optical Element. Hereinafter, simply referred to as DOE) to simultaneously process multiple points (for example, (See Patent Document 2). FIG. 7 is a diagram showing a conventional laser welding method described in
図7において、水晶振動子210の接続端子211,212及び基板の水晶振動子用ターミナル221,222のそれぞれを、DOE204で分岐した分岐ビーム202Aで照射することで、同時に溶接を行っている。
In FIG. 7, welding is simultaneously performed by irradiating the
しかしながら、前記従来の構成では、溶接部表面が付着物又は表面酸化物などによって汚染されていた場合に、その汚染部分が、溶接部の溶融池に取り込まれることになる。そのため、溶接部に、ポロシティなどの欠陥が発生してしまうという課題を有している。ここで「ポロシティ」とは、溶融金属中に発生したガスによって、凝固後の溶接金属部に生じたブローホール及び芋虫状に表面まで穴のあいたピットなどの総称として用いている。 However, in the conventional configuration, when the surface of the welded portion is contaminated by deposits or surface oxides, the contaminated portion is taken into the weld pool of the welded portion. Therefore, it has the subject that defects, such as a porosity, will generate | occur | produce in a welding part. Here, the term “porosity” is used as a general term for blow holes generated in the weld metal part after solidification by gas generated in the molten metal, pits having holes in the form of worms, and the like.
図4は、特許文献1に記載された従来のレーザ溶接方法における被溶接材206の溶融部断面の模式図である。207はスポット241の移動方向である。被溶接材206の表面の表面汚れ208は、スポット241によってガス化し、十分に拡散する前に溶融池251に取り込まれて、ポロシティ209となってしまう。従来は、これらの表面汚れ208を除去するために、事前にクリーニング等の別工程が必要となっていた。
FIG. 4 is a schematic diagram of a cross-section of a melted part of a material to be welded 206 in the conventional laser welding method described in
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、溶接部表面への付着物を溶融池に取り込まないようにするためのクリーニングを溶接時と同時に行い、溶接欠陥の発生を抑制しようとしたレーザ溶接方法及び装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and performs laser cleaning at the same time as welding to prevent the deposits on the surface of the welded portion from being taken into the molten pool, thereby suppressing the occurrence of welding defects. It is an object to provide a welding method and apparatus.
上記目的を達成するために、本発明の1つの態様にかかるレーザ溶接方法は、被溶接材に対して、レンズと回折光学素子とを用いて集光したレーザ光を移動しながら照射して溶接を行う方法において、
前記回折光学素子として、前記レーザ光による前記被溶接材上の集光スポットを、前記集光スポットの進行方向の前方に設けられた先行スポットと、前記先行スポットから離れて配置されかつ前記被溶接材を溶融するためのメインスポットとで構成し、前記先行スポットで前記被溶接材の表面を照射するとき、前記被溶接材の表面に付着している被溶接材以外の物質を分解してガスを発生させる温度以上まで加熱しかつ前記被溶接材の表面からの溶融深さが許容されるポロシティの直径よりも浅くなるようにエネルギ強度を設定した回折光学素子を用いながら、
前記先行スポットで前記被溶接材の表面を照射して、前記被溶接材の表面に付着している前記被溶接材以外の物質を分解して前記ガスを発生させ、
前記先行スポットの照射が終了したのち、前記メインスポットで照射される前に、前記発生したガスを拡散させ、
その後、前記メインスポットで前記被溶接材の表面を照射して前記被溶接材を溶融させ、
前記先行スポットが線状であり、前記線状の先行スポットの長手方向が前記集光スポットの移動方向に対して交差する方向であって、前記線状の先行スポットの長手方向の寸法が、前記長手方向と平行な方向での前記メインスポットの幅寸法よりも大きくして、前記メインスポットで前記被溶接材を溶融させる領域を含む、より広い領域を前記線状の先行スポットで照射する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a laser welding method according to one aspect of the present invention is directed to welding by irradiating a material to be welded while moving a focused laser beam using a lens and a diffractive optical element. In the way to do
As the diffractive optical element, a focused spot on the workpiece to be welded by the laser light is disposed in front of the focused spot in the traveling direction of the focused spot, away from the preceding spot, and is welded. A main spot for melting the material, and when irradiating the surface of the material to be welded with the preceding spot, the gas other than the material to be welded adhered to the surface of the material to be welded is decomposed and gas While using a diffractive optical element that is heated to a temperature that generates or higher and the energy intensity is set so that the melting depth from the surface of the workpiece to be welded is shallower than the allowable porosity diameter,
Irradiating the surface of the material to be welded with the preceding spot to decompose the substance other than the material to be welded attached to the surface of the material to be welded to generate the gas,
After the irradiation of the preceding spot, the generated gas is diffused before being irradiated at the main spot,
Then, the surface of the material to be welded is irradiated at the main spot to melt the material to be welded ,
The preceding spot is linear, the longitudinal direction of the linear preceding spot is a direction intersecting the moving direction of the focused spot, and the longitudinal dimension of the linear preceding spot is and larger than the width of the main spot in the direction parallel to the longitudinal direction, including the area for melting the material to be welded in the main spot, you irradiating a wider area of the preceding spot the linear, It is characterized by that.
