KR20190121756A - 레이저 용접 방법 - Google Patents

레이저 용접 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190121756A
KR20190121756A KR1020197023103A KR20197023103A KR20190121756A KR 20190121756 A KR20190121756 A KR 20190121756A KR 1020197023103 A KR1020197023103 A KR 1020197023103A KR 20197023103 A KR20197023103 A KR 20197023103A KR 20190121756 A KR20190121756 A KR 20190121756A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
irradiation
welding
workpiece
laser
laser beam
Prior art date
Application number
KR1020197023103A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102444098B1 (ko
Inventor
토시히로 시마조에
Original Assignee
엔오케이 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엔오케이 가부시키가이샤 filed Critical 엔오케이 가부시키가이샤
Publication of KR20190121756A publication Critical patent/KR20190121756A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102444098B1 publication Critical patent/KR102444098B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • B23K26/244Overlap seam welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005Soldering by means of radiant energy
    • B23K1/0056Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 복수 회에 이르는 레이저 조사에 의해 조사 에너지 밀도가 매우 높은 상태가 되는 일이 없고, 작업물에 구멍이 생기는 등의 문제가 발생하는 일이 없는 레이저 용접 방법을 제공한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 복수의 작업물을 포갠 상태로 작업물에 레이저 빔을 조사함으로써 작업물을 용접하는 레이저 용접 방법에 있어서, 일정한 용접 라인을 따라 왕복하여(reciprocate) 레이저 빔을 조사할 때에, 조사(照射)의 시단부(A)와 종단부(A″)에서 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 또, 일정한 용접 라인을 따라 복수 회, 같은 방향으로 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 시단부끼리 또는/및 종단부끼리 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

레이저 용접 방법
[0001] 본 발명은, 복수의 작업물(workpiece)을 포갠 상태로 작업물에 레이저 빔을 조사(照射)함으로써 작업물을 용접하는 레이저 용접 방법에 관한 것이다.
[0002] 예컨대, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 연료전지 셀에 있어서, 서로 포개어지는 애노드(anode) 세퍼레이터(제1 작업물; 11)와 캐소드(cathode) 세퍼레이터(제2 작업물; 12)의 외주부 및 매니폴드(manifold, 13) 주위를 레이저 용접(이 레이저 용접에 의한 용접부를 부호 L1로 나타냄)함으로써, 용접 시일(seal)부(용접 시일 라인; 14)를 형성하는 기술이 알려져 있다. 도 5의 평면도에서는, 용접 시일부(14)를 점선으로 나타내고, 개스킷(15)에 의한 고무 시일부(고무 시일 라인; 16)를 실선으로 나타내고 있다. 또, 도 6의 단면도에서, 부호 17은 수소 유로, 부호 18은 산소 유로, 부호 19는 냉각수 유로를 각각 나타내고 있다.
[0003] 일본 특허공개공보 제2009-183970호
[0004] 또, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 세퍼레이터(제1 및 제2 작업물; 11, 12)를 레이저 용접함으로써 용접 시일부(14)를 형성하는 동시에, 이 레이저 용접한 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)에 대해 부속 부품(제3 작업물; 20)을 마찬가지로 레이저 용접(이 레이저 용접에 의한 용접부를 부호 L2로 나타냄)으로 접합하는 기술이 알려져 있다. 부속 부품(20)으로서 도 7 및 도 8에서는 전압 감시용의 부품이 도시되어 있지만, 부품의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 도 9에 나타내는 것과 같은 세퍼레이터 사이의 위치결정용의 부품 등이어도 된다.
