JP6420994B2 - レーザ溶接方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を用いて接合対象となる部材を溶接するレーザ溶接方法に関する。

従来より、接合対象となる２つの部材をレーザ溶接によって溶接させる技術が知られている。例えば、レーザ溶接により溶接されるものの１つに、金属製のケースに金属製の蓋が溶接されてなる電池がある。こうした電池では、ケース内の電解液などが外部に漏れ出すことのない高い精度の溶接がそのケースと蓋との間で行われている。

レーザ溶接の技術の一例として、２つの金属部材を溶接する技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のレーザ溶接の技術は、熱伝導率の高い金属部材からなる２つの被溶接物を重ね合わせて一方の被溶接物の裏面からレーザ光を照射し、この照射したレーザ光に基づく熱エネルギーによって重ね合わせ部分の接合面を溶接させる技術である。特にここでは、レーザ光が照射される側の被溶接物のレーザ照射面にはエポキシ被膜からなる熱吸収被膜を形成するとともに、被溶接物の接合面の少なくとも一方には低融点金属被膜を形成するようにしている。これにより、被溶接物でのレーザ光の反射とレーザ照射による熱拡散が抑制されて、熱が蓄積される。そして、上記接合面には低融点金属膜が存在することにより、この蓄積された熱で低融点金属が溶融して２つの被溶接物に集中的に熱が加えられ、もってレーザ溶接による接合が可能になる。

特開２００１−８７８７７号公報

特許文献１に記載のレーザ溶接方法では上述のように、照射されたレーザ光に基づく熱エネルギーが一方の被溶接物から他方の被溶接物に伝搬して２つの金属部材が溶接される。ただしこの溶接方法は、いわば積層する態様で重ね合わせられる２つの被溶接物の面方向からレーザ光を照射する方法としては有効であるものの、同じく上述した電池のケースと蓋との溶接のように、ケースと蓋とのいわば継ぎ目に要求される密閉性及び強度等の条件を満たすとなると、必ずしも有効な方法とはいい難い。そこでこうした条件を満たし得るレーザ溶接技術の１つとして、接合部分（継ぎ目部分）にレーザ光を直接照射する技術なども知られてはいるものの、溶接中における接合部分の状態を適切に維持しつつ、レーザ光を安定して照射し続けることは容易ではない。なお、上記電池のケースと蓋との間の溶接に限らず、いわゆる継ぎ目（突合せ）部分に必要とされる溶接にあっては、こうした課題も概ね共通したものとなっている。

本発明は、このような実情に鑑みなされたものであって、その目的は、突合せ部分が接合対象となる部材同士であれ、突合せとなる溶接部分を適切に溶接することのできるレーザ溶接方法を提供することにある。

上記課題を解決するレーザ溶接方法は、２つの金属部材の突合せ部にレーザ光を照射してそれら金属部材の溶接を行うレーザ溶接方法であって、前記金属部材の少なくとも一方がその金属材料の融点よりも融点の低い金属の膜からなる低融点層を表面に有する金属部材であり、この低融点層を挟んで前記２つの金属部材を突合せる工程と、それら突合せた金属部材の前記低融点層を含む範囲に前記レーザ光を照射する工程と、を含むことを要旨とする。

このような方法によれば、突合せ部では低融点層が溶融することによってこの溶融した低融点層の周囲の金属部材の加熱が促進される。これにより、溶融した低融点層の周囲の金属部材同士が適切に溶接されるようになる。また、レーザ光が照射されると、金属部材の金属材料よりも低い温度で溶融する低融点層が先に溶融し、その溶融した部分が突合せた金属材料の溶接においてキーホールとして作用する。よって、形成されるキーホールを通じてレーザ光が突合せ部の奧まで届き、溶接深さの確保が容易にもなる。さらに、突合せ部には、低融点層の金属と金属部材の金属材料とからなる合金が形成されるようにもなる。

好ましい方法として、前記２つの金属部材に前記レーザ光を同時に照射する。
このような方法によれば、レーザ光の照射される複数の金属部材を、低融点層の金属とともに溶融させることで溶接させることができるようになる。

好ましい方法として、前記突合せた金属部材の間に存在する前記低融点層の厚みが１０μｍ以上でかつ１００μｍ以下である。
このような方法によれば、突合せ部には、レーザ光の照射により先ず低融点層が溶融して形成されるキーホールの大きさを低融点層の厚みに対応する１０μｍ〜１００μｍ程度の大きさにすることができる。

好ましい方法として、前記低融点層を表面に有する金属部材にあっては、前記レーザ光が照射される位置から前記突合せた金属部材の間に前記低融点層の長さを０．２ｍｍ以上は確保する。

このような方法によれば、低融点層は、突合せた金属部材間において０．２ｍｍ以上の深さまで溶融されれば好適な溶接強度が維持される。つまり低融点層は、金属部材の間に挟まれている状態であっても、深く溶融させることが可能であり、その溶融した低融点層に隣接する金属部材同士も併せ適切な深さの溶接が行えるようになる。

好ましい方法として、前記レーザ光としてトップハット型の強度分布を有するレーザ光を用いる。
このような方法によれば、トップハット型のレーザ光はキーホールが形成されてもスパッタの発生が抑えられるため、溶接の精度が向上されるようになる。

好ましい方法として、前記金属材料としてアルミニウムを主成分とする金属材料を用い、前記低融点層としてすずを主成分とする金属膜を用いる。
このような方法によれば、アルミニウムよりも融点の低いすずを低融点層に用いることによって、アルミニウムからなる金属部材同士の溶接を安定的に行うことができるようになる。また、アルミニウムよりも反射率の低いすずを用いることで照射されるレーザ光を通じての加熱及び溶接が好適に行われる。

さらに、アルミニウムの融点よりもすずの沸点は高いことから、気化したすずが、気泡として内部に存在してしまう可能性も低減できるため、確実な溶接が行われるようになる。

上記課題を解決する容器は、２つ金属部材の突合せ部がレーザ溶接された容器であって、前記金属部材の少なくとも一方は、前記レーザ溶接された突合せ部の延長部分に当該金属部材よりも融点の低い金属膜からなる低融点層を備え、前記レーザ溶接による溶接部には、前記低融点層を形成する金属膜の成分と前記金属部材の少なくとも一方の成分とを含んで構成された合金が含まれてなることを要旨とする。

このような構成によれば、低融点層を含む金属部材により構成される容器を、レーザ溶接により好適に作成することができる。
上記課題を解決する容器は、金属部材からなる容器本体と、金属部材からなりかつ貫通孔が形成された蓋体と、前記貫通孔を塞ぐ金属からなる封止部材と、を有する容器であって、前記蓋体は、その表面に金属部材よりも融点の低い金属膜からなる低融点層を備え、前記蓋体と前記容器本体との突合せ部、及び、前記貫通孔及び前記貫通孔の周囲の少なくとも一方と前記封止部材との突合せ部に、前記低融点層を形成する金属膜の成分と前記金属部材の成分とを含んで構成された合金からなる溶接部が形成されていることを要旨とする。

このような構成によれば、蓋体に貫通孔を有する場合であれ、低融点層を含む金属部材により構成された容器を、レーザ溶接によって好適に作成することができる。例えば、電池用の容器であれば、容器本体に蓋体を溶接させた後、電解液を注入させることができるようになる。

上記課題を解決する容器は、２つ金属部材の突合せ部がレーザ溶接された容器であって、前記レーザ溶接による溶接部には、前記金属部材の少なくとも一方の成分と前記金属部材よりも融点の低い金属の成分とを含んで構成された合金が含まれてなり、前記溶接部は、前記容器表面における当該溶接部の溶接線に直交する方向の長さが０．６ｍｍ以上でかつ１．０ｍｍ以下であることを要旨とする。

このような構成によれば、レーザ溶接による溶接部が好適に溶接された容器が作成されるようになる。

このレーザ溶接方法によれば、接合対象となる部材同士の溶接が適切になされる。

レーザ溶接方法を具体化した第１の実施形態について、製造される容器と、レーザ装置との概略構成を示す構成図。 同レーザ溶接方法における容器本体と蓋体との突合せ部の断面構成を示す断面図。 同レーザ溶接方法における容器本体と蓋体との溶接中の状態の断面構造を示す断面図。 同レーザ溶接方法における容器本体と蓋体とのレーザ溶接が進行する状態を溶接進行方向に対する側面から透過観察された構造を模式的に示す模式図。 同レーザ溶接方法における溶接状態について、２つの金属部材のめっき層の有無による溶接態様を模式的に示す模式図であって、（ａ）は、２つの金属部材の一方にめっき層がある態様を示す図、（ｂ）は、２つの金属部材の両方にめっき層がある態様を示す図、（ｃ）は、２つの金属部材にめっき層がないときの態様を示す図。 レーザ溶接方法を具体化した第２の実施形態について、製造される容器の蓋体と封止部材との概略構成を示す図。 同レーザ溶接方法における蓋体と封止部材との突合せ部の断面構成について示す断面図。

（第１の実施形態）
図１〜５に従って、レーザ溶接方法を具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、容器１０は、容器本体１１の内側表面と、蓋体１２の外側表面とが突合わされた溶接対象部分である突合せ部１４が、レーザ溶接装置１３から出射されるレーザ光３０によってレーザ溶接されて作成される。突合せ部１４は、容器１０の上部外表面である溶接対象帯１５を形成し、溶接対象帯１５において、容器本体１１と蓋体１２との間の境界に沿って延びる方向を「長さ方向」、同境界に直交する方向を「幅方向」とする。

レーザ溶接装置１３は、いわゆる半導体レーザであって、レーザダイオードを発振させてレーザ光３０を出力する。レーザ溶接装置１３は、レーザ光３０を、レーザ溶接に利用可能なレーザ光、例えば波長８８０〜９８０ナノメートル（ｎｍ）のレーザ光として出力する。またレーザ溶接装置１３は、レーザ光３０のエネルギー強度Ｐ（図２参照）の分布をトップハット型（矩形分布型）として出力する。半導体レーザは、トップハット型の強度分布を有するレーザ光を出力させることが容易であるため、レーザ溶接装置１３としての構成が簡単になりコストも抑えられることが期待される。レーザ光３０は、入射レンズ、光ファイバ、対物レンズなどの光学装置を介して溶接対象部に照射されてもよい。

従来、レーザ光の照射方向に直交する断面領域におけるエネルギー強度Ｐの強度分布（プロファイル）の種類として、トップハット型とガウシアン型とがよく知られている。トップハット型は、例えば、図２の強度分布に示すように、レーザ光３０の照射方向に直交する断面におけるエネルギー強度Ｐの分布が矩形分布型であるものであり、一方、ガウシアン型は、エネルギー強度Ｐの分布が正規分布型であるものである。トップハット型とガウシアン型との違いについて詳述する。バックグラウンドレベルよりも有意に大きいレーザ光の強度を有する照射領域の径を照射径Φ１とする。例えば、有意に大きいレーザ光の強度を有する照射領域とは、レーザ光の最大強度の１％以上の出力が照射される領域である。また、レーザ光の最大強度を最大値Ｍとするとき、照射強度の値が０．９Ｍとなる部分の径を０．９Ｍ部分強度照射径ΦＱとする。つまり、０．９Ｍ部分強度照射径ΦＱは、レーザ光の最大値Ｍの１０％以上の強度が照射される領域の径である。これらに基づき、トップハット型及びガウシアン型は、照射径Φ１と０．９Ｍ部分強度照射径ΦＱとの比で定義することができる。本実施形態では、トップハット型の強度分布を下記の式（１）の関係式を満たすレーザ光の強度分布とする。また、ガウシアン型の強度分布を下記の式（２）の関係式を満たすレーザ光の強度分布とする。

ΦＱ／Φ１≧０．９・・・（１）
ΦＱ／Φ１＜０．８・・・（２）
なお以下では、説明の便宜上、エネルギー強度Ｐの強度分布を単に、強度分布と記し、トップハット型の強度分布を単にトップハット型と記し、ガウシアン型の強度分布を単にガウシアン型と記す。

なお、本実施形態では、レーザ光を円形として記載しているが、レーザ光は、矩形であってもよい。その場合、上記式（１）及び（２）の照射径Φ１を矩形の対角線の長さに変更したときの強度分布に応じてトップハット型又はガウシアン型とすることができる。

容器１０は、二次電池の容器であって、その内部に１又は複数の発電要素が収納可能な容器である。二次電池としては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などが挙げられる。容器１０は、開口部を有する有底箱形状の容器本体１１と、その容器本体１１の開口部１１ｈを塞ぐ蓋体１２とを備えている。容器１０は、容器本体１１の開口部１１ｈに蓋体１２が嵌め込まれた状態で容器本体１１と蓋体１２との境界がレーザ溶接されることによって、密閉性が維持されるかたちに構成される。容器本体１１及び蓋体１２は、それぞれの板厚Ｗ１，Ｗ２が２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下の厚みであり、アルミニウム（元素記号Ａｌ）を主成分とする金属材料からなる金属部材である。なお、容器の目的に応じては各板厚が２ｍｍより厚くなってもよい。なお、アルミニウムを主成分とする金属材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金であるが、以下では説明の便宜上、単にアルミニウムと記す。

図２に示すように、蓋体１２は、蓋としての大きさや機械的強度等を備える基材２０と、その基材２０の表面に膜状に設けられた低融点層２１とを備えている。基材２０は、アルミニウムからなる板状の金属部材である。低融点層２１は、アルミニウムの融点よりも融点が低く、沸点は高い金属であるすず（元素記号Ｓｎ）を主成分とする金属の膜であり、基材２０の表面にめっきにより形成された、いわゆるすずめっき層である。なお、すずを主成分とする金属材料は、すず又はすず合金であるが、説明の便宜上、以下では単にすずと記す。

低融点層２１は、どぶ漬けめっきや電気めっきなどの公知のめっき技術によりその基材２０の表面全体に設けられる。めっきによれば、基材２０の形状等にかかわらず、低融点層２１が好適に形成される。例えば、すずめっきの処理に先立ち、基材２０の表面に１〜３μｍのニッケルめっき層が下地層として設けられたり、所定の表面処理が行われたりすることが知られており、この実施形態の技術にはそれら処理を行ってすずめっきをする場合も当然含まれる。

低融点層２１は、その厚み２１Ｄ（溶接対象帯１５の幅方向の長さ）が、１０マイクロメートル（μｍ）以上でかつ１００μｍ以下に形成される。なお、低融点層２１の厚み２１Ｄは、１０μｍ以上でかつ５０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、低融点層２１の厚み２１Ｄは、１５μｍ以上でかつ５０μｍ以下であり、さらに好ましくは、１５μｍ以上でかつ２０μｍ以下である。アルミニウムの基材２０へのすずめっきは、公知の技術によって行われる。

すずの融点は２３１．９℃であり、アルミニウムの融点は６６０．３℃であり、すずの融点は、アルミニウムの融点に比べて温度が低い。つまり、蓋体１２は、アルミニウムの基材２０の表面に、アルミニウムの融点よりも融点の低い金属であるすずの低融点層２１を有する。また、すずの沸点は２６０２℃であり、アルミニウムの融点よりも高いことから、溶融したすずと溶融したアルミニウムとを混合させることも容易である。また、気化したすずが、気泡として内部に存在してしまう可能性も低減できるので、確実な溶接が行われるようになる。なお、説明の便宜上、上記各温度はそれぞれすず単体及びアルミニウム単体の場合について記載するが、上述の各温度間の関係は、すず合金及びアルミニウム合金である場合も同様である。

波長１μｍの光において、すずの吸収率は約６０％、アルミニウムの吸収率は約６％である。つまり、すずはアルミニウムよりもレーザ光３０を効率良く吸収する。レーザ光３０からエネルギーを吸収させようとするとき、すずへの照射量をアルミニウムへの照射量に比べて低減させることが可能であり、照射量を同じとすれば、加熱に要する時間が短縮されて溶接に要する時間も短縮されるようになる。つまり、レーザ溶接のエネルギーを低減させれば、レーザ溶接装置１３の出力が抑えられ、設備の小型化などが期待される。レーザ溶接に要する時間が短縮されれば、容器１０の製造に要する時間の短縮が図られる。なお、説明の便宜上、上記各吸収率はそれぞれすず単体及びアルミニウム単体の場合について記載するが、上述の各吸収率間の関係は、すず合金及びアルミニウム合金である場合も同様である。

図２に示すように、容器本体１１は、容器１０の外側になる面を構成する外表面１１ａと、容器の内側であり開口部１１ｈを構成する内側面１１ｂとを備える。
蓋体１２は、容器１０の外側になる面を構成する外表面１２ａと、蓋体１２の周側面であって容器本体１１の開口部１１ｈに突合せられる周側面１２ｂとを備える。低融点層２１は、基材２０の外表面１２ａ側には外表面部２１ａを、基材２０の周側面１２ｂ側には周側面部２１ｂをそれぞれ備える。つまり外表面部２１ａ及び周側面部２１ｂはそれぞれ基材２０の表面に垂直な方向に厚み２１Ｄを有している。周側面部２１ｂは、その端部が外表面部２１ａの厚さ方向に厚み２１Ｄに対応する長さで延び、外表面部２１ａとともに外表面１２ａを構成する角部２１ｂｅを備える。つまり角部２１ｂｅは、周側面１２ｂの方向に厚み２１Ｄを有し、外表面１２ａの方向に厚み２１Ｄと同じ長さを有している。

突合せ部１４は、容器本体１１と蓋体１２の基材２０との間に低融点層２１が挟まれるかたちに構成される。詳述すると、突合せ部１４は、容器本体１１側から、容器本体１１の内側面１１ｂ、蓋体１２の低融点層２１、蓋体１２の基材２０の順に並び構成される。溶接対象帯１５は、突合せ部１４において、容器１０の外側に現れる部分であって、容器本体１１側の外表面１１ａと蓋体１２の外表面１２ａとの接触部分に形成される。よって溶接対象帯１５は、幅方向において、容器本体１１側には容器本体１１の外表面１１ａが配置され、蓋体１２側には低融点層２１の角部２１ｂｅ及び外表面部２１ａの順に配置される。突合せ部１４は、溶接対象帯１５に直交する深さ方向に、容器１０表面から蓋体１２の板厚Ｗ２に対応する深さまで低融点層２１を備える。

図２に示すように、レーザ溶接の際、溶接対象部には照射径３０Ｄのレーザ光３０が照射される。照射径３０Ｄは、レーザ光３０が溶接対象に照射されたとき形成される円形状の範囲の直径であり、角部２１ｂｅの厚み２１Ｄよりも大きい値に設定されている。そしてレーザ光３０は、溶接対象帯１５の幅方向において、角部２１ｂｅの厚み２０Ｄの全範囲をその照射径３０Ｄに含めるように照射される。また、レーザ光３０の照射方向には、低融点層２１の周側面部２１ｂが容器１０の外表面１２ａから蓋体１２の板厚Ｗ２に対応する深さまで確保されている。なお、レーザ光３０の照射方向に対して確保されることが
好ましい低融点層２１の容器１０表面からの長さは、０．２ｍｍ以上かつ２．０ｍｍ以下である。換言すると、レーザ光３０が照射される位置から突合せ部１４の容器本体１１と蓋体１２の基材２０との間に低融点層２１の長さが０．２ｍｍ以上確保される。本実施形態では、前記０．２ｍｍ以上の長さは、溶接対象帯１５に直交する深さ方向であって、レーザ光３０が進行する方向に確保される。なお、容器１０表面からの低融点層２１の長さは、蓋体１２の板厚Ｗ２以下が好ましい。より好ましくは、容器１０の表面からの低融点層２１の長さは０．３ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下である。

図２〜５を参照して、突合せ部１４のレーザ溶接について説明する。なお、レーザ溶接は、レーザ光３０を容器１０の溶接対象帯１５に沿って相対移動させる（例えば、図４の矢印の方向）ことにより行われる。よって、容器の特定の位置には所定の時間の間だけレーザ光３０が照射され、その照射されている時間の間に、金属が溶融されてレーザ溶接が行われる。

図２に示すように、レーザ光３０は、照射径３０Ｄに低融点層２１の角部２１ｂｅの厚み２１Ｄの全範囲を含むかたちに溶接対象部に照射される。また照射径３０Ｄの範囲には、溶接対象帯１５が含まれ、低融点層２１の角部２１ｂｅに隣接する容器本体１１の外表面１１ａの一部と低融点層２１の外表面部２１ａの一部とが含まれる。つまり、レーザ光３０は、容器本体１１と蓋体１２とに同時に照射される。

図３に示すように、レーザ光３０が照射されると照射された部分の加熱が開始され、まず、融点の低い低融点層２１が溶融する。つまり低融点層２１である角部２１ｂｅや外表面部２１ａが溶融される。溶融された低融点層２１は、溶融池２２を形成し、溶融池２２はレーザ光３０より吸収した熱により加熱されつつ、隣接する低融点層２１、容器本体１１及び蓋体１２の基材２０を加熱させる。溶融池２２は、当初、溶融された低融点層２１の厚み２１Ｄの大きさに形成される。そして、同溶融池２２には加熱により気化された材料によって溶融池に生じる凹みであるキーホール３１が低融点層２１の厚み２１Ｄの大きさに形成される。また、レーザ光３０が照射される容器本体１１及び蓋体１２の基材２０のアルミニウムについてもレーザ光３０による加熱によって溶融される。それにともなって、溶融池２２は、その大きさが拡大されてレーザ光３０の照射径３０Ｄよりも大きい径３２Ｄに形成される。例えば、照射径３０Ｄが０．３〜０．６ｍｍのレーザ光が照射されることで、直径としての大きい径３２Ｄが０．６〜１．０ｍｍの溶融池２２が形成される。また、キーホール３１の大きさも拡大されるようになる。

溶融池２２は、溶融しやすい低融点層２１を突合せ部１４に沿って周側面部２１ｂの延びる方向に深い位置まで溶融させる。低融点層２１は融点が低いことから、低融点層２１の溶融によって溶融池２２が深くなる。なお、溶融池２２の溶融深さよりも深い位置には、溶融されていない低融点層２１が残る。

一般に、温度が低下すると溶融池は固化してしまうため、溶融池２２の維持に所定のエネルギーが必要となる。しかし、低融点層２１からなる溶融池２２の維持に要するエネルギーはアルミニウムの溶融池に比べて少なく抑えられる。よって、多くのエネルギーをアルミニウムを溶融に利用可能であったり、レーザ光３０のエネルギー変動が生じたとしても溶融池の維持が容易であったりする。また、キーホール３１を形成させ続けるにも所定のエネルギーが必要となる。この点、低融点層２１は、融点が低いため、アルミニウムを溶接させるエネルギー量のレーザ光３０によれば、低融点層２１を先に溶融させてキーホール３１を形成し、かつ、維持させることに充分なエネルギー量が供給される。よって、キーホール３１は安定的に維持される。

溶融池２２は、拡大することによって容器本体１１及び蓋体１２の基材２０のアルミニウムを加熱し、溶融させる。溶融池２２は、溶融したアルミニウムが混ざることにより、すずとアルミニウムとが溶融攪拌されたすずとアルミニウムとの合金である溶融金属２３を生成させる。溶融金属２３における、すずとアルミニウムとの割合は、レーザ光３０の照射が開始された当初はすずの割合が多いが、アルミニウムが溶融されることに応じて、アルミニウムの割合が増える。すずとアルミニウムとの合金の溶融温度は、アルミニウムよりも低いことから、すずとアルミニウムとの合金からなる溶融池についても、アルミニウムの溶融池に比較して安定的であり、維持が容易である。

溶融池２２のキーホール３１は、レーザ光３０をキーホール３１を通り突合せ部１４の奧深くまで導光する。キーホール３１は、周知の溶融金属を流動させて隣接する金属部材を加熱するため、低融点層２１を深くまで溶融させ、溶融した低融点層２１の周囲のアルミニウムを加熱する。そして、低融点層２１と金属部材とが溶融攪拌されて混ざり合った状態の溶融池２２が形成される。よって、容器本体１１と蓋体１２とは深い位置まで溶接される。また、容器１０の表面ではアルミニウムはレーザ光３０の照射によっても加熱され、通常のレーザ溶接のように、表面においてはアルミニウムが溶融する。

ところで、溶接ではキーホールを形成させることによって、溶融した材料がキーホール内に流れて部材の深くまで溶融加工が行われるようになることを発明者らは発見した。つまりレーザ溶接による溶接加工でも、レーザ光による加熱によりキーホールを生じさせつつ、部材深くまでの溶接加工を好適に行うことが好適である。例えば、レーザ溶接の場合、キーホールは、ガウシアン型のエネルギー強度分布を有するレーザ光を照射させることで、そのレーザ光の中央の高エネルギー部分に生じさせることができる。しかし、ガウシアン型のレーザ光は、短時間で溶接状態が変わるなど加工に対する感度が高くなるとともに、ロバスト安定性が低下したり、照射時間が少しでも長くなると過熱や貫通のおそれが生じたり、レーザ光を照射する位置を高い精度で制御しなければならないなど、その制御に高い精度が求められるという特性も有する。

そこで、本実施形態では、安定性が高く制御が比較的容易であるトップハット型のレーザ光３０を溶接に用いている。トップハット型は強度分布が平均化されているためキーホールを生じさせるためにレーザ光の照射時間を一定時間確保する必要がある。そのためガウシアン型に比べてキーホールが形成されづらく、キーホールを利用しての溶接が適切にできなかったり、溶接に時間を要したりする。

本実施形態のレーザ溶接方法は、アルミニウムの間に低融点層２１を介在させることによって、アルミニウムのみからなる場合に比べて、突合せ部１４の低融点層２１が先に溶融してそこにキーホール３１が形成されやすくなるようにしている。このように、低融点層２１が溶融したことで溶融池２２にキーホールが形成されることで、レーザ光３０が突合せ部１４の深くまで照射され、溶融深さの確保された好適な溶接を行うことができるようになる。つまり、平らな表面に照射されたレーザの熱が表面から内部へ徐々に伝達されて材料が溶融される溶接、いわゆる熱伝導溶接と比較して安定した溶接が行なわれるようになる。このように低融点層２１が介在された金属部材の突合せ部１４を溶接することにより、レーザ光３０の強度や照射時間の長さをアルミニウムの溶融池にキーホールを形成させる程度に高い精度で制御しなくとも、好適な溶接加工が可能となる。

これにより、低融点層２１を有する蓋体１２に封止部材４０が好適に溶接されるようになる。このとき、金属が溶け込んだ深さである溶接深さも確保され、確保された深さにより強度も維持される。

また、低融点層２１が先に溶融しキーホールが形成されるため、キーホールの幅が低融点層２１の厚みにほぼ等しくなる。そのため、低融点層２１の厚みを調整することで、キーホールの幅を調整することができる。低融点層２１の厚みとしては、１０μｍ以上、かつ、１００μｍ以下が好ましい。１０μｍ以上であることにより、低融点層２１が溶融して形成されるキーホール３１にレーザ光３０が適切に入り込み、部材の深くまで適切に溶融することができる。また、１００μｍを超えると、金属部材間の距離が長くなりすぎて、適切に溶接されなくなるため好ましくない。なお、低融点層２１の溶融により形成されるキーホール３１の幅を調整する低融点層２１の厚み２１Ｄは、１０μｍ以上でかつ５０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、低融点層２１の厚み２１Ｄは、１５μｍ以上でかつ５０μｍ以下であり、さらに好ましくは、１５μｍ以上でかつ２０μｍ以下である。

また、すずがアルミニウムより早く溶融し、対流が生じるため、アルミニウム表面への酸化膜の形成が抑制される。アルミニウム表面に形成される酸化膜は、溶接に悪影響を及ぼすおそれがあるが、すずが先に溶融することによる酸化の抑制により、溶接が適切に行われるようにもなる。

ところで、一般に、溶接部分はその溶接の良否が非破壊で検査可能なことが望まれている。その点、本実施形態では、Ｘ線などの透過画像を用いて溶接された部分の検査が可能であり、図４を参照して、溶接の検査について説明する。

図４は、溶接対象帯１５の長さ方向を横からみたとき、つまり図３を紙面左側からみたとき、Ｘ線などで透過したときの態様を模式的に示す模式図である。よって、紙面手前側が容器１０、紙面奧側が蓋体１２となっている。

レーザ溶接されている部分は、図３と同様に、キーホール３１が形成され、キーホール３１の周囲には溶融金属２３からなる溶融池２２が形成される。溶融池２２は、まず溶融した低融点層２１が周囲の金属部材を加熱し、続いて、溶融された金属部材も含まれた溶融金属２３からなる溶融池とされる。そして、レーザ光３０による溶接が矢印の方向に進むと、進行方向後側の溶融池２２はレーザ光３０から離れて温度が低下する。アルミニウムとすずとが溶融攪拌された溶融金属２３は、温度低下によって固化し、すずとアルミニウムとの合金からなる溶接部２４を形成する。

また、容器本体１１及び蓋体１２の基材２０はアルミニウムの金属部材、蓋体１２の低融点層２１はすずの金属膜である。一方、レーザ溶接された後の溶接部２４はアルミニウムとすずとの合金となる。よって未溶接部分と溶接部分とでは金属の成分が相違するため、この金属成分の相違がＸ線などの透過画像に現れ、溶融した範囲の識別が容易になる。透過画像による検査であれば、非破壊で多数の、例えば全数の容器の溶接深さを検査することも可能であり、非破壊であるため検査に要する時間も短い。よって、容器１０の品質向上が可能になる。また、溶接部２４に分散されたすずの濃淡に基づいて溶接部２４における溶接に関する微小な欠陥を検出することもできる。

一方、蓋体１２に低融点層２１がない場合、レーザ溶接された容器本体１１と蓋体１２との溶接部分と未溶接部分との金属成分はいずれもアルミニウムとなる。溶接部分と未溶接部分とが同じ金属部材の成分（アルミニウム）となると、Ｘ線などの透過画像を撮像したところで溶接された範囲を識別することは容易でない。つまり、透過画像による検査が容易ではない。また、抜き取り検査により、溶接部を切断して溶接深さを検査することもできるが、破壊検査となると、検査精度を高く維持することは難しく、また検査に要する時間も長い。なお、Ｘ線などの透過画像を用いて溶接された部分などを非破壊で検査する技術としては、公知の技術を用いることができる。

また、一般的に、アルミニウムとすずの合金は、機械的強度が高く、耐摩耗性や熱負荷特性に優れた合金であり、軸受け合金類として用いられる合金である。よって、溶接部２４は、高い機械的強度を備えたり、優れた耐摩耗性や熱負荷特性を有したりすることが期待される。

続いて、図５を参照して、レーザ溶接と低融点層２１との関係について説明する。なお、以下の説明では、説明の便宜上、第１部材５０と第２部材５１とがレーザ溶接される例について説明する。このとき、第２部材５１は容器本体１１に対応し、第１部材５０は蓋体１２に対応し、めっき層６０，６１は低融点層２１に対応する成分であることからその詳細な説明は割愛する。この例では、レーザ溶接装置１３の出力が１．５〜３．０ｋＷ（キロワット）であり、レーザ光３０の相対移動速度が６〜１２ｍ／ｍｉｎ（メートル毎分）である場合について説明している。また、レーザ光３０の照射径３０Ｄは、０．３〜０．６ｍｍとしている。

まず、図５（ａ）を参照して、本実施形態のレーザ溶接方法により溶接される２つの金属部材のうち１部品をめっき部材としてレーザ溶接する場合について説明する。
めっき層６０を有する第１部材５０と、めっき層を有さない第２部材５１とが当接される。よって、第１部材５０と第２部材５１とは、その間にめっき層６０が介在することで、アルミニウムの金属部材の間に、めっき厚５０Ｄｓの厚みのすずの金属膜が配置される。めっき厚５０Ｄｓの部分にレーザ光３０を照射することで、すずが溶融されてキーホールが形成されるとともに溶融池６２ａが形成され、その溶融池６２ａからの加熱を通じて隣接するアルミニウムが溶融される。これにより、溶融池６２ａが広がる。例えば、溶融池６２ａは、レーザ光の進行方向に対して直交する方向の径が０．６〜１．０ｍｍの長さに形成される。また、溶融池６２ａは、安定的に広がり、キーホール３１ａが形成され、キーホール３１ａがめっき層６０に沿ってすずのめっき層６０をより深く溶融させる。なお、上述の通り、すずが多い溶融池６２ａにキーホール３１ａを形成することは、アルミニウムの溶融池にキーホールを形成させるよりも少ないエネルギーで可能であり、安定的である。溶融池６２ａは隣接するアルミニウムを加熱し溶融させることで、アルミニウムとすずとが攪拌された合金となり、レーザ光が通り過ぎると温度低下により固化して溶接部６４となる。０．６〜１．０ｍｍの径に形成される溶融池６２ａが固化することにより、溶接部６４としては容器表面に０．６〜１．０ｍｍの溶接幅Ｗ１１を有する。

つまり、２つのアルミニウムの金属部材の間に、レーザ光を深くまで導光させる間隔が、低融点の金属からなるすずのめっき層６０として配置される。めっき層６０にレーザ光が照射されると、めっき層６０の溶融された溶融池６２ａへのキーホール３１ａの形成を通じて、そのレーザ光が深くまで照射されるようになる。なお、レーザ光を深くまで照射させるため、レーザ光を妨げない空間、つまり間隔を有するように金属部材を配置することも考えられる。これに対し本実施形態は、レーザ光の照射方向である深さ方向にもめっき層６０が存在することから、金属部材を間隔をおいて配置した場合と異なり、２つのアルミニウムの金属部材の間を必要のないところまでレーザ光が到達してしまうおそれも少ない。もし、２つのアルミニウムの金属部材の間に多少の隙間があったとしても、めっき層６０が溶融されれば塞がれるため、やはり、必要のないところまでレーザ光が到達してしまうおそれも少ない。

次に、図５（ｂ）を参照して、本実施形態のレーザ溶接方法により溶接される２つの金属部材の両部品をめっき部材としてレーザ溶接する場合について説明する。
めっき層６０を有する第１部材５０と、めっき層６１を有する第２部材５１とが当接される。よって、第１部材５０と第２部材５１とは、その間に２つのめっき層６０，６１が介在することで、アルミニウムの金属部材の間に、めっき厚５０Ｄｄの厚みのすずの金属膜が配置される。この場合、めっき厚５０Ｄｄが２つのめっき層６０，６１の厚みにより調整される。例えば、めっき厚５０Ｄｄを１部品めっき厚５０Ｄｓと同じにしたければ、各めっき層６０，６１の厚みを１部品めっき厚５０Ｄｓの半分（１／２）にすればよい。レーザ光が通り過ぎると溶融池６２ｂが固化することにより、容器表面には溶接幅Ｗ１２の溶接部６５が形成される。

次に、図５（ｃ）を参照して、従来のレーザ溶接方法によりめっきの無い部材がレーザ溶接される場合について説明する。
めっき層の無い第１及び第２部材５０，５１とが当接されることによって、レーザ光が照射される部分には、アルミニウムの金属部材が配置される。この場合、アルミニウムを溶融させ、かつ、その溶融池５２を維持させる強度のレーザ光が必要とされる。また、これにキーホールを形成し続けるためには溶融池５２を維持させる強度よりもさらに高いエネルギーが必要となる。そのため、上述の例でキーホール３１ａ，３１ｂを形成させるエネルギー強度のレーザ光は、溶融池５２にキーホールを形成させることが難しい。そのため、形成される溶接部５４は、広さは狭く、溶融深さは浅い。溶接部５４としては、容器表面に溶接幅Ｗ１１よりも狭い幅の溶接幅Ｗ１３を有する。

なお、エネルギー強度を高めれば、溶融池５２にキーホールを形成することもできるが、融点が高くなるに応じてキーホールを安定的に維持させることは難しくなる。また、溶融池と周囲との温度差が大きくなるほど安定性が低くなり、反応も激しくなりやすく、溶融された材料が飛散するおそれもたかくなる。また、高エネルギーのレーザ光は、絞り込まれたものは溶融池５２が狭くなったり、貫通可能性が高くなったりするため、高い照射精度が求められるようにもなる。

本実施形態の効果について述べる。
図５（ａ）で述べるように、本実施形態では、アルミニウムの金属部材の間に低融点層２１による間隔を確保した。これにより、めっき層を形成せずに金属部材を間隔をおいて配置した場合とは異なり、溶接時に部材等をしっかり当接させることができるため、溶融した金属が下方などに流れ出してしまうことが抑制される。例えば、容器本体１１と蓋体１２との間に隙間が生じたりすると、溶融された材料が容器本体１１の内部に流れ込むおそれがあるが、隙間がないため、そうしたおそれは抑制される。また、キーホールが形成されると溶融された材料が飛散するスパッタが生じるおそれも高くなるが、こうして飛散した材料が容器本体１１の内部へ進入するおそれも抑制される。電池の容器１０は、発電要素を内部に収容した状態で容器本体１１に蓋体１２が溶接されるため、溶接時に容器本体１１内部に異物が進入すると電池品質の低下を招くおそれもある。しかし、本実施形態のレーザ溶接方法によって製造されることにより、容器本体１１内部への溶融金属の進入やスパッタにより飛散した材料の進入などが抑制されて電池品質の低下の抑制が図られるようになる。

また、このレーザ溶接方法では、アルミニウムの金属部材の間に溶融池２２、及び、キーホール３１の形成に有意な間隔を確保するようにしている。そうした間隔がめっき層の厚みによって確保されるため、単なる空間からなる隙間を確保するような場合に比較すると、その確保が極めて容易である。つまり、部材の当接によりめっき層の厚みは確保されるため、従来と変わらない組み付けを行いながら、間隔が確保される。

さらに、レーザ光３０による溶接において、レーザ光３０の照射範囲に熱が集中し溶融の起点となる角部を設けることも知られているが、低融点層２１を設けることにより、低融点層２１を溶融の基点とすることができる。このため、溶接される部分が溶接のための形状に制約されるようなこともない。

また、電池の容器１０に用いるアルミニウム板は板厚が１ｍｍ以下のものもあり、薄いため適切な溶接深さが確保されることで電池としての強度や密閉性が確保され信頼性も維持される。車載電池であれば、振動や接触、摩擦などのおそれ、繰り返しの熱負荷もあるが、適切な溶接深さの確保により、強度や信頼性が高く維持される。

以上説明したように、本実施形態の容器の製造に用いられるレーザ溶接方法によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）突合せ部１４では低融点層２１が溶融することによってこの溶融した低融点層２１の周囲の金属部材の加熱が促進される。これにより、溶融した低融点層２１の周囲の金属部材同士が適切に溶接されるようになる。また、レーザ光３０が照射されると、金属部材の金属材料よりも低い温度で溶融する低融点層２１が先に溶融し、その溶融した部分が突合せ部１４の溶接においてキーホール３１として作用する。よって、形成されるキーホール３１を通じてレーザ光３０が突合せ部１４の奧まで届き、溶接深さの確保が容易にもなる。さらに、突合せ部１４には、低融点層２１の金属と金属部材の金属材料とからなる合金が形成されるようにもなる。

（２）レーザ光３０の照射される複数の金属部材を、低融点層２１の金属とともに溶融させることで溶接させることができるようになる。
（３）突合せ部１４には、レーザ光３０の照射により先ず低融点層２１が溶融して形成されるキーホール３１の大きさを低融点層２１の厚みに対応する１０μｍ〜１００μｍ程度の大きさにすることができる。

（４）低融点層２１は、突合せた金属部材間において０．２ｍｍ以上の深さまで溶融されれば好適な溶接強度が維持される。つまり低融点層２１は、金属部材の間に挟まれている状態であっても、深く溶融させることが可能であり、その溶融した低融点層に隣接する金属部材同士も併せ適切な深さの溶接が行えるようになる。

（５）トップハット型のレーザ光３０はキーホール３１が形成されてもスパッタの発生が抑えられるため、溶接の精度が向上されるようになる。
（６）アルミニウムよりも融点の低いすずを低融点層２１に用いることによって、アルミニウムからなる金属部材同士の溶接を安定的に行うことができるようになる。また、アルミニウムよりも反射率の低いすずを用いることで照射されるレーザ光３０を通じての加熱及び溶接が好適に行われる。

（７）アルミニウムの融点よりもすずの沸点は高いことから、気化したすずが、気泡として内部に存在してしまう可能性も低減できるため、確実な溶接が行われるようになる。
（第２の実施形態）
図６及び図７に従って、レーザ溶接方法を具体化した一実施形態について説明する。

本実施形態は、蓋体１２の貫通孔１２Ｈに封止部材４０をレーザ溶接する点が、第１の実施形態と相違することから、以下では、相違点について説明する。
蓋体１２には、その表面から裏面まで貫通する貫通孔１２Ｈが設けられている。貫通孔１２Ｈは、容器本体１１に蓋体１２が溶接された後、容器１０の内部に電解液を注入させるための注液孔である。容器１０は、貫通孔１２Ｈを通じて電解液が注入された後、貫通孔１２Ｈが封止部材４０により密閉される。

蓋体１２は、外表面１２ａなどのその表面にすずめっきによる低融点層２１を備え、この低融点層２１は貫通孔１２Ｈ内の表面にも形成されている。
封止部材４０は、アルミニウムの金属材料からなり、貫通孔１２Ｈに挿入される嵌合部４１と嵌合部４１よりも大きい形状の頭部４２とを備える。封止部材４０は、嵌合部４１が貫通孔１２Ｈに挿入されるとともに、頭部４２が貫通孔１２Ｈの開口を覆うことで、当該貫通孔１２Ｈの周囲に当接し、同貫通孔１２Ｈを封止可能になっている。例えば、貫通孔１２Ｈが筒形状であれば、嵌合部４１の形状はその筒形状に対応する円柱形状や円錐形状であり、頭部４２の形状は嵌合部４１よりも大径の円柱形状や円錐形状である。なお、頭部４２の形状は貫通孔１２Ｈの開口を覆うことができれば矩形など任意の形状にすることが可能である。

貫通孔１２Ｈに封止部材４０が差し込まれると、蓋体１２と封止部材４０とがレーザ溶接される。封止部材４０はその頭部４２の下面４０ｂが蓋体１２の外表面１２ａに当接する状態に配置されることで、蓋体１２の外表面１２ａと頭部４２の下面４０ｂとの当接する突合せ部４４が形成される。本実施形態では、突合せ部４４の深さは、レーザ光３０を照射可能な頭部４２の下面外周から嵌合部４１への方向の長さ２１Ｌで示される。長さ２１Ｌは、０．２ｍｍよりも長くなるように構成されている。換言すると、突合せ部４４の深さは、図７において紙面左右方向であって蓋体１２の外表面１２ａに沿う方向に延び、頭部４２の下面外周が当接する外表面１２ａから貫通孔１２Ｈへの方向になる。そして、レーザ溶接のためのレーザ光３０が、突合せ部４４において容器１０の外側に現れる溶接対象帯４５を含む溶接対象部に照射される。よって、レーザ光３０が照射される位置から突合せ部４４の蓋体１２の基材２０と頭部４２の下面４０ｂとの間に低融点層２１の長さが０．２ｍｍ以上確保される。本実施形態では、前記０．２ｍｍ以上の長さは、突合せ部４４の深さ方向であって、レーザ光３０が進行する方向に確保される。ここで、レーザ光３０が進行する方向について詳述する。低融点層２１にキーホールが形成されたとき、レーザ光３０の進行方向は、その形成されたキーホールの延伸する方向になる。つまり、レーザ光３０は、その照射方向とキーホールの延伸方向とに角度がある場合であれ、キーホール内への入射角を有することによってキーホールの内周壁面への反射により、キーホール内を照射位置よりも奧の方向に向かって進入する。よって、レーザ光３０の進行方向は、照射方向とは異なる方向であるキーホールの延伸される方向になる。これにより、低融点層２１を突合せ部４４の深さ方向に０．２ｍｍ以上溶融させることができるようになる。なお、キーホールは、嵌合部４１と貫通孔１２Ｈとが突き合わされる部分まで延伸されてもよい。

レーザ光３０は、封止部材４０の上面４０ａに照射されないように突合せ部４４の深さ方向に対して角度を有している、いわゆる斜め方向から照射される。よって、レーザ光３０は、突合せ部４４の深さ方向への入射が可能となっている。また、レーザ光３０は、照射範囲に、溶接対象帯４５と、蓋体１２の外表面１２ａの低融点層２１を含むようにする。つまりレーザ光３０は、封止部材４０と蓋体１２とに同時に照射される。もし、蓋体１２から突出している封止部材４０の上面４０ａにレーザ光３０が照射されると突合せ部４４に照射されるエネルギー量が減少してしまう。また、封止部材４０の溶融させる必要のない部分が溶融してしまうおそれもある。

これにより、レーザ光３０は、低融点層２１を溶融させ、また、溶融した低融点層２１からなる溶融池に隣接するアルミニウムの金属部材を加熱させて溶融させる。このとき、レーザ光３０は低融点層２１を金属部材よりも先に溶融させ、その溶融部分にキーホールを形成させて溶融深さを深くさせる。低融点層２１の溶融によって先ず形成される溶融池は、その幅が低融点層２１の厚み２１Ｄとされ、その深さが突合せ部４４の長さ方向とされる。なお、突合せ部４４の深さ方向はレーザ光３０の照射方向と同一でないが、レーザ光３０は反射などによって突合せ部４４の深さ方向にも導光される。よって、突合せ部４４の低融点層２１には導光されたレーザ光３０によるキーホールが形成される。

以上説明したように、本実施形態の容器の製造に用いられるレーザ溶接方法によれば、上記第１の実施形態で記載した効果（１）〜（７）に加えて、以下に列記するような効果が得られるようになる。

（８）レーザ光３０の照射方向が低融点層２１に対して角度を有していたとしても、溶接対象部は適切な溶接深さで溶接されるようになる。
（９）電池用の容器１０として、容器本体１１に蓋体１２を溶接させた後、貫通孔１２Ｈを通じて電解液を注入させることができるようになる。

（その他の実施形態）
なお上記各実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記第１の実施形態の蓋体１２として、上記第２の実施形態の封止部材４０がレーザ溶接される蓋体１２に用いられてもよい。

・上記第２の実施形態では、封止部材４０の頭部４２と貫通孔１２Ｈの周囲の外表面１２ａとが当接して突合せ部４４が形成される場合について例示した。しかしこれに限らず、封止部材に頭部がない場合、封止部材の嵌合部と貫通孔との当接により突合せ部が形成されてもよい。

・上記構成において、レーザ溶接にガウシアン型のレーザ光を用いてもよい。ガウシアン型のレーザを用いる場合、通常よりもキーホールの形成に要する時間を短縮させることができるなどレーザ溶接にかかる時間の短縮が可能となる。また、ガウシアン型のレーザの場合、トップハット型よりもエネルギーが集中して照射範囲が狭くなるものの、低融点層に溶接深さが確実に確保されるため、確実な溶接が行われるようになる。

・上記構成において、レーザ光３０は、半導体レーザ以外のレーザ光、例えば高輝度なＹＡＧレーザなどであってもよい。
・上記構成において、レーザ光３０は、その照射径３０Ｄに角部２１ｂｅの幅方向の厚み２１Ｄの全部ではなく一部が含まれるように溶接対象帯１５に照射されてもよい。低融点層２１の一部にでもレーザ光３０が照射されれば、低融点層２１は溶融して溶融池２２を形成し、これにより金属部材同士が溶接されることが期待される。

・上記構成において、レーザ溶接が適切に行われるのであれば、レーザ光３０の照射径３０Ｄが低融点層２１のめっき厚２１Ｄと同じかそれ以下でもよい。この場合、低融点層２１が溶融されれば、隣接する容器本体や基材の金属材料も溶融される。また、低融点層２１と金属部材とに照射すれば、低融点層２１と金属部材とがレーザ光により溶融される。

・上記各実施形態では、蓋体１２の全体に低融点層２１が設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、蓋体１２はレーザ溶接される部分にのみ低融点層２１が設けられていてもよい。または、蓋体１２はレーザ溶接において必要とされる部分を含むように表面の一部に低融点層２１が設けられていてもよい。

・上記各実施形態では、蓋体１２に低融点層２１が設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、溶接される部分に低融点層が確保されるのであれば、容器本体や封止部材に低融点層が設けられていてもよい。また、容器本体や封止部材に低融点層が設けられている場合、蓋体には低融点層が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。

・上記各実施形態では、容器本体１１，蓋体１２、封止部材４０はアルミニウム（アルミニウム合金を含む）である場合について例示した。しかしこれに限らず、容器本体、蓋体、封止部材は銅やステンレスなどアルミニウム以外の金属材料より構成されていてもよい。アルミニウム以外の金属材料としては、容器として用いることができ、低融点層の金属よりも融点が高く、レーザ光により溶接できるものであればよい。これにより、レーザ溶接方法の設計自由度の向上や適用範囲の拡大などが図られるようになる。また、電池用の容器１０についての設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記構成において、低融点層２１はすずめっき層ではなく、金属部材の融点よりも融点が低く、かつ、沸点の高い鉛などの他の金属からなる膜であってもよい。例えば、金属部材がアルミニウムの場合、鉛を用いることが可能である。但し、鉛は環境への負荷が高いため電池等の材料として使用することが避けられる傾向にある。

・上記構成において、低融点層２１はめっき以外の技術、例えば溶射などの技術により設けられたものでもよい。また、溶融される部分に適切に配置されるのであれば、溶融されるのであれば基材への接着度があまり高くなくてもよい。

・上記各実施形態では、容器本体１１の開口部１１ｈに蓋体１２が嵌め込まれる場合について例示した。しかしこれに限らず、容器本体の開口部にかぶせられた蓋体がレーザ溶接されてもよい。これにより、レーザ溶接方法を適用して種々の容器を作成することができる。

・上記各実施形態では、容器本体１１と蓋体１２とが当接するとき、容器本体１１の外表面１１ａと蓋体１２の外表面１２ａとの間に段差が生じない場合について例示した。しかしこれに限らず、容器本体と蓋体とが当接された部分に段差が生じてもよい。これにより、電池ケースの設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記各実施形態では、電池用の容器１０を溶接する場合について例示したが、これに限らず、レーザ溶接を要するものであれば、電池用の容器以外がレーザ溶接の対象であってもよい。また、レーザ溶接の対象が容器以外であってもよい。これにより、レーザ溶接方法の適用範囲の拡大が図られるようになる。

１０…容器、１１…容器本体、１１ａ…外表面、１１ｂ…内側面、１１ｈ…開口部、１２…蓋体、１２ａ…外表面、１２ｂ…周側面、１２Ｈ…貫通孔、１３…レーザ溶接装置、１４…突合せ部、１５…溶接対象帯、２０…基材、２１…低融点層、２１ａ…外表面部、２１ｂ…周側面部、２１ｂｅ…角部、２２…溶融池、２３…溶融金属、２４…溶接部、３０…レーザ光、３１，３１ａ，３１ｂ…キーホール、４０…封止部材、４０ａ…上面、４０ｂ…周側面、４４…突合せ部、４５…溶接対象帯、５０…第１部材、５１…第２部材、５２…溶融池、５４…溶接部、６０，６１…めっき層、６２ａ，６２ｂ…溶融池、６４，６５…溶接部。

Claims (6)

1. ２つの金属部材の突合せ部にレーザ光を照射してそれら金属部材の溶接を行うレーザ溶接方法であって、
   アルミニウムを主成分とする金属材料からなる前記２つの金属部材の少なくとも一方がその金属材料の融点よりも融点の低いすずを主成分とする金属膜からなる低融点層を表面に有する金属部材であるとともに、前記低融点層は、厚みが１０μｍ以上かつ１００μｍ以下であって、この低融点層を挟んで前記２つの金属部材を突合せる工程と、
   それら突合せた金属部材の前記低融点層を含む範囲に、レーザ溶接装置から１．５〜３．０ｋＷ（キロワット）で出力され、照射径が０．３〜０．６ｍｍであるとともに強度分布がトップハット型である前記レーザ光を照射する工程と、を含み、
   前記照射する工程では、前記レーザ光が照射される位置から前記突合せた金属部材の間に前記低融点層が長さ０．２ｍｍ以上である部分を含んでいる前記レーザ光が照射される位置を含んで前記２つの金属部材に前記レーザ光を同時に照射する
   ことを特徴とするレーザ溶接方法。
2. 前記アルミニウムと、前記アルミニウム及び前記すずの合金とを前記レーザ光で溶接された部分の透過画像において識別することで前記溶接された範囲を識別する工程をさらに含む
   請求項１に記載のレーザ溶接方法。
3. ２つの金属部材の突合せ部にレーザ光を照射してそれら金属部材の溶接を行うレーザ溶接方法であって、
   アルミニウムを主成分とする金属材料からなる前記２つの金属部材の少なくとも一方がその金属材料の融点よりも融点の低いすずを主成分とする金属膜からなる低融点層を表面に有する金属部材であり、この低融点層を挟んで前記２つの金属部材を突合せる工程と、
   それら突合せた金属部材の前記低融点層を含む範囲に前記レーザ光を照射する工程と、
   前記アルミニウムと、前記アルミニウム及び前記すずの合金とを前記レーザ光で溶接された部分の透過画像において識別することで前記溶接された範囲を識別する工程とを含む
   ことを特徴とするレーザ溶接方法。
4. 容器のレーザ溶接方法であって、
   前記容器の２つの金属部材の突合せ部を請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ溶接方法によってレーザ溶接することで、前記２つの金属部材の少なくとも一方が、前記レーザ溶接された突合せ部の延長部分に前記低融点層を備え、前記レーザ溶接による溶接部には、前記アルミニウムの成分と前記すずの成分とを含んで構成された合金が含まれるようにする
   レーザ溶接方法。
5. 容器のレーザ溶接方法であって、
   ２つの金属部材の突合せ部がレーザ溶接された前記容器は、前記金属部材からなる容器本体と、前記金属部材からなりかつ貫通孔が形成された蓋体と、前記貫通孔を塞ぐ金属からなる封止部材と、を有する容器であって、
   前記蓋体は、その表面に前記低融点層を備え、
   前記レーザ溶接を請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ溶接方法で行うことによって、前記蓋体と前記容器本体との突合せ部、及び、前記貫通孔及び前記貫通孔の周囲の少なくとも一方と前記封止部材との突合せ部に、前記アルミニウムの成分と前記すずの成分とを含んで構成された合金からなる溶接部を形成する
   レーザ溶接方法。
6. 前記レーザ光で溶接された溶接部には、前記アルミニウムの成分と前記すずの成分とを含んで構成された合金が含まれ、前記溶接部は、前記２つの金属部材の突合せ部がレーザ溶接された容器表面における当該溶接部の溶接線に直交する方向の長さが０．６ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下となる
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ溶接方法。

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