上記目的を達成するために、本発明の別の態様にかかるレーザ溶接装置は、被溶接材に対して、レンズと回折光学素子とを用いて集光したレーザ光を移動しながら照射して溶接を行うレーザ溶接装置において、
前記回折光学素子として、前記レーザ光による前記被溶接材上の集光スポットを、前記集光スポットの進行方向の前方に設けられた先行スポットと、前記先行スポットから離れて配置されかつ前記被溶接材を溶融するためのメインスポットとで構成し、前記先行スポットで前記被溶接材の表面を照射するとき、前記被溶接材の表面に付着している被溶接材以外の物質を分解してガスを発生させる温度以上まで加熱しかつ前記被溶接材の表面からの溶融深さが許容されるポロシティの直径よりも浅くなるようにエネルギ強度を設定した回折光学素子を用い、
前記先行スポットが線状であり、前記線状の先行スポットの長手方向が前記集光スポットの移動方向に対して交差する方向であって、前記線状の先行スポットの長手方向の寸法が、前記長手方向と平行な方向での前記メインスポットの幅寸法よりも大きいことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a laser welding apparatus according to another aspect of the present invention welds a material to be welded by irradiating a laser beam condensed by using a lens and a diffractive optical element while moving. In a laser welding apparatus that performs
As the diffractive optical element, a focused spot on the workpiece to be welded by the laser light is disposed in front of the focused spot in the traveling direction of the focused spot, away from the preceding spot, and is welded. A main spot for melting the material, and when irradiating the surface of the material to be welded with the preceding spot, the gas other than the material to be welded adhered to the surface of the material to be welded is decomposed and gas Using a diffractive optical element that is heated to a temperature higher than the temperature at which it is generated and the energy intensity is set so that the melting depth from the surface of the workpiece to be welded is shallower than the allowable porosity diameter ,
The preceding spot is linear, the longitudinal direction of the linear preceding spot is a direction intersecting the moving direction of the focused spot, and the longitudinal dimension of the linear preceding spot is It is characterized by being larger than the width dimension of the main spot in the direction parallel to the longitudinal direction .
