JPH10202380A - レ−ザ溶接方法および二次電池容器の製法 - Google Patents
レ−ザ溶接方法および二次電池容器の製法Info
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- JPH10202380A JPH10202380A JP9007665A JP766597A JPH10202380A JP H10202380 A JPH10202380 A JP H10202380A JP 9007665 A JP9007665 A JP 9007665A JP 766597 A JP766597 A JP 766597A JP H10202380 A JPH10202380 A JP H10202380A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は被溶接部材を効率よく溶融させ、
しかも急冷による割れの発生を招くことなくパルスレ−
ザ光によって溶接できるようにしたレ−ザ溶接方法を提
供することにある。 【解決手段】 被溶接部材をパルスレ−ザ光で溶接する
レ−ザ溶接方法において、上記パルスレ−ザ光の出力が
ピ−ク値Ｐに達するまでの時間ｔ1 が（ｔ1 ≦0.8ms ）
で、出力がピ−ク値Ｐの２分の１の値に低下するまでの
時間ｔ2 が（ｔ2≦1.0ms ）で、時間ｔ2 を経過した後
の出力は漸減するとともに、パルス幅Ｔが（Ｔ≧2.0ms
）に設定された波形のパルスレ−ザ光を用いることを
特徴とする。
しかも急冷による割れの発生を招くことなくパルスレ−
ザ光によって溶接できるようにしたレ−ザ溶接方法を提
供することにある。 【解決手段】 被溶接部材をパルスレ−ザ光で溶接する
レ−ザ溶接方法において、上記パルスレ−ザ光の出力が
ピ−ク値Ｐに達するまでの時間ｔ1 が（ｔ1 ≦0.8ms ）
で、出力がピ−ク値Ｐの２分の１の値に低下するまでの
時間ｔ2 が（ｔ2≦1.0ms ）で、時間ｔ2 を経過した後
の出力は漸減するとともに、パルス幅Ｔが（Ｔ≧2.0ms
）に設定された波形のパルスレ−ザ光を用いることを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はとくにアルミニウ
ムやアルミニウム合金で作られる部品に好適なレ−ザ溶
接方法およびその溶接方法を用いた二次電池容器の製法
に関する。
ムやアルミニウム合金で作られる部品に好適なレ−ザ溶
接方法およびその溶接方法を用いた二次電池容器の製法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電池には種々の種類があり、たとえば繰
り返し充電が可能なリチウムイオン電池などの二次電池
があることが知られている。このような二次電池の一般
的な構造としては、図４に示すように容器本体１が電極
材料や電解液などが収容されるアウタ缶２と、このアウ
タ缶２の開口を閉塞するキャップ体３とによって密閉構
造に形成されている。上記キャップ体３には注液口４が
形成され、この注液口４は他の部品に比べて板厚の薄い
閉塞部材５によって閉塞されている。
り返し充電が可能なリチウムイオン電池などの二次電池
があることが知られている。このような二次電池の一般
的な構造としては、図４に示すように容器本体１が電極
材料や電解液などが収容されるアウタ缶２と、このアウ
タ缶２の開口を閉塞するキャップ体３とによって密閉構
造に形成されている。上記キャップ体３には注液口４が
形成され、この注液口４は他の部品に比べて板厚の薄い
閉塞部材５によって閉塞されている。
【０００３】上記構造の容器本体１は、アウタ缶２に対
して上記キャップ体３を接合し、その接合部分がパルス
レ−ザ光によって突き合わせ溶接される。また、上記閉
塞部材５は上記キャップ体３に重ね合わされ、これらの
重ね合わせ部分がパルスレ−ザ光によって重ね合わせ溶
接される。
して上記キャップ体３を接合し、その接合部分がパルス
レ−ザ光によって突き合わせ溶接される。また、上記閉
塞部材５は上記キャップ体３に重ね合わされ、これらの
重ね合わせ部分がパルスレ−ザ光によって重ね合わせ溶
接される。
【０００４】上記容器本体１のアウタ缶２、キャップ体
３および閉塞部材５は軽量化などのために材料としてア
ルミニウムやアルミニウム合金が用いられるようになっ
てきている。アルミニウムやその合金材料をパルスレ−
ザ光によって溶接する場合、鉄系の材料に比べて熱拡散
速度が約１０倍程度も大きいため、パルス幅１ms以内で
ピ−ク出力の高いパルスレ−ザ光を用いることで効率よ
く材料を溶融させるということが行われる。
３および閉塞部材５は軽量化などのために材料としてア
ルミニウムやアルミニウム合金が用いられるようになっ
てきている。アルミニウムやその合金材料をパルスレ−
ザ光によって溶接する場合、鉄系の材料に比べて熱拡散
速度が約１０倍程度も大きいため、パルス幅１ms以内で
ピ−ク出力の高いパルスレ−ザ光を用いることで効率よ
く材料を溶融させるということが行われる。
【０００５】しかしながら、アルミニウムやその合金材
料は急冷により割れが発生し易いということがある。そ
のため、効率よく溶融させるためにピ−ク出力の高いパ
ルスレ−ザ光を１msの小さいパルス幅で用いると、溶融
後に急冷されるから、材料の割れの発生を招くというこ
とがある。
料は急冷により割れが発生し易いということがある。そ
のため、効率よく溶融させるためにピ−ク出力の高いパ
ルスレ−ザ光を１msの小さいパルス幅で用いると、溶融
後に急冷されるから、材料の割れの発生を招くというこ
とがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、パルスレ
−ザ光を用いてアルミニウムやその合金材料を溶接する
場合、効率よく溶融させるためにパルス幅が小さく、ピ
−ク出力の高いパルスレ−ザ光を用いることになるの
で、溶融効率の向上を計ることができても、溶融後に急
冷されて被溶接部材の割れが発生するということがあっ
た。
−ザ光を用いてアルミニウムやその合金材料を溶接する
場合、効率よく溶融させるためにパルス幅が小さく、ピ
−ク出力の高いパルスレ−ザ光を用いることになるの
で、溶融効率の向上を計ることができても、溶融後に急
冷されて被溶接部材の割れが発生するということがあっ
た。
【０００７】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、被溶接部材を効率よく溶
融させることができるとともに、溶融後に急冷すること
なく冷却できるレ−ザ溶接方法およびそのレ−ザ溶接方
法を用いた二次電池容器の製法を提供することにある。
で、その目的とするところは、被溶接部材を効率よく溶
融させることができるとともに、溶融後に急冷すること
なく冷却できるレ−ザ溶接方法およびそのレ−ザ溶接方
法を用いた二次電池容器の製法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金からなる被溶接部材を
パルスレ−ザ光で溶接するレ−ザ溶接方法において、上
記パルスレ−ザ光は、出力が１×１０10Ｗ／ｍ2 以上で
あるピ−ク値Ｐに達するまでの時間ｔ1 が（ｔ1 ≦0.8m
s ）で、出力がピ−ク値Ｐから２分の１の値に低下する
までの時間ｔ2 が（ｔ2 ≦1.0ms ）で、時間ｔ2 を経過
した後の出力は漸減するとともに、パルス幅Ｔが（Ｔ≧
2.0ms ）に設定された波形であることを特徴とする。
ミニウムまたはアルミニウム合金からなる被溶接部材を
パルスレ−ザ光で溶接するレ−ザ溶接方法において、上
記パルスレ−ザ光は、出力が１×１０10Ｗ／ｍ2 以上で
あるピ−ク値Ｐに達するまでの時間ｔ1 が（ｔ1 ≦0.8m
s ）で、出力がピ−ク値Ｐから２分の１の値に低下する
までの時間ｔ2 が（ｔ2 ≦1.0ms ）で、時間ｔ2 を経過
した後の出力は漸減するとともに、パルス幅Ｔが（Ｔ≧
2.0ms ）に設定された波形であることを特徴とする。
【０００９】請求項２の発明は、二次電池容器を構成す
るアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる複数の
部品をパルスレ−ザ光で溶接する二次電池容器の製法に
おいて、上記複数の部品を請求項１に記載されたレ−ザ
溶接方法を用いて溶接することを特徴とする。
るアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる複数の
部品をパルスレ−ザ光で溶接する二次電池容器の製法に
おいて、上記複数の部品を請求項１に記載されたレ−ザ
溶接方法を用いて溶接することを特徴とする。
【００１０】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、上記複数の部品は二次電池容器のアウタ缶と、この