[0005] 이와 같이 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)를 레이저 용접함으로써 용접 시일부(14)를 형성하는 동시에, 레이저 용접한 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)에 대해 부속 부품(20)을 마찬가지로 레이저 용접으로 접합할 경우, 후자(後者)인 세퍼레이터(11, 12)와 부속 부품(20)의 용접부(L2)는, 3개 부품(11, 12, 20)에 의한 총 두께(t2)가 늘어나기 때문에(한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)에 의한 두께를 t1로 하여, t1<t2), 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12) 간의 용접부(L1)보다 높은 에너지 밀도(입열량(入熱量))로 용접을 행할 필요가 있다. 세퍼레이터(11, 12)와 부속 부품(20)의 용접부(L2)는, 품질을 안정시킬 수 있도록 3개 부품(11, 12, 20)을 관통 용접하는 것이 바람직하며, 단, 3개 부품(11, 12, 20)에 구멍 등은 발생하지 않는 것이 바람직하다.
[0006] 상기한 바와 같이 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)를 레이저 용접함으로써 용접 시일부(14)를 형성하는 동시에, 레이저 용접한 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)에 대해 부속 부품(20)을 마찬가지로 레이저 용접으로 접합하는 수법으로서는, 다른 출력의 레이저 조사 장치를 복수로 준비하여, 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)를 용접하는 공정과, 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)와 부속 부품(20)을 용접하는 공정을 별개 공정으로 하여 순차적으로 행하는 수법이 있다.
[0007] 이것은 예컨대, 500W 소출력(小出力)의 조사 장치와 750W 대출력(大出力)의 조사 장치(모두 도시 생략)를 준비하고, 먼저 도 10의 (A)에 나타낸 바와 같이, 500W 소출력의 조사 장치를 이용하여 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)를 용접부(L1)에서 용접하고, 이어서 도 10의 (B)에 나타낸 바와 같이, 750W 대출력의 조사 장치를 이용하여 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)와 부속 부품(20)을 용접부(L2)에서 용접하는 수법이다.
[0008] 그러나 이 수법에서는, 공정 수가 증가하고, 설비 비용이 커지기 때문에, 비용 증대로 이어진다는 문제가 있다.
[0009] 또, 부속 부품(20)의 용접을 별개의 공정으로 하지 않는 방법으로서, 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)의 용접과, 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)와 부속 부품(20)의 용접을 동일한 레이저 조사 장치를 이용하여 동일 공정 내에서 실시하며, 후자인 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)와 부속 부품(20)을 용접할 때, 부속 부품(20)의 용접부(L2)를 일정한 용접 라인을 따라 왕복 레이저 조사함으로써 판 두께 증가 분(分)의 에너지 밀도를 더하면, 3개 부품(11, 12, 20)을 관통 용접할 수 있게 된다.
[0010] 여기에서 부속 부품(20)의 용접부(L2)를 일정한 용접 라인을 따라 왕복 레이저 조사한다는 것은, 예컨대 도 11에 나타낸 바와 같이 부속 부품(20)의 용접부(L2)에 있어서, A점으로부터 B점에 이르는 일정한 용접 라인을 따라 레이저를 조사할 때에, A점을 조사의 시단부(始端部)로 하여, A점으로부터 B점까지 조사하고(화살표 a), 이어서 B점에서 되돌아 B점으로부터 A점까지 조사하여(화살표 b), A점을 조사의 종단부(終端部)로 하는 것을 말하며, 실질적으로 일정한 용접 라인을 따라 2회(1 왕복)의 조사가 행해지게 된다.
[0011] 그러나 이 경우, 레이저 조사의 시단부(개시부)와 종단부(말단부)에서는 각각, 기계 제어에서의 형편 등으로 인해, 에너지 밀도(입열량)가 다른 부분에 비해 높은 상태가 되는 경우가 많으며, 이에 따라 용입(penetration)량이 많은 상태가 된다. 이 때문에 도시된 바와 같이, 조사(照射)의 시단부와 종단부가 평면상 겹쳐 같은 위치(A점)로 설정되면, 조사되는 에너지 밀도가 매우 높은 상태가 되어, 그 결과, 구멍 형성 등의 문제가 발생할 우려가 있다.
[0012] 본 발명은 이상의 점을 감안하여, 복수 회에 이르는 레이저 조사로 조사 에너지 밀도가 매우 높은 상태가 되는 일이 없고, 이에 따라 작업물에 구멍 형성 등의 문제가 발생하는 일이 없는 레이저 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[0013] 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 레이저 용접 방법은, 복수의 작업물을 포갠 상태로 상기 작업물에 레이저 빔을 조사함으로써 상기 작업물을 용접하는 레이저 용접 방법에 있어서, 일정한 용접 라인을 따라 복수 회 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 단부(端部)에서 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
[0014] 또, 본 발명의 레이저 용접 방법은, 복수의 작업물을 포갠 상태로 상기 작업물에 레이저 빔을 조사함으로써 상기 작업물을 용접하는 레이저 용접 방법에 있어서, 일정한 용접 라인을 따라 왕복하여 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 시단부와 종단부에서 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
[0015] 실시양태로서는, 제1 작업물과 제2 작업물을 용접하도록 레이저 빔을 조사하는 제1 조사와, 상기 제1 조사에 의해 용접한 제1 및 제2 작업물에 대하여 제3 작업물을 용접하도록 레이저 빔을 조사하는 제2 조사를 동일한 조사 설비를 이용하여 동일 공정 내에서 실시하고, 상기 제2 조사를 행할 때에, 일정한 용접 라인을 따라 왕복하여 레이저 빔을 조사하며, 이때 조사의 시단부와 종단부에서 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
[0016] 또, 본 발명의 레이저 용접 방법은, 복수의 작업물을 포갠 상태로 상기 작업물에 레이저 빔을 조사함으로써 상기 작업물을 용접하는 레이저 용접 방법에 있어서, 일정한 용접 라인을 따라 복수 회, 같은 방향으로 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 시단부끼리 또는/및 종단부끼리 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
[0017] 실시양태로서는, 제1 작업물과 제2 작업물을 용접하도록 레이저 빔을 조사하는 제1 조사와, 상기 제1 조사에 의해 용접한 제1 및 제2 작업물에 대하여 제3 작업물을 용접하도록 레이저 빔을 조사하는 제2 조사를 동일한 조사 설비를 이용하여 동일 공정 내에서 실시하고, 상기 제2 조사를 행할 때에, 일정한 용접 라인을 따라 복수 회, 같은 방향으로 레이저 빔을 조사하며, 이때 조사의 시단부끼리 또는/및 종단부끼리 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
[0018] 또, 상기 제1 및 제2 작업물은, 연료전지용 세퍼레이터이며, 상기 제3 작업물은, 상기 연료전지용 세퍼레이터에 부설(附設)하는 부속 부품인 것을 특징으로 한다.
[0019] 본 발명에 있어서는, 일정한 용접 라인을 따라 복수 회 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 단부(端部)에서 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 하였기 때문에, 조사의 단부에서 조사 에너지 밀도가 매우 높은 상태가 되는 일이 없다. 따라서 복수 회에 이르는 레이저 조사에 의해 조사 에너지 밀도가 매우 높은 상태가 되어 작업물에 구멍이 생기는 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.
[0020] 도 1은 본 발명의 실시예와 관련되는 레이저 용접 방법에서 작업물이 되는 연료전지 구성 요소의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 2는 상기 레이저 용접 방법의 공정 설명도이다.
도 3은 상기 레이저 용접 방법에 있어서의 레이저 조사 위치의 설명도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예와 관련되는 레이저 용접 방법에 있어서의 레이저 조사 위치의 설명도이다.
도 5는 종래예와 관련되는 레이저 용접 방법에서 작업물이 되는 연료전지 셀의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 6은 상기 연료전지 셀의 주요부 단면도로서 도 5에 있어서의 D-D선 확대 단면도이다.
도 7은 종래예와 관련되는 레이저 용접 방법에서 작업물이 되는 연료전지 구성 요소의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 8은 상기 연료전지 구성 요소의 주요부 단면도로서 도 7에 있어서의 E-E선 확대 단면도이다.
도 9는 종래예와 관련되는 레이저 용접 방법에서 작업물이 되는 연료전지 구성 요소의 다른 예를 나타낸 평면도이다.
도 10은 종래예와 관련되는 레이저 용접 방법의 공정 설명도이다.
도 11은 다른 종래예와 관련되는 레이저 용접 방법에 있어서의 레이저 조사 위치의 설명도이다.
[0021] 본 발명에는, 이하의 실시형태가 포함된다.
(1) 애노드 세퍼레이터와 캐소드 세퍼레이터를 용접함으로써 시일 라인부를 형성한 용접 세퍼레이터에 별체(別體) 부품(부속 부품)을 용접으로 접합한다. 시일 라인부의 용접과 별체 부품의 용접을 동일 공정(동일 설비)에서 실시하고, 별체 부품을 세퍼레이터에 용접할 때에 복수 회, 동일한 용접 라인에서 레이저 조사한다. 복수 회, 동일한 용접 라인에서 레이저 조사할 때에, 용접 개시부 및 말단부의 용접 라인을 어긋나게 한 구성.
(2) 시일 라인부의 용접과 별체 부품의 용접을 동일 공정(동일 설비)에서 실시하는 경우에 있어서, 별체 부품을 세퍼레이터에 용접할 때에, 복수 회, 동일한 용접 라인에서 레이저 조사하는 경우에, 레이저 조사의 개시부 및 말단부의 용접 라인을 겹치지 않도록 어긋나게 한다. 이로써, 개시부 및 말단부에 조사되는 에너지 밀도(입열량)가 과도해지는 것을 회피하여, 구멍이 생기는 등의 문제에 대한 대책이 될 수 있게 된다.
(3) 본 발명에 의하면, 시일 라인부의 용접과, 별체 부품의 용접을 동일 공정에서 실시함으로써, 공정 수가 감소하고, 설비가 감소하여, 비용 저감을 기대할 수가 있다. 용접 개시부와 말단부에 대한 에너지 밀도(입열량)의 집중을 회피함으로써, 구멍 형성의 문제가 발생하지 않게 되어, 품질이 안정된다.
(실시예)
[0022] 다음으로 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.
[0023] 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 해당 실시예와 관련되는 레이저 용접 방법은, 그 작업물(용접 대상)로서 한 쌍의 연료전지용 세퍼레이터(11, 12)를 레이저 용접하여 접합하는 것으로서, 즉 서로 포개어지는 애노드 세퍼레이터(제1 작업물; 11)와 캐소드 세퍼레이터(제2 작업물; 12)의 외주부 및 매니폴드(13) 주위를 레이저 용접(이 레이저 용접에 의한 용접부를 부호 L1로 나타냄)함으로써 용접 시일부(용접 시일 라인; 14)를 형성하는 동시에, 이 레이저 용접한 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)에 대하여 부속 부품(제3 작업물; 20)을 마찬가지로 레이저 용접(이 레이저 용접에 의한 용접부를 부호 L2로 나타냄)함으로써 접합하는 것으로 되어 있다. 부속 부품(20)으로서는, 전압 감시용의 부품이 도시되어 있지만, 부품의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 상기 도 9에 나타낸 것과 같은 세퍼레이터 사이의 위치결정용의 부품 등이어도 된다. 도 1의 평면도에서는, 용접 시일부(14)를 점선으로 나타내고, 개스킷(15)에 의한 고무 시일부(고무 시일 라인; 16)를 실선으로 나타내고 있다.
[0024] 또, 해당 실시예와 관련되는 레이저 용접 방법에서는, 세퍼레이터(11, 12)의 용접에 대해 부속 부품(20)의 용접을 별개의 공정으로 하지 않는 방법으로서, 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)의 용접과, 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)와 부속 부품(20)의 용접을 동일한 레이저 조사 장치(도시 생략)를 이용하여 동일 공정 내에서 행하는 것으로 되어 있다.
[0025] 순서는 이하와 같다.
[0026] <세퍼레이터(11, 12)의 용접>
즉 먼저, 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)를 서로 포개고, 세퍼레이터(11, 12)에 레이저 빔을 조사(제1 조사)하여, 세퍼레이터(11, 12)의 용접부(L1) 즉 용접 시일부(14)를 형성한다.
[0027] <세퍼레이터(11, 12)와 부속 부품(20)의 용접>
이어서, 도 2의 (B), (C)에 나타낸 바와 같이, 용접한 한 쌍의 세퍼레이터(11, 12)에 부속 부품(20)을 포개고, 이 세퍼레이터(11, 12) 및 부속 부품(20)에 레이저 빔을 조사(제2 조사)하여, 부속 부품(20)의 용접부(L2)를 형성한다. 이 세퍼레이터(11, 12)와 부속 부품(20)을 용접할 때에는, 부속 부품(20)의 용접부(L2)를 일정한 용접 라인을 따라 왕복 레이저 조사한다. 여기에서 부속 부품(20)의 용접부(L2)를 일정한 용접 라인을 따라 왕복 레이저 조사한다는 것은, 일정한 용접 라인을 따라 2회(1 왕복)의 조사를 행하는 것이 되는데, 상기한 바와 같이 조사의 시단부와 종단부가 평면상 포개어져 같은 위치로 설정되면, 조사되는 에너지 밀도가 매우 높은 상태가 되어, 구멍이 생기는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다.
[0028] 따라서, 본 발명의 실시예에서는, 일정한 용접 라인을 따라 복수 회 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 단부에서 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있게 한 것으로서, 구체적으로는, 일정한 용접 라인을 따라 왕복하여 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 시단부와 종단부에서 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 하였다. 구체적인 순서는 이하와 같게 된다.
[0029] 제2 조사의 1 주사째(전진이동(往動) 주사, 도 2의 (B))…
도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 부속 부품(20)의 용접부(L2)에 있어서, A점으로부터 B점에 이르는 일정한 용접 라인을 따라 레이저를 조사할 때에, A점을 조사의 시단부로 하여, A점으로부터 B점까지 조사한다(화살표 a).
[0030] 제2 조사의 2 주사째(후퇴이동(復動) 주사, 도 2의 (C))…
계속해서 동(同) 도면에 나타낸 바와 같이, B점에서 되돌아 B점으로부터 A점을 향해 조사하는데(화살표 b), A점에 이르기 바로 전(직전)의 A′점(분기부)에서 조사의 방향을 바꿈으로써 용접 라인인 분기(分岐) 라인을 설정하여(화살표 c), A점에 가깝지만 A점과는 다른 위치인 A″점을 조사의 종단부로 한다.
[0031] 따라서 이 순서에 의하면, 부속 부품(20)의 용접부(L2)를 일정한 용접 라인을 따라 왕복 레이저 조사할 수 있는 동시에, 일정한 용접 라인을 따라 왕복하여 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 시단부(A점)와 종단부(A″점)에서 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지가 분산되기 때문에, 조사의 시단부와 종단부에서 조사 에너지 밀도가 매우 높은 상태가 되는 일이 없다. 따라서 본 발명의 소기(所期)의 목적대로, 복수 회에 이르는 레이저 조사에 의해 조사 에너지 밀도가 매우 높은 상태가 되어 작업물에 구멍이 생기는 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.
[0032] 또한, 조사의 시단부 및 종단부뿐만 아니라, 조사의 반환부(B점)에서 조사 에너지 밀도가 높아지는 것이 우려되는 경우가 있다면, 도 3의 (B)에 나타낸 바와 같이 조사의 반환부(B점)에서 용접 라인을 U자형 내지 대략 U자형으로 반전(反轉)시키도록 해도 된다.
[0033] 또, 상기 실시예와 같이 일정한 용접 라인을 따라 왕복하여 레이저 빔을 조사하는 것이 아니라, 일정한 용접 라인을 따라 복수 회, 같은 방향으로 레이저 빔을 조사하는 것도 상정되므로, 이러한 경우에는, 조사의 시단부끼리 또는/및 종단부끼리 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 한다. 구체적인 순서는 이하와 같게 된다.
[0034] 제2 조사의 1 주사째…
도 4에 나타낸 바와 같이, 부속 부품(20)의 용접부(L2)에 있어서, 일정한 용접 라인을 따라 레이저를 조사할 때에, A점을 조사의 시단부로 하고, B점을 조사의 종단부로 한다(화살표 a).
[0035] 제2 조사의 2 주사째…
계속해서 동 도면에 나타낸 바와 같이, 2 주사째의 조사를 행하는데, 이때, A점에 가깝지만 A점과는 다른 위치인 A′점을 조사의 시단부로 하고, B점에 가깝지만 B점과는 다른 위치인 B′점을 조사의 종단부로 한다(화살표 a′). 1 주사째의 조사 라인과 2 주사째의 조사 라인은, A점 및 A′점에 가깝지만 A점 및 A′점과는 다른 위치인 A″점 이후에서 겹치고, B점 및 B′점에 가깝지만 B점 및 B′점과는 다른 위치인 B″점 이후에서 분기된다.
[0036] 따라서 이 순서에 따르면, 부속 부품(20)의 용접부(L2)를 일정한 용접 라인을 따라 복수 회 레이저 조사할 수 있는 동시에, 일정한 용접 라인을 따라 복수 회 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 시단부끼리(A점 및 A′점) 및 종단부끼리(B점 및 B′점) 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지가 분산되기 때문에, 조사의 시단부들 및 종단부들에 있어서 조사 에너지 밀도가 매우 높은 상태가 되는 일이 없다. 따라서 본 발명의 소기의 목적대로, 복수 회에 이르는 레이저 조사에 의해 조사 에너지 밀도가 매우 높은 상태가 되어 작업물에 구멍이 생기는 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.
[0037] 11, 12; 세퍼레이터(제1 및 제2 작업물)
13; 매니폴드
14; 용접 시일부
15; 개스킷
16; 고무 시일부
17; 수소 유로
18; 산소 유로
19; 냉각수 유로
20; 부속 부품(제3 작업물)
L1; 세퍼레이터의 용접부
L2; 부속 부품의 용접부

Claims (6)

  1. 복수의 작업물(workpiece)을 포갠 상태로 상기 작업물에 레이저 빔을 조사(照射)함으로써 상기 작업물을 용접하는 레이저 용접 방법으로서,
    일정한 용접 라인을 따라 복수 회 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 단부(端部)에서 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 레이저 용접 방법.
  2. 복수의 작업물(workpiece)을 포갠 상태로 상기 작업물에 레이저 빔을 조사(照射)함으로써 상기 작업물을 용접하는 레이저 용접 방법으로서,
    일정한 용접 라인을 따라 왕복하여 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 시단부(始端部)와 종단부(終端部)에서 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 레이저 용접 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    제1 작업물과 제2 작업물을 용접하도록 레이저 빔을 조사하는 제1 조사와, 상기 제1 조사에 의해 용접한 제1 및 제2 작업물에 대하여 제3 작업물을 용접하도록 레이저 빔을 조사하는 제2 조사를 동일한 조사 설비를 이용하여 동일 공정 내에서 실시하고,
    상기 제2 조사를 행할 때에, 일정한 용접 라인을 따라 왕복하여 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 방법.
  4. 복수의 작업물을 포갠 상태로 상기 작업물에 레이저 빔을 조사함으로써 상기 작업물을 용접하는 레이저 용접 방법으로서,
    일정한 용접 라인을 따라 복수 회, 같은 방향으로 레이저 빔을 조사할 때에, 조사의 시단부끼리 또는/및 종단부끼리 조사 위치를 어긋나게 함으로써 조사 에너지를 분산할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 레이저 용접 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    제1 작업물과 제2 작업물을 용접하도록 레이저 빔을 조사하는 제1 조사와, 상기 제1 조사에 의해 용접한 제1 및 제2 작업물에 대하여 제3 작업물을 용접하도록 레이저 빔을 조사하는 제2 조사를 동일한 조사 설비를 이용하여 동일 공정 내에서 실시하고,
    상기 제2 조사를 행할 때에, 일정한 용접 라인을 따라 복수 회, 같은 방향으로 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 방법.
  6. 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 작업물은, 연료전지용 세퍼레이터이며,
    상기 제3 작업물은, 상기 연료전지용 세퍼레이터에 부설(附設)하는 부속 부품인 것을 특징으로 하는 레이저 용접 방법.
KR1020197023103A 2017-02-24 2018-02-21 레이저 용접 방법 KR102444098B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-032872 2017-02-24
JP2017032872 2017-02-24
PCT/JP2018/006162 WO2018155477A1 (ja) 2017-02-24 2018-02-21 レーザ溶接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190121756A true KR20190121756A (ko) 2019-10-28
KR102444098B1 KR102444098B1 (ko) 2022-09-15

Family

ID=63253295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197023103A KR102444098B1 (ko) 2017-02-24 2018-02-21 레이저 용접 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11491579B2 (ko)
EP (1) EP3587024A4 (ko)
JP (1) JP6735898B2 (ko)
KR (1) KR102444098B1 (ko)
CN (1) CN110234460B (ko)
WO (1) WO2018155477A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220023353A (ko) * 2020-08-21 2022-03-02 주식회사 보림파워텍 Sofc 스택용 분리판과 셀프레임 접합방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111604594A (zh) * 2020-05-27 2020-09-01 湖北亿纬动力有限公司 一种电池盖板的焊接工艺以及电池
CN113146029A (zh) * 2021-04-19 2021-07-23 山西奥斯腾科技有限责任公司 将焊接、修复、检测集成于一体的激光头

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005106527A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Toyoda Mach Works Ltd 圧力センサ及びその製造方法
JP2009183970A (ja) 2008-02-05 2009-08-20 Nissan Motor Co Ltd レーザ溶接方法、レーザ溶接装置、および溶接部材
KR20140080754A (ko) * 2012-12-17 2014-07-01 현대자동차주식회사 레이저 용접방법

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002172484A (ja) * 2000-12-01 2002-06-18 Komatsu Ltd 接合方法
US6906281B2 (en) * 2003-03-03 2005-06-14 Dana Corporation Method for laser welding of metal
US6646225B1 (en) * 2003-04-02 2003-11-11 General Motors Corporation Method of joining galvanized steel parts using lasers
JP5343307B2 (ja) * 2006-05-16 2013-11-13 日産自動車株式会社 燃料電池スタックおよび燃料電池セパレータ並びにその製造方法
DE102010018377B4 (de) * 2010-04-26 2013-09-12 Labom Meß- und Regeltechnik GmbH Funktionsbauteil wie Druckmittler mit einer Metallfolie aus Sonderwerkstoff, Verfahren zum Anschweißen einer Metallfolie aus Sonderwerkstoff sowie Laserstrahlschweißeinrichtung hierfür
JP5495118B2 (ja) * 2010-04-28 2014-05-21 スズキ株式会社 亜鉛めっき鋼板のレーザ重ね溶接方法
JP5609632B2 (ja) * 2010-12-27 2014-10-22 スズキ株式会社 レーザ重ね溶接方法
JP2012170989A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Suzuki Motor Corp レーザ重ね溶接方法
JP5880032B2 (ja) * 2011-12-27 2016-03-08 トヨタ自動車株式会社 レーザー溶接方法
JP6194233B2 (ja) * 2013-01-08 2017-09-06 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置の製造方法
JP6518945B2 (ja) * 2014-01-10 2019-05-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置
JP6554670B2 (ja) * 2014-02-25 2019-08-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 レーザ溶接方法
US10195688B2 (en) * 2015-01-05 2019-02-05 Johnson Controls Technology Company Laser welding system for a battery module
JP6135691B2 (ja) * 2015-02-18 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 レーザ溶接方法
WO2017022238A1 (ja) * 2015-08-05 2017-02-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 レーザ溶接方法
US10828720B2 (en) * 2015-10-13 2020-11-10 The Curators Of The University Of Missouri Foil-based additive manufacturing system and method
US10118249B2 (en) * 2015-10-15 2018-11-06 GM Global Technology Operations LLC Laser beam welding with a spiral weld path having a first order of continuity
WO2017075808A1 (en) * 2015-11-06 2017-05-11 GM Global Technology Operations LLC Laser spot welding of overlapping aluminum workpieces
US10512986B2 (en) * 2016-02-15 2019-12-24 Ford Global Technologies, Llc Laser welding process
DE112016006423T5 (de) * 2016-03-16 2018-11-15 GM Global Technology Operations LLC Remote-laserschweissen sich überlappender metallwerkstücke mit hoher geschwindigkeit
US10195689B2 (en) * 2016-07-11 2019-02-05 GM Global Technology Operations LLC Laser welding of overlapping metal workpieces assisted by varying laser beam parameters
CN110392620B (zh) * 2017-02-09 2022-05-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 激光焊接包含表面氧化物涂层的轻金属工件的方法
US10888955B2 (en) * 2017-02-28 2021-01-12 GM Global Technology Operations LLC Avoiding hot cracks during laser welding of a workpiece stack-up assembly of aluminum alloy workpieces

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005106527A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Toyoda Mach Works Ltd 圧力センサ及びその製造方法
JP2009183970A (ja) 2008-02-05 2009-08-20 Nissan Motor Co Ltd レーザ溶接方法、レーザ溶接装置、および溶接部材
KR20140080754A (ko) * 2012-12-17 2014-07-01 현대자동차주식회사 레이저 용접방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220023353A (ko) * 2020-08-21 2022-03-02 주식회사 보림파워텍 Sofc 스택용 분리판과 셀프레임 접합방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018155477A1 (ja) 2018-08-30
CN110234460A (zh) 2019-09-13
CN110234460B (zh) 2021-06-29
US20200030912A1 (en) 2020-01-30
EP3587024A4 (en) 2020-03-11
US11491579B2 (en) 2022-11-08
EP3587024A1 (en) 2020-01-01
JP6735898B2 (ja) 2020-08-05
KR102444098B1 (ko) 2022-09-15
JPWO2018155477A1 (ja) 2019-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190121756A (ko) 레이저 용접 방법
JP6593280B2 (ja) 平角線のレーザ溶接方法
JP7280377B2 (ja) ヘアピン溶接法およびヘアピン溶接装置
US11225990B2 (en) Joining structure of thin metal plate and base material, and welding method of thin metal plate and base material
CN104439676B (zh) Clf-1钢厚板电子束焊接工艺
JP6149887B2 (ja) 溶接方法
CN102500936A (zh) 高强钢电阻与激光组合点焊焊接方法
CN110340541B (zh) 一种浪推式激光加工方法、装置和系统
JP2009241116A (ja) 金属材の溶接方法及び金属材の接合体
JP2016207412A (ja) レーザ溶接物及び電池のレーザ溶接良否判定方法
KR20200033251A (ko) 레이저 용접 방법 및 레이저 용접용 지그 장치
SE512240C2 (sv) Sätt att sammanfoga åtminstone fyra värmeöverföringsplattor till ett plattpaket jämte plattpaket
US10835992B2 (en) Laser machining machines and methods for lap welding of workpieces
US20160368078A1 (en) Method of welding workpieces together while minimizing distortion
CN110560894A (zh) 一种不同保护气体双面同时保护的高氮钢复合焊接方法
CN117460596A (zh) 用于燃料电池的双极板和用于对双极板进行焊接的方法
CN104289822A (zh) 大厚度结构待焊工件及其焊接方法
CN108057952A (zh) 一种大长径比薄壁零件的电子束焊方法
CN104289807B (zh) 焊接垫条和焊接方法
JP6191646B2 (ja) 溶接方法
CN108857065A (zh) 一种核电蒸汽发生器的焊接方法
JP2005199287A (ja) 溶接ビード構造及び溶接方法
CN114192959A (zh) 采用局部3d打印结构的核燃料下管座的电子束焊接方法
Demir et al. Challenges and Opportunities for Laser Applications in Electric Vehicle Manufacturing
JP2016196016A (ja) 溶接方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant