JP6856845B2 - Laser welding equipment and laser welding quality judgment equipment - Google Patents

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Description

本発明は、金属へレーザ光を照射して溶接を行い、その溶接の品質の良否を判定するレーザ溶接装置及びレーザ溶接装置により行われたレーザ溶接の品質の良否を判定するレーザ溶接品質判定装置に関するものである。 The present invention is a laser welding device that irradiates a metal with laser light to perform welding and determines the quality of the welding, and a laser welding quality determination device that determines the quality of laser welding performed by the laser welding device. It is about.

レーザ溶接は、熱源のレーザ光のエネルギー密度が高く、低歪み、高速度、高精度の溶接が可能なことから各方面で使用されている。ところが、レーザ溶接は品質不良の原因となる因子が多く、溶接対象物の形状、溶接時の施工条件や周囲環境等の変動により、品質が一定ではなくなる。そのような品質のばらつきの情報を生産工程に素早くフィードバックさせ、不良品の発生を減らすため、生産過程でのレーザ溶接の品質の良否を正確且つ迅速に判定する方法が求められている。 Laser welding is used in various fields because the energy density of the laser beam of the heat source is high and low distortion, high speed, and high precision welding are possible. However, laser welding has many factors that cause poor quality, and the quality is not constant due to changes in the shape of the object to be welded, the construction conditions at the time of welding, the surrounding environment, and the like. In order to quickly feed back information on such quality variations to the production process and reduce the occurrence of defective products, there is a need for a method for accurately and quickly determining the quality of laser welding in the production process.

レーザ溶接において、レーザ光が金属に照射され加熱されることで金属が融解した深さを示す溶込み深さは、レーザ溶接の品質に大きく影響を及ぼすことが知られている。そのため、溶込み深さを推定することは、レーザ溶接の品質の良否判定に役立つ。また、レーザ光照射により金属が融解した領域である溶融池の幅及び長さと溶込み深さとの間に相関があることが知られている。更に、カメラで溶融池を撮影し、その撮影した画像の輝度値マップから輝度値が所定の閾値以上の領域を溶融池の領域と推定し、その溶融池の幅及び長さが最大となる場所の長さを測定することで溶込み深さを特定する方法が知られている(例えば特許文献1)。 In laser welding, it is known that the penetration depth, which indicates the depth at which the metal is melted by irradiating the metal with laser light and heating it, greatly affects the quality of laser welding. Therefore, estimating the penetration depth is useful for determining the quality of laser welding. It is also known that there is a correlation between the width and length of the molten pool, which is the region where the metal is melted by laser irradiation, and the penetration depth. Further, a place where the molten pool is photographed with a camera, the region where the brightness value is equal to or higher than a predetermined threshold value is estimated as the region of the molten pool from the brightness value map of the captured image, and the width and length of the molten pool are maximized. There is known a method of specifying the penetration depth by measuring the length of the above (for example, Patent Document 1).

特開2015−188938号公報JP 2015-188938

しかしながら、特許文献1に記載の方法において、輝度はカメラの分光感度、光学系、金属材料の種類、レーザ強度などの条件に依存するため、これらの条件が一つでも変わると、閾値を設定し直さない限り、溶融池を特定する精度が下がり、結果としてレーザ溶接の品質の判定を精度よく行えないという課題があった。 However, in the method described in Patent Document 1, the brightness depends on the conditions such as the spectral sensitivity of the camera, the optical system, the type of metal material, and the laser intensity. Therefore, if any of these conditions changes, a threshold value is set. Unless it is fixed, the accuracy of identifying the molten pool is lowered, and as a result, there is a problem that the quality of laser welding cannot be accurately determined.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、測定の条件にかかわらず高い精度でレーザ溶接の品質の判定ができるレーザ溶接装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser welding apparatus capable of determining the quality of laser welding with high accuracy regardless of measurement conditions.

この目的を達成するために請求項1記載のレーザ溶接装置は、金属へレーザ光を照射して該金属の溶接を行うものであって、レーザ光を発振して、金属との相対的な位置を変化させながらレーザ光を金属に照射させるレーザ光照射手段と、金属の状態によって変動する所定の物理量の分布を、前記レーザ光照射手段によりレーザ光が照射された金属の所定領域において測定する測定手段と、その測定手段により測定された前記所定領域における前記所定の物理量の分布に基づいて、各位置における前記所定の物理量の変化量である傾きを判断する傾き判断手段と、その傾き判断手段により判断された傾きに基づいて、前記所定領域における固体状態だけの金属の領域である固体領域と、液体状態の金属を含む領域とを識別する状態識別手段と、その状態識別手段により識別された前記液体状態の金属を含む領域を溶融池として特定する溶融池特定手段と、その溶融池特定手段により特定された前記溶融池を評価することで、レーザ溶接の品質の良否を判定する判定手段と、を備える。 In order to achieve this object, the laser welding apparatus according to claim 1 irradiates a metal with a laser beam to weld the metal, oscillates the laser beam, and positions the metal relative to the metal. A laser beam irradiating means for irradiating a metal with a laser beam while changing the above, and a measurement for measuring a distribution of a predetermined physical amount that varies depending on the state of the metal in a predetermined region of the metal irradiated with the laser beam by the laser beam irradiating means. Based on the means, the inclination determining means for determining the inclination which is the amount of change of the predetermined physical quantity at each position based on the distribution of the predetermined physical quantity in the predetermined region measured by the measuring means, and the inclination determining means. Based on the determined inclination, the state identification means for discriminating between the solid region which is a metal region only in the solid state and the region containing the metal in the liquid state in the predetermined region, and the state identification means identified by the state identification means. A means for identifying a molten pool that specifies a region containing a metal in a liquid state as a molten pool, a means for determining the quality of laser welding by evaluating the molten pool specified by the means for identifying the molten metal, and a means for determining the quality of laser welding. To be equipped.

請求項2記載のレーザ溶接装置は、請求項1記載のレーザ溶接装置において、前記所定の物理量は、温度である。 The laser welding apparatus according to claim 2 is the laser welding apparatus according to claim 1, wherein the predetermined physical quantity is temperature.

請求項3記載のレーザ溶接装置は、請求項1又は2記載のレーザ溶接装置において、前記状態識別手段は、前記所定領域内における前記所定の物理量の分布の傾きが変わる位置を特定することにより、液体状態の金属と固体状態の金属とを含む領域である固液領域と、前記固体領域とを識別する。 The laser welding apparatus according to claim 3 is the laser welding apparatus according to claim 1 or 2, wherein the state identification means identifies a position in the predetermined region where the inclination of the distribution of the predetermined physical quantity changes. A solid-liquid region, which is a region containing a metal in a liquid state and a metal in a solid state, is distinguished from the solid region.

請求項4記載のレーザ溶接装置は、請求項1から3のいずれかに記載のレーザ溶接装置において、前記判定手段は、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の前記液体状態の金属を含む領域の長さ及び/又はレーザ光が金属に対して相対的に移動する方向の前記液体状態の金属を含む領域の長さを評価することにより、前記溶融池を評価する。 The laser welding apparatus according to claim 4 is the laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination means is a direction orthogonal to the direction in which the laser beam moves relative to the metal. The molten pool is evaluated by evaluating the length of the region containing the metal in the liquid state and / or the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction in which the laser beam moves relative to the metal. ..

請求項5記載のレーザ溶接装置は、請求項1から4のいずれかに記載のレーザ溶接装置において、前記判定手段は、経時的にレーザ光が金属に対して相対的に移動することに伴う、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向の前記液体状態の金属を含む領域の長さの経時的な変化を評価することにより、前記溶融池を評価する。 The laser welding apparatus according to claim 5 is the laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the determination means is associated with the movement of the laser beam relative to the metal over time. The molten pool is evaluated by evaluating the change over time in the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction in which the laser beam moves relative to the metal.

請求項6記載のレーザ溶接装置は、請求項1から5のいずれかに記載のレーザ溶接装置において、前記判定手段は、前記液体状態の金属を含む領域にある少なくとも2つの位置において、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の前記液体状態の金属を含む領域の長さの差を評価することにより、前記溶融池を評価する。 The laser welding apparatus according to claim 6 is the laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the determination means emits laser light at at least two positions in a region containing the metal in a liquid state. The molten pool is evaluated by evaluating the difference in length of the region containing the metal in the liquid state in the direction orthogonal to the direction of relative movement with respect to the metal.

請求項7記載のレーザ溶接装置は、請求項1から6のいずれかに記載のレーザ溶接装置において、前記判定手段は、レーザ光の照射位置から所定距離にあり、レーザ光の照射位置の移動に伴って金属上を移動する前記液体状態の金属を含む領域にある所定位置において、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の前記液体状態の金属を含む領域の長さの経時的な変化を評価することにより、前記溶融池を評価する。 The laser welding apparatus according to claim 7 is the laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the determination means is at a predetermined distance from the laser beam irradiation position, and the laser beam irradiation position can be moved. The length of the region containing the metal in the liquid state in the direction orthogonal to the direction in which the laser beam moves relative to the metal at a predetermined position in the region containing the metal in the liquid state that moves on the metal with the laser beam. The molten pool is evaluated by evaluating the change over time.

請求項8記載のレーザ溶接装置は、請求項1から7のいずれかに記載のレーザ溶接装置において、前記判定手段は、前記液体状態の金属を含む領域のうち、レーザ光の照射位置から特定距離以上離れた領域内において、一の位置と該一の位置の周辺の位置とにおける前記所定の物理量の差が所定量以上である該一の位置の有無を評価することにより、前記溶融池を評価する。 The laser welding apparatus according to claim 8 is the laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the determination means is a specific distance from a laser beam irradiation position in a region containing a metal in a liquid state. The molten pool is evaluated by evaluating the presence or absence of the one position in which the difference between the one position and the position around the one position is equal to or more than the predetermined amount in the region separated by the above. To do.

請求項9記載のレーザ溶接品質判定装置は、金属との相対的な位置を変化させながらレーザ光を金属に照射し、該金属の溶接を行うレーザ溶接装置により行われたレーザ溶接の品質の良否を判定するものであって、金属の状態によって変動する所定の物理量の分布を、前記レーザ溶接装置によりレーザ光が照射された金属の所定領域において測定する測定手段と、その測定手段により測定された前記所定領域における前記所定の物理量の分布に基づいて、各位置における前記所定の物理量の変化量である傾きを判断する傾き判断手段と、その傾き判断手段により判断された傾きに基づいて、前記所定領域における固体状態だけの金属の領域である固体領域と、液体状態の金属を含む領域とを識別する状態識別手段と、その状態識別手段により識別された前記液体状態の金属を含む領域を溶融池として特定する溶融池特定手段と、その溶融池特定手段により特定された前記溶融池を評価することで、レーザ溶接の品質の良否を判定する判定手段と、を備える。 The laser welding quality determination device according to claim 9 irradiates a metal with a laser beam while changing its position relative to the metal, and the quality of the laser welding performed by the laser welding device that welds the metal is good or bad. The distribution of a predetermined physical quantity that fluctuates depending on the state of the metal is measured by the measuring means for measuring the distribution of a predetermined physical quantity in a predetermined region of the metal irradiated with the laser beam by the laser welding apparatus, and the measuring means thereof. Based on the distribution of the predetermined physical quantity in the predetermined region, the inclination determining means for determining the inclination which is the amount of change of the predetermined physical quantity at each position, and the inclination determined by the inclination determining means, the predetermined A state identifying means for discriminating between a solid region which is a region of a metal only in a solid state and a region containing a metal in a liquid state in the region, and a region containing the metal in the liquid state identified by the state identifying means are welded. It is provided with a molten pool specifying means specified as, and a determining means for determining the quality of laser welding by evaluating the molten pool specified by the molten pool specifying means.

請求項1記載のレーザ溶接装置によれば、レーザ光が金属へ照射され、金属が溶接される。レーザ光照射手段により、金属との相対的な位置を変化させながらレーザ光が金属に照射される。レーザ光発振手段によりレーザ光が照射された金属の状態によって変動する所定の物理量の分布が、金属の所定領域において測定手段により測定される。測定手段によって測定された所定領域における所定の物理量の分布に基づいて、各位置における前記所定の物理量の変化量である傾きが、傾き判断手段により判断される。傾き判断手段によって判断された傾きに基づいて、所定領域における固体状態だけの金属の領域である固体領域と、液体状態の金属を含む領域とが状態識別手段により識別される。状態識別手段によって識別された液体状態の金属を含む領域が、溶融池特定手段により溶融池として特定される。溶融池特定手段によって特定された溶融池が判定手段により評価され、レーザ溶接の品質の良否が判定される。このように、レーザ光が照射される金属の所定領域内における所定の物理量の傾きに基づいて溶融池が特定される。ここで、所定の物理量は金属の状態によって変動するものであるため、固体領域と液体状態の金属を含む領域とでは所定の物理量が異なる。そのため、固体領域と液体状態の金属を含む領域との境界では、所定の物理量の傾きが変わる。このことは、溶融池を特定するための測定条件が変わったとしても変わりがない。従って、溶融池を特定するために行われる測定の条件に関わらず、精度よく溶融池を特定できるので、高い精度でレーザ溶接の品質を判定できるという効果がある。 According to the laser welding apparatus according to claim 1, the metal is irradiated with the laser beam to weld the metal. The laser light irradiating means irradiates the metal with the laser light while changing the position relative to the metal. The distribution of a predetermined physical quantity that varies depending on the state of the metal irradiated with the laser beam by the laser light oscillating means is measured by the measuring means in a predetermined region of the metal. Based on the distribution of a predetermined physical quantity in a predetermined region measured by the measuring means, the inclination, which is the amount of change in the predetermined physical quantity at each position, is determined by the inclination determining means. Based on the inclination determined by the inclination determining means, the solid region, which is a metal region only in the solid state in the predetermined region, and the region containing the metal in the liquid state are identified by the state identifying means. The region containing the metal in the liquid state identified by the state identifying means is identified as a molten pool by the molten pool identifying means. The molten pool identified by the molten pool identifying means is evaluated by the determining means, and the quality of the laser welding is determined. In this way, the molten pool is specified based on the inclination of a predetermined physical quantity in a predetermined region of the metal irradiated with the laser beam. Here, since the predetermined physical quantity varies depending on the state of the metal, the predetermined physical quantity differs between the solid region and the region containing the metal in the liquid state. Therefore, the slope of a predetermined physical quantity changes at the boundary between the solid region and the region containing the metal in the liquid state. This does not change even if the measurement conditions for identifying the molten pool change. Therefore, regardless of the measurement conditions performed to identify the molten pool, the molten pool can be identified with high accuracy, so that there is an effect that the quality of laser welding can be determined with high accuracy.

請求項2記載のレーザ溶接装置によれば、請求項1記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、測定手段により測定された所定領域内における温度の分布の傾きに基づいて、液体状態の金属を含む領域と固体状態だけの金属の領域とが状態識別手段により識別されるため、レーザ溶接時に発生するヒュームによるノイズの混入を抑制することができる。よって、高い精度で溶融池を特定することができるという効果がある。 According to the laser welding apparatus according to claim 2, in addition to the effects of the laser welding apparatus according to claim 1, the following effects are exhibited. That is, based on the inclination of the temperature distribution in the predetermined region measured by the measuring means, the region containing the metal in the liquid state and the region of the metal in the solid state are identified by the state identifying means, so that during laser welding, the region is identified. It is possible to suppress the mixing of noise due to the generated fume. Therefore, there is an effect that the molten pool can be identified with high accuracy.

請求項3記載のレーザ溶接装置によれば、請求項1又は2記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。即ち、状態識別手段により、所定領域内における所定の物理量の分布の傾きが変わる位置が特定される。液体状態の金属と固体状態の金属とを含む領域である固液領域では、所定の物理量が略一定となる一方、固液領域から固体領域へ変化する位置では所定の物理量が変化するため、所定の物理量の分布の傾きが変わる位置によって、固液領域と固体領域とが識別される。よって、物理量の分布の傾きに基づいて固液領域と固体領域とを識別することができ、溶融池を特定することができるという効果がある。 According to the laser welding apparatus according to claim 3, in addition to the effects of the laser welding apparatus according to claim 1 or 2, the following effects are exhibited. That is, the state identification means specifies a position in the predetermined region where the slope of the distribution of the predetermined physical quantity changes. In the solid-liquid region, which is a region containing a liquid metal and a solid metal, the predetermined physical quantity is substantially constant, while the predetermined physical quantity changes at the position where the solid-liquid region changes to the solid region. The solid-liquid region and the solid region are distinguished by the position where the slope of the distribution of the physical quantity of the physical quantity changes. Therefore, it is possible to distinguish between the solid-liquid region and the solid region based on the slope of the distribution of physical quantities, and there is an effect that the molten pool can be specified.

請求項4記載のレーザ溶接装置によれば、請求項1から3のいずれかに記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加えて、次の効果を奏する。即ち、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の液体状態の金属を含む領域の長さ及び/又はレーザ光が金属に対して相対的に移動する方向の液体状態の金属を含む領域の長さが判定手段により評価され、溶融池が評価される。金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の液体状態の金属を含む領域の長さや、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向の液体状態の金属を含む領域の長さは、レーザ溶接の品質の良否に相関がある。一方で、所定の物理量の傾きに基づいて溶融池が特定されるので、溶融池を特定するために行われる測定の条件に関わらず、金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の液体状態の金属を含む領域の長さや、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向の液体状態の金属を含む領域の長さを精度よく特定できる。これにより、高い精度でレーザ溶接の品質を判定できるという効果がある。 According to the laser welding apparatus according to claim 4, in addition to the effect of the laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 3, the following effects are exhibited. That is, the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction orthogonal to the direction in which the laser light moves relative to the metal and / or the liquid state in the direction in which the laser light moves relative to the metal. The length of the region containing the metal is evaluated by the determination means, and the molten pool is evaluated. The length of the region containing the liquid metal in the direction perpendicular to the direction of movement relative to the metal, and the length of the region containing the liquid metal in the direction in which the laser beam moves relative to the metal. Corresponds to the quality of laser welding. On the other hand, since the molten pool is specified based on the inclination of a predetermined physical quantity, the direction perpendicular to the direction of relative movement with respect to the metal is irrespective of the measurement conditions performed to identify the molten pool. The length of the region containing the metal in the liquid state and the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction in which the laser beam moves relative to the metal can be accurately specified. This has the effect of being able to determine the quality of laser welding with high accuracy.

請求項5記載のレーザ溶接装置によれば、請求項1から4のいずれかに記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加えて、次の効果を奏する。即ち、経時的にレーザ光が金属に対して相対的に移動することに伴う、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向の液体状態の金属を含む領域の長さの経時的な変化が、判定手段により評価される。溶接される金属間の隙間等によって、溶接の深さが一定ではなくなる。そのため、溶接される金属間の隙間の有無等によって、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向の液体状態の金属を含む領域の長さが経時的に変化する。よって、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向の液体状態の金属を含む領域の長さを経時的に評価することにより、レーザ溶接された各位置でレーザ溶接の品質が一定か否かを判定できる。よって、レーザ溶接の品質の判定の精度を高めることができるという効果がある。 According to the laser welding apparatus according to claim 5, in addition to the effect of the laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 4, the following effects are exhibited. That is, as the laser light moves relative to the metal over time, the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction in which the laser light moves relative to the metal changes with time. However, it is evaluated by the determination means. The welding depth is not constant due to the gap between the metals to be welded. Therefore, the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction in which the laser beam moves relative to the metal changes with time depending on the presence or absence of a gap between the metals to be welded. Therefore, by evaluating the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction in which the laser beam moves relative to the metal over time, whether or not the quality of the laser welding is constant at each position where the laser welding is performed. Can be determined. Therefore, there is an effect that the accuracy of laser welding quality determination can be improved.

請求項6記載のレーザ溶接装置によれば、請求項1から5のいずれかに記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加えて、次の効果を奏する。即ち、液体状態の金属を含む領域にある少なくとも2つの位置において、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の液体状態の金属を含む領域の長さの差が評価されることで、判定手段により、溶融池が評価される。よって、それらの位置同士でレーザ溶接の品質が一定か否かを判定できる。従って、レーザ溶接の品質の判定の精度を高められるという効果がある。 According to the laser welding apparatus according to claim 6, in addition to the effect of the laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 5, the following effects are exhibited. That is, at at least two positions in the region containing the liquid metal, the difference in length of the region containing the liquid metal in the direction orthogonal to the direction in which the laser beam moves relative to the metal is evaluated. As a result, the molten pool is evaluated by the determination means. Therefore, it is possible to determine whether or not the quality of laser welding is constant between these positions. Therefore, there is an effect that the accuracy of laser welding quality determination can be improved.

請求項7記載のレーザ溶接装置によれば、請求項1から6のいずれかに記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加えて、次の効果を奏する。即ち、レーザ光の照射位置から所定距離にあり、レーザ光の照射位置の移動に伴って金属上を移動する液体状態の金属を含む領域にある所定の位置において、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の液体状態の金属を含む領域の長さの経時的な変化が判定手段により評価される。溶接される金属間の隙間等によって、溶接の深さが一定ではなくなる。そのため、所定位置におけるレーザ光が金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の液体状態の金属を含む領域の長さが経時的に変化する。よって、所定位置におけるレーザ光が金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の液体状態の金属を含む領域の長さを経時的に評価することによりレーザ溶接された各位置でレーザ溶接の品質が一定か否かを判定できる。従って、レーザ溶接の品質の判定の精度を高めることができるという効果がある。 According to the laser welding apparatus according to claim 7, in addition to the effect of the laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 6, the following effects are exhibited. That is, the laser beam is relative to the metal at a predetermined position in a region containing a liquid metal that moves on the metal as the laser beam irradiation position moves at a predetermined distance from the laser beam irradiation position. The change over time in the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction orthogonal to the direction of movement is evaluated by the determination means. The welding depth is not constant due to the gap between the metals to be welded. Therefore, the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction orthogonal to the direction in which the laser beam at the predetermined position moves relative to the metal changes with time. Therefore, laser welding is performed at each laser-welded position by evaluating the length of the region containing the liquid metal in the direction orthogonal to the direction in which the laser beam moves relative to the metal at a predetermined position over time. It is possible to judge whether or not the quality of the laser is constant. Therefore, there is an effect that the accuracy of laser welding quality determination can be improved.

請求項8記載のレーザ溶接装置によれば、請求項1から7のいずれかに記載のレーザ溶接装置の奏する効果に加えて、次の効果を奏する。即ち、判定手段により、液体状態の金属を含む領域のうち、レーザ光の照射位置から特定距離以上離れた領域内において、一の位置と該一の位置の周辺の位置とにおける前記所定の物理量の差が所定量以上である該一位置の有無が評価されることで、溶融池が評価される。液体状態の金属を含む領域のうち、レーザ光の照射位置から特定距離以上離れた領域内において、周囲の物理量と比べて物理量が異なる位置が存在すると、レーザ溶接の品質が一定にならない原因となる。よって、一の位置と該一の位置の周辺の位置との所定の物理量の差が所定量以上である一の位置の有無を評価することで、レーザ溶接の品質が一定であるか否かを判定することができる。従って、レーザ溶接の品質の判定の精度を高めることができるという効果がある。 According to the laser welding apparatus according to claim 8, in addition to the effect of the laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 7, the following effects are exhibited. That is, by the determination means, in the region containing the metal in the liquid state, in the region separated from the irradiation position of the laser beam by a specific distance or more, the predetermined physical quantity at one position and the position around the one position. The molten pool is evaluated by evaluating the presence or absence of the one position where the difference is equal to or greater than a predetermined amount. If there is a region containing a metal in a liquid state that is separated from the laser beam irradiation position by a specific distance or more and the physical quantity is different from the surrounding physical quantity, the quality of laser welding may not be constant. .. Therefore, by evaluating the presence or absence of the one position where the difference between the one position and the position around the one position is equal to or more than the predetermined amount, it is possible to determine whether or not the quality of laser welding is constant. It can be determined. Therefore, there is an effect that the accuracy of laser welding quality determination can be improved.

請求項9記載のレーザ溶接品質判定装置によれば、これをレーザ溶接装置により行われたレーザ溶接の品質の判定の良否に用いることで、請求項1記載のレーザ溶接装置と同等の作用・効果を奏することができる。 According to the laser welding quality determination device according to claim 9, by using this for the quality determination of the laser welding performed by the laser welding device, the action and effect equivalent to those of the laser welding apparatus according to claim 1 are achieved. Can be played.

本発明の第1実施形態であるレーザ溶接装置の全体像を示した概略図である。It is the schematic which showed the whole image of the laser welding apparatus which is 1st Embodiment of this invention. 演算処理装置の電気的構成を示したブロック図である。It is a block diagram which showed the electrical structure of the arithmetic processing unit. (a)は、溶接速度1.8m/分とした場合の判定データの例を示す図であり、(b)は、溶接速度0.9m/分とした場合の判定データの例を示す図である。(A) is a diagram showing an example of judgment data when the welding speed is 1.8 m / min, and (b) is a diagram showing an example of judgment data when the welding speed is 0.9 m / min. is there. (a)は、所定領域の金属の状態を示す模式図であり、(b)は、そのx軸上での温度分布を示す図である。(A) is a schematic diagram showing the state of the metal in a predetermined region, and (b) is a diagram showing the temperature distribution on the x-axis. 演算処理装置によって行われる判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination process performed by the arithmetic processing unit. (a)は、第2実施形態におけるレーザ溶接装置により測定される所定領域を示す模式図であり、(b)は、そのy軸方向での温度分布を示す図である。(A) is a schematic diagram showing a predetermined region measured by the laser welding apparatus in the second embodiment, and (b) is a diagram showing the temperature distribution in the y-axis direction thereof. 演算処理装置によって行われる判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination process performed by the arithmetic processing unit. 第3実施形態におけるレーザ溶接装置により測定される所定領域を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the predetermined area measured by the laser welding apparatus in 3rd Embodiment. 演算処理装置によって行われる判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination process performed by the arithmetic processing unit. (a)は、第4実施形態におけるレーザ溶接装置により測定される所定領域を示す模式図であり、(b)は、溶融池の幅の経時的変化を示す図である。(A) is a schematic diagram showing a predetermined region measured by the laser welding apparatus according to the fourth embodiment, and (b) is a diagram showing a change over time in the width of the molten pool. 演算処理装置によって行われる判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination process performed by the arithmetic processing unit. 第5実施形態におけるレーザ溶接装置により測定される所定領域を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the predetermined area measured by the laser welding apparatus in 5th Embodiment. 演算処理装置によって行われる判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination process performed by the arithmetic processing unit. 第6実施形態におけるレーザ溶接装置により測定される所定領域の金属の状態を示す模式図であり、(b)は、そのx軸上での輝度分布を示す図である。It is a schematic diagram which shows the state of the metal of the predetermined region measured by the laser welding apparatus in 6th Embodiment, and (b) is the figure which shows the luminance distribution on the x-axis.

以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態であるレーザ溶接装置Sの概略について説明する。図1は、そのレーザ溶接装置Sの全体像を示した概略図である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, with reference to FIG. 1, the outline of the laser welding apparatus S according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic view showing an overall image of the laser welding apparatus S.

レーザ溶接装置Sは、レーザ光Lにより、例えば二枚に重ねた溶接対象金属(以下、単に「ワーク」と称す)Aを溶接するものである。ワークAには、鉄や銅等の金属が用いられる。レーザ溶接装置Sは、レーザを発振するためのレーザ発振器10を有し、レーザ発振器10により発振されたレーザ光Lは、光の伝送路である光ファイバ11を通って、光ファイバ11の一端と接続されるファイバアダプタ12に伝送される。そして、レーザ光Lは、ファイバアダプタ12から照射され、レーザ加工ヘッド16に入る。レーザ加工ヘッド16は、コリメートレンズ13、ダイクロイックレンズ14、集光レンズ15を備え、レーザ光LをワークAに照射するための装置である。 The laser welding device S welds, for example, two metal objects to be welded (hereinafter, simply referred to as “work”) A by using a laser beam L. A metal such as iron or copper is used for the work A. The laser welding apparatus S has a laser oscillator 10 for oscillating a laser, and the laser beam L oscillated by the laser oscillator 10 passes through an optical fiber 11 which is a light transmission path and reaches one end of the optical fiber 11. It is transmitted to the connected fiber adapter 12. Then, the laser beam L is irradiated from the fiber adapter 12 and enters the laser processing head 16. The laser processing head 16 includes a collimating lens 13, a dichroic lens 14, and a condensing lens 15, and is a device for irradiating the work A with the laser beam L.

レーザ加工ヘッド16内のファイバアダプタ12の出力側には、レーザ光Lの向きを平行状態に調整するためのコリメートレンズ13が配置されており、ファイバアダプタ12から照射されたレーザ光Lは、コリメートレンズ13によって平行光となる。コリメートレンズ13により平行光とされたレーザ光Lは、ダイクロイックレンズ14を通過する。このダイクロイックレンズ14は、レーザ光Lを通過させるが、少なくとも赤外線光は反射させるものである。そして、ダイクロイックレンズ14を通過したレーザ光Lは、レーザ光Lを集光するための集光レンズ15によって集光され、ワークAに照射される。 A collimating lens 13 for adjusting the direction of the laser beam L in a parallel state is arranged on the output side of the fiber adapter 12 in the laser processing head 16, and the laser beam L emitted from the fiber adapter 12 is collimated. The lens 13 produces parallel light. The laser beam L, which is made parallel light by the collimated lens 13, passes through the dichroic lens 14. The dichroic lens 14 allows the laser light L to pass through, but at least reflects infrared light. Then, the laser light L that has passed through the dichroic lens 14 is focused by the condenser lens 15 for condensing the laser light L, and is irradiated to the work A.

ワークAは固定されており、レーザ加工ヘッド16が図中の溶接方向に移動することでレーザ光Lの照射位置とワークAとの相対的な位置が変化する。なお、レーザ加工ヘッド16を固定し、ワークAを図中の溶接方向と逆方向に移動することで、レーザ光Lの照射位置とワークAとの相対的な位置を変化させてもよい。 The work A is fixed, and the relative position between the irradiation position of the laser beam L and the work A changes as the laser processing head 16 moves in the welding direction in the drawing. The laser processing head 16 may be fixed and the work A may be moved in the direction opposite to the welding direction in the drawing to change the relative position between the irradiation position of the laser beam L and the work A.

レーザ光Lの照射によりワークAが加熱されると、ワークAが融解し溶融池が形成される。溶融池とは、レーザ光LがワークAに照射され加熱されることで、ワークAが融解した領域(液体状態の金属を含む領域)をいう。このとき、ワークAからはその温度によって異なる量の赤外線Iが放出される。ワークAから放出された赤外線Iは、集光レンズ15を通過し、ダイクロイックレンズ14によってコリメートレンズ13と異なる方向(プリズム17の方向)に反射される。 When the work A is heated by the irradiation of the laser beam L, the work A melts and a molten pool is formed. The molten pool refers to a region (a region containing a metal in a liquid state) in which the work A is melted by irradiating the work A with laser light L and heating the work A. At this time, the work A emits different amounts of infrared rays I depending on the temperature. The infrared ray I emitted from the work A passes through the condenser lens 15 and is reflected by the dichroic lens 14 in a direction different from that of the collimating lens 13 (direction of the prism 17).

そして、ダイクロイックレンズ14によって反射された赤外線Iは、光を反射させるためのプリズム17によってカメラ用集光レンズ18側に反射される。そして、赤外線Iは、赤外線Iを集光するためのカメラ用集光レンズ18によって集光され、赤外線カメラ19に入射する。赤外線カメラ19は、赤外線Iの放出量を可視化するための装置である。ワークAからはその温度によって異なる量の赤外線Iが放出されるため、赤外線カメラ19によって、赤外線カメラ19の撮影範囲であるワークA上の所定領域の赤外線分布を可視化することで、温度分布を可視化することができる。そして、この可視化された温度分布のデータは温度分布データ32aとして演算処理装置20に送信される。なお、本実施形態では、赤外線分布に基づいて温度分布を可視化している。レーザ光Lが照射される位置では粉塵であるヒュームが生じるものの、ヒュームが発する赤外線Iは少ない。そのため、赤外線分布に基づいて温度分布を可視化することで、ヒュームによるノイズの影響を抑えることができる。よって、高精度で温度分布を測定することができる。なお、プリズム17とカメラ用集光レンズ18との間に、可視光のみを遮断する可視光カットフィルタや特定波長領域(赤外線)のみを透過させるバンドパスフィルタ等の光学フィルタを設けてもよい。これにより、赤外線以外の測定に不要な光を削減することができるため、測定精度を向上できる。 Then, the infrared ray I reflected by the dichroic lens 14 is reflected on the camera condensing lens 18 side by the prism 17 for reflecting the light. Then, the infrared ray I is condensed by the camera condensing lens 18 for condensing the infrared ray I, and is incident on the infrared camera 19. The infrared camera 19 is a device for visualizing the amount of infrared rays I emitted. Since the work A emits different amounts of infrared rays I depending on the temperature, the infrared camera 19 visualizes the infrared distribution in a predetermined area on the work A, which is the shooting range of the infrared camera 19, to visualize the temperature distribution. can do. Then, the visualized temperature distribution data is transmitted to the arithmetic processing unit 20 as the temperature distribution data 32a. In this embodiment, the temperature distribution is visualized based on the infrared distribution. At the position where the laser beam L is irradiated, dusty fume is generated, but the infrared ray I emitted by the fume is small. Therefore, by visualizing the temperature distribution based on the infrared distribution, the influence of noise due to fume can be suppressed. Therefore, the temperature distribution can be measured with high accuracy. An optical filter such as a visible light cut filter that blocks only visible light or a bandpass filter that transmits only a specific wavelength region (infrared ray) may be provided between the prism 17 and the condenser lens 18 for a camera. As a result, light unnecessary for measurement other than infrared rays can be reduced, so that measurement accuracy can be improved.

演算処理装置20は、温度分布データ32aに基づいて後述の判定処理等の演算処理を行うものである。演算処理装置20は、判定処理を実行することでレーザ溶接の品質の良否を判定する。そして、レーザ溶接の品質の良否を表示する表示装置21に、その判定の結果が表示される。 The arithmetic processing unit 20 performs arithmetic processing such as determination processing described later based on the temperature distribution data 32a. The arithmetic processing unit 20 determines the quality of laser welding by executing the determination process. Then, the result of the determination is displayed on the display device 21 that displays the quality of the laser welding.

次に、図2を参照して演算処理装置20の電気的構成を説明する。図2は、その電気的構成を示したブロック図である。 Next, the electrical configuration of the arithmetic processing unit 20 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration thereof.

演算処理装置20は、CPU(Central Proccesing Unit)30と、ROM(Read Only Memory)31と、RAM(Random Access Memory)32とを有しており、それらがバスライン33を介して接続されている。また、バスライン33には、上述した赤外線カメラ19、表示装置21が接続されている。 The arithmetic processing unit 20 has a CPU (Central Processing Unit) 30, a ROM (Read Only Memory) 31, and a RAM (Random Access Memory) 32, which are connected via a bus line 33. .. Further, the infrared camera 19 and the display device 21 described above are connected to the bus line 33.

CPU30は、ROM31に記憶されたプログラムデータ31aに従って、後述の判定処理等の各種演算を実行する演算装置である。ROM31は、CPU30によって実行されるプログラムデータ31aや固定値データ等を記憶するための書き換え不能な不揮発性のメモリである。なお、書き換え不能なROM31に代えて、書き換え可能な不揮発性のメモリ(例えば、フラッシュメモリ)を用いてもよい。 The CPU 30 is an arithmetic unit that executes various operations such as a determination process described later according to the program data 31a stored in the ROM 31. The ROM 31 is a non-rewritable non-volatile memory for storing program data 31a, fixed value data, and the like executed by the CPU 30. A rewritable non-volatile memory (for example, a flash memory) may be used instead of the non-rewritable ROM 31.

後述の判定処理を実行するプログラムは、このROM31にプログラムデータ31aの一部として記憶され、判定データ31bは、固定値データの一部としてROM31に記憶される。また、判定データ31bは、溶接速度、ワークAの素材毎に、後述の溶融池の長さとワークAが融解した深さである溶込み深さとの対応関係を予め測定した実測値を示したデータであり、後述の判定処理においてレーザ溶接の品質の良否を判定する場合に使用される。 The program that executes the determination process described later is stored in the ROM 31 as a part of the program data 31a, and the determination data 31b is stored in the ROM 31 as a part of the fixed value data. Further, the determination data 31b is data showing actually measured values obtained by previously measuring the correspondence relationship between the length of the molten pool described later and the penetration depth, which is the depth at which the work A is melted, for each welding speed and the material of the work A. This is used when determining the quality of laser welding in the determination process described later.

ここで図3を参照して判定データ31bについて説明する。図3(a)は、ワークAとして鉄板上板1.0mm/鉄板下板6mmを使用し、溶接速度1.8m/分とした場合の判定データ31bの例を示す図であり、図3(b)は、ワークAとして鉄板上板1.0mm/鉄板下板6mmを使用し、溶接速度0.9m/分とした場合の判定データ31bの例を示す図である。例えば、鉄板上板1.0mm/鉄板下板6mmに対して溶接速度1.8m/分でレーザ溶接を行った場合、レーザ出力や溶接速度の違いに応じて溶融池の長さと溶込み深さが図3(a)のように変化する。即ち、溶融池の長さが4000μmのときの溶込み深さは3.60mmであり、溶融池の長さが4323μmのときの溶込み深さは3.64mmであり、溶融池の長さが4617μmのときの溶込み深さは3.96mmであり、溶融池の長さが4970μmのときの溶込み深さは4.56mmである。そして、これらの溶融池の長さと溶込み深さとの間には相関関係がある。そのため、これらのデータを補間することで、溶融池の長さに基づいて溶込み深さを推定することができる。推定された溶込み深さがレーザ溶接の品質が良となる適切な範囲内(例えば、3.8mm〜5.0mm)であれば、レーザ溶接の品質を良いと判断し、レーザ溶接の品質が良となる適切な範囲内になければ品質が不良と判断する。レーザ溶接の品質の良否を判定する際の溶込み深さの範囲は、ワークAに用いる上板と下板との厚さに応じてレーザ溶接の品質が良となるように使用者が決めればよい。 Here, the determination data 31b will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a diagram showing an example of determination data 31b when an iron plate upper plate 1.0 mm / iron plate lower plate 6 mm is used as the work A and the welding speed is 1.8 m / min. b) is a diagram showing an example of determination data 31b when an iron plate upper plate 1.0 mm / iron plate lower plate 6 mm is used as the work A and the welding speed is 0.9 m / min. For example, when laser welding is performed on an iron plate upper plate 1.0 mm / iron plate lower plate 6 mm at a welding speed of 1.8 m / min, the length and penetration depth of the molten pool depend on the difference in laser output and welding speed. Changes as shown in FIG. 3 (a). That is, when the length of the molten pool is 4000 μm, the penetration depth is 3.60 mm, when the length of the molten pool is 4323 μm, the penetration depth is 3.64 mm, and the length of the molten pool is 3.64 mm. The penetration depth when the length is 4617 μm is 3.96 mm, and the penetration depth when the length of the molten pool is 4970 μm is 4.56 mm. And there is a correlation between the length of these molten pools and the depth of penetration. Therefore, by interpolating these data, the penetration depth can be estimated based on the length of the molten pool. If the estimated penetration depth is within an appropriate range (for example, 3.8 mm to 5.0 mm) where the quality of laser welding is good, it is judged that the quality of laser welding is good, and the quality of laser welding is high. If it is not within the appropriate range, the quality is judged to be poor. The range of the penetration depth when judging the quality of the laser welding is determined by the user so that the quality of the laser welding is good according to the thickness of the upper plate and the lower plate used for the work A. Good.

なお、本実施形態では判定データ31bにて記憶された溶融池の長さと溶込み深さとのデータを補間することで、溶融池の長さに基づいで溶込み深さを推定しているが、これに限定されるものではない。例えば、予め溶融池の長さと溶込み深さとの関係を示す近似直線の式を求めておき、その近似直線の式に溶融池の長さを代入することで溶込み深さを推定してもよい。 In the present embodiment, the penetration depth is estimated based on the length of the molten pool by interpolating the data of the length of the molten pool and the penetration depth stored in the determination data 31b. It is not limited to this. For example, even if an approximate straight line equation showing the relationship between the length of the molten pool and the penetration depth is obtained in advance and the length of the molten pool is substituted into the approximate straight line equation, the penetration depth can be estimated. Good.

図2に戻り説明を続ける。RAM32は、書き換え可能な揮発性のメモリであり、CPU30によるプログラムの実行時に各種のデータを一時的に記憶する。図2に示す通り、RAM32は、温度分布データ32a、形状データ32bを少なくとも記憶する。 The explanation will be continued by returning to FIG. The RAM 32 is a rewritable volatile memory, and temporarily stores various data when the program is executed by the CPU 30. As shown in FIG. 2, the RAM 32 stores at least the temperature distribution data 32a and the shape data 32b.

温度分布データ32aは、赤外線カメラ19により可視化されたワークAの温度分布のデータである。後述の判定処理では、この温度分布データ32aの温度分布の傾きから溶融池を特定する。 The temperature distribution data 32a is the temperature distribution data of the work A visualized by the infrared camera 19. In the determination process described later, the molten pool is specified from the slope of the temperature distribution of the temperature distribution data 32a.

形状データ32bは、判定処理において特定された後述する溶融池の幅や長さなどの溶融池の形状に関するデータである。判定処理では、この形状データ32bと判定データ31bとに基づいて溶込み深さを推定することで、レーザ溶接の品質の良否の判定が行われる。 The shape data 32b is data relating to the shape of the molten pool, such as the width and length of the molten pool, which will be described later, specified in the determination process. In the determination process, the quality of laser welding is determined by estimating the penetration depth based on the shape data 32b and the determination data 31b.

次に図4を参照して、レーザが照射されたワークAの温度分布と金属の状態との関係について説明する。図4(a)は、ワークAで温度が測定された領域である所定領域の金属の状態をレーザ光Lが照射される方向からみた場合の模式図であり、(b)は、そのときのx軸上での詳細な温度分布を示す図である。これらの図では、レーザ光LがA1の側からA2の側へと移動したときの状態を表している。そして、A1−A2方向をx軸とし、A1−A2方向と直交する方向をy軸としている。 Next, with reference to FIG. 4, the relationship between the temperature distribution of the work A irradiated with the laser and the state of the metal will be described. FIG. 4A is a schematic view of the state of the metal in a predetermined region, which is the region where the temperature was measured by the work A, when viewed from the direction in which the laser beam L is irradiated, and FIG. 4B is a schematic diagram at that time. It is a figure which shows the detailed temperature distribution on the x-axis. In these figures, the state when the laser beam L moves from the side of A1 to the side of A2 is shown. The A1-A2 direction is defined as the x-axis, and the direction orthogonal to the A1-A2 direction is defined as the y-axis.

図4(a)においてレーザ光Lが照射されている位置であるレーザ中心位置に最も近い領域t1の金属の状態は、固体状態の金属を含まない液体状態の領域(以下、「非固体領域」と称す)であり、温度が最も高い。その周囲を囲む領域t2の温度がその次に高く、液体状態の金属と固体状態の金属とが存在する領域(以下、「固液領域」と称す)である。そして領域t2を取り囲む領域t3の温度が最も低く、固体状態の金属だけが存在する領域(以下、「固体領域」と称す)である。なお、A2側では、領域t2が大きく膨らみ丸みを帯びているのに対し、A1側では領域t2の先端は膨らんでいない。これは、レーザ光LがA1側からA2側に移動していることによるものである。即ち、A2側ではレーザ光Lが照射されてから急激に温度が上昇し、その周辺の広い範囲で温度が上昇しているのに対して、A1側ではレーザ光Lが照射されてからの時間経過が長く、固液領域となる温度帯が続いていることによるものである。また、A1−A2軸上において、A2側では領域t2を経ずに領域t3から領域t1となっているが、これはレーザ中心位置からの距離が近く、ワークAが加熱されてから直ちに温度が上昇していることによるものである。 In FIG. 4A, the state of the metal in the region t1 closest to the laser center position, which is the position where the laser beam L is irradiated, is the region in the liquid state containing no metal in the solid state (hereinafter, “non-solid region””. The temperature is the highest. The temperature of the region t2 surrounding the surrounding region is the next highest, and is a region in which a metal in a liquid state and a metal in a solid state exist (hereinafter, referred to as a “solid-liquid region”). The region t3 surrounding the region t2 has the lowest temperature, and is a region in which only the metal in the solid state exists (hereinafter, referred to as a “solid region”). On the A2 side, the region t2 is greatly bulged and rounded, whereas on the A1 side, the tip of the region t2 is not bulged. This is because the laser beam L is moving from the A1 side to the A2 side. That is, on the A2 side, the temperature rises sharply after the laser beam L is irradiated, and the temperature rises in a wide range around the area, whereas on the A1 side, the time after the laser beam L is irradiated. This is due to the fact that the course is long and the temperature range that becomes the solid-liquid region continues. Further, on the A1-A2 axis, on the A2 side, the region t3 to the region t1 do not pass through the region t2, but this is close to the laser center position and the temperature rises immediately after the work A is heated. This is due to the rise.

ここで、ワークAにおける金属の状態変化について説明する。ワークAは、常温では固体の金属である。レーザ光Lが照射されるとワークAの温度が上昇し、ワークAが固体の状態から液体の状態へと状態変化する。レーザ光Lの照射位置が移動すると、それまでレーザ光Lが照射されていた位置におけるワークAの温度は下降し始める。ワークAの温度が凝固点に達すると、ワークAは液体の状態から固体の状態へと状態変化を始める。このとき、ワークAが完全に固体の状態に変化するまで、温度は凝固点のままほとんど変化しない。そして、ワークAが完全に固体に状態変化すると、温度は下降を始める。即ち、凝固点より温度が低ければワークAは固体だけの状態であり、凝固点では固体と液体とが混在した状態であり、凝固点より温度が高い状態では固体が存在しない状態であるといえる。また、凝固点では温度がほぼ一定であり、その前後では温度が変化する。なお、このような金属の状態変化と温度変化との関係性は、ワークAの素材によって変わるものではない。 Here, the change of state of the metal in the work A will be described. Work A is a metal that is solid at room temperature. When the laser beam L is irradiated, the temperature of the work A rises, and the work A changes its state from a solid state to a liquid state. When the irradiation position of the laser beam L moves, the temperature of the work A at the position where the laser beam L has been irradiated starts to decrease. When the temperature of the work A reaches the freezing point, the work A begins to change state from a liquid state to a solid state. At this time, the temperature remains at the freezing point and hardly changes until the work A changes to a completely solid state. Then, when the work A completely changes to a solid state, the temperature begins to decrease. That is, it can be said that if the temperature is lower than the freezing point, the work A is in a state of only a solid, at the freezing point, a state in which a solid and a liquid are mixed, and in a state in which the temperature is higher than the freezing point, there is no solid. In addition, the temperature is almost constant at the freezing point, and the temperature changes before and after that. The relationship between the state change of the metal and the temperature change does not change depending on the material of the work A.

図4(b)を参照して、x軸(A1−A2)上での詳細な温度分布について説明する。A2側の端の領域t3では温度は凝固点より低く一定である。A1側に向かうと、レーザ光Lの影響により領域t1付近で温度が上昇する。そして、凝固点より温度が高い領域t1では、レーザ中心位置に向かって温度が急上昇し、レーザ中心位置を過ぎると温度が急下降する。更にA1側に向かい、凝固点になると領域t2になり、温度はほぼ一定となる。そして、凝固点より温度が下がると領域t3になる。領域t3では、温度は下がった後一定となる。なお、A2側の端では融点において温度が一定となっていないが、これはレーザ中心位置からの距離が近く、ワークAが加熱されてから直ちに温度が上昇していることによるものである。 A detailed temperature distribution on the x-axis (A1-A2) will be described with reference to FIG. 4 (b). In the region t3 at the end on the A2 side, the temperature is constant below the freezing point. On the A1 side, the temperature rises in the vicinity of the region t1 due to the influence of the laser beam L. Then, in the region t1 where the temperature is higher than the freezing point, the temperature rises sharply toward the laser center position, and after passing the laser center position, the temperature drops sharply. Further toward the A1 side, when the freezing point is reached, the region t2 is reached, and the temperature becomes almost constant. Then, when the temperature drops below the freezing point, the region t3 is reached. In region t3, the temperature becomes constant after it drops. The temperature at the end on the A2 side is not constant at the melting point, but this is because the distance from the laser center position is short and the temperature rises immediately after the work A is heated.

領域t2と領域t3との境界を見てみると、温度分布の傾きが変化していることが分かる。即ち、領域t2側では温度分布の傾きは極めて小さいのに対して、領域t3側では、温度分布が下降するように傾いている。これは、領域t2は凝固点にあり温度がほぼ一定であるのに対して、領域t3は凝固点より温度が低く、温度が変化し始めるからである。また、領域t2と領域t1との境界でも、温度分布の傾きが変化する。即ち、領域t2側では凝固点で温度がほぼ一定なのに対して、領域t1側では凝固点より温度が高く、温度が変化する。 Looking at the boundary between the region t2 and the region t3, it can be seen that the slope of the temperature distribution is changing. That is, the inclination of the temperature distribution is extremely small on the region t2 side, whereas the inclination of the temperature distribution is inclined on the region t3 side. This is because the region t2 is at the freezing point and the temperature is almost constant, whereas the region t3 is lower than the freezing point and the temperature starts to change. Further, the slope of the temperature distribution also changes at the boundary between the region t2 and the region t1. That is, while the temperature on the region t2 side is almost constant at the freezing point, the temperature on the region t1 side is higher than the freezing point and the temperature changes.

上述の通り、領域t2では温度がほとんど変化していないことから、領域t2の温度は凝固点付近にあり、領域t2は固液領域であることが分かる。これに対して、領域t2よりも温度が高い方向に傾く領域t1は非固体領域であり、領域t2よりも温度が低い方向に傾く領域t3は固体領域であることが分かる。よって、温度分布の傾きによって、固液領域と、非固体領域と、固体領域とを識別できる。また、上述の通り、金属の状態変化と温度の変化との関係は、ワークAの素材によって変わるものではないので、ワークAの素材が変わったとしても温度分布の傾きによって、固液領域と、非固体領域と、固体領域とを識別できる。 As described above, since the temperature in the region t2 hardly changes, it can be seen that the temperature in the region t2 is near the freezing point and the region t2 is a solid-liquid region. On the other hand, it can be seen that the region t1 inclined in the direction higher in temperature than the region t2 is a non-solid region, and the region t3 inclined in the direction lower in temperature than the region t2 is a solid region. Therefore, the solid-liquid region, the non-solid region, and the solid region can be distinguished by the slope of the temperature distribution. Further, as described above, the relationship between the change of state of the metal and the change of temperature does not change depending on the material of the work A. Therefore, even if the material of the work A changes, the solid-liquid region and the solid-liquid region are affected by the slope of the temperature distribution. The non-solid region and the solid region can be distinguished.

上述の通り、溶融池は、ワークAが融解した領域(液体状態の金属を含む領域)なので、溶融池とは非固体領域(領域t1)と固液領域(領域t2)とを合わせた領域を指す。なお、本実施形態では、レーザ中心位置を通るA1−A2方向の溶融池の長さのうち、溶融池のA1側の端からレーザ中心位置までの距離を「溶融池の長さ」とし、所定の位置におけるA1−A2方向に直交する方向の溶融池の長さを「溶融池の幅」とする。 As described above, since the molten pool is a region where the work A is melted (a region containing a metal in a liquid state), the molten pool is a region in which a non-solid region (region t1) and a solid-liquid region (region t2) are combined. Point to. In the present embodiment, of the lengths of the molten pools in the A1-A2 direction passing through the laser center position, the distance from the end of the molten pool on the A1 side to the laser center position is defined as the "length of the molten pool". The length of the molten pool in the direction orthogonal to the A1-A2 direction at the position of is defined as the "width of the molten pool".

次に、図5を参照して演算処理装置20のCPU30で実行される判定処理について説明する。図5は、判定処理を示すフローチャートである。判定処理は、演算処理装置20が赤外線カメラ19から一画面分の温度分布データ32aを取り込むと実行される処理で、その温度分布データ32aから溶融池を特定し、その溶融池の形状に基づいてレーザ溶接の品質の良否を判断する処理である。 Next, the determination process executed by the CPU 30 of the arithmetic processing unit 20 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the determination process. The determination process is a process executed when the arithmetic processing device 20 captures the temperature distribution data 32a for one screen from the infrared camera 19, identifies the molten pool from the temperature distribution data 32a, and is based on the shape of the molten pool. This is a process for determining the quality of laser welding.

判定処理では、先ずRAM32からA1−A2軸上の温度分布データ32aを読み出す(S1)。そして、その温度分布データ32aからA1−A2軸上の温度分布の傾きを生成する(S2)。即ち、A1−A2軸上の近隣の位置同士の温度の差を求め、その差から傾きを求める。なお、傾きを生成する前にA1−A2軸上の温度分布データ32aを平滑化する処理を行うのが好ましい。これにより、各画素のデータの誤差が傾きに反映されることを抑制できる。次いで、S2の処理で求めた温度分布の傾きに基づいて、固液領域と固体領域とを識別する(S3)。即ち、温度変化の傾きが極めて小さい固液領域から温度が低い方向に傾く固体領域へと変化する境界を判断することで、固液領域と固体領域とを識別する。これにより、固液領域と固体領域との境界を認識できる。 In the determination process, first, the temperature distribution data 32a on the A1-A2 axis is read from the RAM 32 (S1). Then, the slope of the temperature distribution on the A1-A2 axis is generated from the temperature distribution data 32a (S2). That is, the temperature difference between neighboring positions on the A1-A2 axis is obtained, and the inclination is obtained from the difference. It is preferable to perform a process of smoothing the temperature distribution data 32a on the A1-A2 axis before generating the slope. As a result, it is possible to prevent the error of the data of each pixel from being reflected in the inclination. Next, the solid-liquid region and the solid region are distinguished from each other based on the slope of the temperature distribution obtained in the treatment of S2 (S3). That is, the solid-liquid region and the solid region are distinguished by determining the boundary where the temperature change changes from the solid-liquid region in which the inclination of the temperature change is extremely small to the solid region in which the temperature changes in the low direction. This makes it possible to recognize the boundary between the solid-liquid region and the solid-liquid region.

次に、S2の処理で生成したA1−A2軸上の温度分布の傾きから温度分布が最大となる位置を特定し、その位置をレーザ中心位置として特定する(S4)。レーザ中心位置は、ワークAの中で最も高温となる場所だからである。そして、S3の処理で求めた固液領域のA1側の端からS4の処理で求めたレーザ中心位置までの距離を特定することで、溶融池の長さを特定する(S5)。次に、S5の処理で求めた溶融池の長さに基づいて、判定データ31bを補間して溶込み深さを推定する(S6)。そして、その溶込み深さがレーザ溶接の品質が良となる適切な範囲内(図3の例では例えば、3.8mm〜5.0mm)にあるか否かを判断することで、レーザ溶接の品質の良否を判定する(S7)。レーザ溶接の品質が良と判断されれば、レーザ溶接は引き続き実行される。一方、レーザ溶接の品質が不良と判断されれば、その旨を表示装置21に表示し、レーザ溶接を中断する。これにより、レーザ溶接の品質が不良であるという情報を生産工程に素早くフィードバックさせ、不良品の発生を減らすことができる。 Next, the position where the temperature distribution is maximized is specified from the slope of the temperature distribution on the A1-A2 axis generated in the process of S2, and that position is specified as the laser center position (S4). This is because the laser center position is the hottest place in the work A. Then, the length of the molten pool is specified by specifying the distance from the end on the A1 side of the solid-liquid region obtained in the treatment of S3 to the laser center position obtained in the treatment of S4 (S5). Next, based on the length of the molten pool obtained in the process of S5, the determination data 31b is interpolated to estimate the penetration depth (S6). Then, by determining whether or not the penetration depth is within an appropriate range (for example, 3.8 mm to 5.0 mm in the example of FIG. 3) in which the quality of laser welding is good, the laser welding is performed. The quality is judged (S7). If the quality of the laser welding is judged to be good, the laser welding will continue to be performed. On the other hand, if it is determined that the quality of the laser welding is poor, a display device 21 indicates that fact and the laser welding is interrupted. As a result, information that the quality of laser welding is defective can be quickly fed back to the production process, and the occurrence of defective products can be reduced.

以上、第1実施形態におけるレーザ溶接装置Sによれば、温度分布データ32aの温度分布の傾きに基づいて溶融池を特定し、その溶融池の形状からレーザ溶接の品質の良否を判定することができる。そのため、溶融池を特定するために閾値を設定する必要がない。よって、測定の条件が変わったとしても、閾値を設定し直す必要がない。従って、溶融池を特定するために行われる測定の条件に関わらず、精度よく溶融池を特定できるので、高い精度でレーザ溶接の品質を判定できるという効果がある。 As described above, according to the laser welding apparatus S in the first embodiment, the molten pool can be specified based on the inclination of the temperature distribution of the temperature distribution data 32a, and the quality of the laser welding can be judged from the shape of the molten pool. it can. Therefore, it is not necessary to set a threshold value to specify the molten pool. Therefore, even if the measurement conditions change, it is not necessary to reset the threshold value. Therefore, regardless of the measurement conditions performed to identify the molten pool, the molten pool can be identified with high accuracy, so that there is an effect that the quality of laser welding can be determined with high accuracy.

また、温度分布は、ワークAの金属の状態によって変動するものであるため、固体領域と液体状態の金属を含む領域とでは温度が異なる。そのため、固体領域と液体状態の金属を含む領域との境界では、温度の傾きが変わる。このことは、溶融池を特定するための測定条件が変わったとしても変わりがない。従って、溶融池を特定するために行われる測定の条件に関わらず、高い精度で溶融池を特定できるので、高い精度でレーザ溶接の品質を判定できるという効果がある。 Further, since the temperature distribution varies depending on the state of the metal of the work A, the temperature differs between the solid region and the region containing the metal in the liquid state. Therefore, the slope of the temperature changes at the boundary between the solid region and the region containing the metal in the liquid state. This does not change even if the measurement conditions for identifying the molten pool change. Therefore, regardless of the measurement conditions performed to identify the molten pool, the molten pool can be identified with high accuracy, so that there is an effect that the quality of laser welding can be determined with high accuracy.

次いで、図6、図7を参照して第2実施形態におけるレーザ溶接装置Sについて説明する。第1実施形態におけるレーザ溶接装置Sは、溶融池の長さから溶込み深さを推定し、それによってレーザ溶接の品質の良否を判定した。これに対して、第2実施形態では溶融池の幅から溶込み深さを推定し、それによってレーザ溶接の品質の良否を判定する。なお、その他のレーザ溶接装置Sの構成及び判定処理の各処理は、第1実施形態と同一であるので、以下、同一の構成については第1実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, the laser welding apparatus S according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The laser welding apparatus S in the first embodiment estimates the penetration depth from the length of the molten pool, thereby determining the quality of the laser welding. On the other hand, in the second embodiment, the penetration depth is estimated from the width of the molten pool, and the quality of the laser welding is judged accordingly. Since each process of the configuration and the determination process of the other laser welding apparatus S is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given below to the same configurations as those of the first embodiment, and the description thereof will be described. Omit.

図6(a)は、第2実施形態におけるレーザ溶接装置Sにより測定される所定領域の模式図であり、図6(b)はそのときのy軸方向(B1−B2方向)での温度分布を示す図である。図6(a)に示す通り、本実施形態ではレーザ中心位置からx軸方向に所定距離Dにある位置において、B1−B2方向の溶融池の幅を特定する。このときのB1−B2方向の温度分布は、図6(b)の通りである。即ち、B1側では温度が凝固点以下で低くほぼ一定であるが、レーザ中心位置が通過したx軸に近付くと、B2側に向かうと温度が上昇し、温度が凝固点となり、ほぼ一定となる。その後、温度が下降し、その後ほぼ一定となる。即ち、レーザ中心位置が通過したx軸付近の温度が高く、x軸から離れた位置の温度は低くなっている。このときB1側とB2側の両端が固体領域となっている。そして、固体領域に挟まれる部分が液体状態の金属を含む領域となっており、図6(b)の液体状態の金属を含む領域の長さが、溶融池の幅である。 FIG. 6A is a schematic view of a predetermined region measured by the laser welding apparatus S in the second embodiment, and FIG. 6B is a temperature distribution in the y-axis direction (B1-B2 direction) at that time. It is a figure which shows. As shown in FIG. 6A, in the present embodiment, the width of the molten pool in the B1-B2 direction is specified at a position at a predetermined distance D in the x-axis direction from the laser center position. The temperature distribution in the B1-B2 directions at this time is as shown in FIG. 6 (b). That is, on the B1 side, the temperature is low below the freezing point and is almost constant, but when the laser center position approaches the x-axis that has passed, the temperature rises toward the B2 side, and the temperature becomes the freezing point and becomes almost constant. After that, the temperature drops and then becomes almost constant. That is, the temperature near the x-axis through which the laser center position has passed is high, and the temperature at a position away from the x-axis is low. At this time, both ends on the B1 side and the B2 side are solid regions. The portion sandwiched between the solid regions is a region containing the metal in the liquid state, and the length of the region containing the metal in the liquid state in FIG. 6B is the width of the molten pool.

溶融池の幅も溶融池の長さと同様に溶込み深さと相関がある。そのため、予め溶融池の幅と溶込み深さとの関係を示す判定データ31bを用意しておくことで、判定処理において溶融池の幅から溶込み深さを推定することができる。そして、推定された溶込み深さに基づいて、レーザ溶接の品質の良否を判定することができる。 The width of the molten pool has a correlation with the penetration depth as well as the length of the molten pool. Therefore, by preparing the determination data 31b showing the relationship between the width of the molten pool and the penetration depth in advance, the penetration depth can be estimated from the width of the molten pool in the determination process. Then, the quality of the laser welding can be determined based on the estimated penetration depth.

次に、図7を参照して判定処理について説明する。図7は、第2実施形態におけるレーザ溶接装置Sの演算処理装置20のCPU30で実行される判定処理を示すフローチャートである。判定処理では、第1実施形態と同様のS1、S2、S4の処理が行われた後、S4の処理で特定されたレーザ中心位置から所定距離Dにあるx軸上の所定位置を特定する(S11)。この所定位置は、溶融池内(固液領域又は非固体領域内)にあればよく、固液領域内にあるとなおよい。固液領域内であれば、凝固点で温度が安定しているため、温度分布を高精度で測定することができるからである。 Next, the determination process will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a flowchart showing a determination process executed by the CPU 30 of the arithmetic processing device 20 of the laser welding device S in the second embodiment. In the determination process, after the processes of S1, S2, and S4 similar to those of the first embodiment are performed, a predetermined position on the x-axis at a predetermined distance D from the laser center position specified in the process of S4 is specified ( S11). This predetermined position may be in the molten pool (in the solid-liquid region or non-solid region), and more preferably in the solid-liquid region. This is because the temperature is stable at the freezing point within the solid-liquid region, so that the temperature distribution can be measured with high accuracy.

その後、S12の処理では、S11の処理で特定した所定位置におけるB1−B2軸上の温度分布データ32aを読み出す。そして、その温度分布データ32aからB1−B2軸上の温度分布の傾きを生成する(S13)。次に温度分布の傾きに基づいて液体状態の金属を含む領域と固体領域とを識別し、B1側の液体状態の金属を含む領域と固体領域との境界からB2側の液体状態の金属を含む領域と固体領域との境界までの距離を特定することで、溶融池の幅を特定する(S14)。その後、S14の処理により特定された溶融池の幅から判定データ31bを使って溶込み深さを推定する(S15)。そして、第1実施形態と同様にS7の処理でレーザ溶接の品質の良否を判定する。これにより、溶融池の幅に基づいて溶込み深さを推定し、その溶込み深さからレーザ溶接の品質の良否を判定することができる。 After that, in the process of S12, the temperature distribution data 32a on the B1-B2 axis at the predetermined position specified in the process of S11 is read out. Then, the slope of the temperature distribution on the B1-B2 axis is generated from the temperature distribution data 32a (S13). Next, the region containing the metal in the liquid state and the solid region are identified based on the inclination of the temperature distribution, and the region containing the metal in the liquid state on the B1 side and the metal in the liquid state on the B2 side from the boundary between the solid region are included. The width of the molten pool is specified by specifying the distance to the boundary between the region and the solid region (S14). After that, the penetration depth is estimated from the width of the molten pool specified by the process of S14 using the determination data 31b (S15). Then, as in the first embodiment, the quality of the laser welding is determined by the treatment of S7. Thereby, the penetration depth can be estimated based on the width of the molten pool, and the quality of the laser welding can be judged from the penetration depth.

以上、第2実施形態におけるレーザ溶接装置Sによれば、温度分布データ32aの温度分布の傾きに基づいて溶融池を特定し、その溶融池の形状から溶融池の幅を特定してレーザ溶接の品質の良否を判定することができる。そのため、溶融池を特定するために閾値を設定する必要がない。従って、測定の条件が変わったとしても、閾値を設定し直す必要がない。その結果、溶融池を特定するために行われる測定の条件に関わらず、精度よく溶融池を特定できるので、高い精度でレーザ溶接の品質を判定できるという効果がある。 As described above, according to the laser welding apparatus S in the second embodiment, the molten pool is specified based on the inclination of the temperature distribution of the temperature distribution data 32a, and the width of the molten pool is specified from the shape of the molten pool for laser welding. It is possible to judge the quality. Therefore, it is not necessary to set a threshold value to specify the molten pool. Therefore, even if the measurement conditions change, it is not necessary to reset the threshold value. As a result, the molten pool can be accurately identified regardless of the measurement conditions performed to identify the molten pool, so that there is an effect that the quality of laser welding can be determined with high accuracy.

また、温度分布は、ワークAの金属の状態によって変動するものであるため、固体領域と液体状態の金属を含む領域とでは温度が異なる。そのため、固体領域と液体状態の金属を含む領域との境界では、温度の傾きが変わる。このことは、溶融池を特定するための測定条件が変わったとしても変わりがない。従って、溶融池を特定するために行われる測定の条件に関わらず、高い精度で溶融池を特定できるので、高い精度でレーザ溶接の品質を判定できるという効果がある。 Further, since the temperature distribution varies depending on the state of the metal of the work A, the temperature differs between the solid region and the region containing the metal in the liquid state. Therefore, the slope of the temperature changes at the boundary between the solid region and the region containing the metal in the liquid state. This does not change even if the measurement conditions for identifying the molten pool change. Therefore, regardless of the measurement conditions performed to identify the molten pool, the molten pool can be identified with high accuracy, so that there is an effect that the quality of laser welding can be determined with high accuracy.

なお、第1実施形態では溶融池の長さから溶込み深さを推定し、第2実施形態では溶融池の幅から溶込み深さを測定しているが、溶融池の長さと幅との両方に基づいて溶込み深さを推定してもよい。例えば、溶融池の長さから推定される溶込み深さと溶融池の幅から推定される溶込み深さとの相加平均を溶込み深さとして推定してもよい。 In the first embodiment, the penetration depth is estimated from the length of the molten pool, and in the second embodiment, the penetration depth is measured from the width of the molten pool. The penetration depth may be estimated based on both. For example, the arithmetic mean of the penetration depth estimated from the length of the molten pool and the penetration depth estimated from the width of the molten pool may be estimated as the penetration depth.

また、溶融池の長さから推定される溶込み深さと、溶融池の幅から推定される溶込み深さとのいずれもがレーザ溶接の品質が良となる適切な範囲にある場合にレーザ溶接の品質を良いと判断してもよい。更に、溶融池の長さから推定される溶込み深さと、溶融池の幅から推定される溶込み深さとのいずれか一方がレーザ溶接の品質が良となる適切な範囲にある場合にレーザ溶接の品質を良いと判断してもよい。 In addition, when both the penetration depth estimated from the length of the molten pool and the penetration depth estimated from the width of the molten pool are within an appropriate range in which the quality of laser welding is good, laser welding is performed. You may judge that the quality is good. Furthermore, laser welding is performed when either the penetration depth estimated from the length of the molten pool or the penetration depth estimated from the width of the molten pool is within an appropriate range in which the quality of laser welding is good. You may judge that the quality of the laser is good.

その他、第2実施形態におけるレーザ溶接装置Sは、第1実施形態と同一の構成によって、同一の効果を奏する。 In addition, the laser welding apparatus S in the second embodiment has the same effect as the first embodiment with the same configuration.

次に、図8、図9を参照して第3実施形態におけるレーザ溶接装置Sについて説明する。第1実施形態におけるレーザ溶接装置Sは、溶融池の長さから溶込み深さを推定し、それによってレーザ溶接の品質の良否を判定した。これに対して、第3実施形態では液体状態の金属を含む領域内の複数の位置で溶融池の幅を求め、それらの溶融池の幅の差を評価することでレーザ溶接の品質の良否を判定する。なお、その他のレーザ溶接装置Sの構成及び判定処理の各処理は、第1実施形態と同一であるので、以下、同一の構成については第1実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, the laser welding apparatus S according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. The laser welding apparatus S in the first embodiment estimates the penetration depth from the length of the molten pool, thereby determining the quality of the laser welding. On the other hand, in the third embodiment, the widths of the molten pools are obtained at a plurality of positions in the region containing the metal in a liquid state, and the difference in the widths of the molten pools is evaluated to determine the quality of laser welding. judge. Since each process of the configuration and the determination process of the other laser welding apparatus S is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given below to the same configurations as those of the first embodiment, and the description thereof will be described. Omit.

図8は、第3実施形態におけるレーザ溶接装置Sにより測定される所定領域の模式図である。図8に示す通り、本実施形態ではレーザ中心位置から所定距離(D1、D2、D3)にあって、溶融池内にある3つの位置(P1、P2、P3)において、溶融池の幅(W1、W2、W3)を特定し、これらの溶融池の幅の差を評価することで、レーザ溶接の品質の良否を判定する。 FIG. 8 is a schematic view of a predetermined region measured by the laser welding apparatus S in the third embodiment. As shown in FIG. 8, in the present embodiment, at a predetermined distance (D1, D2, D3) from the laser center position, and at three positions (P1, P2, P3) in the molten pool, the width of the molten pool (W1, P3,) By identifying W2 and W3) and evaluating the difference in the widths of these molten pools, the quality of laser welding is determined.

次に、図9を参照して判定処理について説明する。図9は、第3実施形態におけるレーザ溶接装置Sの演算処理装置20のCPU30で実行される判定処理を示すフローチャートである。判定処理では、第1実施形態の場合と同様のS1、S2、S4の処理が行われる。S1、S2、S4の処理が行われた後、S4の処理で特定されたレーザ中心位置から所定距離(D1、D2、D3)にあるx軸上の3つの所定位置(P1、P2、P3)が特定される(S21)。これらの所定位置は、溶融池内(固液領域又は非固体領域内)にあればよく、固液領域内にあるとなおよい。固液領域内であれば温度が凝固点で安定しているため、温度分布を高精度で測定することができるからである。 Next, the determination process will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing a determination process executed by the CPU 30 of the arithmetic processing device 20 of the laser welding device S according to the third embodiment. In the determination process, the same processes of S1, S2, and S4 as in the case of the first embodiment are performed. After the processing of S1, S2, S4 is performed, three predetermined positions (P1, P2, P3) on the x-axis at a predetermined distance (D1, D2, D3) from the laser center position specified by the processing of S4. Is specified (S21). These predetermined positions may be in the molten pool (in the solid-liquid region or the non-solid region), and more preferably in the solid-liquid region. This is because the temperature is stable at the freezing point within the solid-liquid region, so that the temperature distribution can be measured with high accuracy.

次いで、S11の処理で特定した各所定位置(P1、P2、P3)におけるy軸方向の温度分布データ32aを読み出す(S22)。そして、その温度分布データ32aから所定位置(P1、P2、P3)におけるy軸方向の温度分布の傾きを算出する(S23)。次いで、温度分布の傾きに基づいて液体状態の金属を含む領域と固体領域とを識別し、y軸方向の一方の側の液体状態の金属を含む領域と固体領域との境界からy軸方向の他方の側の液体状態の金属を含む領域と固体領域との境界までの距離を特定することで、溶融池の幅(W1、W2、W3)を特定する(S24)。 Next, the temperature distribution data 32a in the y-axis direction at each predetermined position (P1, P2, P3) specified in the process of S11 is read out (S22). Then, the slope of the temperature distribution in the y-axis direction at the predetermined position (P1, P2, P3) is calculated from the temperature distribution data 32a (S23). Next, the region containing the metal in the liquid state and the solid region are distinguished based on the inclination of the temperature distribution, and the region in the y-axis direction from the boundary between the region containing the metal in the liquid state and the solid region on one side in the y-axis direction. The width of the molten pool (W1, W2, W3) is specified by specifying the distance to the boundary between the region containing the liquid metal on the other side and the solid region (S24).

次いで、これらの溶融池の幅の差を評価する。そして、これらの溶融池の幅の差がレーザ溶接の品質が良となる適切な範囲内(例えば、35μm以下)であれば、レーザ溶接の品質は良いと判断し、これらの溶融池の幅の差がレーザ溶接の品質が良となる適切な範囲内になければレーザ溶接の品質は不良と判断する(S25)。溶融池の幅の差が適切な範囲にない場合は、レーザ光Lが照射されたワークAの温度が一定でない等の原因により、レーザ溶接の品質が一定でなくなる可能性があるからである。これにより、所定位置(P1、P2、P3)においてレーザ溶接の品質が一定であるか否かを判定することができる。よって、使用者はレーザ溶接の品質の一定性を確認することができる。 Next, the difference in width between these molten pools is evaluated. Then, if the difference in the widths of these molten pools is within an appropriate range (for example, 35 μm or less) where the quality of laser welding is good, it is judged that the quality of laser welding is good, and the width of these molten pools If the difference is not within an appropriate range in which the quality of laser welding is good, the quality of laser welding is judged to be poor (S25). This is because if the difference in the widths of the molten pools is not within an appropriate range, the quality of laser welding may not be constant due to reasons such as the temperature of the work A irradiated with the laser beam L being not constant. This makes it possible to determine whether or not the quality of laser welding is constant at predetermined positions (P1, P2, P3). Therefore, the user can confirm the constant quality of laser welding.

なお、本実施形態では固液領域内の3つの所定位置について溶融池の幅を特定しているが、固液領域にある所定位置と非固体領域にある所定位置とが併存してもよい。例えば、非固体領域にある一の位置と固液領域にある一の位置とにおいて、溶融池の幅を求めてもよい。この場合、非固体領域にある位置の溶融池の幅と固液領域にある位置の溶融池の幅との差がレーザ溶接の品質が良となる適切な範囲より外れた場合、レーザ溶接の品質が不良であると判断してもよい。また、所定位置は3つの位置に限定されるものではない。所定位置同士の溶融池の幅の差を評価することができればよく、少なくとも2つの位置を所定位置とすればよい。 In the present embodiment, the width of the molten pool is specified for three predetermined positions in the solid-liquid region, but the predetermined positions in the solid-liquid region and the predetermined positions in the non-solid region may coexist. For example, the width of the molten pool may be determined at one position in the non-solid region and one position in the solid-liquid region. In this case, if the difference between the width of the molten pool at the non-solid region and the width of the molten pool at the solid-liquid region is out of the appropriate range for good laser welding quality, the laser welding quality. May be determined to be defective. Moreover, the predetermined position is not limited to three positions. It suffices if the difference in the width of the molten pool between the predetermined positions can be evaluated, and at least two positions may be set as the predetermined positions.

その他、第3実施形態におけるレーザ溶接装置Sは、第1実施形態と同一の構成によって、同一の効果を奏する。 In addition, the laser welding apparatus S in the third embodiment has the same effect as the first embodiment with the same configuration.

次に、図10、図11を参照して第4実施形態におけるレーザ溶接装置Sについて説明する。第1実施形態におけるレーザ溶接装置Sは、溶融池の長さから溶込み深さを推定し、それによってレーザ溶接の品質の良否を判定した。これに対して、第4実施形態ではレーザ中心位置から所定距離にあり、液体状態の金属を含む領域にある所定位置において、溶融池の幅を経時的に特定し、その溶融池の幅の経時的な変化の大きさを評価することでレーザ溶接の品質の良否を判定する。なお、その他のレーザ溶接装置Sの構成及び判定処理の各処理は、第1実施形態と同一であるので、以下、同一の構成については第1実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, the laser welding apparatus S according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The laser welding apparatus S in the first embodiment estimates the penetration depth from the length of the molten pool, thereby determining the quality of the laser welding. On the other hand, in the fourth embodiment, the width of the molten pool is specified over time at a predetermined position in the region containing the metal in a liquid state at a predetermined distance from the center position of the laser, and the width of the molten pool with time. The quality of laser welding is judged by evaluating the magnitude of the change. Since each process of the configuration and the determination process of the other laser welding apparatus S is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given below to the same configurations as those of the first embodiment, and the description thereof will be described. Omit.

図10(a)は、第4実施形態におけるレーザ溶接装置Sにより測定される所定領域の模式図であり、図10(b)は溶融池の幅の経時的変化を示す図である。図10(a)に示す通り、本実施形態ではレーザ中心位置から所定距離Dにあり、液体状態の金属を含む領域にある所定位置において、溶融池の幅Wを特定する。ここで、レーザ光LがワークAに照射される位置は、A1の側からA2の側へ向かって移動する。これに伴い、溶融池の幅を特定する所定位置も移動する。即ち、レーザ光Lが照射される位置が経時的に変化すると所定位置も変化する。本実施形態では、所定位置が経時的に変化した際のその所定位置における溶融池の幅を特定する。そして、溶融池の幅の経時的な変化を評価することで、レーザ溶接の品質の良否を判定する。 FIG. 10A is a schematic view of a predetermined region measured by the laser welding apparatus S in the fourth embodiment, and FIG. 10B is a diagram showing a change over time in the width of the molten pool. As shown in FIG. 10A, in the present embodiment, the width W of the molten pool is specified at a predetermined position in a region containing a metal in a liquid state at a predetermined distance D from the laser center position. Here, the position where the laser beam L is applied to the work A moves from the side of A1 toward the side of A2. Along with this, a predetermined position for specifying the width of the molten pool also moves. That is, when the position where the laser beam L is irradiated changes with time, the predetermined position also changes. In the present embodiment, the width of the molten pool at the predetermined position when the predetermined position changes with time is specified. Then, the quality of the laser welding is judged by evaluating the change in the width of the molten pool with time.

図10(b)に示す通り、溶融池の幅は経時的に変動する。そこで、所定期間内の溶融池の幅の最大値と最小値との差を変動量として溶融池の幅の経時的な変化の大きさを求める。 As shown in FIG. 10B, the width of the molten pool fluctuates with time. Therefore, the magnitude of the change over time in the width of the molten pool is determined by using the difference between the maximum value and the minimum value of the width of the molten pool within a predetermined period as the amount of fluctuation.

次に、図11を参照して判定処理について説明する。図11は、第4実施形態におけるレーザ溶接装置Sの演算処理装置20のCPU30で実行される判定処理を示すフローチャートである。判定処理では、第1実施形態の場合と同様のS1、S2、S4の処理が行われる。S1、S2、S4の処理が行われた後、S4の処理で特定されたレーザ中心位置から所定距離Dにある所定位置が特定される(S31)。この所定位置は、溶融池内(固液領域又は非固体領域内)にあればよく、固液領域内にあるとなおよい。固液領域内であれば、温度が凝固点で安定しているため、温度分布を高精度で測定することができるからである。 Next, the determination process will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing a determination process executed by the CPU 30 of the arithmetic processing device 20 of the laser welding device S according to the fourth embodiment. In the determination process, the same processes of S1, S2, and S4 as in the case of the first embodiment are performed. After the processing of S1, S2, and S4 is performed, a predetermined position at a predetermined distance D from the laser center position specified by the processing of S4 is specified (S31). This predetermined position may be in the molten pool (in the solid-liquid region or non-solid region), and more preferably in the solid-liquid region. This is because the temperature is stable at the freezing point within the solid-liquid region, so that the temperature distribution can be measured with high accuracy.

その後、S32の処理では、S31の処理で特定した所定位置におけるy軸方向の温度分布データ32aを読み出す。そして、その温度分布データ32aから所定位置におけるy軸方向の温度分布の傾きを生成する(S33)。次に、S34の処理では、温度分布の傾きに基づいて液体状態の金属を含む領域と固体領域とを識別し、y軸方向の一方の側の液体状態の金属を含む領域と固体領域との境界からy軸方向の他方の側の液体状態の金属を含む領域と固体領域との境界までの距離を特定することで、溶融池の幅を特定する。その後、S34の処理で特定された溶融池の幅をRAM32における形状データ32bとして記憶する(S35)。そして次に、形状データ32bに記憶された溶融池の幅のデータのうち、直近の所定期間内に記憶されたものの最大値と最小値との差から変動量を求めることで、所定期間内の溶融池の幅の経時的な変化の大きさを評価する(S36)。 After that, in the process of S32, the temperature distribution data 32a in the y-axis direction at the predetermined position specified in the process of S31 is read out. Then, the inclination of the temperature distribution in the y-axis direction at the predetermined position is generated from the temperature distribution data 32a (S33). Next, in the treatment of S34, the region containing the metal in the liquid state and the solid region are distinguished based on the inclination of the temperature distribution, and the region containing the metal in the liquid state and the solid region on one side in the y-axis direction are defined. The width of the molten pool is specified by specifying the distance from the boundary to the boundary between the solid metal region and the liquid metal region on the other side in the y-axis direction. After that, the width of the molten pool specified in the process of S34 is stored as shape data 32b in the RAM 32 (S35). Next, among the data of the width of the molten pool stored in the shape data 32b, the amount of fluctuation is obtained from the difference between the maximum value and the minimum value of the data stored within the latest predetermined period, so that the fluctuation amount is within the predetermined period. The magnitude of the change in the width of the molten pool over time is evaluated (S36).

次に、S37の処理では、その変動量がレーザ溶接の品質が良となる適切な範囲内(例えば、35μm以下)にあればレーザ溶接の品質は良いと判断する。一方、変動量がレーザ溶接の品質が良となる適切な範囲内になければレーザ溶接の品質は不良と判断する。例えば二枚重ねされた金属板であるワークAにおいて、金属板の間にレーザ溶接の品質の不良の要因となる隙間がある場合等には、温度変化が大きくなり、その結果として変動量が一定の範囲内に収まらなくなるからである。これにより、レーザ光Lの照射位置が移動した際、レーザ溶接された各位置でのレーザ溶接の品質のが一定であるか否かを判定することができる。よって、使用者はレーザ溶接の品質の一定性を確認することができる。 Next, in the process of S37, if the amount of fluctuation is within an appropriate range (for example, 35 μm or less) at which the quality of laser welding is good, it is determined that the quality of laser welding is good. On the other hand, if the amount of fluctuation is not within an appropriate range in which the quality of laser welding is good, the quality of laser welding is judged to be poor. For example, in work A, which is a double-layered metal plate, if there is a gap between the metal plates that causes poor quality of laser welding, the temperature change becomes large, and as a result, the amount of fluctuation is within a certain range. This is because it will not fit. Thereby, when the irradiation position of the laser beam L moves, it is possible to determine whether or not the quality of the laser welding at each position of the laser welding is constant. Therefore, the user can confirm the constant quality of laser welding.

S37の処理の後、溶接が終了したか否かが判断される(S38)。S38の処理で溶接が終了していないと判断されると(S38:No)、S1の処理に戻る。そして、溶接が終了するまで、S1の処理からS38の処理までが1秒間隔で繰り返し実行される。一方、溶接が終了したと判断されると(S38:Yes)、判定処理は終了する。 After the treatment of S37, it is determined whether or not the welding is completed (S38). When it is determined that the welding is not completed in the process of S38 (S38: No), the process returns to the process of S1. Then, the process from S1 to the process of S38 is repeatedly executed at 1-second intervals until the welding is completed. On the other hand, when it is determined that the welding is completed (S38: Yes), the determination process ends.

本実施形態では、溶融池の幅の経時的変化の大きさを評価することで、レーザ溶接の品質の良否を判定しているが、これに限定されるものではない。例えば、レーザ中心位置から溶融池のA1側の端までの長さである溶融池の長さの経時的変化の大きさを評価することで、レーザ溶接の良否を判定してもよい。 In the present embodiment, the quality of laser welding is determined by evaluating the magnitude of the change in the width of the molten pool with time, but the quality is not limited to this. For example, the quality of laser welding may be determined by evaluating the magnitude of the change over time in the length of the molten pool, which is the length from the center position of the laser to the end on the A1 side of the molten pool.

本実施形態では、形状データ32bに記憶された溶融池の幅のデータのうち、直近の所定期間内に記憶されたものの最大値と最小値との差から変動量を求めることで、直近の所定期間内の溶融池の幅の経時的な変化の大きさを評価しているが、これに限定されるものではない。例えば、レーザ溶接を開始してから現在までの最大値と最小値の差から変動量を求めてもよい。 In the present embodiment, among the data of the width of the molten pool stored in the shape data 32b, the fluctuation amount is obtained from the difference between the maximum value and the minimum value of the data stored within the latest predetermined period, so that the latest predetermined value is obtained. The magnitude of the change in the width of the molten pool over time during the period is evaluated, but it is not limited to this. For example, the amount of fluctuation may be obtained from the difference between the maximum value and the minimum value from the start of laser welding to the present.

その他、第4実施形態におけるレーザ溶接装置Sは、第1実施形態と同一の構成によって、同一の効果を奏する。 In addition, the laser welding apparatus S in the fourth embodiment has the same effect as the first embodiment with the same configuration.

次に、図12、13を参照して第5実施形態におけるレーザ溶接装置Sについて説明する。第1実施形態におけるレーザ溶接装置Sは、溶融池の長さから溶込み深さを推定し、それによってレーザ溶接の品質の良否を判定した。これに対して、第5実施形態では、液体状態の金属を含む領域のうち、レーザ光Lの照射位置から特定距離以上離れた固液領域内における温度の傾きを評価することで、レーザ溶接の品質の良否を判定する。なお、その他のレーザ溶接装置Sの構成及び判定処理の各処理は、第1実施形態と同一であるので、以下、同一の構成については第1実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, the laser welding apparatus S according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. The laser welding apparatus S in the first embodiment estimates the penetration depth from the length of the molten pool, thereby determining the quality of the laser welding. On the other hand, in the fifth embodiment, among the regions containing the metal in the liquid state, the temperature gradient in the solid-liquid region separated from the irradiation position of the laser beam L by a specific distance or more is evaluated to perform laser welding. Judge the quality. Since each process of the configuration and the determination process of the other laser welding apparatus S is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given below to the same configurations as those of the first embodiment, and the description thereof will be described. Omit.

図12は、第5実施形態におけるレーザ溶接装置Sにより測定される所定領域の模式図である。図12に示す通り、レーザ光Lの照射位置から特定距離D離れて設けられた観察領域O内で固液領域に温度が異常に高い箇所Eが存在した場合、その箇所Eではレーザ溶接の品質の不良の要因となる金属の蒸発が大きいブローホールが発生している可能性がある。このとき、温度が異常に高い箇所Eでは周囲に比べて温度が高くなっているため、温度の傾きが高い方向へと変化する。従って、温度の傾きが変化する場合は、レーザ溶接の品質が不良であると判断する。 FIG. 12 is a schematic view of a predetermined region measured by the laser welding apparatus S in the fifth embodiment. As shown in FIG. 12, when there is an abnormally high temperature portion E in the solid-liquid region in the observation region O provided at a specific distance D away from the irradiation position of the laser beam L, the quality of laser welding is performed at that location E. There is a possibility that a blow hole with a large amount of metal evaporation has occurred, which causes the defect. At this time, since the temperature is higher than the surroundings at the location E where the temperature is abnormally high, the temperature gradient changes in the direction of high. Therefore, if the temperature gradient changes, it is judged that the quality of laser welding is poor.

次に、図13を参照して判定処理について説明する。図13は、第5実施形態におけるレーザ溶接装置Sの演算処理装置20のCPU30で実行される判定処理を示すフローチャートである。判定処理では、第1実施形態の場合と同様のS1、S2、S4の処理が行われる。S1、S2、S4の処理が行われた後、S4の処理で特定されたレーザ中心位置から特定距離D離れた固液領域内に観察領域Oが特定される(S41)。この観察領域Oは、温度分布の傾きを観察する領域である。この観察領域Oは、固液領域内にあることが望ましい。固液領域内であれば、レーザ中心位置から離れているため、非固体領域のように温度が高くなく、異常な高温箇所を発見しやすいからである。そのため、非固体領域を含まないように特定距離を設定することが望ましい。 Next, the determination process will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a flowchart showing a determination process executed by the CPU 30 of the arithmetic processing device 20 of the laser welding device S according to the fifth embodiment. In the determination process, the same processes of S1, S2, and S4 as in the case of the first embodiment are performed. After the processing of S1, S2, and S4 is performed, the observation region O is specified in the solid-liquid region separated from the laser center position specified by the processing of S4 by a specific distance D (S41). This observation area O is an area for observing the slope of the temperature distribution. It is desirable that the observation region O is in the solid-liquid region. This is because if it is in the solid-liquid region, the temperature is not high unlike the non-solid region because it is far from the laser center position, and it is easy to find an abnormally high temperature portion. Therefore, it is desirable to set a specific distance so as not to include the non-solid region.

その後、S42の処理では、S41の処理で特定した観察領域Oの温度分布データ32aを読み出す。そして、その温度分布データ32aから観察領域内のx軸上の各位置におけるy軸方向の温度分布の傾きを生成する(S43)。次に、S44の処理では、温度分布の傾きに基づいて液体状態の金属を含む領域と固体領域とを識別し、溶融池の範囲を特定する。そして、観察領域O内の溶融池において、温度の傾きを評価する(S45)。次に、S46の処理では、S45の処理で温度の傾きがレーザ溶接の品質が良となる適切な傾き以上の傾きとなる場所がある場合は、レーザ溶接の品質が不良であると判断する。一方、温度の傾きがレーザ溶接の品質が良となる適切な傾き以上の傾きとなる場所がない場合は、レーザ溶接の品質は良いと判断する。これにより、観察領域内の溶融池におけるレーザ溶接の品質が一定であるか否かを判定することができる。よって、使用者はレーザ溶接の品質の一定性を確認することができる。 After that, in the process of S42, the temperature distribution data 32a of the observation region O specified in the process of S41 is read out. Then, the inclination of the temperature distribution in the y-axis direction at each position on the x-axis in the observation region is generated from the temperature distribution data 32a (S43). Next, in the treatment of S44, the region containing the metal in the liquid state and the solid region are identified based on the slope of the temperature distribution, and the range of the molten pool is specified. Then, in the molten pool in the observation region O, the inclination of the temperature is evaluated (S45). Next, in the treatment of S46, if there is a place where the slope of the temperature becomes a slope equal to or higher than an appropriate slope in which the quality of the laser welding is good in the treatment of S45, it is determined that the quality of the laser welding is poor. On the other hand, if there is no place where the slope of the temperature is greater than the appropriate slope for which the quality of laser welding is good, it is judged that the quality of laser welding is good. This makes it possible to determine whether or not the quality of laser welding in the molten pool in the observation region is constant. Therefore, the user can confirm the constant quality of laser welding.

本実施形態では、観察領域O内の溶融池において、温度の傾きを評価することで、固液領域に温度が異常に高い箇所が存在するか否かを判断しているが、これに限定されるものではない。例えば、観察領域O内の溶融池において、予め設定した温度以上となる箇所の有無によって、固液領域内に温度が異常に高い箇所が存在するか否かを判断してもよい。また、このとき温度が異常に高い箇所の面積が所定の広さ以上の場合、レーザ溶接の品質は不良であると判断し、温度が異常に高い箇所の面積が所定の広さ以上でない場合、レーザ溶接の品質は良であると判断してもよい。 In the present embodiment, it is determined whether or not there is an abnormally high temperature portion in the solid-liquid region by evaluating the temperature gradient in the molten pool in the observation region O, but the present invention is limited to this. It's not something. For example, in the molten pool in the observation region O, it may be determined whether or not there is an abnormally high temperature portion in the solid-liquid region depending on the presence or absence of a portion having a temperature higher than a preset temperature. At this time, if the area of the part where the temperature is abnormally high is equal to or larger than the predetermined area, it is judged that the quality of laser welding is poor, and if the area of the part where the temperature is abnormally high is not more than the predetermined area, it is determined. You may judge that the quality of laser welding is good.

その他、第5実施形態におけるレーザ溶接装置Sは、第1実施形態と同一の構成によって、同一の効果を奏する。 In addition, the laser welding apparatus S in the fifth embodiment has the same effect as the first embodiment with the same configuration.

次に、図14を参照して第6実施形態におけるレーザ溶接装置Sについて説明する。第1実施形態におけるレーザ溶接装置Sは、温度分布の傾きから固体領域と、固液領域と、非固体領域とを識別し、これに基づいて溶融池を特定した。これに対し、第6実施形態では、輝度分布の傾きから固体領域と、固液領域と、液体領域とを識別し、これに基づいて溶融池を特定する。なお、その他のレーザ溶接装置Sの構成及び判定処理の各処理は、第1実施形態と同一であるので、以下、同一の構成については第1実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。 Next, the laser welding apparatus S according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. The laser welding apparatus S in the first embodiment discriminates between a solid region, a solid-liquid region, and a non-solid region from the slope of the temperature distribution, and identifies the molten pool based on this. On the other hand, in the sixth embodiment, the solid region, the solid-liquid region, and the liquid region are identified from the slope of the luminance distribution, and the molten pool is specified based on this. Since each process of the configuration and the determination process of the other laser welding apparatus S is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given below to the same configurations as those of the first embodiment, and the description thereof will be described. Omit.

第1実施形態のレーザ溶接装置Sでは、ダイクロイックレンズ14として、レーザ光Lを通過させるが、少なくとも赤外線光は反射させるものを使用している。これに対し、本実施形態では、レーザ光Lをコリメートレンズ13側からワークA側に通過させるが、少なくとも可視光をワークA側からプリズム17側へ反射させるものを使用する。そして、赤外線カメラ19の代わりに可視光を撮影するカメラにより、画像を撮影する。なお、プリズム17とカメラ用集光レンズ18との間に、赤外線のみを遮断する赤外カットフィルタや特定波長領域(可視光)のみを透過させるバンドパスフィルタ等の光学フィルタを設けてもよい。これにより、可視光以外の測定に不要な光を削減することができるため、測定精度を向上できる。 In the laser welding apparatus S of the first embodiment, as the dichroic lens 14, a lens that allows the laser beam L to pass through but at least reflects infrared light is used. On the other hand, in the present embodiment, the laser beam L is passed from the collimating lens 13 side to the work A side, but at least visible light is reflected from the work A side to the prism 17 side. Then, instead of the infrared camera 19, an image is taken by a camera that takes visible light. An optical filter such as an infrared cut filter that blocks only infrared rays or a bandpass filter that transmits only a specific wavelength region (visible light) may be provided between the prism 17 and the condenser lens 18 for a camera. As a result, light unnecessary for measurement other than visible light can be reduced, so that measurement accuracy can be improved.

図14(a)は、本実施形態におけるレーザ溶接装置Sにより測定される所定領域の金属の状態の模式図であり、図14(b)は、そのx軸上での詳細な輝度分布を示す図である。図14(a)において所定領域の金属の状態は、レーザ光Lが照射されている位置であるレーザ中心位置に最も近い領域が非固体領域であり、輝度が最も高い。その周囲を囲む固液領域の輝度がその次に高く、そして固液領域を取り囲む固体領域の輝度が最も低くなる。 FIG. 14A is a schematic view of the state of the metal in a predetermined region measured by the laser welding apparatus S in the present embodiment, and FIG. 14B shows a detailed luminance distribution on the x-axis thereof. It is a figure. In the state of the metal in the predetermined region in FIG. 14A, the region closest to the laser center position, which is the position where the laser beam L is irradiated, is the non-solid region, and the brightness is the highest. The brightness of the solid-liquid region surrounding the solid-liquid region is the next highest, and the brightness of the solid-liquid region surrounding the solid-liquid region is the lowest.

図14(b)を使って、A1−A2軸(x軸)上での詳細な輝度分布について説明する。この輝度分布の傾きの変化は、図3(b)の温度分布の傾きの変化と酷似している。即ち、A2側の固体領域では低い輝度で一定となっており、非固体領域に近付くと輝度が上昇する。そして、非固体領域では輝度は上昇し、レーザ中心位置付近で最大となる。その後、輝度は低下し、固液領域では輝度はほぼ一定となる。そして固体領域では、輝度が低下し、その後ほぼ一定となる。これは、金属の輝度が金属の状態によって変化することによるものである。このように、輝度分布の傾きの変化は温度分布の傾きの変化と酷似しているため、輝度分布の傾きによって、固液領域と、非固体領域と、固体領域とを識別できる。即ち、固液領域では輝度の分布の傾きがほとんどない。これに対して、固液領域よりも輝度が高い方向に傾く領域は非固体領域であり、固液領域よりも輝度が低い方向に傾く領域は固体領域である。よって、輝度分布の傾きによって、固液領域と、非固体領域と、固体領域とを識別できる。これにより、赤外線カメラ19を使用する必要がなく、簡単に溶融池を特定することができる。なお、レーザ中心位置付近で輝度が最も高くなっているが、これはレーザ光L自体の明るさによるものである。 A detailed luminance distribution on the A1-A2 axis (x-axis) will be described with reference to FIG. 14 (b). This change in the slope of the luminance distribution is very similar to the change in the slope of the temperature distribution in FIG. 3 (b). That is, the brightness is constant at a low brightness in the solid region on the A2 side, and the brightness increases as it approaches the non-solid region. Then, in the non-solid region, the brightness increases and becomes maximum near the center position of the laser. After that, the brightness decreases, and the brightness becomes almost constant in the solid-liquid region. Then, in the solid region, the brightness decreases and then becomes almost constant. This is because the brightness of the metal changes depending on the state of the metal. As described above, since the change in the slope of the luminance distribution is very similar to the change in the slope of the temperature distribution, the solid-liquid region, the non-solid region, and the solid region can be distinguished by the slope of the luminance distribution. That is, there is almost no inclination of the brightness distribution in the solid-liquid region. On the other hand, the region inclined in the direction of higher brightness than the solid-liquid region is the non-solid region, and the region inclined in the direction of lower brightness than the solid-liquid region is the solid region. Therefore, the solid-liquid region, the non-solid region, and the solid region can be distinguished by the slope of the brightness distribution. As a result, it is not necessary to use the infrared camera 19, and the molten pool can be easily identified. The brightness is highest near the center position of the laser, which is due to the brightness of the laser light L itself.

以上、第6実施形態におけるレーザ溶接装置Sによれば、輝度分布の傾きに基づいて溶融池を特定し、その溶融池の形状からレーザ溶接の品質の良否を判定することができる。そのため、溶融池を特定するために閾値を設定する必要がない。よって、測定の条件が変わったとしても、閾値を設定し直す必要がない。従って、溶融池を特定するために行われる測定の条件に関わらず、精度よく溶融池を特定できるので、高い精度でレーザ溶接の品質を判定できるという効果がある。 As described above, according to the laser welding apparatus S in the sixth embodiment, the molten pool can be specified based on the inclination of the brightness distribution, and the quality of the laser welding can be judged from the shape of the molten pool. Therefore, it is not necessary to set a threshold value to specify the molten pool. Therefore, even if the measurement conditions change, it is not necessary to reset the threshold value. Therefore, regardless of the measurement conditions performed to identify the molten pool, the molten pool can be identified with high accuracy, so that there is an effect that the quality of laser welding can be determined with high accuracy.

また、輝度分布は、ワークAの金属の状態によって変動するものであるため、固体領域と液体状態の金属を含む領域とでは輝度が異なる。そのため、固体領域と液体状態の金属を含む領域との境界では、輝度の傾きが変わる。このことは、溶融池を特定するための測定条件が変わったとしても変わりがない。従って、溶融池を特定するために行われる測定の条件に関わらず、高い精度で溶融池を特定できるので、高い精度でレーザ溶接の品質を判定できるという効果がある。 Further, since the brightness distribution varies depending on the state of the metal of the work A, the brightness differs between the solid region and the region containing the metal in the liquid state. Therefore, the slope of the brightness changes at the boundary between the solid region and the region containing the metal in the liquid state. This does not change even if the measurement conditions for identifying the molten pool change. Therefore, regardless of the measurement conditions performed to identify the molten pool, the molten pool can be identified with high accuracy, so that there is an effect that the quality of laser welding can be determined with high accuracy.

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、各実施形態は、それぞれ、他の実施形態が有する構成の一部又は複数部分を、その実施形態に追加し或いはその実施形態の構成の一部又は複数部分と交換等することにより、その実施形態を変形して構成するようにしてもよい。また、上記各実施形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and it is easy to make various improvements and modifications within a range that does not deviate from the gist of the present invention. It can be inferred. For example, each embodiment is provided by adding a part or a plurality of parts of the configuration of another embodiment to the embodiment or exchanging a part or a plurality of parts of the structure of the embodiment with each other. The embodiment may be modified to form the configuration. Further, the numerical values given in each of the above embodiments are examples, and it is naturally possible to adopt other numerical values.

例えば、第1実施形態から第5実施形態の少なくとも2つを組み合わせて実施してもよい。例えば、溶融池の長さ及び/又は溶融池の幅から溶込み深さを推定し、それによってレーザ溶接の品質の良否を判定するのに加えて、液体状態の金属を含む領域内の複数の位置で溶融池の幅を求め、それらの溶融池の幅の差を評価することでレーザ溶接の品質の良否を判定してもよい。更に、形状データ32bに記憶された溶融池の長さ及び/又は溶融池の幅のデータのうち、直近の所定期間内に記憶されたものの最大値と最小値との差から変動量を求めることで、直近の所定期間内の溶融池の長さ及び/又は溶融池の幅の経時的な変化の大きさからレーザ溶接の品質の良否を判定してもよい。これらに加えて、レーザ光Lの照射位置から特定距離以上離れた固液領域内における温度の傾きを評価することで、レーザ溶接の品質の良否を判定してもよい。この場合、全ての判定でレーザ溶接の品質が良と判定されなければ不良としてもよい。また、全ての判定で少なくとも1つでレーザ溶接の品質が良と判定されれば良としてもよい。なお、第1実施形態から第5実施形態の少なくとも2つを他の組み合わせになるように、組み合わせてもよい。 For example, at least two of the first to fifth embodiments may be combined and implemented. For example, in addition to estimating the penetration depth from the length and / or width of the molten pool to determine the quality of laser welding, multiple regions within the region containing the metal in the liquid state. The quality of the laser welding may be judged by determining the width of the molten pool at the position and evaluating the difference in the widths of the molten pools. Further, among the data of the length and / or the width of the molten pool stored in the shape data 32b, the fluctuation amount is obtained from the difference between the maximum value and the minimum value of the data stored within the latest predetermined period. Therefore, the quality of laser welding may be judged from the magnitude of the change over time in the length of the molten pool and / or the width of the molten pool within the latest predetermined period. In addition to these, the quality of the laser welding may be judged by evaluating the inclination of the temperature in the solid-liquid region separated from the irradiation position of the laser beam L by a specific distance or more. In this case, if the quality of the laser welding is not judged to be good in all the judgments, it may be regarded as a defect. Further, it may be acceptable as long as the quality of the laser welding is judged to be good by at least one of all the judgments. In addition, at least two of the first to fifth embodiments may be combined so as to be another combination.

また、輝度によって溶融池を特定した場合であっても、第1実施形態から第5実施形態のいずれかと組み合わせて実施してもよい。更に、第1実施形態から第5実施形態の少なくとも2つと組み合わせて実施してもよい。例えば、その溶融池の長さ及び/又は溶融池の幅から溶込み深さを推定し、それによってレーザ溶接の品質の良否を判定するようにしてもよい。加えて、液体状態の金属を含む領域内の複数の位置で溶融池の幅を求め、それらの溶融池の幅の差を評価することでレーザ溶接の品質の良否を判定してもよい。更に、形状データ32bに記憶された溶融池の長さ及び/又は溶融池の幅のデータのうち、直近の所定期間内に記憶されたものの最大値と最小値との差から変動量を求めることで、溶融池の長さ及び/又は溶融池の幅の経時的な変化の大きさからレーザ溶接の品質の良否を判定してもよい。これらに加えて、レーザ光Lの照射位置から特定距離以上離れた固液領域内における温度の傾きを評価することで、レーザ溶接の品質の良否を判定してもよい。この場合、全ての判定でレーザ溶接の品質が良と判定されなければ不良としてもよい。また、全ての判定で少なくとも1つでレーザ溶接の品質が良と判定されれば良としてもよい。なお、第1実施形態から第5実施形態の少なくとも2つを他の組み合わせになるように、組み合わせてもよい。 Further, even when the molten pool is specified by the brightness, it may be carried out in combination with any of the first to fifth embodiments. Further, it may be carried out in combination with at least two of the first to fifth embodiments. For example, the penetration depth may be estimated from the length and / or the width of the molten pool, thereby determining the quality of the laser welding. In addition, the quality of laser welding may be determined by determining the widths of the molten pools at a plurality of positions in the region containing the metal in a liquid state and evaluating the difference in the widths of the molten pools. Further, among the data of the length and / or the width of the molten pool stored in the shape data 32b, the fluctuation amount is obtained from the difference between the maximum value and the minimum value of the data stored within the latest predetermined period. Then, the quality of the laser welding may be judged from the magnitude of the change over time in the length of the molten pool and / or the width of the molten pool. In addition to these, the quality of the laser welding may be judged by evaluating the inclination of the temperature in the solid-liquid region separated from the irradiation position of the laser beam L by a specific distance or more. In this case, if the quality of the laser welding is not judged to be good in all the judgments, it may be regarded as a defect. Further, it may be acceptable as long as the quality of the laser welding is judged to be good by at least one of all the judgments. In addition, at least two of the first to fifth embodiments may be combined so as to be another combination.

上記第1実施形態では、レーザ中心位置から溶融池のA1側の端までの距離を溶融池の長さとして求めているがこれに限定されるものではない。例えば溶融池のA1側の端からA2側の端までの距離(固液領域の長さ)を溶融池の長さとしてもよい。固液領域の長さも溶込み深さと相関があるからである。 In the first embodiment, the distance from the laser center position to the end of the molten pool on the A1 side is determined as the length of the molten pool, but the length is not limited to this. For example, the distance from the end on the A1 side of the molten pool to the end on the A2 side (the length of the solid-liquid region) may be the length of the molten pool. This is because the length of the solid-liquid region also correlates with the penetration depth.

上記第1実施形態では、溶融池の長さから溶込み深さを推定し、その溶込み深さからレーザ溶接の品質の良否を判定しているが、これに限定されるものではない。例えば、判定データ31bに溶融池の長さとレーザ溶接の品質の良否との関係を示すデータを記憶しておき、測定された溶融池の長さがレーザ溶接の品質が良となる適切な範囲にあればレーザ溶接の品質を良いと判断してもよい。溶融池の長さと溶込み深さとは相関関係があり、溶込み深さとレーザ溶接の品質の良否とは相関関係があることから、溶融池の長さとレーザ溶接の品質の良否にも相関関係があるといえるからである。また、溶融池の幅についても同様に判定データ31bに溶融池の幅とレーザ溶接の品質の良否との関係を示すデータを記憶しておき、測定された溶融池の幅がレーザ溶接の品質が良となる適切な範囲にあればレーザ溶接の品質を良いと判断してもよい。 In the first embodiment, the penetration depth is estimated from the length of the molten pool, and the quality of the laser welding is determined from the penetration depth, but the quality is not limited to this. For example, data indicating the relationship between the length of the molten pool and the quality of laser welding is stored in the determination data 31b, and the measured length of the molten pool is within an appropriate range in which the quality of laser welding is good. If so, the quality of laser welding may be judged to be good. Since there is a correlation between the length of the molten pool and the depth of penetration, and there is a correlation between the depth of penetration and the quality of laser welding, there is also a correlation between the length of the molten pool and the quality of laser welding. Because it can be said that there is. Similarly, regarding the width of the molten pool, data indicating the relationship between the width of the molten pool and the quality of laser welding is stored in the determination data 31b, and the measured width of the molten pool is the quality of laser welding. The quality of laser welding may be judged to be good if it is within an appropriate range that is good.

上記実施形態では、レーザ溶接装置Sにおいてレーザ溶接の品質を判断しているが、これに限定されるものではない。例えば、レーザ溶接装置Sと共に使用されるレーザ溶接品質判定装置において、レーザ溶接の品質の良否を判定してもよい。具体的には、レーザ溶接品質装置は、少なくとも赤外線カメラ19、演算処理装置20を備え、赤外線カメラ19により撮影された温度分布データ32aの温度分布の傾きから、演算処理装置20において溶融池を特定し、その溶融池の長さ及び/又は幅から溶込み深さを推定し、その溶込み深さからレーザ溶接の品質の良否を判定してもよい。加えて、液体状態の金属を含む領域内の複数の位置で溶融池の幅を求め、それらの溶融池の幅の差を評価することでレーザ溶接の品質の良否を判定してもよい。更に、形状データ32bに記憶された溶融池の長さ及び/又は溶融池の幅のデータのうち、直近の所定期間内に記憶されたものの最大値と最小値との差から変動量を求めることで、溶融池の長さ及び/又は溶融池の幅の経時的な変化の大きさからレーザ溶接の品質の良否を判定してもよい。これらに加えて、レーザ光Lの照射位置から特定距離以上離れた固液領域内における温度の傾きを評価することで、レーザ溶接の品質の良否を判定してもよい。この場合、全ての判定でレーザ溶接の品質が良と判定されなければ不良としてもよい。また、全ての判定で少なくとも1つでレーザ溶接の品質が良と判定されれば良としてもよい。 In the above embodiment, the laser welding apparatus S determines the quality of laser welding, but the quality is not limited thereto. For example, in the laser welding quality determination device used together with the laser welding device S, the quality of the laser welding may be determined. Specifically, the laser welding quality apparatus includes at least an infrared camera 19 and an arithmetic processing apparatus 20, and the arithmetic processing apparatus 20 identifies a molten pool from the inclination of the temperature distribution of the temperature distribution data 32a captured by the infrared camera 19. Then, the penetration depth may be estimated from the length and / or width of the molten pool, and the quality of laser welding may be judged from the penetration depth. In addition, the quality of laser welding may be determined by determining the widths of the molten pools at a plurality of positions in the region containing the metal in a liquid state and evaluating the difference in the widths of the molten pools. Further, among the data of the length and / or the width of the molten pool stored in the shape data 32b, the fluctuation amount is obtained from the difference between the maximum value and the minimum value of the data stored within the latest predetermined period. Then, the quality of the laser welding may be judged from the magnitude of the change over time in the length of the molten pool and / or the width of the molten pool. In addition to these, the quality of the laser welding may be judged by evaluating the inclination of the temperature in the solid-liquid region separated from the irradiation position of the laser beam L by a specific distance or more. In this case, if the quality of the laser welding is not judged to be good in all the judgments, it may be regarded as a defect. Further, it may be acceptable as long as the quality of the laser welding is judged to be good by at least one of all the judgments.

S レーザ溶接装置
10 レーザ発振器(レーザ照射手段の一部)
11 光ファイバ(レーザ照射手段の一部)
12 ファイバアダプタ(レーザ照射手段の一部)
16 レーザ加工ヘッド(レーザ照射手段の一部)
19 赤外線カメラ(測定手段)
S レーザ溶接装置
S2 (傾き判断手段)
S3 (状態識別手段)
S5 (溶融池特定手段)
S7 (判定手段)
S Laser Welding Device 10 Laser Oscillator (Part of Laser Irradiation Means)
11 Optical fiber (part of laser irradiation means)
12 Fiber adapter (part of laser irradiation means)
16 Laser processing head (part of laser irradiation means)
19 Infrared camera (measuring means)
S Laser welding device S2 (Inclination determination means)
S3 (state identification means)
S5 (Melting pond identification means)
S7 (judgment means)

Claims (9)

金属へレーザ光を照射して該金属の溶接を行うレーザ溶接装置であって、
レーザ光を発振して、金属との相対的な位置を変化させながらレーザ光を金属に照射させるレーザ光照射手段と、
金属の状態によって変動する所定の物理量の分布を、前記レーザ光照射手段によりレーザ光が照射された金属の所定領域において測定する測定手段と、
その測定手段により測定された前記所定領域における前記所定の物理量の分布に基づいて、各位置における前記所定の物理量の変化量である傾きを判断する傾き判断手段と、
その傾き判断手段により判断された傾きに基づいて、前記所定領域における固体状態だけの金属の領域である固体領域と、液体状態の金属を含む領域とを識別する状態識別手段と、
その状態識別手段により識別された前記液体状態の金属を含む領域を溶融池として特定する溶融池特定手段と、
その溶融池特定手段により特定された前記溶融池を評価することで、レーザ溶接の品質の良否を判定する判定手段と、を備えることを特徴とするレーザ溶接装置。
A laser welding device that irradiates a metal with a laser beam to weld the metal.
A laser beam irradiating means that oscillates a laser beam and irradiates the metal with the laser beam while changing the position relative to the metal.
A measuring means for measuring a distribution of a predetermined physical quantity that varies depending on the state of the metal in a predetermined region of the metal irradiated with the laser beam by the laser beam irradiating means.
An inclination determining means for determining an inclination, which is an amount of change in the predetermined physical quantity at each position, based on the distribution of the predetermined physical quantity in the predetermined region measured by the measuring means.
A state identification means for discriminating between a solid region, which is a region of metal only in the solid state, and a region containing metal in the liquid state, based on the inclination determined by the inclination determining means.
A molten pool identifying means for identifying a region containing the metal in the liquid state identified by the state identifying means as a molten pool,
A laser welding apparatus comprising: a determination means for determining the quality of laser welding by evaluating the molten pool specified by the molten pool specifying means.
前記所定の物理量は、温度であることを特徴とする請求項1記載のレーザ溶接装置。 The laser welding apparatus according to claim 1, wherein the predetermined physical quantity is a temperature. 前記状態識別手段は、前記所定領域内における前記所定の物理量の分布の傾きが変わる位置を特定することにより、液体状態の金属と固体状態の金属とを含む領域である固液領域と、前記固体領域とを識別することを特徴とする請求項1又は2記載のレーザ溶接装置。 The state identifying means specifies a position in the predetermined region where the inclination of the distribution of the predetermined physical quantity changes, thereby forming a solid-liquid region which is a region containing a metal in a liquid state and a metal in a solid state, and the solid. The laser welding apparatus according to claim 1 or 2, wherein the laser welding apparatus is characterized by distinguishing from a region. 前記判定手段は、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の前記液体状態の金属を含む領域の長さ及び/又はレーザ光が金属に対して相対的に移動する方向の前記液体状態の金属を含む領域の長さを評価することにより、前記溶融池を評価することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のレーザ溶接装置。 The determination means is the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction orthogonal to the direction in which the laser beam moves relative to the metal and / or the direction in which the laser beam moves relative to the metal. The laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the molten pool is evaluated by evaluating the length of the region containing the metal in the liquid state. 前記判定手段は、経時的にレーザ光が金属に対して相対的に移動することに伴う、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向の前記液体状態の金属を含む領域の長さの経時的な変化を評価することにより、前記溶融池を評価することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のレーザ溶接装置。 The determination means determines the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction in which the laser light moves relative to the metal as the laser light moves relative to the metal over time. The laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the molten pool is evaluated by evaluating a change over time. 前記判定手段は、前記液体状態の金属を含む領域にある少なくとも2つの位置における、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の前記液体状態の金属を含む領域の長さの差を評価することにより、前記溶融池を評価することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のレーザ溶接装置。 The determination means is the length of the region containing the metal in the liquid state in the direction orthogonal to the direction in which the laser beam moves relative to the metal at at least two positions in the region containing the metal in the liquid state. The laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the molten pool is evaluated by evaluating the difference between the two. 前記判定手段は、レーザ光の照射位置から所定距離にあり、前記照射位置の移動に伴って金属上を移動する前記液体状態の金属を含む領域にある所定位置において、レーザ光が金属に対して相対的に移動する方向と直交する方向の前記液体状態の金属を含む領域の長さの経時的な変化を評価することにより、前記溶融池を評価することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のレーザ溶接装置。 The determination means is at a predetermined distance from the irradiation position of the laser beam, and the laser beam is directed to the metal at a predetermined position in the region containing the metal in the liquid state, which moves on the metal as the irradiation position moves. Claims 1 to 6, wherein the molten pool is evaluated by evaluating a change over time in the length of the region containing the metal in the liquid state in a direction orthogonal to the direction of relative movement. The laser welding apparatus according to any one. 前記判定手段は、前記液体状態の金属を含む領域のうち、レーザ光の照射位置から特定距離以上離れた領域内において、一の位置と該一の位置の周辺の位置とにおける前記所定の物理量の差が所定量以上である該一の位置の有無を評価することにより、前記溶融池を評価することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のレーザ溶接装置。 The determination means has a predetermined physical quantity at one position and a position around the one position in a region containing a metal in a liquid state, which is separated from a laser beam irradiation position by a specific distance or more. The laser welding apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the molten pool is evaluated by evaluating the presence or absence of the one position where the difference is equal to or more than a predetermined amount. 金属との相対的な位置を変化させながらレーザ光を金属に照射し、該金属の溶接を行うレーザ溶接装置により行われたレーザ溶接の品質の良否を判定するレーザ溶接品質判定装置であって、
金属の状態によって変動する所定の物理量の分布を、前記レーザ溶接装置によりレーザ光が照射された金属の所定領域において測定する測定手段と、
その測定手段により測定された前記所定領域における前記所定の物理量の分布に基づいて、各位置における前記所定の物理量の変化量である傾きを判断する傾き判断手段と、
その傾き判断手段により判断された傾きに基づいて、前記所定領域における固体状態だけの金属の領域である固体領域と、液体状態の金属を含む領域とを識別する状態識別手段と、
その状態識別手段により識別された前記液体状態の金属を含む領域を溶融池として特定する溶融池特定手段と、
その溶融池特定手段により特定された前記溶融池を評価することで、レーザ溶接の品質の良否を判定する判定手段と、を備えることを特徴とするレーザ溶接品質判定装置。
A laser welding quality determination device that irradiates a metal with laser light while changing its relative position with the metal and determines the quality of laser welding performed by the laser welding device that welds the metal.
A measuring means for measuring the distribution of a predetermined physical quantity that varies depending on the state of the metal in a predetermined region of the metal irradiated with the laser beam by the laser welding apparatus.
An inclination determining means for determining an inclination, which is an amount of change in the predetermined physical quantity at each position, based on the distribution of the predetermined physical quantity in the predetermined region measured by the measuring means.
A state identification means for discriminating between a solid region, which is a region of metal only in the solid state, and a region containing metal in the liquid state, based on the inclination determined by the inclination determining means.
A molten pool identifying means for identifying a region containing the metal in the liquid state identified by the state identifying means as a molten pool, and a molten pool identifying means.
A laser welding quality determining apparatus comprising: a determining means for determining the quality of laser welding by evaluating the molten pool specified by the molten pool specifying means.
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WO2023218701A1 (en) * 2022-05-10 2023-11-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 Machining condition determination method and determination device

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