アウタ缶の開口を閉塞するキャップ体とであり、これら
部品の突き合わせ部を溶接することを特徴とする。
て、上記複数の部品は二次電池容器のアウタ缶と、この
アウタ缶の開口を閉塞するキャップ体とであり、これら
部品の突き合わせ部を溶接することを特徴とする。
【００１１】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、上記複数の部品は二次電池容器のアウタ缶の開口を
閉塞するキャップ体と、このキャップ体に形成された注
液口を閉塞する閉塞部材とであり、これら部品の重ね合
わせ部を溶接することを特徴とする。
て、上記複数の部品は二次電池容器のアウタ缶の開口を
閉塞するキャップ体と、このキャップ体に形成された注
液口を閉塞する閉塞部材とであり、これら部品の重ね合
わせ部を溶接することを特徴とする。
【００１２】請求項１の発明によれば、パルスレ−ザ光
の出力のピ−ク値Ｐを１×１０10Ｗ／ｍ2 以上とするこ
とで、請求項２の部品を十分な溶融深さで溶融して溶接
できるとともに、レ−ザ溶接に用いられるパルスレ−ザ
光の波形を、出力がピ−ク値に達するまでの時間を短く
したことで、被溶接部材を効率よく溶融させることがで
き、出力がピ−ク値の２分の１の値に低下してからは出
力を漸減させ、かつパルス幅ＴをＴ≧2ms としたこと
で、被溶接部材への入熱を増大させることなく、上記被
溶接部材が急冷されるのを避けることができる。
の出力のピ−ク値Ｐを１×１０10Ｗ／ｍ2 以上とするこ
とで、請求項２の部品を十分な溶融深さで溶融して溶接
できるとともに、レ−ザ溶接に用いられるパルスレ−ザ
光の波形を、出力がピ−ク値に達するまでの時間を短く
したことで、被溶接部材を効率よく溶融させることがで
き、出力がピ−ク値の２分の１の値に低下してからは出
力を漸減させ、かつパルス幅ＴをＴ≧2ms としたこと
で、被溶接部材への入熱を増大させることなく、上記被
溶接部材が急冷されるのを避けることができる。
【００１３】請求項２の発明によれば、二次電池容器の
アルミニウムまたはその合金からなる部品を請求項１の
レ−ザ方法で溶接することで、溶融効率の向上を計るこ
とができるとともに、急冷による割れの発生を防止でき
る。
アルミニウムまたはその合金からなる部品を請求項１の
レ−ザ方法で溶接することで、溶融効率の向上を計るこ
とができるとともに、急冷による割れの発生を防止でき
る。
【００１４】請求項３の発明によれば、二次電池容器の
アウタ缶とキャップ体とを十分な溶融深さで割れの発生
を招くことなくパルスレ−ザ光で溶接できる。請求項４
の発明によれば、二次電池容器のキャップ体と注液口の
閉塞部材とを十分な溶融深さで割れの発生を招くことな
くパルスレ−ザ光で溶接できる。
アウタ缶とキャップ体とを十分な溶融深さで割れの発生
を招くことなくパルスレ−ザ光で溶接できる。請求項４
の発明によれば、二次電池容器のキャップ体と注液口の
閉塞部材とを十分な溶融深さで割れの発生を招くことな
くパルスレ−ザ光で溶接できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
を参照して説明する。図１はこの発明のレ−ザ溶接方法
を実施するためのレ−ザ溶接装置１１を示し、このレ−
ザ溶接装置１１はパルスレ−ザ光Ｌを発振出力するため
のＹＡＧレ−ザなどのレ−ザ発振器１２を備えている。
このレ−ザ発振器１２には制御装置１３が接続されてい
て、この制御装置１３によって発振出力されるパルスレ
−ザ光Ｌのパルス波形や出力のピ−ク値Ｐを設定制御で
きるようになっている。
を参照して説明する。図１はこの発明のレ−ザ溶接方法
を実施するためのレ−ザ溶接装置１１を示し、このレ−
ザ溶接装置１１はパルスレ−ザ光Ｌを発振出力するため
のＹＡＧレ−ザなどのレ−ザ発振器１２を備えている。
このレ−ザ発振器１２には制御装置１３が接続されてい
て、この制御装置１３によって発振出力されるパルスレ
−ザ光Ｌのパルス波形や出力のピ−ク値Ｐを設定制御で
きるようになっている。
【００１６】上記レ−ザ発振器１２から発振出力された
パルスレ−ザ光Ｌは光ファイバ１４に導入される。この
光ファイバ１４から出射したパルスレ−ザ光Ｌは集光レ
ンズ１５に入射し、この集光レンズ１５で集束されて被
溶接部材としての二次電池容器の容器本体１を照射して
図示しない走査機構によって１０mm/sの送り速度によっ
て溶接するようになっている。
パルスレ−ザ光Ｌは光ファイバ１４に導入される。この
光ファイバ１４から出射したパルスレ−ザ光Ｌは集光レ
ンズ１５に入射し、この集光レンズ１５で集束されて被
溶接部材としての二次電池容器の容器本体１を照射して
図示しない走査機構によって１０mm/sの送り速度によっ
て溶接するようになっている。
【００１７】被溶接部材のパルスレ−ザ光Ｌによって照
射される溶接部分には図示しないノズルからシ−ルドガ
スが供給される。シ−ルドガスとしては窒素、アルゴ
ン、ヘリウムなどの不活性ガスが用いられる。それによ
って、被溶接部材の溶接部分に酸素による気泡が生じる
のを防止するようになっている。
射される溶接部分には図示しないノズルからシ−ルドガ
スが供給される。シ−ルドガスとしては窒素、アルゴ
ン、ヘリウムなどの不活性ガスが用いられる。それによ
って、被溶接部材の溶接部分に酸素による気泡が生じる
のを防止するようになっている。
【００１８】上記二次電池容器は図４に示すように容器
本体１を有し、この容器本体１はアウタ缶２とキャップ
体３とからなり、キャップ体３に形成された注液口４は
閉塞部材５によって閉塞される。これらの部品２、３、
４はアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成
されている。これらのアルミニウム合金はＪＩＳ規格で
Ａ３００１、Ａ５００１とされるようなマンガンやマグ
ネシウムを含有するアルミニウム合金である。
本体１を有し、この容器本体１はアウタ缶２とキャップ
体３とからなり、キャップ体３に形成された注液口４は
閉塞部材５によって閉塞される。これらの部品２、３、
４はアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成
されている。これらのアルミニウム合金はＪＩＳ規格で
Ａ３００１、Ａ５００１とされるようなマンガンやマグ
ネシウムを含有するアルミニウム合金である。
【００１９】上記アウタ缶２とキャップ体３とは図５に
示すように上記パルスレ−ザ光Ｌによって突き合わせ溶
接され、上記キャップ体３と閉塞部材５とは図６
（ａ）、（ｂ）に示すように重ね合わせ溶接される。こ
の例では、アウタ缶２の板厚は0.3 〜 0.5mm、キャップ
体３の付き合わせ部での板厚も0.30.5mmとした。そし
て、キャップ体３事態の板厚は0.1mm とし、閉塞部材５
の板厚は0.2mm とした。
示すように上記パルスレ−ザ光Ｌによって突き合わせ溶
接され、上記キャップ体３と閉塞部材５とは図６
（ａ）、（ｂ）に示すように重ね合わせ溶接される。こ
の例では、アウタ缶２の板厚は0.3 〜 0.5mm、キャップ
体３の付き合わせ部での板厚も0.30.5mmとした。そし
て、キャップ体３事態の板厚は0.1mm とし、閉塞部材５
の板厚は0.2mm とした。
【００２０】上記容器本体１の各部品を溶接するに際
し、レ−ザ発振器１２から周波数５０Ｈz にて発振出力
されるパルスレ−ザ光Ｌは、制御装置１３によって出力
のピ−ク値Ｐとパルス波形とが所定の状態に設定され
る。
し、レ−ザ発振器１２から周波数５０Ｈz にて発振出力
されるパルスレ−ザ光Ｌは、制御装置１３によって出力
のピ−ク値Ｐとパルス波形とが所定の状態に設定され
る。
【００２１】すなわち、パルスレ−ザ光Ｌの出力のピ−
ク値Ｐは１×１０10Ｗ／ｍ2 以上の値、この実施形態で
は２×１０10Ｗ／ｍ2 に設定される。また、パルス波形
は図３（ａ）〜（ｅ）のうちのいずれかの形状に設定さ
れる。そして、パルスレ−ザ光Ｌの投入エネルギは１パ
ルス当たり３〜４Ｊであり、スポット径は0.45mmとし
た。また、パルス間隔はパルス幅以上であるとした。
ク値Ｐは１×１０10Ｗ／ｍ2 以上の値、この実施形態で
は２×１０10Ｗ／ｍ2 に設定される。また、パルス波形
は図３（ａ）〜（ｅ）のうちのいずれかの形状に設定さ
れる。そして、パルスレ−ザ光Ｌの投入エネルギは１パ
ルス当たり３〜４Ｊであり、スポット径は0.45mmとし
た。また、パルス間隔はパルス幅以上であるとした。
【００２２】パルスレ−ザ光Ｌの出力のピ−ク値Ｐを２
×１０10Ｗ／ｍ2 に設定することで、溶接時に、上記容
器本体１の各部品を十分な深さで溶融することができ
る。ここでは溶融径は0.8mm とした。図２には、アルミ
ニウムまたはその合金からなる材料を、パルスレ−ザ光
Ｌで溶接する場合、そのパルスレ−ザ光Ｌの出力のピ−
ク値と、溶融深さとの関係を実験した結果を示す。
×１０10Ｗ／ｍ2 に設定することで、溶接時に、上記容
器本体１の各部品を十分な深さで溶融することができ
る。ここでは溶融径は0.8mm とした。図２には、アルミ
ニウムまたはその合金からなる材料を、パルスレ−ザ光
Ｌで溶接する場合、そのパルスレ−ザ光Ｌの出力のピ−
ク値と、溶融深さとの関係を実験した結果を示す。
【００２３】図２から分かるように、パルスレ−ザ光Ｌ
のピ−ク値Ｐが１×１０10Ｗ／ｍ2以上になると、エネ
ルギ吸収率が高くなり、急激に溶融深さが大きくなるこ
とが確認された。したがって、上述したようにパルスレ
−ザ光Ｌの出力のピ−ク値Ｐを２×１０10Ｗ／ｍ2 に設
定することで、溶接部分を所定の溶接強度を得るに十分
な溶融深さで溶融することができる。
のピ−ク値Ｐが１×１０10Ｗ／ｍ2以上になると、エネ
ルギ吸収率が高くなり、急激に溶融深さが大きくなるこ
とが確認された。したがって、上述したようにパルスレ
−ザ光Ｌの出力のピ−ク値Ｐを２×１０10Ｗ／ｍ2 に設
定することで、溶接部分を所定の溶接強度を得るに十分
な溶融深さで溶融することができる。
【００２４】パルスレ−ザ光Ｌのパルス波形は、図３
（ａ）〜（ｅ）のうち、たとえば（ａ）に示す第１の波
形Ａ1 に設定される。この第１の波形Ａ1 において、発
振されてから出力がピ−ク値Ｐに達するまでの時間ｔ1
は、ｔ1 ≦0.8ms で、第１の波形Ａ1 では0.7ms に設定
されている。パルスレ−ザ光Ｌが出力されてからピ−ク
値Ｐを過ぎ、ピ−ク値Ｐの２分の１の値に低下するまで
の時間ｔ2 は、ｔ2 ≦1.0ms に設定されている。
（ａ）〜（ｅ）のうち、たとえば（ａ）に示す第１の波
形Ａ1 に設定される。この第１の波形Ａ1 において、発
振されてから出力がピ−ク値Ｐに達するまでの時間ｔ1
は、ｔ1 ≦0.8ms で、第１の波形Ａ1 では0.7ms に設定
されている。パルスレ−ザ光Ｌが出力されてからピ−ク
値Ｐを過ぎ、ピ−ク値Ｐの２分の１の値に低下するまで
の時間ｔ2 は、ｔ2 ≦1.0ms に設定されている。
【００２５】さらに、パルスレ−ザ光Ｌの出力がピ−ク
値Ｐの２分の１の値から０になるまではその出力が漸
減、つまり緩やかに減少するように設定されている。ま
た、パルス幅Ｔは、Ｔ≧2.0ms 以上、この実施形態の第
１の波形Ａ1 では2.6ms に設定されている。
値Ｐの２分の１の値から０になるまではその出力が漸
減、つまり緩やかに減少するように設定されている。ま
た、パルス幅Ｔは、Ｔ≧2.0ms 以上、この実施形態の第
１の波形Ａ1 では2.6ms に設定されている。
【００２６】上記第１の波形Ａ1 のパルスレ−ザ光Ｌを
容器本体１の被溶接部に照射すると、ピ−ク値Ｐに達す
るまでの時間が0.8ms 以下と短い。そのため、容器本体
１の材料がアルミニウムやその合金であって、熱拡散速
度が速くても、比較的効率よく溶融することができる。
つまり、時間ｔ1 を、ｔ1 ≦0.8ms に設定すると、パル
スレ−ザ光Ｌの出力のピ−ク値Ｐを２×１０10Ｗ／ｍ2
に設定したことと相俟って被溶接部材を局部的に効率よ
く、しかも十分な溶融深さで溶接することが可能とな
る。
容器本体１の被溶接部に照射すると、ピ−ク値Ｐに達す
るまでの時間が0.8ms 以下と短い。そのため、容器本体
１の材料がアルミニウムやその合金であって、熱拡散速
度が速くても、比較的効率よく溶融することができる。
つまり、時間ｔ1 を、ｔ1 ≦0.8ms に設定すると、パル
スレ−ザ光Ｌの出力のピ−ク値Ｐを２×１０10Ｗ／ｍ2
に設定したことと相俟って被溶接部材を局部的に効率よ
く、しかも十分な溶融深さで溶接することが可能とな
る。
【００２７】パルスレ−ザ光Ｌが発振されてからその出
力がピ−ク値Ｐに達し、ついでピ−ク値Ｐの２分の１の
出力になるまでの時間ｔ2 を1.0ms 以下にすることで、
（ｔ2 −ｔ1 ）を比較的短くできるから、容器本体１へ
の入熱量を小さくできる。それによって、容器本体１の
温度上昇を抑制できるから、上記容器本体１内部にＰＦ
Ｔ、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの低融点の樹脂
部材が巻回された正負電極間のセパレ−タなどとして入
れることができる。したがって、たとえばリチウムイオ
ン電池などの二次電池の容器に対する溶接に適用した場
合も、上記樹脂部材は熱損されない。
力がピ−ク値Ｐに達し、ついでピ−ク値Ｐの２分の１の
出力になるまでの時間ｔ2 を1.0ms 以下にすることで、
（ｔ2 −ｔ1 ）を比較的短くできるから、容器本体１へ
の入熱量を小さくできる。それによって、容器本体１の
温度上昇を抑制できるから、上記容器本体１内部にＰＦ
Ｔ、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの低融点の樹脂
部材が巻回された正負電極間のセパレ−タなどとして入
れることができる。したがって、たとえばリチウムイオ
ン電池などの二次電池の容器に対する溶接に適用した場
合も、上記樹脂部材は熱損されない。
【００２８】出力がピ−ク値Ｐの２分の１になってから
０になるまでは、その出力を緩やかに減少させている。
しかも、パルス幅Ｔを2.6ms に設定したことで、パルス
レ−ザ光Ｌの出力が０からピ−ク値Ｐに達するまでの時
間ｔ1 である、加熱時間よりも、ピ−ク値Ｐから０まで
に低下するまでの時間（Ｔ−ｔ1 ）である冷却時間を長
くできるから、被溶接部材の冷却速度を加熱速度に比べ
て緩やかにすることができる。
０になるまでは、その出力を緩やかに減少させている。
しかも、パルス幅Ｔを2.6ms に設定したことで、パルス
レ−ザ光Ｌの出力が０からピ−ク値Ｐに達するまでの時
間ｔ1 である、加熱時間よりも、ピ−ク値Ｐから０まで
に低下するまでの時間（Ｔ−ｔ1 ）である冷却時間を長
くできるから、被溶接部材の冷却速度を加熱速度に比べ
て緩やかにすることができる。
【００２９】したがって、容器本体１の被溶接部材の溶
接部は溶接後に急冷されることがなくなるから、その溶
接部分に溶接割れが発生するのを防止することができ
る。つぎに、図３（ｂ）〜（ｅ）に示す第２乃至第５の
パルス波形Ａ2 〜Ａ5 について説明する。まず、第２の
波形Ａ2 は出力がピ−ク値Ｐに達するまでの時間ｔ1 が
0.5ms に設定され、そのピ−ク値Ｐが0.8ms まで継続さ
れる。出力がピ−ク値Ｐの２分の１に低下するまでの時
間ｔ2 は1.0ms で、パルス幅Ｔは2.0ms に設定されてい
る。
接部は溶接後に急冷されることがなくなるから、その溶
接部分に溶接割れが発生するのを防止することができ
る。つぎに、図３（ｂ）〜（ｅ）に示す第２乃至第５の
パルス波形Ａ2 〜Ａ5 について説明する。まず、第２の
波形Ａ2 は出力がピ−ク値Ｐに達するまでの時間ｔ1 が
0.5ms に設定され、そのピ−ク値Ｐが0.8ms まで継続さ
れる。出力がピ−ク値Ｐの２分の１に低下するまでの時
間ｔ2 は1.0ms で、パルス幅Ｔは2.0ms に設定されてい
る。
【００３０】第３の波形Ａ3 は、出力がピ−ク値Ｐに達
するまでの時間ｔ1 が0.8ms に設定され、そのピ−ク値
Ｐの２分の１に低下するまでの時間ｔ2 は1.0ms に設定
されている。
するまでの時間ｔ1 が0.8ms に設定され、そのピ−ク値
Ｐの２分の１に低下するまでの時間ｔ2 は1.0ms に設定
されている。
【００３１】パルス幅Ｔは3.0ms に設定されているが、
出力がピ−ク値Ｐの２分の１から０に漸減する過程を1.
0ms から2.0ms までの第１の漸減部Ｄ1 と、2.0ms から
3.0ms までの第２の漸減部Ｄ2 とに分けている。第１の
漸減部Ｄ1 は第２の漸減部Ｄ2 に比べて出力の減少速度
が緩やかである。そのため、被溶接部材の溶接部分の冷
却速度をより一層、緩やかにすることが可能となる。
出力がピ−ク値Ｐの２分の１から０に漸減する過程を1.
0ms から2.0ms までの第１の漸減部Ｄ1 と、2.0ms から
3.0ms までの第２の漸減部Ｄ2 とに分けている。第１の
漸減部Ｄ1 は第２の漸減部Ｄ2 に比べて出力の減少速度
が緩やかである。そのため、被溶接部材の溶接部分の冷
却速度をより一層、緩やかにすることが可能となる。
【００３２】第４の波形Ａ4 は出力がピ−ク値Ｐに達す
るまでの時間ｔ1 は0.8ms であるが、その前に出力をピ
−ク値Ｐの４分の３程度まで急激に上昇させ、ついで２
分の１よりもわずかに低く低下させてからピ−ク値Ｐに
上昇させるようにしている。
るまでの時間ｔ1 は0.8ms であるが、その前に出力をピ
−ク値Ｐの４分の３程度まで急激に上昇させ、ついで２
分の１よりもわずかに低く低下させてからピ−ク値Ｐに
上昇させるようにしている。
【００３３】出力がピ−ク値Ｐからその２分の１に低下
するまでの時間ｔ2 は1.0ms で、そのあとの冷却過程は
第３の波形Ａ3 と同様、第１の漸減部Ｄ1 と第２の漸減
部Ｄ2 とに分けられている。第１の漸減部Ｄ1 は1.0ms
から2.0ms までの１.0msで、第２の漸減部Ｄ2 は2.0ms
から4.0ms の2.0ms に設定されている。さらに、パルス
幅Ｔは4.0ms に設定されている。
するまでの時間ｔ2 は1.0ms で、そのあとの冷却過程は
第３の波形Ａ3 と同様、第１の漸減部Ｄ1 と第２の漸減
部Ｄ2 とに分けられている。第１の漸減部Ｄ1 は1.0ms
から2.0ms までの１.0msで、第２の漸減部Ｄ2 は2.0ms
から4.0ms の2.0ms に設定されている。さらに、パルス
幅Ｔは4.0ms に設定されている。
【００３４】第５の波形Ａ5 は、出力がピ−ク値Ｐに達
するまでの時間ｔ1 は0.8ms に設定され、ピ−ク値Ｐの
２分の１に低下するまでの時間ｔ2 は1.0ms に設定され
ている。出力がピ−ク値Ｐの２分の１から０に減少する
までの過程は第１の漸減部Ｄ1 と第２の漸減部Ｄ2 とに
なっていて、第１の漸減部Ｄ1 は1.0ms から2.0ms まで
で、第２の漸減部Ｄ2 は3.0ms までとなっている。した
がって、パルス幅Ｔは3.0ms に設定されている。なお、
この第５の波形Ａ5 は、出力がピ−ク値Ｐに達するまで
の上昇カ−ブが一直線でなく、途中で屈曲している。
するまでの時間ｔ1 は0.8ms に設定され、ピ−ク値Ｐの
２分の１に低下するまでの時間ｔ2 は1.0ms に設定され
ている。出力がピ−ク値Ｐの２分の１から０に減少する
までの過程は第１の漸減部Ｄ1 と第２の漸減部Ｄ2 とに
なっていて、第１の漸減部Ｄ1 は1.0ms から2.0ms まで
で、第２の漸減部Ｄ2 は3.0ms までとなっている。した
がって、パルス幅Ｔは3.0ms に設定されている。なお、
この第５の波形Ａ5 は、出力がピ−ク値Ｐに達するまで
の上昇カ−ブが一直線でなく、途中で屈曲している。
【００３５】この発明は上記実施形態に限定されず、種
々変形可能である。たとえばこの発明に用いられるパル
ス波形は、上述した第１乃至第５のパルス波形に限られ
るものでなく、ピ−ク値に達するまでの時間ｔ1 、出力
がピ−ク値Ｐの２分の１に低下するまでの時間ｔ2 およ
びパルス幅Ｔが一定の条件を満し、かつ出力がピ−ク値
Ｐから２分の１に低下したのちに漸減する形状であれば
適用することができる。
々変形可能である。たとえばこの発明に用いられるパル
ス波形は、上述した第１乃至第５のパルス波形に限られ
るものでなく、ピ−ク値に達するまでの時間ｔ1 、出力
がピ−ク値Ｐの２分の１に低下するまでの時間ｔ2 およ
びパルス幅Ｔが一定の条件を満し、かつ出力がピ−ク値
Ｐから２分の１に低下したのちに漸減する形状であれば
適用することができる。
【００３６】また、アウタ缶２とキャップ体３とは図７
に示すように、アウタ缶２の開口部にキャップ体３をは
め込み、これらの接合部分にパルスレ−ザ光Ｌを照射し
て溶接するようにしてもよい。
に示すように、アウタ缶２の開口部にキャップ体３をは
め込み、これらの接合部分にパルスレ−ザ光Ｌを照射し
て溶接するようにしてもよい。
【００３７】さらに、被溶接部材としては二次電池容器
に限られず、他のものであってもよく、要は効率よく溶
融し、しかも急冷による被溶接部材の割れの発生を防止
することが要求される溶接に適用することができる。
に限られず、他のものであってもよく、要は効率よく溶
融し、しかも急冷による被溶接部材の割れの発生を防止
することが要求される溶接に適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、パルスレ−ザ
光の出力のピ−ク値を１×１０10Ｗ／ｍ2 以上にすると
ともに、レ−ザ溶接に用いられるパルスレ−ザ光の波形
を、出力がピ−ク値に達するまでの時間ｔ1 をｔ1 ≦0.
8ms とし、出力がピ−ク値から２分の１の値に低下する
間での時間ｔ2 をｔ2 ≦1.0ms と出力が２分の１以下に
低下してからはその出力を漸減させ、かつパルス幅Ｔを
Ｔ≧2ms とした。
光の出力のピ−ク値を１×１０10Ｗ／ｍ2 以上にすると
ともに、レ−ザ溶接に用いられるパルスレ−ザ光の波形
を、出力がピ−ク値に達するまでの時間ｔ1 をｔ1 ≦0.
8ms とし、出力がピ−ク値から２分の１の値に低下する
間での時間ｔ2 をｔ2 ≦1.0ms と出力が２分の１以下に
低下してからはその出力を漸減させ、かつパルス幅Ｔを
Ｔ≧2ms とした。
【００３９】そのため、被溶接部材を所定の溶接強度を
確保するに十分な深さで溶融して溶接できるばかりか、
被溶接部材が熱拡散速度の大きな材料であっても、効率
よく溶融させることができ、しかも出力がピ−ク値の２
分の１の値に低下するまでの時間を設定したことで被溶
接部材への入熱を増大させるのを防止でき、さらに出力
が２分の１に低下してからは漸減させるため、被溶接部
材が急冷されて割れが生じるのを防止することができ
る。
確保するに十分な深さで溶融して溶接できるばかりか、
被溶接部材が熱拡散速度の大きな材料であっても、効率
よく溶融させることができ、しかも出力がピ−ク値の２
分の１の値に低下するまでの時間を設定したことで被溶
接部材への入熱を増大させるのを防止でき、さらに出力
が２分の１に低下してからは漸減させるため、被溶接部
材が急冷されて割れが生じるのを防止することができ
る。
【００４０】請求項２の発明によれば、二次電池容器の
熱拡散速度の大きなアルミニウムまたはその合金からな
る部品を請求項１のレ−ザ方法で溶接するようにしたこ
とで、溶融効率の向上を計ることができるとともに、急
冷による割れの発生を防止できる。しかも、二次電池容
器への入熱を低減できるから、電池容器の内部に耐熱性
の低い材料が収容されていても、その部材を熱損させる
のを防止できる。
熱拡散速度の大きなアルミニウムまたはその合金からな
る部品を請求項１のレ−ザ方法で溶接するようにしたこ
とで、溶融効率の向上を計ることができるとともに、急
冷による割れの発生を防止できる。しかも、二次電池容
器への入熱を低減できるから、電池容器の内部に耐熱性
の低い材料が収容されていても、その部材を熱損させる
のを防止できる。
【００４１】請求項３の発明によれば、二次電池容器の
アウタ缶とキャップ体とを十分な溶融深さで、しかも割
れの発生を招くことなくパルスレ−ザ光で溶接できる。
請求項５の発明によれば、二次電池容器のキャップ体と
注液口の閉塞部材とを十分な溶融深さで、しかも割れの
発生を招くことなくパルスレ−ザ光で溶接できる。
アウタ缶とキャップ体とを十分な溶融深さで、しかも割
れの発生を招くことなくパルスレ−ザ光で溶接できる。
請求項５の発明によれば、二次電池容器のキャップ体と
注液口の閉塞部材とを十分な溶融深さで、しかも割れの
発生を招くことなくパルスレ−ザ光で溶接できる。
【図１】この発明の一実施形態のレ−ザ溶接装置を示す
説明図。
説明図。
【図２】同じくパルスレ−ザ光の出力と溶融深さとの関
係を示すグラフ。
係を示すグラフ。
【図３】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ異なる形状のパルス
波形の説明図。
波形の説明図。
【図４】二次電池容器を説明するための斜視図。
【図５】アウタ缶とキャップ体との溶接部分の断面図。
【図６】（ａ）はキャップ体と閉塞部材との溶接部分の
平面図、（ｂ）は同じく断面図。
平面図、（ｂ）は同じく断面図。
【図７】キャップ体をアウタ缶内のはめ込んでこれらを
溶接するときの溶接部分の断面図。
溶接するときの溶接部分の断面図。
１…容器本体 ２…アウタ缶 ３…キャップ体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｂ２３Ｋ 103:10
Claims (4)
- 【請求項１】 アルミニウムまたはアルミニウム合金か
らなる被溶接部材をパルスレ−ザ光で溶接するレ−ザ溶
接方法において、 上記パルスレ−ザ光は、出力が１×１０10Ｗ／ｍ2 以上
であるピ−ク値Ｐに達するまでの時間ｔ1 が（ｔ1 ≦0.
8ms ）で、出力がピ−ク値Ｐの２分の１の値に低下する
までの時間ｔ2 が（ｔ2 ≦1.0ms ）で、時間ｔ2 を経過
した後の出力は漸減するとともに、パルス幅Ｔが（Ｔ≧
2.0ms ）に設定された波形であることを特徴とするレ−
ザ溶接方法。 - 【請求項２】 二次電池容器を構成するアルミニウムま
たはアルミニウム合金からなる複数の部品をパルスレ−
ザ光で溶接する二次電池容器の製法において、 上記複数の部品を請求項１に記載されたレ−ザ溶接方法
を用いて溶接することを特徴とする二次電池容器の製
法。 - 【請求項３】 上記複数の部品は二次電池容器のアウタ
缶と、このアウタ缶の開口を閉塞するキャップ体とであ
り、これら部品の突き合わせ部を溶接することを特徴と
する請求項２記載の二次電池容器の製法。 - 【請求項４】 上記複数の部品は二次電池容器のアウ
タ缶の開口を閉塞するキャップ体と、このキャップ体に
形成された注液口を閉塞する閉塞部材とであり、これら
部品の重ね合わせ部を溶接することを特徴とする請求項
２記載の二次電池容器の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00766597A JP3455044B2 (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | レーザ溶接方法、二次電池の製法及びレーザ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00766597A JP3455044B2 (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | レーザ溶接方法、二次電池の製法及びレーザ溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10202380A true JPH10202380A (ja) | 1998-08-04 |
| JP3455044B2 JP3455044B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=11672113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00766597A Expired - Lifetime JP3455044B2 (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | レーザ溶接方法、二次電池の製法及びレーザ溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3455044B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2006260883A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Toyota Motor Corp | 密閉型蓄電装置及びその製造方法 |
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| WO2008038086A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Battery and method for manufacturing battery |
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| EP2392429A1 (fr) * | 2010-06-03 | 2011-12-07 | Lasag Ag | Procédé et installation d'usinage laser pulsé, en particulier pour le soudage, avec variation de l' apuissance de chaque impulsion laser |
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-
1997
- 1997-01-20 JP JP00766597A patent/JP3455044B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8293400B2 (en) | 2006-09-26 | 2012-10-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Battery including opening closure member with case contact part and case inside part |
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| US8308826B2 (en) | 2006-09-26 | 2012-11-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Battery and method for manufacturing battery |
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|---|---|
| JP3455044B2 (ja) | 2003-10-06 |
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