以上のように、本発明の前記態様のレーザ溶接方法及び装置によれば、集光スポット進行方向前方の被溶接材表面の付着物は、深く溶け込みを起こす前にクリーニングされ、ポロシティ発生の確率を大幅に低くすることが可能となる。また、メインスポット照射前に先行スポットで表面を溶融するため、メインスポットの表面における吸収率変化が安定して、均一な溶け込みを得ることが可能となる。従って、溶接を行う前に別工程で溶接部表面の付着物又は表面酸化物などによる汚染を除去すること無く、ポロシティなどの溶接欠陥の発生を抑制することができる。 As described above, according to the laser welding method and apparatus of the above aspect of the present invention, the deposit on the surface of the workpiece to be welded in front of the focused spot traveling direction is cleaned before deep penetration and the probability of porosity generation is increased. It becomes possible to greatly lower. In addition, since the surface is melted at the preceding spot before irradiation of the main spot, the change in the absorptance on the surface of the main spot is stabilized, and uniform penetration can be obtained. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of welding defects such as porosity without removing contamination due to deposits or surface oxides on the surface of the welded part in a separate process before welding.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態におけるレーザ溶接方法及び装置の光学系の構成図である。図1において、レーザ溶接装置30は、レーザ発振器31と、DOE2と、レンズ3とを備えて構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system of a laser welding method and apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the
図1において、レーザ発振器31から出射されたレーザ光1は、DOE2及びレンズ3を通して被溶接材6の上面に集光スポット4を形成している。前記集光スポット4は、集光スポット4の移動方向7に向かって移動しており、その後方に、溶接部5が被溶接材6の上面上に形成されている。
In FIG. 1, a
図2は、本発明の第1実施形態におけるレーザ溶接方法の集光スポット4(図1参照)におけるビームプロファイルの模式図である。図2の上側の図(a)に示されるように、前記集光スポット4(図1)は、集光スポット4の移動方向7に対して前方に位置している線状の先行スポット42と、先行スポット42の後方に先行スポット42から離れて位置する円形状のメインスポット41とで構成される。このような形状の先行スポット42とメインスポット41とは、DOE2により形成することができる。
FIG. 2 is a schematic diagram of a beam profile at the focused spot 4 (see FIG. 1) of the laser welding method according to the first embodiment of the present invention. As shown in the upper diagram (a) of FIG. 2, the focused spot 4 (FIG. 1) includes a linear preceding
また、図2の下側の図(b)に示されるように、メインスポット41のエネルギ強度と比較して、先行スポット42のエネルギ強度は小さくなるように、レーザ発振器31とDOE2とで構成している。このようにすることにより、先行スポット42では、表面汚れ8をガス化するために十分なエネルギ強度として、必要以上に加熱して、被溶接材6の表面の溶融しないようにしている。
Further, as shown in the lower diagram (b) of FIG. 2, the
集光スポット4の移動方向7と直交する方向(集光スポット4の移動方向7と交差する方向の一例)の先行スポット42の幅寸法(先行スポット42の長手方向の寸法)W1は、メインスポット41にて形成される集光スポット4の移動方向7に対して直交する方向の溶接部分の幅寸法(先行スポット42の長手方向と平行な方向の寸法(直径))W2よりも広くなるようにDOE2で設定している。このように構成することにより、メインスポット41の溶接領域に対して、当該溶接領域を含む、より広い領域を、先行スポット42で加熱して表面汚れ8を分解してガスを発生させて拡散させることができて、表面汚れ8をより確実に除去することができる。
The width dimension (longitudinal dimension of the preceding spot 42) W1 of the preceding
また、先行スポット42とメインスポット41との間隔Lは、先行スポット42による被溶接材6の表面のクリーニング効果を確実に得るために、先行スポット42によって生じる溶融部がメインスポット41によって生じる溶融部と一体化してしまって、そのクリーニング効果が得られなくなることを防ぐために、50μm〜5mmの間隔にDOE2で設定している。
Further, the interval L between the preceding
先行スポット42と集光スポット4との移動方向7沿いの間隔Lは、少なくとも先行スポット42の移動方向7沿いの寸法の1倍よりも離している。
The distance L along the moving
図3A及び図3Bは、本発明の第1実施形態におけるレーザ溶接方法の溶融部30の断面の模式図である。これを用いて作用の説明を行う。
3A and 3B are schematic views of a cross section of the
まず、被溶接材6に対して、レンズ3と回折光学素子2とを用いて、被溶接材6の表面にレーザ光1を集光させ、集光したレーザ光1を移動させながら被溶接材6の表面に照射して溶接を開始する。このとき、まず、集光したレーザ光1である集光スポット4のうちの先行スポット42を、被溶接材6の表面の、溶接すべき溶接部を含む領域に照射する。図3Aに示すように、先行スポット42が照射された領域において、被溶接材6の表面に存在している付着物又は酸化物の表面汚れ(被溶接材以外の物質)8は、先行スポット42が照射されると、表面汚れ8を分解してガスを発生させる温度以上まで加熱する。すなわち、先行スポット42により表面汚れ8自体がガスとなり、発生ガス81が生じる。この発生ガス81が、溶融池51に取り込まれてそのまま凝固してしまうと、溶接欠陥となってしまう。しかしながら、第1実施形態では、先行スポット42とメインスポット41との間に所定間隔Lを維持しているため、先行スポット42の照射後には、メインスポット41がすぐに照射されず、先行スポット42で照射された領域の温度が一旦低下するとともに、その間(先行スポット42の照射後からメインスポット41の照射までの間の時間)に、発生ガス81が拡散する。この発生ガス81の拡散を促進するためには、吸排気装置(図示せず)を設けてもよい。その結果、メインスポット41が照射されてメインスポット41によって溶融池51が生じる際には、先行スポット42で生じる発生ガス81は既に拡散してしまって取り込まれることがなく、ポロシティなどの溶接欠陥が発生することがない。また、このように間隔Lが先行スポット42とメインスポット41との間に存在することにより、先行スポット42で加熱された部分の温度が、一旦、下がることになり、先行スポット42に続けてメインスポット41で加熱した場合に過加熱となるのを防止することができる。このとき、図3Bに示すように、溶接時に許容されるポロシティの直径91よりも、先行スポット42によって生じる被溶接材6の表面の溶融した溶接深さ52が浅くなるように、先行スポット42のエネルギ強度を設定している。本第1実施形態の場合、実施可能な一例として、以下の様なパラメータである。
First, using the
メインスポット41のエネルギ強度I1に対する先行スポット42のエネルギ強度I2は、 I1×1%≦I2≦I1×20%とする。
Energy intensity I 2 of the preceding
集光スポット4の移動方向7に対して直交する方向の先行スポット42の幅寸法W1は1mmとする。
The width dimension W1 of the preceding
先行スポット42とメインスポット41との間隔Lは150μmとする。
An interval L between the preceding
また、第1実施形態においては、メインスポット41が照射される位置での被溶接材6の表面状態が溶融した液体状のため、固体時のように表面粗さなどによってレーザ光1の吸収係数が左右されず、前記吸収係数が被溶接材6に依存した一定値となるため、安定した溶融状態が保たれることが特徴である。
Further, in the first embodiment, since the surface state of the
なお、第1実施形態において、レーザ光1の進行方向に対して、レンズ3の前にDOE2を配置しているが、その順番を逆としても良い。
In the first embodiment, the
第1実施形態によれば、集光スポット進行方向7の前方の被溶接材6の表面の付着物8が深く溶け込みを起こす前に、先行スポット42よりクリーニングされ、ガス化され、先行スポット42の照射後からメインスポット41の照射前に所定の間隔Lが維持されていることにより、メインスポット41の照射前にガス化したガスを拡散させることができる。よって、ポロシティ発生の確率を大幅に低くすることが可能となる。また、メインスポット照射前に先行スポット42で表面を溶融するため、メインスポット41の表面における吸収率の変化が安定して、均一な溶け込みを得ることが可能となる。
According to the first embodiment, before the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態におけるレーザ溶接方法及び装置では、第1実施形態とビームプロファイルの形状が異なっている。図5A〜図5Dは、本発明の第2実施形態におけるレーザ溶接方法及び装置での種々のビームプロファイルの模式図である。これらの種々のビームプロファイルは、DOE2により形成することができる。図5A〜図5Dにおいて、図1から図3Bと同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。また、第1実施形態で示した溶接部5の断面図と、図3A及び図3Bと第2実施形態の溶接部5の断面とは同じであるので、説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the laser welding method and apparatus according to the second embodiment of the present invention, the shape of the beam profile is different from that of the first embodiment. 5A to 5D are schematic diagrams of various beam profiles in the laser welding method and apparatus according to the second embodiment of the present invention. These various beam profiles can be formed by DOE2. 5A to 5D, the same components as those in FIGS. 1 to 3B are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Moreover, since the cross-sectional view of the welded
まず、図5Aに示すように、メインスポット41を二分割して、2つの円形の分割メインスポット41a,41bでメインスポット41を構成することができる。このような構成においては、メインスポット41を二分割することで、突き合わせ溶接時の界面を前記二分割された分割メインスポット41a,41bの間に持ってくることによって、前記突き合わせ界面におけるポロシティ発生のリスクを減らすことができる。なお、この第2実施形態において、メインスポット41の分割数を二分割としているが、二分割よりも大きな任意の数への分割としても良い。
First, as shown in FIG. 5A, the
次に、図5B示すように、先行スポット42を、1つの直線上に配列された複数の分割先行スポット42a,42b,42c,42d,42eに分割することで、先行スポット42を、線状ではなく点状の集合体とすることを特徴とする。このとき、分割先行スポット42a〜42eのスポット間に位置する被溶接材6の表面が、隣接する分割先行スポット42a〜42eによって溶融するように分割先行スポット42a〜42eにエネルギを配分している。これによって、DOE2の設計を、ビーム分割のみで済ませられるといった簡便化を図ることが可能となる。また、分割先行スポット42a〜42eに振り分けるエネルギを相対的に少なくすることが可能となる。このときの分割先行スポット42a〜42eのスポット径とスポット間隔との関係は、(スポット間隔=スポット径の2〜10倍)となっている。
Next, as shown in FIG. 5B, the preceding
また、図5Cに示すように、分割先行スポット42a〜42eの並び方は、メインスポット41側に閉じるかのように湾曲した曲線、言い換えれば、曲率半径の中心が集光スポット4の移動方向7のメインスポット41側に配置された曲線上に配置してもよい。このように先行分割スポット42a〜42eを湾曲して配置することで、メインスポット41からの距離が等しくなり、メインスポット41に対する予熱効果の効率が上がるため、メインスポット41に入射するエネルギを相対的に少なくする効果がある。
Further, as shown in FIG. 5C, the arrangement of the divided preceding
図5Dは、メインスポット41を中心として点対称状に取り囲むように(言い換えれば、メインスポット41の周辺を取り囲むように)先行スポット42a〜42lを配置したことを特徴としている。このことによって、集光スポット4の移動方向7とビームプロファイルの相対配置とに制約がなくなり、どの方向に集光スポット4を動かしても溶接欠陥抑制効果が発揮される。
FIG. 5D is characterized in that the preceding
なお、第2実施形態において、先行スポット42として5個の分割先行スポット42a〜42e及び10個の分割先行スポット42a〜42lを設けたが、分割数はそれらにとらわれるものではなく、線状〜多数個の先行スポット数としても良い。
In the second embodiment, five divided preceding
なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。 In addition, it can be made to show the effect which each has by combining arbitrary embodiment or modification of the said various embodiment or modification suitably.
本発明のレーザ溶接方法及び装置は、事前のクリーニング工程などを設けることなく、集光スポット部のビームプロファイルに先行スポットを設けることによって溶接欠陥の発生を抑制する効果を有し、蓄電池における封口溶接等の欠陥発生が許されない溶接の用途にも適用できる。 The laser welding method and apparatus of the present invention have the effect of suppressing the occurrence of welding defects by providing a preceding spot in the beam profile of the condensing spot portion without providing a preliminary cleaning step, etc., and sealing welding in a storage battery It can also be applied to welding applications where the occurrence of defects such as these is not allowed.
1 レーザ光
2 DOE
3 レンズ
30 レーザ溶接装置
31 レーザ発振器
4 集光スポット
41 メインスポット
41a,41b 分割メインスポット
42 先行スポット
42a〜42l 分割先行スポット
5 溶接部
51 溶融池
52 溶融深さ
6 被溶接材
7 集光スポットの移動方向
8 表面汚れ
81 発生ガス
9 ポロシティ
91 ポロシティ直径
101 金属ケース
102 蓋
104、104a〜104c レーザスポット
202A…分岐ビーム
204…回折光学素子
210…水晶振動子
211,212…水晶振動子の接続端子
221,222…基板の水晶振動子用ターミナル
1
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記回折光学素子として、前記レーザ光による前記被溶接材上の集光スポットを、前記集光スポットの進行方向の前方に設けられた先行スポットと、前記先行スポットから離れて配置されかつ前記被溶接材を溶融するためのメインスポットとで構成し、前記先行スポットで前記被溶接材の表面を照射するとき、前記被溶接材の表面に付着している被溶接材以外の物質を分解してガスを発生させる温度以上まで加熱しかつ前記被溶接材の表面からの溶融深さが許容されるポロシティの直径よりも浅くなるようにエネルギ強度を設定した回折光学素子を用いながら、
前記先行スポットで前記被溶接材の表面を照射して、前記被溶接材の表面に付着している前記被溶接材以外の物質を分解して前記ガスを発生させ、
前記先行スポットの照射が終了したのち、前記メインスポットで照射される前に、前記発生したガスを拡散させ、
その後、前記メインスポットで前記被溶接材の表面を照射して前記被溶接材を溶融させ、
前記先行スポットが線状であり、前記線状の先行スポットの長手方向が前記集光スポットの移動方向に対して交差する方向であって、前記線状の先行スポットの長手方向の寸法が、前記長手方向と平行な方向での前記メインスポットの幅寸法よりも大きくして、前記メインスポットで前記被溶接材を溶融させる領域を含む、より広い領域を前記線状の先行スポットで照射する、
レーザ溶接方法。 In a method for performing welding by irradiating a workpiece with a laser beam condensed using a lens and a diffractive optical element,
As the diffractive optical element, a focused spot on the workpiece to be welded by the laser light is disposed in front of the focused spot in the traveling direction of the focused spot, away from the preceding spot, and is welded. A main spot for melting the material, and when irradiating the surface of the material to be welded with the preceding spot, the gas other than the material to be welded adhered to the surface of the material to be welded is decomposed and gas While using a diffractive optical element that is heated to a temperature that generates or higher and the energy intensity is set so that the melting depth from the surface of the workpiece to be welded is shallower than the allowable porosity diameter,
Irradiating the surface of the material to be welded with the preceding spot to decompose the substance other than the material to be welded attached to the surface of the material to be welded to generate the gas,
After the irradiation of the preceding spot, the generated gas is diffused before being irradiated at the main spot,
Then, the surface of the material to be welded is irradiated at the main spot to melt the material to be welded ,
The preceding spot is linear, the longitudinal direction of the linear preceding spot is a direction intersecting the moving direction of the focused spot, and the longitudinal dimension of the linear preceding spot is and larger than the width of the main spot in the direction parallel to the longitudinal direction, including the area for melting the material to be welded in the main spot, you irradiating a wider area of the preceding spot the linear,
Laser welding method.
前記回折光学素子として、前記レーザ光による前記被溶接材上の集光スポットを、前記集光スポットの進行方向の前方に設けられた先行スポットと、前記先行スポットから離れて配置されかつ前記被溶接材を溶融するためのメインスポットとで構成し、前記先行スポットで前記被溶接材の表面を照射するとき、前記被溶接材の表面に付着している被溶接材以外の物質を分解してガスを発生させる温度以上まで加熱しかつ前記被溶接材の表面からの溶融深さが許容されるポロシティの直径よりも浅くなるようにエネルギ強度を設定した回折光学素子を用い、
前記先行スポットが線状であり、前記線状の先行スポットの長手方向が前記集光スポットの移動方向に対して交差する方向であって、前記線状の先行スポットの長手方向の寸法が、前記長手方向と平行な方向での前記メインスポットの幅寸法よりも大きいレーザ溶接装置。 In a laser welding apparatus for performing welding by irradiating a welded material while moving a laser beam condensed using a lens and a diffractive optical element,
As the diffractive optical element, a focused spot on the workpiece to be welded by the laser light is disposed in front of the focused spot in the traveling direction of the focused spot, away from the preceding spot, and is welded. A main spot for melting the material, and when irradiating the surface of the material to be welded with the preceding spot, the gas other than the material to be welded adhered to the surface of the material to be welded is decomposed and gas Using a diffractive optical element that is heated to a temperature higher than the temperature at which it is generated and the energy intensity is set so that the melting depth from the surface of the workpiece to be welded is shallower than the allowable porosity diameter ,
The preceding spot is linear, the longitudinal direction of the linear preceding spot is a direction intersecting the moving direction of the focused spot, and the longitudinal dimension of the linear preceding spot is A laser welding apparatus larger than the width dimension of the main spot in a direction parallel to the longitudinal direction .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014088233A JP6327453B2 (en) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | Laser welding method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014088233A JP6327453B2 (en) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | Laser welding method and apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015205327A JP2015205327A (en) | 2015-11-19 |
JP6327453B2 true JP6327453B2 (en) | 2018-05-23 |
Family
ID=54602631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014088233A Active JP6327453B2 (en) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | Laser welding method and apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6327453B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210162539A1 (en) * | 2018-09-05 | 2021-06-03 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Welding method and welding apparatus |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018159857A1 (en) * | 2017-03-03 | 2018-09-07 | 古河電気工業株式会社 | Welding method and welding device |
JP6974957B2 (en) * | 2017-03-31 | 2021-12-01 | 日本ケミコン株式会社 | Laser keyhole welding structure of aluminum material and laser keyhole welding method |
CN108500576A (en) * | 2018-03-30 | 2018-09-07 | 重庆联豪科技有限公司 | A kind of welding procedure of differential assembly |
CN111989186A (en) * | 2018-04-20 | 2020-11-24 | 古河电气工业株式会社 | Welding method and welding device |
JP7269237B2 (en) * | 2018-06-22 | 2023-05-08 | 古河電気工業株式会社 | Welding method and welding equipment |
JP7449863B2 (en) * | 2018-09-04 | 2024-03-14 | 古河電気工業株式会社 | Welding method and welding equipment |
CA3110622A1 (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Welding method and welding apparatus |
DE102018219280A1 (en) * | 2018-11-12 | 2020-05-14 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Process for spatter-free welding, especially with a solid-state laser |
DE102019210019B4 (en) * | 2019-07-08 | 2021-06-10 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Optical apparatus for laser welding a workpiece, method for laser welding a workpiece by means of several partial beams and the use of optical apparatus for laser welding |
JP7295728B2 (en) * | 2019-07-11 | 2023-06-21 | 日本電信電話株式会社 | LASER BEAM SCANNING DEVICE AND LASER BEAM SCANNING METHOD |
JPWO2022085632A1 (en) * | 2020-10-20 | 2022-04-28 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60121093A (en) * | 1983-12-06 | 1985-06-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Laser welding method |
US6710288B2 (en) * | 2002-07-25 | 2004-03-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for aligning a work piece in a laser drilling system |
JP5595139B2 (en) * | 2010-06-23 | 2014-09-24 | 三菱重工業株式会社 | Welding method and welding system |
WO2012132023A1 (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Jfeスチール株式会社 | Method for producing laser-welded steel tube |
JP2013220462A (en) * | 2012-04-19 | 2013-10-28 | Panasonic Corp | Welding method and metal case |
-
2014
- 2014-04-22 JP JP2014088233A patent/JP6327453B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210162539A1 (en) * | 2018-09-05 | 2021-06-03 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Welding method and welding apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015205327A (en) | 2015-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6327453B2 (en) | Laser welding method and apparatus | |
JP6935484B2 (en) | Welding method and welding equipment | |
CN106312314B (en) | double laser beam welding system and method | |
JP5234471B2 (en) | Laser welding apparatus and laser welding method | |
JP5531623B2 (en) | Laser lap welding method of galvanized steel sheet | |
JP5496152B2 (en) | Combined welding method of laser welding and arc welding of T type joint | |
CN102791420A (en) | Laser/arc hybrid welding method and method of producing welded member using same | |
CN106552995B (en) | Method for manufacturing sealed battery | |
JP2012170989A (en) | Laser lap welding method | |
KR20150135119A (en) | Laser welding method | |
JP2009262186A (en) | Method of laser welding metal plated plate | |
JPWO2013186862A1 (en) | Welding apparatus, welding method, and battery manufacturing method | |
JP5642493B2 (en) | Laser cutting apparatus and laser cutting method | |
US11786989B2 (en) | Method for splash-free welding, in particular using a solid-state laser | |
JP2004358521A (en) | Apparatus and method for thermal-working with laser beam | |
JP2011230157A (en) | Laser lap welding method for galvanized steel sheet | |
JP5645128B2 (en) | Laser narrow groove multilayer welding method and apparatus | |
JP5812527B2 (en) | Hot wire laser welding method and apparatus | |
JP2011230158A (en) | Laser lap welding method for galvanized steel sheet | |
JP4797659B2 (en) | Laser welding method | |
JP2018051607A (en) | Laser weld device | |
JP6109638B2 (en) | Overlay welding apparatus and overlay welding system | |
JP2012223799A (en) | Method of manufacturing welded joint | |
JP2012066265A (en) | Laser processing method | |
JP2017131905A (en) | Lap laser welding method of plated steel sheet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170315 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171211 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180109 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180320 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180404 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6327453 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |