JPH07185851A - レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザパルスエネルギの無駄を省き、レーザ
発振源を本来の寿命まで長寿命化することが可能なレー
ザ溶接装置を提供する。 【構成】 所望インターバルで溶接用レーザパルスを発
生する溶接用レーザパルス発生装置３と、溶接用レーザ
パルスを調整して被溶接体９の溶接点Ｐに供給するレー
ザパルス調整装置５とからなるレーザ溶接装置におい
て、レーザパルス調整装置５内のレーザパルス通路４内
にレーザパルス透過率調整機構１０、１１を設け、レー
ザパルス透過率調整機構１０、１１を溶接用レーザパル
ス発生装置３に同期させ、溶接用レーザパルスの中で、
他の溶接用レーザパルスとその供給インターバルを異に
する溶接用レーザパルスが供給される時点に限り、レー
ザパルス透過率調整機構１０、１１を動作させ、そのと
き供給される溶接用レーザパルスの透過率を調整し、全
ての溶接用レーザパルスのエネルギを略等しくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ溶接方法及びレ
ーザ溶接装置に係わり、特に、複数の溶接用レーザパル
スを異なる供給インターバルで被溶接体に照射させる場
合に用いられるレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の被溶接体に対して順次溶接
用レーザパルスを照射させ、所要箇所のレーザ溶接を行
う場合、例えば、被溶接体として、図７に図示されるよ
うな薄肉パイプ状のスリーブ５１の外側にキャップ５２
を嵌合させて組付けを行ったスリーブ組付体５３が選ば
れ、このスリーブ組付体５３の外周の複数箇所、例え
ば、３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ （Ｐ₃ は図示なし）に対
して順次溶接用レーザパルスを照射させてレーザ溶接を
行い、続いて、同様の多数のスリーブ組付体５３に対し
て同じようなレーザ溶接を連続して行う場合には、以下
に示すようなレーザ溶接装置が用いられていた。

【０００３】図５は、かかる既知のレーザ溶接装置の構
成の一例を示すブロック構成図である。

【０００４】図５において、３１は高電圧発生装置、３
２はケーブル、３３は溶接用レーザパルス発生装置、３
４はレーザパルスの通路、３５はレーザパルス調整装
置、３６は第１のレンズ、３７は第２のレンズ、３８は
第３のレンズ（収束レンズ）、３９は被溶接体、４０は
高速シャッタ、４０Ａは高速シャッタ４０の制御部、４
１は制御回路である。

【０００５】そして、高電圧発生装置３１は、ケーブル
３２を介して溶接用レーザパルス発生装置３３に接続さ
れ、溶接用レーザパルス発生装置３３に動作用の高電圧
を供給する。溶接用レーザパルス発生装置３３の出力と
被溶接体３９間には、レーザパルス調整装置３５が配置
され、このレーザパルス調整装置３５のレーザパルスの
通路３４上には、第１のレンズ３６、第２のレンズ３
７、第３のレンズ３８が順次配置されている。レーザパ
ルス調整装置３５は、高速シャッタ４０の制御部４０Ａ
を介して選択的にレーザパルスの通路３４内に移動可能
な高速シャッタ４０を備えている。この高速シャッタ４
０の制御部４０Ａは、制御回路４１を介して溶接用レー
ザパルス発生装置３３に接続されている。

【０００６】続く、図６は、前記既知のレーザ溶接装置
における各部の動作タイミングを示す動作説明図であっ
て、（ａ）は溶接用レーザパルス発生装置が発生する溶
接用レーザパルスの発生タイミング、（ｂ）は高速シャ
ッタの動作タイミング、（ｃ）は被溶接体に供給される
溶接用レーザパルスの供給タイミングである。

【０００７】図６（ａ）、（ｃ）において、縦軸は溶接
用レーザパルスエネルギの大きさ、横軸は時間をそれぞ
れ示し、図６（ｂ）においては、縦軸は高速シャッタの
位置、横軸は時間をそれぞれ示している。また、乃至
、’乃至’、”乃至”は、それぞれ第１番目
乃至第３番目の被溶接体３９（例えば、スリーブ組付体
５３）に対する溶接用レーザパルスの供給タイミングを
示している。

【０００８】ここにおいて、図６（ａ）乃至（ｃ）を併
用して前記既知のレーザ溶接装置の動作について説明す
るが、このレーザ溶接装置で溶接を行う各被溶接体３９
は、図７に示されるように、３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃
を有しているものとする。

【０００９】まず、溶接用レーザパルス発生装置３３
は、図６（ａ）に示されるように、第１番目の被溶接体
３９に対し、同じ供給インターバルＢをもって４つの溶
接用レーザパルス乃至を発生する。この場合、前記
３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ に対し、溶接用レーザパルス
発生装置３３が４つの溶接用レーザパルス乃至を発
生している理由は、複数の溶接用レーザパルス乃至
を連続的に発生させると、前記複数の溶接用レーザパル
ス乃至の中で、１つ目の溶接用レーザパルスとそ
の直前の溶接用レーザパルスとの間の供給インターバル
Ａ’は、通常、１つ目及び２つ目の溶接用レーザパルス
、との間、２つ目及び３つ目の溶接用レーザパルス
、との間、３つ目と４つ目の溶接用レーザパルス
、の各供給インターバルＢよりもかなり長く（例え
ば、インターバルＡ’はインターバルＢの１０倍程度）
なるので、１つ目の溶接用レーザパルスのエネルギ
（パルス振幅）は、それに続く２つ目、３つ目、４つ目
の各溶接用レーザパルス、、等のエネルギ（パル
ス振幅）に比べて大きくなり、これら溶接用レーザパル
ス乃至の全てを被溶接体３９の溶接に用いたとする
と、溶接裕度が狭小になり、１つ目の溶接用レーザパル
スによる溶接点Ｐ₁ だけが過溶接になったり、２つ目
以降のそれぞれの溶接用レーザパルス乃至等による
溶接点Ｐ₂ 乃至Ｐ₃が弱溶接になったりすることによっ
て、溶接状態が不安定になるのを防ぐためである。そし
て、４つの溶接用レーザパルス乃至の中で、特に、
２つ目以降の溶接用レーザパルス乃至に比べてエネ
ルギ（パルス振幅）が大きな１つ目の溶接用レーザパル
スをダミーレーザパルスに選び、このダミーレーザパ
ルスを以下に述べるように高速シャッタ４０に投射さ
せ、吸収消散させている。

【００１０】また、溶接用レーザパルス発生装置３３
は、１つ目の溶接用レーザパルスの発生タイミングに
同期して制御装置４１にタイミング信号を送出し、制御
装置４１は、このタイミング信号に応答して制御信号を
高速シャッタ４０の制御部４０Ａに送出する。高速シャ
ッタ４０の制御部４０Ａは、この制御信号に応答し、図
５に図示の位置に上昇していた高速シャッタ４０を即座
に下降させ、高速シャッタ４０をレーザパルスの通路３
４内に位置させる。このため、溶接用レーザパルス発生
装置３３から発生され、レーザパルス調整装置３５内に
入力された１つ目の溶接用レーザパルスは、レーザパ
ルスの通路３４に沿って第１のレンズ３７から第２のレ
ンズ３８方向に進む際、既にレーザパルスの通路３４内
に位置している高速シャッタ４０に直接投射されるよう
になり、そこで吸収消散されるようになる。そして、１
つ目の溶接用レーザパルスが高速シャッタ４０で吸収
消散されると、前記制御信号の供給が停止するので、下
降していた高速シャッタ４０は直ちに上昇し、図５に図
示の位置まで上昇する。この場合に、図６（ｂ）に示さ
れるように、高速シャッタ４０の下降のタイミングは１
つ目の溶接用レーザパルスの立上りのタイミングより
やや早く、高速シャッタ４０の上昇のタイミングは１つ
目の溶接用レーザパルスの立下がりのタイミングより
やや遅くなっていて、高速シャッタ４０が下降している
インターバルＣは、１つ目の溶接用レーザパルスのパ
ルス幅よりもやや幅広になっている。

【００１１】次に、溶接用レーザパルス発生装置３３
は、２つ目の溶接用レーザパルスを発生してレーザパ
ルス調整装置３５に入力させるが、このとき、レーザパ
ルス調整装置３５内のレーザパルスの通路３４には、も
はや高速シャッタ４０が位置していないので、２つ目の
溶接用レーザパルスは、第１のレンズ３６、第２のレ
ンズ３７及び第３のレンズ３８をそれぞれ介して被溶接
体３９の最初の溶接点Ｐ₁ に供給され、その溶接点Ｐ₁
のレーザ溶接が行われる。

【００１２】次いで、溶接用レーザパルス発生装置３３
は、３つ目の溶接用レーザパルスを発生して同様にレ
ーザパルス調整装置３５に入力させるが、このときも、
レーザパルス調整装置３５内のレーザパルスの通路３４
に高速シャッタ４０が位置していないので、３つ目の溶
接用レーザパルスは、同じく第１乃至第３の各レンズ
３６乃至３８をそれぞれ介して被溶接体３９の次の溶接
点Ｐ₂ に供給され、その溶接点Ｐ₂ のレーザ溶接が行わ
れる。

【００１３】続いて、溶接用レーザパルス発生装置３３
は、４つ目の溶接用レーザパルスを発生するが、この
ときの動作は、前述の２つ目及び３つ目の溶接用レーザ
パルス、が発生された場合の動作と全く同様であっ
て、４つ目の溶接用レーザパルスは、被溶接体３９の
３つ目の溶接点Ｐ₃ に供給され、その溶接点Ｐ₃ のレー
ザ溶接が行われる。

【００１４】そして、２つ目、３つ目、４つ目の各溶接
用レーザパルス、、の発生により、第１番目の被
溶接体３９の３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ についての溶接
が終了する。なお、第１番目の被溶接体３９の３つの溶
接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ に、それぞれ２つ目、３つ目、４つ目
の各溶接用レーザパルス、、が供給される様子
は、図６（ｃ）に図示のとおりであって、各溶接用レー
ザパルス、、は、等しい供給インターバルＢにな
っている。

【００１５】前記第１番目の被溶接体３９の３つの溶接
点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ に対する溶接が終ると、図６（ｃ）に図
示のインターバルＡを経て、第２番目の被溶接体３９の
同じく３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ についての溶接に移
り、さらに、この第２番目の被溶接体３９の同じく３つ
の溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ に対する溶接が終わると、それぞ
れインターバルＡを経て、第３番目、第４番目の被溶接
体３９の順に各々３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ についての
溶接に移るが、第２番目以降の各の被溶接体３９におけ
る３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ についての溶接手順は、い
ずれも、第１番目の被溶接体３９の３つの溶接点Ｐ₁ 乃
至Ｐ₃ についての溶接手順と全く同じであるので、第２
番目以降の各被溶接体３９の３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃
についての溶接手順の説明は、省略する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】前記既知のレーザパル
ス溶接装置を用いてなるレーザ溶接方法は、各被溶接体
３９について、それぞれ１つ目の溶接用レーザパルス
をダミーレーザパルスとし、そのダミーレーザパルスを
高速シャッタ４０に投射させ、そこでエネルギの吸収消
散を行っているので、１つ目の溶接用レーザパルス
は、レーザ溶接に何等有効に利用されておらず、その
分、エネルギが無駄にされているという問題がある。

【００１７】また、前記既知のレーザパルス溶接装置を
用いてなるレーザ溶接方法は、被溶接体３９の各溶接点
Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ の総数よりも多い溶接用レーザパルス乃
至を発生させているため、溶接用レーザパルス発生装
置３３内にあるＹＡＧロッド等のレーザ発振源の利用回
数が必要以上に増大し、その分、レーザ発振源の本来の
寿命に比べて実際の寿命が短くなってしまうという問題
がある。

【００１８】本発明は、前記各問題点を除去するもので
あって、その目的は、レーザパルスエネルギの無駄を省
き、かつ、レーザ発振源を本来の寿命まで長寿命化する
ことが可能なレーザ溶接方法及びレーザ溶接装置を提供
することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、第１のインターバルで供給される１つの
溶接用レーザパルスと、それに続く第１のインターバル
よりも短い第２のインターバルで供給される複数の溶接
用レーザパルスを被溶接体に順次照射し、被溶接体のレ
ーザ溶接を行うレーザ溶接方法において、第１のインタ
ーバルの１つの溶接用レーザパルスの供給時に限り、レ
ーザパルスの通路内で連続的にレーザパルスの透過率の
調整を行うことにより、第１のインターバルの１つの溶
接用レーザパルスのエネルギと第２のインターバルの複
数の溶接用レーザパルスのエネルギとを略等しくし、被
溶接体に順次照射させる第１の手段を備える。

【００２０】また、前記目的を達成するために、本発明
は、所望のインターバルで溶接用レーザパルスを発生す
る溶接用レーザパルス発生装置と、溶接用レーザパルス
発生装置で得られた溶接用レーザパルスを調整して被溶
接体の溶接点に供給するレーザパルス調整装置とからな
るレーザ溶接装置において、レーザパルス調整装置内の
レーザパルスの通路内にレーザパルス透過率調整機構を
配置し、このレーザパルス透過率調整機構を溶接用レー
ザパルス発生装置に同期させ、溶接用レーザパルスの中
で、他の溶接用レーザパルスとその供給インターバルを
異にする溶接用レーザパルスが供給される時点に限り、
レーザパルス透過率調整機構を動作させ、そのとき供給
される溶接用レーザパルスの透過率を調整して、全ての
溶接用レーザパルスのエネルギを略等しくする第２の手
段を備える。

【００２１】

【作用】前記第１の手段によるレーザ溶接方法によれ
ば、第１のインターバルで供給される１つの溶接用レー
ザパルスと、それに続く第１のインターバルよりも短い
第２のインターバルで供給される複数の溶接用レーザパ
ルスを被溶接体に順次照射して被溶接体のレーザ溶接を
行う場合に、第１のインターバルの１つの溶接用レーザ
パルスの供給時に限って、レーザパルスの通路内で連続
的にレーザパルスの透過率の調整を行い、第１のインタ
ーバルの１つの溶接用レーザパルスのエネルギと、第２
のインターバルの複数の溶接用レーザパルスのエネルギ
とが略等しくなるようにしているので、被溶接体に供給
される時点において、各溶接用レーザパルスのエネルギ
（パルス振幅）や溶接用レーザパルスの径及びエネルギ
密度が等しくなり、全ての溶接用レーザパルスを無駄な
く溶接に利用することが可能になる。

【００２２】このため、溶接用レーザパルスが全て有効
なものになって、エネルギの削減が図れるとともに、レ
ーザ発振源の寿命を本来の寿命まで延ばすことができ
る。

【００２３】前記第２の手段によるレーザ溶接装置によ
れば、所望のインターバルで溶接用レーザパルスを発生
する溶接用レーザパルス発生装置と、溶接用レーザパル
ス発生装置で得られた溶接用レーザパルスを調整して被
溶接体の溶接点に供給するレーザパルス調整装置とを備
え、かつ、レーザパルス調整装置内のレーザパルスの通
路内にレーザパルス透過率調整機構を配置し、このレー
ザパルス透過率調整機構を溶接用レーザパルス発生装置
に同期させ、溶接用レーザパルスの中で、他の溶接用レ
ーザパルスとその供給インターバルを異にする溶接用レ
ーザパルスが供給される時点に限って、レーザパルス透
過率調整機構を動作させ、そのとき供給される溶接用レ
ーザパルスの透過率を調整して、全ての溶接用レーザパ
ルスのエネルギが略等しくなるようにしているので、被
溶接体に対して、それぞれ等しいエネルギ（パルス振
幅）や溶接用レーザパルスの径及びエネルギ密度を有す
る溶接用レーザパルスを供給することが可能になり、全
ての溶接用レーザパルスを溶接に利用できるレーザ溶接
装置が得られる。

【００２４】このため、溶接用レーザパルス発生装置か
ら得られる溶接用レーザパルスが無駄にならないので、
エネルギの削減が図れるとともに、溶接用レーザパルス
発生装置内にあるレーザ発振源の寿命を本来の寿命まで
延ばすことができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００２６】図１は、本発明に係わるレーザ溶接装置の
一実施例の構成を示すブロック構成図である。

【００２７】図１において、１は高電圧発生装置、２は
ケーブル、３は溶接用レーザパルス発生装置、４はレー
ザパルスの通路、５はレーザパルス調整装置、６は第１
のレンズ、７は第２のレンズ、８は第３のレンズ（収束
レンズ）、９は被溶接体、１０は偏光レンズ、１１は回
転制御部、１２は制御回路である。

【００２８】そして、高電圧発生装置１は、ケーブル２
を介して溶接用レーザパルス発生装置３に接続され、溶
接用レーザパルス発生装置３に動作用の高電圧を供給す
る。溶接用レーザパルス発生装置３の出力と被溶接体９
間には、レーザパルス調整装置５が配置され、このレー
ザパルス調整装置５のレーザパルスの通路４上には、第
１のレンズ６、第２のレンズ７、第３のレンズ８が順次
配置されている点までは、前記既知のレーザ溶接装置の
構成と同じである。

【００２９】ところで、本実施例においては、レーザパ
ルス調整装置５が、レーザパルスの通路４上に常時位置
している偏光レンズ１０と、その偏光レンズ１０を回転
させる偏光レンズ１０回転制御部１１とからなるレーザ
パルス透過率調整機構を有しており、偏光レンズ１０回
転制御部１１は、制御回路１２を介して溶接用レーザパ
ルス発生装置３に接続されているものである。

【００３０】続く、図２は、本実施例のレーザ溶接装置
における溶接用レーザパルスの供給タイミングを示す動
作説明図であって、実線は被溶接体９に供給されるエネ
ルギ調整後の溶接用レーザパルス、点線はレーザパルス
調整装置５に入力されたエネルギ調整前の溶接用レーザ
パルスをそれぞれ示している。

【００３１】図２において、縦軸は溶接用レーザパルス
エネルギの大きさ、横軸は時間をそれぞれ示すものであ
る。また、図２において、乃至は、第１番目の被溶
接体９（例えば、スリーブ組付体等）についての溶接用
レーザパルスの供給タイミング、丸数字にダッシュを付
した’乃至’は、第２番目の被溶接体９（例えば、
スリーブ組付体等）についての溶接用レーザパルスの供
給タイミング、丸数字に２重ダッシュを付した”乃至
”は、第３番目の被溶接体９（例えば、スリーブ組付
体等）についての溶接用レーザパルスの供給タイミング
を示している。

【００３２】前記構成による本実施例によるレーザ溶接
装置の動作を図２を併用して説明する。ただし、本実施
例においても、各被溶接体９は、図７に図示のように、
それぞれ３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ を有しているものと
する。

【００３３】始めに、溶接用レーザパルス発生装置３
は、第１番目の被溶接体９に対し、同じ供給インターバ
ルＢをもって、図２の点線で示されるような３つの溶接
用レーザパルス乃至を発生する。この場合において
も、既に述べたように、１つ目の溶接用レーザパルス
のエネルギ（パルス振幅）は、２つ目及び３つ目の溶接
用レーザパルス、のエネルギ（パルス振幅）に比べ
て大きくなっている。また、同時に、溶接用レーザパル
ス発生装置３は、１つ目の溶接用レーザパルスの発生
タイミングに同期して制御装置１２にタイミング信号を
送出し、制御装置１２は、このタイミング信号に応答し
て制御信号を偏光レンズ１０の回転制御部１１に送出す
る。このとき、偏光レンズ１０の回転制御部１１は、こ
の制御信号に応答して、偏光レンズ１０を基準位置から
所定位置まで即座に回転させ、レーザパルスの通路４を
進行するレーザパルスの透過率が、それまでの最大透過
率からそれより低い所定の透過率まで低下するように調
整する。この場合に得られる偏光レンズ１０の所定の透
過率は、１つ目の溶接用レーザパルスのエネルギ（パ
ルス振幅）、即ち、図２に図示されているような供給イ
ンターバルＡ（直前に発生された溶接用レーザパルスと
この１つ目の溶接用レーザパルスとの発生間隔）に依
存するもので、前記供給インターバルＡが長い程、偏光
レンズ１０が回転される度合いが大きくなり、偏光レン
ズ１０の所定の透過率は低下するようになっている。こ
のため、溶接用レーザパルス発生装置３から発生され、
レーザパルス調整装置３５内に入力された１つ目の溶接
用レーザパルスは、レーザパルスの通路４に沿って第
１、第２のレンズ６、７を通った後で、レーザパルスの
通路４内に配置されている偏光レンズ１０に入射される
と、その偏光レンズ１０に設定されている所定の透過率
によって一部のエネルギの透過が妨げられ、偏光レンズ
１０への入射前に比べてややエネルギ（パルス振幅）が
減少した図２の実線に示されるような溶接用レーザパル
スに調整変換される。この調整変換された溶接用レー
ザパルスは、第３のレンズ８を通して収束された後、
第１番目の被溶接体９の最初の溶接点Ｐ₁ に照射され、
その溶接点Ｐ₁ のレーザ溶接が行われる。そして、この
１つ目の溶接用レーザパルスが偏光レンズ１０の所定
の透過率によって調整変換されると、前記制御信号の供
給が停止するので、所定位置まで回転していた偏光レン
ズ１０は、直ちに逆回転して基準位置まで戻され、レー
ザパルスの通路４を進行するレーザパルスの透過率は、
再び最大の透過率になるように設定される。

【００３４】次に、溶接用レーザパルス発生装置３は、
２つ目の溶接用レーザパルスを発生してレーザパルス
調整装置５に入力させるが、このときに、レーザパルス
調整装置５内のレーザパルスの通路４上に位置している
偏光レンズ１０の透過率は、既に最大の透過率になるよ
うに設定されているので、この２つ目の溶接用レーザパ
ルスは、第１、第２のレンズ６、７を通した後で、偏
光レンズ１０に入射されても、偏光レンズ１０において
殆んどエネルギ（パルス振幅）が減衰されることなく通
過する。そして、偏光レンズ１０を通過した２つ目の溶
接用レーザパルスは、第３のレンズ８において収束さ
れた後、被溶接体９の次の溶接点Ｐ₂ に照射され、その
溶接点Ｐ₂ のレーザ溶接が行われる。

【００３５】続いて、溶接用レーザパルス発生装置３
は、３つ目の溶接用レーザパルスを発生して同様にレ
ーザパルス調整装置５に入力させるが、このときも、レ
ーザパルス調整装置５内のレーザパルスの通路４上に位
置している偏光レンズ１０の透過率は、最大の透過率に
なるように設定されているので、３つ目の溶接用レーザ
パルスは、同じく第１、第２のレンズ６、７を通して
偏光レンズ１０に入射されても、偏光レンズ１０におい
て殆んどエネルギ（パルス振幅）が減衰されることなく
通過する。そして、偏光レンズ１０を通過した３つ目の
溶接用レーザパルスは、第３のレンズ８で収束された
後、被溶接体９の３つ目の溶接点Ｐ₃ に照射され、その
溶接点Ｐ₃ のレーザ溶接が行われ、ここまでで、第１番
目の被溶接体９の３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ についての
溶接工程が終了する。

【００３６】このようにして、第１番目の被溶接体９の
３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ についての溶接が終ると、イ
ンターバルＡを経て、第２番目の被溶接体９の３つの溶
接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ についての溶接に移り、さらに、この
第２番目の被溶接体９の３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ につ
いての溶接が終わると、それぞれインターバルＡを経
て、第３番目、第４番目の被溶接体９の順に各々３つの
溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ についての溶接に移行する。この場
合、第２番目以降の各被溶接体９の３つの溶接点Ｐ₁ 乃
至Ｐ₃ についての溶接の動作手順は、いずれも、前述の
第１番目の被溶接体９の３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ につ
いての溶接の動作手順と全く同じであるので、第２番目
以降の各被溶接体９の３つの溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ につい
ての溶接の動作手順の説明は、省略する。

【００３７】次いで、図３は、図１に図示の実施例に用
いられるレーザパルス透過率調整機構（偏向レンズ１０
及び回転制御部１１）の具体的構成の一例を示す斜視図
である。

【００３８】図３において、１３はブラケット、１４は
サーボモータ、１５はサーボモータ１４の出力軸、１６
は駆動ギア、１７は従動ギア、１８は円筒状ボディであ
り、その他、図１に示された構成要素と同じ構成要素に
は同じ符号を付けている。

【００３９】そして、ブラケット２２には、サーボモー
タ１４が取付けられ、サーボモータ１４の出力軸１５に
は、駆動ギア１６が嵌合固定されている。ブラケット２
２は、レーザパルスの通路４に当たる部分に穴（図示な
し）が設けられ、この穴に円筒状ボディ１８が取付けら
れる。円筒状ボディ１８は、内部に偏光レンズ１０が配
置保持され、外部に駆動ギア１６に噛合った従動ギア１
７が嵌合固定される。この場合、サーボモータ１４に
は、図１に図示された制御装置１２から選択的に制御信
号が供給されるように構成されている。

【００４０】前記構成によるレーザパルス透過率調整機
構（偏光レンズ１０及び回転制御部１１）は、次のよう
に動作する。

【００４１】制御装置１２からサーボモータ１４に供給
される制御信号がないとき、もしくは、制御装置１２か
らサーボモータ１４に基準レベルの制御信号が供給され
ているとき、円筒状ボディ１８内に配置保持されている
偏光レンズ１０は、基準位置、即ち、入射される溶接用
レーザパルスに対して最大の透過率をもって通過させる
ような位置にある。一方、制御装置１２からサーボモー
タ１４に、所定レベルの制御信号が供給されるか、もし
くは、基準レベルから所定レベルだけ外れた制御信号が
供給されると、そのの所定レベルに応じた量だけサーボ
モータ１４が回転する。そして、このサーボモータ１４
の回転は、その出力軸１５を回転させるとともに、出力
軸１５に嵌合固定されている駆動ギア１６を回転させ、
この駆動ギア１６に噛み合っている従動ギア１７を介し
て円筒状ボディ１８を回転させる。このため、円筒状ボ
ディ１８内に配置保持されている偏光レンズ１０も回転
するようになり、それによって偏光レンズ１０に入射さ
れる溶接用レーザパルスに対する透過率は、最大値から
それより低い所定値まで低下するので、このとき偏光レ
ンズ１０を通過する溶接用レーザパルスは、そのエネル
ギ（パルス振幅）の一部が消耗され、偏光レンズ１０か
らは、レーザパルスの径及びエネルギ密度を変化させず
に、エネルギ（パルス振幅）の調整された溶接用レーザ
パルスが出力される。

【００４２】この場合、偏光レンズ１０は、基準位置か
らの回転角度が大きくなるにしたがって、通過する溶接
用レーザパルスの透過率が順次比例して低下するような
構成にするか、もしくは、基準位置からの回転角度が大
きくなるにしたがって、通過する溶接用レーザパルスの
透過率が段階的に低下するような構成にする。

【００４３】また、サーボモータ１４に供給される制御
信号は、エネルギ（パルス振幅）を調整すべき溶接用レ
ーザパルスのエネルギ（パルス振幅）が、他の溶接用レ
ーザパルスのエネルギ（パルス振幅）に比べて大きけれ
ば大きい程、前記所定レベルが大きくなるように設定
し、前記所定レベルの大きさに対応させ、偏光レンズ１
０を基準位置から所定角度まで回転させるようにしてい
る。

【００４４】かかるレーザパルス透過率調整機構（偏光
レンズ１０及び回転制御部１１）を有する本実施例のレ
ーザ溶接装置及びレーザ溶接方法によれば、いずれの被
溶接体９の各溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ に照射される溶接用レ
ーザパルス乃至、’乃至’、”乃至”のエ
ネルギ（パルス振幅）を同じ大きさにすることができ、
それによって各溶接点Ｐ₁ 乃至Ｐ₃ が殆んど同じ状態に
溶接され、溶接状態を安定化させることができる。

【００４５】また、本実施例のレーザ溶接装置及びレー
ザ溶接方法によれば、溶接用レーザパルス発生装置３が
発生する全てのレーザパルスを溶接に利用しているの
で、エネルギの無駄がなく、溶接用レーザパルス発生装
置３内にあるレーザ発振源の寿命を本来の寿命に等しく
なるまで延ばすことができる。

【００４６】なお、前述の例においては、溶接用レーザ
パルスのエネルギ（パルス振幅）の調整を行う場合に、
レーザパルス透過率調整機構として、偏光レンズ１０及
び回転制御部１１を用いた例について説明したが、本発
明に用いられるレーザパルス透過率調整機構は、偏光レ
ンズ１０及び回転制御部１１を用いたものに限られるも
のではなく、他の手段、例えば、ハーフミラーとその回
動制御部を用いてもよい。

【００４７】続く、図４は、本実施例において、時間経
過に伴って変化する各種の特性を示す特性図であって、
（ａ）は溶接用レーザパルスのエネルギ（パルス振幅）
の変化特性、（ｂ）は偏光レンズ１０の透過率の変化特
性、（ｃ）は被溶接体９に照射される溶接用レーザパル
スのエネルギ（パルス振幅）の変化特性である。

【００４８】図４（ａ）乃至（ｃ）において、縦軸は、
それぞれ、レーザパルスのエネルギ、偏光レンズ１０の
透過率、被溶接体９への照射エネルギであり、横軸は、
いずれも、経過時間である。

【００４９】図４（ａ）に示されるように、溶接用レー
ザパルス発生装置３が発生する溶接用レーザパルスのエ
ネルギ（パルス振幅）は、時間の経過とともに順次増大
し、最終的には当初のエネルギ（パルス振幅）に比べて
約５乃至１０％増大する特性を有しているのに対して、
図４（ｂ）に示されるように、レーザパルス透過率調整
機構を構成する偏光レンズ１０の透過率は、時間の経過
とともに順次低くなっているので、偏光レンズ１０を通
過した溶接用レーザパルスのエネルギ（パルス振幅）
は、図４（ｃ）に示すように、時間の経過とともに変化
しないほぼ一定のものになる。

【００５０】そして、前述のように、偏光レンズ１０の
出力側には、時間の経過にも係わらず、エネルギ（パル
ス振幅）やレーザパルスの径及びエネルギ密度が変化し
ない溶接用レーザパルスが得られ、これを被溶接体９に
照射させれば、常時、均一な溶接条件によって安定した
溶接を行えるものである。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるレー
ザ溶接方法によれば、第１のインターバルＡで供給され
る１つの溶接用レーザパルスと、それに続く第１のイ
ンターバルＡよりも短い第２のインターバルＢで供給さ
れる複数の溶接用レーザパルス、を被溶接体９に順
次照射して被溶接体９のレーザ溶接を行う場合に、第１
のインターバルＡの１つの溶接用レーザパルスの供給
時に限って、レーザパルスの通路４内で連続的にレーザ
パルスの透過率の調整を行い、第１のインターバルＡの
１つの溶接用レーザパルスのエネルギと、第２のイン
ターバルＢの複数の溶接用レーザパルス、のエネル
ギ（パルス振幅）とを略等しくしているので、被溶接体
９への供給時点において、各溶接用レーザパルス乃至
のエネルギ（パルス振幅）や溶接用レーザパルスの径
及びエネルギ密度が等しくなり、全ての溶接用レーザパ
ルス乃至を無駄なく溶接に利用することが可能にな
る。

【００５２】このため、全ての溶接用レーザパルス乃
至が溶接に有効なものになり、エネルギの削減（例え
ば、既知のものに比べて約３／４）が図れるとともに、
レーザ発振源の寿命を本来の寿命まで（例えば、既知の
ものに比べて約１．３倍）延ばすことができるという効
果がある。

【００５３】また、本発明によるレーザ溶接装置によれ
ば、所望のインターバルで溶接用レーザパルスを発生す
る溶接用レーザパルス発生装置３と、溶接用レーザパル
ス発生装置３で得られた溶接用レーザパルスを調整して
被溶接体９の溶接点に供給するレーザパルス調整装置５
とを備え、かつ、レーザパルス調整装置５内のレーザパ
ルスの通路４内にレーザパルス透過率調整機構１０、１
１を配置し、このレーザパルス透過率調整機構１０、１
１を溶接用レーザパルス発生装置３に同期させ、溶接用
レーザパルスの中の他の溶接用レーザパルス、とそ
の供給インターバルを異にする溶接用レーザパルスが
供給される時点に限って、レーザパルス透過率調整機構
１０、１１を動作させ、そのとき供給される溶接用レー
ザパルスの透過率を調整して、全ての溶接用レーザパ
ルス乃至のエネルギ（パルス振幅）が略等しくなる
ようにしているので、被溶接体９に対して、それぞれ等
しいエネルギ（パルス振幅）や溶接用レーザパルスの径
及びエネルギ密度を有する溶接用レーザパルス乃至
を供給することが可能になり、全ての溶接用レーザパル
ス乃至を溶接に利用できるレーザ溶接装置が得られ
る。

【００５４】このため、溶接用レーザパルス発生装置３
から得られる溶接用レーザパルス乃至が無駄になら
ないので、エネルギの削減（例えば、既知のものに比べ
て約３／４）が図れるとともに、溶接用レーザパルス発
生装置３内にあるレーザ発振源の寿命を本来の寿命まで
（例えば、既知のものに比べて約１．３倍）延ばすこと
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレーザ溶接装置の一実施例の構成
を示すブロック構成図である。

【図２】図１に図示の実施例における溶接用レーザパル
スの供給タイミングを示す動作説明図である。

【図３】図１に図示の実施例に用いられるレーザパルス
透過率調整機構（偏向レンズ１０及び回転制御部１１）
の具体的構成の一例を示す斜視図である。

【図４】図１に図示の実施例において、時間経過に伴っ
て変化する各種の特性を示す特性図である。

【図５】既知のレーザ溶接装置の構成の一例を示すブロ
ック構成図である。

【図６】既知のレーザ溶接装置における各部の動作タイ
ミングを示す説明図である。

【図７】被溶接体の一例であるスリーブ組付体の構成を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 高電圧発生装置 ２ ケーブル ３ 溶接用レーザパルス発生装置 ４ レーザパルスの通路 ５ レーザパルス調整装置 ６ 第１のレンズ ７ 第２のレンズ ８ 第３のレンズ（収束レンズ） ９ 被溶接体 １０ 偏光レンズ １１ 回転制御部 １２ 制御回路 １３ ブラケット １４ サーボモータ １５ サーボモータ１４の出力軸 １６ 駆動ギア １７ 従動ギア １８ 円筒状ボディ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のインターバルで供給される１つの
   溶接用レーザパルスと、それに続く前記第１のインター
   バルよりも短い第２のインターバルで供給される複数の
   溶接用レーザパルスを被溶接体に順次照射し、前記被溶
   接体のレーザ溶接を行うレーザ溶接方法において、前記
   第１のインターバルの１つの溶接用レーザパルスの供給
   時に限り、レーザパルスの通路内で連続的にレーザパル
   スの透過率の調整を行うことにより、前記第１のインタ
   ーバルの１つの溶接用レーザパルスのエネルギと、前記
   第２のインターバルの複数の溶接用レーザパルスのエネ
   ルギとを略等しくし、前記被溶接体に順次照射させるこ
   とを特徴とするレーザ溶接方法。
2. 【請求項２】 所望のインターバルで溶接用レーザパル
   スを発生する溶接用レーザパルス発生装置と、前記溶接
   用レーザパルス発生装置で得られた溶接用レーザパルス
   を調整して被溶接体の溶接点に供給するレーザパルス調
   整装置とからなるレーザ溶接装置において、前記レーザ
   パルス調整装置内のレーザパルスの通路内にレーザパル
   ス透過率調整機構を配置し、このレーザパルス透過率調
   整機構を前記溶接用レーザパルス発生装置に同期させ、
   前記溶接用レーザパルスの中で、他の溶接用レーザパル
   スとその供給インターバルを異にする溶接用レーザパル
   スが供給される時点に限り、前記レーザパルス透過率調
   整機構を動作させ、そのとき供給される溶接用レーザパ
   ルスの透過率を調整して、全ての溶接用レーザパルスの
   エネルギを略等しくすることを特徴とするレーザ溶接装
   置。
3. 【請求項３】 前記レーザパルス透過率調整機構は、回
   転可能に保持された偏光レンズからなっていることを特
   徴とする請求項２に記載のレーザ溶接装置。
4. 【請求項４】 前記レーザパルス透過率調整機構は、レ
   ンズ周縁部のレーザパルス透過率が異なるように形成さ
   れ、かつ、回転可能に保持されたレンズからなっている
   ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接装置。