KR20230011429A - 레이저 가공 방법 - Google Patents

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KR20230011429A
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spots
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다카히로 야기
신이치 가가
유지로 와타나베
다케히사 오쿠다
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프리메탈스 테크놀로지스 재팬 가부시키가이샤
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Abstract

레이저 가공 방법은, 직선상으로 배열되는 제 1 스폿, 제 2 스폿 및 제 3 스폿이 피가공재의 가공 대상부를 이 순서로 통과하도록, 상기 제 1 스폿, 상기 제 2 스폿 및 상기 제 3 스폿을 포함하는 복수의 레이저 스폿에 대해 피가공재를 상대적으로 움직여 상기 피가공재를 가공하는 스텝을 구비하고, 상기 제 1 스폿, 상기 제 2 스폿 및 상기 제 3 스폿에 있어서의 레이저광의 에너지의 총량에 대해, 상기 제 1 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 20 ％ 이상 30 ％ 이하이고, 상기 제 2 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 20 ％ 이상 30 ％ 이하이고, 상기 제 3 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 45 ％ 이상 55 ％ 이하이다.

Description

레이저 가공 방법
본 개시는, 레이저 가공 방법에 관한 것이다.
레이저광을 집광하여 형성되는 레이저 스폿을 사용하여 금속 등의 피가공재를 가공하는 것이 알려져 있다.
특허문헌 1 에는, 1 개의 광 파이버로부터의 레이저광으로부터 3 개의 집광 스폿을 형성하고, 이들 3 개의 집광 스폿을 사용하여 금속 재료 (피가공재) 의 용접을 하는 것이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 1 에는, 금속 재료의 용접에 있어서, 레이저 스폿에 의한 급격한 가열이나 냉각에 의한 결함 발생을 억제하기 위해서, 3 개 중 최초의 집광 스폿에서 예열을 실시하고, 다음의 집광 스폿에서 본 가공을 실시하고, 최후의 집광 스폿에서 서랭을 실시하는 것이 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2000-271773호
그런데, 제철 라인 등에서 사용되는 레이저 용접 장치 등의 레이저 가공 장치에서는, 가공 품질을 유지하면서 가공 속도를 향상시키는 것이 요구된다. 그러나, 레이저 스폿에 의한 가공에서는, 가공 품질을 유지하면서 가공 속도를 향상시키는 것은 어렵다. 예를 들어, 가공 속도를 향상시키기 위해서 레이저 스폿에 있어서의 에너지 밀도를 상승시키면, 피가공재에 좁고 깊은 키홀이 형성된다. 이 경우, 피가공재에 있어서 키홀과 고액계면의 거리가 좁아지고, 좁은 용융지로부터 급격하게 금속 증기가 분출되기 쉬워지기 때문에, 용융 금속의 비산 (스퍼터) 이 발생하기 쉬워지는 (즉 가공 품질이 저하되는) 것으로 생각된다.
상기 서술한 사정을 감안하여, 본 발명의 적어도 일 실시형태는, 가공 품질의 저하를 억제하면서 가공 속도를 향상시키는 것이 가능한 레이저 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 적어도 일 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법은,
직선상으로 배열되는 제 1 스폿, 제 2 스폿 및 제 3 스폿이 피가공재의 가공 대상부를 이 순서로 통과하도록, 상기 제 1 스폿, 상기 제 2 스폿 및 상기 제 3 스폿을 포함하는 복수의 레이저 스폿에 대해 피가공재를 상대적으로 움직여 상기 피가공재를 가공하는 스텝을 구비하고,
상기 제 1 스폿, 상기 제 2 스폿 및 상기 제 3 스폿에 있어서의 레이저광의 에너지의 총량에 대해,
상기 제 1 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 20 ％ 이상 30 ％ 이하이고,
상기 제 2 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 20 ％ 이상 30 ％ 이하이고,
상기 제 3 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 45 ％ 이상 55 ％ 이하이다.
본 발명의 적어도 일 실시형태에 의하면, 가공 품질의 저하를 억제하면서 가공 속도를 향상시키는 것이 가능한 레이저 가공 방법이 제공된다.
도 1 은, 몇 가지 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2 는, 피가공재의 가공 대상부를 레이저광의 조사 방향에서 본 모식도이다.
도 3a 는, 일 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법의 실시 과정에 있어서의 피가공재의 가공 대상부를 나타내는 모식도이다.
도 3b 는, 일 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법의 실시 과정에 있어서의 피가공재의 가공 대상부를 나타내는 모식도이다.
도 4 는, 몇 가지 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 5 는, 몇 가지 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 6 은, 몇 가지 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇 가지 실시형태에 대해 설명한다. 단, 실시형태로서 기재되어 있거나 또는 도면에 나타내고 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이에 한정하는 취지는 아니고, 단순한 설명예에 불과하다.
(레이저 가공 장치의 구성)
먼저, 몇 가지 레이저 가공 방법을 실시하기 위한 레이저 가공 장치에 대해 설명한다. 도 1 및 도 4 ∼ 6 은, 각각, 몇 가지 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법을 실시하기 위한 레이저 가공 장치의 일례를 나타내는 개략도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 일 실시형태에 관련된 레이저 가공 장치 (1) 는, 레이저 발진기 (2) 와, 광 파이버 (4) 와, 레이저 조사부 (6) 와, 콜리메이트 광학계 (8) 와, 집광 광학계 (10) 를 구비하고 있다. 레이저 조사부 (6), 콜리메이트 광학계 (8), 및, 집광 광학계 (10) 는, 가공 헤드를 구성하고, 하우징 (도시 생략) 에 수용됨과 함께 그 하우징에 지지된다.
레이저 발진기 (2) 는, 예를 들어 광 파이버 (4) 를 매질로서 이용하는 파이버 레이저 발진기여도 된다. 파이버 레이저 발진기의 경우, 1070 ㎚ ∼ 1080 ㎚ 의 파장의 레이저광이 얻어진다. 레이저 발진기 (2) 에서 생성된 레이저광은, 광 파이버 (4) 에 전달된다. 또한, 레이저 발진기 (2) 는, 파이버 레이저에 한정되지 않는다. 몇 가지 실시형태에서는, 레이저 발진기 (2) 는, 예를 들어, CO2 레이저 발진기, 또는 YAG 레이저 발진기 등이어도 된다.
광 파이버 (4) 는, 일단측에 있어서 레이저 발진기 (2) 와 접속되고, 타단측에 있어서 레이저 조사부 (6) 와 접속된다. 광 파이버 (4) 는, 레이저 발진기 (2) 로부터 레이저 조사부 (6) 로 레이저광을 전달하도록 구성되어 있다.
레이저 조사부 (6) 는, 광 파이버 (4) 로부터의 레이저광을 피가공재 (100) 를 향하여 조사하도록 구성된다. 콜리메이트 광학계 (8) 는, 레이저 조사부 (6) 로부터 확산각을 갖고 조사되는 레이저광을 콜리메이트하도록, 즉, 그 평행한 레이저광을 형성하도록 구성된다. 콜리메이트 광학계 (8) 는, 콜리메이트 렌즈를 포함해도 된다. 집광 광학계 (10) 는, 콜리메이트 광학계 (8) 를 통과한 레이저광 (평행한 레이저광) 을 집광하도록 구성되어 있다. 집광 광학계 (10) 는, 집광 렌즈를 포함해도 된다.
레이저 가공 장치 (1) 는, 집광 광학계 (10) 에 의해 집광되어 높은 에너지 밀도를 갖는 레이저광을 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 에 조사함으로써, 그 피가공재 (100) 를 가공 (예를 들어 용접 등) 하도록 구성된다. 피가공재 (100) 의 가공시에는, 레이저 가공 헤드에 대해 피가공재 (100) 를 상대적으로 이동시킴으로써, 레이저 가공 헤드로부터의 레이저 조사에 의한 피가공재 (100) 의 가공 위치 (즉, 레이저 조사 위치) 를 움직임으로써 가공을 실시한다. 피가공재 (100) 는, 합금 등의 금속 재료여도 된다.
레이저 가공 장치 (1) 는, 직선상으로 배열되는 제 1 스폿 (P1), 제 2 스폿 (P2) 및 제 3 스폿 (P3) 을 포함하는 복수의 레이저 스폿 (집광 광학계 (10) 에 의한 레이저의 집광 스폿) 을 형성하도록 구성된다. 도 1 및 도 4 ∼ 도 6 에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치 (1) 는, 3 개의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) (도 2 참조) 을 형성하도록 구성되어도 된다. 또한, 도 2 는, 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 를, 레이저 조사부 (6) 에 의한 레이저광의 조사 방향에서 본 모식도이다.
도 1, 도 4 및 도 5 에 나타내는 예시적인 실시형태에서는, 레이저 가공 장치 (1) 는, 1 개의 레이저 조사부 (6) 로부터 조사되는 레이저광을 3 개로 분기시키기 위한 레이저 분기부 (12) 를 포함한다. 도 1, 도 4 및 도 5 에 나타내는 레이저 분기부 (12) 는, 콜리메이트 광학계 (8) 와 집광 광학계 (10) 사이에 형성되고, 콜리메이트 광학계 (8) 로부터의 평행한 레이저광을 3 개로 분기하여, 집광 광학계 (10) 로 유도하도록 구성된다.
도 1 에 나타내는 예시적인 실시형태에서는, 레이저 분기부 (12) 는, 콜리메이트 광학계 (8) 로부터의 레이저광의 단면 내에서 서로 간격을 두고 형성되는 2 개의 경사 프리즘 (14A, 14B) 을 포함한다. 2 개의 경사 프리즘 (14A, 14B) 의 레이저광의 단면 내에 있어서의 위치는, 조정 가능하게 되어 있다. 이 경우, 3 개의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 에 있어서의 레이저광의 에너지의 비율 (에너지의 배분) 은, 2 개의 경사 프리즘 (14A, 14B) 의 레이저광의 단면 내로의 삽입량에 의해 정해진다. 또, 3 개의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 의 스폿 중심간의 거리는, 2 개의 경사 프리즘 (14A, 14B) 의 웨지각 (θ) (도 1 참조) 에 의해 정해진다. 또한, 도 1 에 있어서, 경사 프리즘 (14A, 14B) 의 웨지각 (θ) 은 예각이지만, 경사 프리즘 (14A, 14B) 의 웨지각 (θ) 은 둔각이어도 된다.
레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 의 직경 (스폿 직경) (φ1 ∼ φ3) 은, 광 파이버 (4) 의 코어 직경 φfiber 과 광학계의 배율 M 에 의해 정해진다. 여기서, 광학계의 배율 M 은, 집광 광학계 (10) 의 초점 거리 (Ff) 와, 콜리메이트 광학계 (8) 의 초점 거리 (Fc) 의 비 M = Ff/Fc 이다. 즉, 상기 서술한 스폿 직경은, 광 파이버의 코어 직경 φfiber, 집광 광학계 (10) 의 초점 거리 (Ff), 콜리메이트 광학계 (8) 의 초점 거리 (Fc), 또는, 광학계의 배율 M 을 변경함으로써 조절 가능하다.
도 4 에 나타내는 예시적인 실시형태에서는, 레이저 분기부 (12) 는, 콜리메이트 광학계 (8) 로부터의 레이저광의 통과 영역 내에 형성되는 1 개의 다각 프리즘 (15) 을 포함한다. 레이저광의 단면 내에 있어서의 다각 프리즘 (15) 의 위치는 조정 가능하게 되어 있다. 이 경우, 3 개의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 에 있어서의 레이저광의 에너지의 비율 (에너지의 배분) 은, 레이저광의 단면 내에 있어서의 다각 프리즘 (15) 의 위치에 의해 정해진다. 또, 3 개의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 의 스폿 중심간의 거리는, 다각 프리즘 (15) 의 웨지각에 의해 정해진다.
도 5 에 나타내는 예시적인 실시형태에서는, 레이저 분기부 (12) 는, 콜리메이트 광학계 (8) 로부터의 레이저광의 적어도 일부를 반사하도록 형성된 미러 (16A ∼ 16D) 를 포함한다. 또한, 도 5 중에 있어서의 미러 (16C) 는, 레이저광의 일부를 반사하고, 레이저광의 일부를 투과시키는 하프 미러이다. 또, 집광 광학계 (10) 는, 미러 (16A ∼ 16D) 에 의해 분기된 3 개의 레이저광을 각각 집광하기 위한 3 개의 집광 렌즈를 포함한다. 이 경우, 3 개의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 에 있어서의 레이저광의 에너지의 비율 (에너지의 배분), 및, 3 개의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 의 스폿 중심간의 거리는, 미러 (16A ∼ 16D) 의 설치 위치 및 설치 각도에 의해 정해진다.
도 6 에 나타내는 예시적인 실시형태에서는, 3 개의 레이저 조사부 (6) 로부터 조사되는 레이저광으로부터 3 개의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 이 형성되도록 되어 있다. 즉, 도 6 에 나타내는 레이저 가공 장치 (1) 는 3 개의 레이저 발진기 (2) 를 포함하고, 이들 레이저 발진기 (2) 로부터 발진되는 레이저광이, 각각, 광 파이버 (4) 를 통하여 전달되어 레이저 조사부 (6) 로부터 조사되도록 되어 있다. 3 개의 레이저 조사부 (6) 로부터 각각 조사되는 3 개의 레이저광은, 각각, 콜리메이트 광학계 (8) (콜리메이트 렌즈) 에 의해 평행광이 되고, 집광 광학계 (10) (집광 렌즈) 에 의해 집광되어 3 개의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 을 형성한다. 또한, 콜리메이트 광학계 (8) 는, 3 개의 레이저 조사부 (6) 에 각각 대응하는 3 개의 콜리메이트 렌즈를 포함해도 된다. 또, 집광 광학계 (10) 는, 3 개의 레이저 조사부 (6) 에 각각 대응하는 3 개의 집광 렌즈를 포함해도 된다. 도 6 에 나타내는 실시형태의 경우, 3 개의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 에 있어서의 레이저광의 에너지의 비율 (에너지의 배분) 은, 3 개의 레이저 발진기 (2) 의 출력에 의해 정해진다. 또, 3 개의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 의 스폿 중심간의 거리는, 레이저 조사부 (6) 나 집광 광학계 (10) 의 배치에 의해 정해진다.
(레이저 가공 방법)
다음으로, 몇 가지 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법에 대해 설명한다. 몇 가지 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법은, 예를 들어, 상기 서술한 레이저 가공 장치 (1) 에 의해 실행할 수 있다. 또, 몇 가지 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법은, 다른 레이저 가공 장치를 사용하여 실행해도 된다.
몇 가지 실시형태에서는, 직선상으로 배열되는 제 1 스폿 (P1), 제 2 스폿 (P2) 및 제 3 스폿 (P3) 이 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 를 이 순서로 통과하도록, 이들 복수의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 에 대해 피가공재 (100) 를 상대적으로 움직여 피가공재 (100) 를 가공한다 (가공 스텝). 여기서, 제 1 스폿 (P1), 제 2 스폿 (P2) 및 제 3 스폿 (P3) 에 있어서의 레이저광의 에너지의 총량 (100 ％) 에 대해, 제 1 스폿 (P1) 에 있어서의 에너지의 비율 E1 은 20 ％ 이상 30 ％ 이하이고, 제 2 스폿 (P2) 에 있어서의 에너지의 비율 E2 는 20 ％ 이상 30 ％ 이하이고, 제 3 스폿 (P3) 에 있어서의 에너지의 비율 E3 은 45 ％ 이상 55 ％ 이하이다.
또한, 상기 서술한 바와 같이 피가공재 (100) 를 가공하기 전에, 미리, 제 1 스폿 (P1) ∼ 제 3 스폿 (P3) 에 있어서의 에너지의 비율이 상기 서술한 범위가 되도록, 레이저 가공 장치 (1) 의 조정이 이루어진다.
여기서, 도 3a 및 도 3b 는, 상기 서술한 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법의 실시 과정에 있어서의 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 를 나타내는 모식도이다. 도 3a 는, 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 를, 레이저 조사부 (6) 에 의한 레이저광의 조사 방향에서 본 모식도이고, 도 3b 는, 피가공재 (100) 의 모식적인 단면도이다.
일반적으로, 레이저 스폿에 의한 가공에서는, 가공 품질을 유지하면서 가공 속도를 향상시키는 것은 어렵다. 예를 들어, 가공 속도를 향상시키기 위해서 레이저 스폿에 있어서의 에너지 밀도를 상승시키면, 피가공재에 좁고 깊은 키홀이 형성된다. 이 경우, 피가공재에 있어서 키홀과 고액계면의 거리가 좁아지고, 좁은 용융지로부터 급격하게 금속 증기가 분출되기 쉬워지기 때문에, 용융 금속의 비산 (스퍼터) 이 발생하기 쉬워지는 (즉 가공 품질이 저하되는) 것으로 생각된다.
이 점에서, 상기 서술한 실시형태에서는, 제 1 ∼ 제 3 스폿 (P1 ∼ P3) 에 있어서의 에너지 밀도는, 제 1 스폿 (P1) 및 제 2 스폿 (P2) 에서 비교적 작고, 제 3 스폿 (P3) 에서 비교적 크다. 따라서, 도 3a 및 도 3b 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 가공 대상부 (102) 에 제 1 스폿 (P1) 의 레이저광이 조사되고, 이로써, 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 에 얕은 키홀 (K1) 및 용융지 (101) 가 형성된다. 또한, 키홀이 얕은 경우, 스퍼터는 발생하기 어렵다. 다음으로, 제 1 스폿 (P1) 에서 형성된 용융지 (101) 에 제 2 스폿 (P2) 의 레이저광이 조사되어, 얕은 키홀 (K2) 이 형성됨과 함께, 키홀 (K2) 과 고액계면 (103) (용융지 (101) 와 모재의 계면) 의 거리가 확대된다. 즉, 도 3a 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스폿 (P1) 에 의해 형성되는 키홀 (K1) 의 측방 (가공 방향과 직교하는 방향에 있어서의 측방) 에 있어서의 고액계면 (103) 과의 거리 (W1) 에 비해, 제 2 스폿 (P2) 에 의해 형성되는 키홀 (K2) 의 측방에 있어서의 고액계면 (103) 과의 거리 (W2) 가 커진다. 다음으로, 상기 서술한 바와 같이 형성된 비교적 얕고 넓은 용융지 (101) 에, 에너지 밀도가 높은 제 3 스폿 (P3) 의 레이저광이 조사되어, 비교적 깊은 키홀 (K3) 이 형성된다. 또한, 제 3 스폿 (P3) 에 의한 키홀 (K3) 의 측방에 있어서의 고액계면 (103) 과의 거리 (W3) 는, 상기 서술한 거리 (W2) 와 동등 또는 그 이상이 되는 것으로 생각된다.
이와 같이, 상기 서술한 실시형태에서는, 에너지 밀도가 비교적 작은 제 1 스폿 (P1) 및 제 2 스폿 (P2) 에서, 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 에 얕고 넓은 용융지 (101) 가 형성된 상태에서, 에너지 밀도가 비교적 큰 제 3 스폿 (P3) 에 의해 깊은 키홀 (K3) 을 형성하도록 하였으므로, 깊은 키홀 (K3) 과 고액계면 (103) 의 거리를 크게 확보할 수 있다. 즉, 에너지 밀도가 큰 레이저 스폿 (제 3 스폿 (P3)) 을 피가공재 (100) 에 조사하고 있을 때의 스퍼터의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 상기 서술한 실시형태에 의하면, 가공 품질의 저하를 억제하면서 가공 속도를 향상시킬 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 제 1 스폿 (P1) 에 있어서의 에너지의 비율 E1 은, 제 2 스폿 (P2) 에 있어서의 에너지의 비율 E2 보다 크다.
상기 서술한 실시형태에서는, 제 1 스폿 (P1) 및 제 2 스폿 (P2) 에 있어서의 에너지 밀도는, 제 1 스폿 (P1) 에서 비교적 크고, 제 2 스폿 (P2) 에서 비교적 작다. 따라서, 미가열의 가공 대상부 (피가공재) 를 에너지 밀도가 비교적 큰 제 1 스폿 (P1) 이 먼저 통과함으로써, 신속하게 키홀 및 용융지를 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 에 형성할 수 있다. 따라서, 가공 속도를 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 제 1 스폿 (P1) 의 직경 (스폿 직경) (φ1), 제 2 스폿 (P2) 의 직경 (φ2), 및 제 3 스폿 (P3) 의 직경 (φ3) 은, 각각, 0.25 ㎜ 이상 0.4 ㎜ 이하이다.
상기 서술한 실시형태에서는, 제 1 ∼ 제 3 스폿 (P1 ∼ P3) 의 직경 (φ1 ∼ φ3) 은, 각각 0.25 ㎜ 이상이므로, 각각의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 에서 피가공재 (100) 를 효과적으로 가열할 수 있고, 피가공재 (100) 의 가공에 필요한 모재의 용융량이 얻어지기 쉽다. 또, 상기 서술한 실시형태에서는, 제 1 ∼ 제 3 스폿 (P1 ∼ P3) 의 직경 (φ1 ∼ φ3) 은, 각각 0.4 ㎜ 이하이므로, 스폿 직경이 큰 것에 의한 스퍼터의 증가를 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 상기 서술한 실시형태에 의하면, 가공 품질의 저하의 억제와 가공 속도의 향상을 양립하기 쉬워진다.
몇 가지 실시형태에서는, 복수의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 중 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 중심간의 거리 (L) 와, 전술한 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 평균 스폿 직경 φavg 의 비 L/φavg 는, 2.5 이상 3.5 이하이다. 즉, 이웃하는 제 1 스폿 (P1) 과 제 2 스폿 (P2) 의 중심간의 거리 (L12) (도 2 참조) 와, 제 1 스폿 (P1) 과 제 2 스폿 (P2) 의 평균 스폿 직경 φavg (= (φ1 ＋ φ2)/2) 의 비 (2 × L12)/(φ1 ＋ φ2) 는, 2.5 이상 3.5 이하이다. 혹은, 이웃하는 제 2 스폿 (P2) 과 제 3 스폿 (P3) 의 중심간의 거리 (L23) (도 2 참조) 와, 제 2 스폿 (P2) 과 제 3 스폿 (P3) 의 평균 스폿 직경 φavg (= (φ2 ＋ φ3)/2) 의 비 (2 × L23)/(φ2 ＋ φ3) 는, 2.5 이상 3.5 이하이다.
상기 서술한 실시형태에서는, 상기 서술한 비 L/φavg 가 2.5 이상이고, 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 평균 스폿 직경 φavg 에 대해 스폿 중심간의 거리 (L) 가 어느 정도 크다. 이 때문에, 근접하는 2 개의 레이저 스폿에서 형성되는 키홀끼리가 합체해 버려 외관상 큰 1 개의 키홀이 되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 스퍼터의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또, 상기 서술한 실시형태에서는, 상기 서술한 비 L/φavg 가 3.5 이하이고, 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 평균 스폿 직경 φavg 에 대해 스폿 중심간의 거리 (L) 가 지나치게 크지 않다. 이 때문에, 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 를, 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 일방 (제 1 스폿 (P1) 또는 제 2 스폿 (P2)) 이 통과하고 나서, 타방의 레이저 스폿 (제 2 스폿 (P2) 또는 제 3 스폿 (P3)) 이 도달할 때까지의 동안에 발생할 수 있는 용융 금속의 냉각에 의한 재응고를 억제할 수 있고, 레이저 스폿에 의해 형성되는 키홀의 주위의 융액을 효과적으로 증가시킬 수 있다. 이로써, 제 3 스폿 (P3) 에서 깊은 키홀을 형성할 때의 스퍼터의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 피가공재 (100) 는, 1 쌍의 판재를 포함하고, 상기 서술한 가공 스텝에서는, 1 쌍의 판재의 맞댐 용접을 실시한다.
상기 서술한 실시형태에 관련된 방법에 의하면, 복수의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 에 의한 1 쌍의 판재의 맞댐 용접에 있어서, 가공 품질의 저하를 억제하면서 가공 속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 판재끼리의 맞댐 용접의 경우, 레이저 스폿의 직경이 0.25 ㎜ 보다 작으면, 판재끼리의 간극을 충분히 채울 수 있을 만큼의 모재의 용융량을 얻는 것이 어렵다. 그래서, 판재끼리의 맞댐 용접의 경우, 제 1 ∼ 제 3 스폿 (P1 ∼ P3) 의 직경 (φ1 ∼ φ3) 을 각각, 0.25 ㎜ 이상으로 함으로써, 모재의 용융량을 충분히 얻기 쉬워진다. 이로써, 용접 품질의 저하를 효과적으로 억제할 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 제 1 스폿 (P1) 과 제 3 스폿 (P3) 의 중심간 거리 (L13) (도 2 참조) 는, 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 의 두께 (예를 들어, 상기 서술한 판재의 두께) 보다 작다.
예를 들어, 각 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 의 직경 (φ1 ∼ φ3) 의 각각이 0.25 ㎜ 이고, 또한, 상기 서술한 비 L/φavg 가 2.5 인 경우, 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 의 두께는 1.2 ㎜ 이상으로 한다. 혹은, 각 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 의 직경 (φ1 ∼ φ3) 의 각각이 0.4 ㎜ 이고, 또한, 상기 서술한 비 L/φavg 가 3.5 인 경우, 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 의 두께는 2.8 ㎜ 이상으로 한다.
상기 서술한 실시형태에 의하면, 피가공재 (100) 의 가공 대상부 (102) 의 두께보다 길이가 짧은 비교적 작은 영역에 형성되는 복수의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 에 의한 가공에 있어서, 상기 서술한 바와 같이, 가공 품질의 저하를 억제하면서 가공 속도를 향상시킬 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 상기 서술한 가공 스텝에 있어서, 제 1 스폿 (P1) 및 제 2 스폿 (P2) 에 있어서 피가공재 (100) 의 두께보다 작은 깊이의 키홀 (K1 및 K2) 을 피가공재 (100) 에 형성하고, 제 3 스폿 (P3) 에 있어서, 피가공재 (100) 를 관통하는 키홀 (K3) 을 피가공재 (100) 에 형성한다. 즉, 이와 같은 키홀 (K1 ∼ K3) 을 형성 가능한 레이저 출력 및 가공 속도로, 상기 서술한 가공 스텝을 실시한다.
상기 서술한 실시형태에 의하면, 제 1 스폿 (P1) 및 제 2 스폿 (P2) 에 있어서 피가공재 (100) 의 두께보다 작은 깊이의 키홀 (K1, K2) 을 피가공재 (100) 에 형성함과 함께, 제 3 스폿 (P3) 에 있어서, 피가공재 (100) 를 관통하는 키홀 (K3) 을 형성한다. 따라서, 피가공재 (100) 를 관통하는 키홀을 형성하는 공정을 포함하는 가공 (예를 들어, 상기 서술한 판재끼리의 맞댐 용접에 의한 관통 용접 등) 에 있어서, 상기 서술한 바와 같이, 가공 품질의 저하를 억제하면서 가공 속도를 향상시킬 수 있다.
실시예
도 1 에 나타내는 레이저 가공 장치 (1) 를 사용하여, 표 1 에 나타내는 시험예 1 ∼ 9 의 시험 조건으로 상기 서술한 가공 스텝에 따라, 판두께 6 ㎜ 의 판재끼리의 맞댐 용접을 실시하였다. 즉, 레이저 가공 장치 (1) 에 의해 직선상으로 배열되는 제 1 스폿 (P1), 제 2 스폿 (P2) 및 제 3 스폿 (P3) 을 형성하고, 이들 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 이 피가공재 (판재) 의 가공 대상부를 이 순서로 통과하도록, 이들 복수의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 에 대해 판재를 상대적으로 움직여 판재끼리의 맞댐 용접을 실시하였다. 표 1 에 나타내는 시험 조건의 정의는 이하와 같다.
스폿 직경 (φ) (㎜) : 제 1 ∼ 제 3 스폿의 직경 (φ = φ1 = φ2 = φ3)
스폿간 거리 (L) (㎜) : 제 1 스폿 - 제 2 스폿간의 거리 (L12), 및 제 2 스폿 - 제 3 스폿간의 거리 (L23) (L = L12 = L23)
빔 에너지 비율 E1 ∼ E3 (％) : 제 1 ∼ 제 3 스폿에 있어서의 레이저광의 에너지의 총량 (100 ％) 에 대한 제 1 ∼ 제 3 스폿의 각각에 있어서의 에너지의 비율
용접 속도 (m/min) : 용접 방향에 있어서의 레이저 스폿 (P1 ∼ P3) 에 대한 판재의 상대 속도
또, 상기 서술한 용접을 실시한 후, 각 시험예에 대해, 용접 품질 (가공 품질) 의 평가를 실시하였다. 용접 품질의 평가 지표는 이하와 같다. 평가 결과를 표 1 ∼ 표 3 에 나타낸다. (또한, 표 2, 3 에 나타내는 각 시험예의 시험 조건은, 표 1 에 기재한 시험 조건과 동일하다.)
스퍼터 : 육안으로, 스퍼터량이 적은 경우에는 「양호」로 평가하고, 스퍼터량이 많은 경우에는 「불량」으로 평가하였다.
비드 (시험예 4, 5, 8, 9 에 대해 ; 표 2 ∼ 3 참조) : 판재의 양면 중 편측 또는 양측에서 언더필이 발생하지 않은 경우 「양호」로 평가하고, 언더필이 발생한 경우에 「불량」으로 평가하였다.
Figure pct00001
표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 빔 에너지 비율 E1 이 20 ％ 이상 30 ％ 이하, E2 가 20 ％ 이상 30 ％ 이하, 또한, E3 이 45 ％ 이상 55 ％ 이하인 시험예 3 ∼ 5, 8, 9 에서는, 용접 속도가 3.5 m/min 이상에 있어서, 발생한 스퍼터의 양이 적고 용접 품질이 양호하였다. 이에 반해, 빔 에너지 비율 E1 ∼ E3 이, 상기 서술한 범위 외인 시험예 1, 2, 6, 7 에서는, 발생한 스퍼터의 양이 많고 용접 품질이 불량이었다. 이 점에서, 빔 에너지 비율 E1 을 20 ％ 이상 30 ％ 이하, E2 를 20 ％ 이상 30 ％ 이하, 또한, E3 을 45 ％ 이상 55 ％ 이하로 함으로써, 스퍼터의 발생을 억제하기 쉽고, 따라서, 가공 품질의 저하를 억제하면서 가공 속도를 향상시키기 쉬운 것을 확인할 수 있다.
다음으로, 하기 표 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 「스퍼터」에 관련된 평가 결과가 양호로 판정된 시험예 4, 5, 8, 9 중, 레이저 스폿의 스폿 직경 (φ) 이 0.25 ㎜ 이상 0.4 ㎜ 이하의 범위 내인 시험예 5 에서는, 용접 속도가 7 m/min 이상에 있어서, 언더필이 발생하지 않고, 용접 품질이 특히 양호하였다. 즉, 고속의 가공과, 양호한 가공 품질이 양립되었다.
이에 반해, 스폿 직경 (φ) 이 0.25 ㎜ 미만인 시험예 8 에서는, 고속의 가공 (용접 속도가 7 m/min) 에 있어서 스퍼터의 발생이 적었지만, 언더필이 발생하였다. 이는, 스폿 직경 (φ) 이 작음으로써 , 피가공재 (100) 의 가공에 필요한 모재의 용융량이 충분히 얻어지지 않았기 때문으로 생각된다. 또, 스폿 직경이 0.4 ㎜ 초과인 시험예 9 에서는, 고속의 가공 (용접 속도가 7 m/min) 에 있어서 스퍼터의 발생이 적었지만, 언더필이 발생하였다. 이것은, 스폿 직경이 큼으로써 스퍼터가 발생하기 쉬워졌기 때문으로 생각된다. 또한, 스폿 직경이 0.4 ㎜ 초과인 시험예 4 에서는, 언더필은 발생하지 않았지만, 가공 속도가 5 m/min 에 그쳐, 시험예 5 만큼의 양호한 결과는 되지 않았다. 이러한 점에서, 스폿 직경 (φ) 을 0.25 ㎜ 이상 0.4 ㎜ 이하의 범위 내로 함으로써, 가공 품질의 저하의 억제와 가공 속도의 향상을 양립하기 쉬워지는 것을 확인할 수 있다.
Figure pct00002
다음으로, 하기 표 3 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 「스퍼터」에 관련된 평가 결과가 양호로 판정된 시험예 5, 8, 9 중, 스폿간 거리 (L) 와, 레이저 스폿의 스폿 직경 (φ) 의 비 L/φ 가 2.5 이상 3.5 이하의 범위 내인 시험예 5 에서는, 용접 속도가 7 m/min 이상에 있어서, 언더필이 발생하지 않고, 용접 품질이 특히 양호하였다. 즉, 고속의 가공과, 양호한 가공 품질이 양립되었다.
이에 반해, 상기 서술한 비 L/φ 가 상기 서술한 범위 외인 시험예 8, 9 에서는, 고속의 가공 (용접 속도가 7 m/min) 에 있어서 스퍼터의 발생이 적었지만, 언더필이 발생하였다. 시험예 8 에서는, 스폿간 거리 (L) 가 스폿 직경 (φ) 에 대해 상대적으로 커짐으로써, 스폿간의 냉각이 진행되기 쉬워지고, 용융지폭을 효과적으로 넓힐 수 없어, 용융지의 체적이 부족했기 때문에, 언더필이 발생했을 가능성이 있다. 시험예 9 에서는, 스폿간 거리 (L) 가 스폿 직경 (φ) 에 대해 상대적으로 작아짐으로써, 키홀간의 용융지가 좁아져, 키홀끼리가 부분적으로 연결되어 버리고, 이로써 용융지가 압출되어 바닥면측으로부터 빠져 융액이 감소했기 때문에, 언더필이 발생했을 가능성이 있다. 이러한 점에서, 스폿간 거리 (L) 와, 레이저 스폿의 스폿 직경 (φ) 의 비 L/φ 를 2.5 이상 3.5 이하의 범위 내로 함으로써, 가공 품질의 저하의 억제와 가공 속도의 향상을 양립하기 쉬워지는 것을 확인할 수 있다.
Figure pct00003
이하, 몇 가지 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법에 대해 개요를 기재한다.
(1) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 관련된 레이저 가공 방법은,
직선상으로 배열되는 제 1 스폿, 제 2 스폿 및 제 3 스폿이 피가공재의 가공 대상부를 이 순서로 통과하도록, 상기 제 1 스폿, 상기 제 2 스폿 및 상기 제 3 스폿을 포함하는 복수의 레이저 스폿에 대해 피가공재를 상대적으로 움직여 상기 피가공재를 가공하는 스텝을 구비하고,
상기 제 1 스폿, 상기 제 2 스폿 및 상기 제 3 스폿에 있어서의 레이저광의 에너지의 총량에 대해,
상기 제 1 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 20 ％ 이상 30 ％ 이하이고,
상기 제 2 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 20 ％ 이상 30 ％ 이하이고,
상기 제 3 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 45 ％ 이상 55 ％ 이하이다.
상기 (1) 의 방법에서는, 제 1 ∼ 제 3 스폿에 있어서의 에너지 밀도는, 제 1 스폿 및 제 2 스폿에서 비교적 작고, 제 3 스폿에서 비교적 크다. 따라서, 에너지 밀도가 비교적 작은 제 1 스폿 및 제 2 스폿, 피가공재의 가공 대상부에 비교적 얕고 넓은 용융지가 형성된 상태에서, 에너지 밀도가 비교적 큰 제 3 스폿에 의해 깊은 키홀이 형성된다. 따라서, 제 3 스폿에서 형성되는 깊은 키홀과 고액계면의 거리를 크게 확보할 수 있다. 즉, 에너지 밀도가 큰 레이저 스폿 (제 3 스폿) 을 피가공재에 조사할 때의 스퍼터의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 상기 (1) 의 방법에 의하면, 가공 품질의 저하를 억제하면서 가공 속도를 향상시킬 수 있다.
(2) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) 의 방법에 있어서,
상기 제 1 스폿에 있어서의 상기 에너지의 비율은, 상기 제 2 스폿에 있어서의 상기 에너지의 비율보다 크다.
상기 (2) 의 방법에 의하면, 제 1 및 제 2 스폿에 있어서의 에너지 밀도는, 제 1 스폿에서 비교적 크고, 제 2 스폿에서 비교적 작다. 따라서, 미가열의 가공 대상부 (피가공재) 를 에너지 밀도가 비교적 큰 제 1 스폿이 먼저 통과함으로써, 신속하게 키홀 및 용융지를 형성할 수 있다. 따라서, 가공 속도를 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.
(3) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) 또는 (2) 의 방법에 있어서,
상기 제 1 스폿, 상기 제 2 스폿, 상기 제 3 스폿의 각각의 직경은, 0.25 ㎜이상 0.4 ㎜ 이하이다.
상기 (3) 의 방법에서는, 제 1 ∼ 제 3 스폿의 각각의 직경은 0.25 ㎜ 이상이므로, 각각의 레이저 스폿에서 피가공재를 효과적으로 가열할 수 있고, 피가공재의 가공에 필요한 모재의 용융량이 얻어지기 쉽다. 또, 상기 (3) 의 방법에서는, 제 1 ∼ 제 3 스폿의 각각의 직경은 0.4 ㎜ 이하이므로, 스폿 직경이 큰 것에 의한 스퍼터의 증가를 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 상기 (3) 의 방법에 의하면, 가공 품질의 저하의 억제와 가공 속도의 향상을 양립하기 쉬워진다.
(4) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 방법에 있어서,
상기 복수의 레이저 스폿 중 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 중심간의 거리 (L) 와, 상기 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 평균 스폿 직경 φavg 의 비 L/φavg 는, 2.5 이상 3.5 이하이다.
상기 (4) 의 방법에 의하면, 상기 서술한 비 L/φavg 가 2.5 이상이고, 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 평균 스폿 직경 φavg 에 대해 스폿 중심간의 거리 (L) 가 어느 정도 크다. 이 때문에, 근접하는 2 개의 레이저 스폿에서 형성되는 키홀끼리가 합체해 버려 외관상 큰 1 개의 키홀이 되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 스퍼터의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또, 상기 (4) 의 방법에 의하면, 상기 서술한 비 L/φavg 가 3.5 이하이고, 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 평균 스폿 직경 φavg 에 대해 스폿 중심간의 거리 (L) 가 지나치게 크지 않다. 이 때문에, 피가공재의 가공 대상부를, 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 일방 (제 1 스폿 또는 제 2 스폿) 이 통과하고 나서, 타방의 레이저 스폿 (제 2 스폿 또는 제 3 스폿) 이 도달할 때까지의 동안에 발생할 수 있는 용융 금속의 냉각에 의한 재응고를 억제할 수 있고, 레이저 스폿에 의해 형성되는 키홀의 주위의 융액을 효과적으로 증가시킬 수 있다. 이로써, 제 3 스폿에서 깊은 키홀을 형성할 때의 스퍼터의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
(5) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 방법에 있어서,
상기 제 1 스폿과 상기 제 3 스폿의 중심간 거리는, 상기 피가공재의 상기 가공 대상부의 두께보다 작다.
상기 (5) 의 방법에 의하면, 피가공재의 가공 대상부의 두께보다 길이가 짧은 비교적 작은 영역에 형성되는 복수의 레이저 스폿에 의한 가공에 있어서, 상기 (1) 에서 서술한 바와 같이, 가공 품질의 저하를 억제하면서 가공 속도를 향상시킬 수 있다.
(6) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 방법에 있어서,
상기 피가공재는, 1 쌍의 판재를 포함하고,
상기 가공하는 스텝에서는, 상기 1 쌍의 판재의 맞댐 용접을 실시한다.
상기 (6) 의 방법에 의하면, 복수의 레이저 스폿에 의한 1 쌍의 판재의 맞댐 용접에 있어서, 상기 (1) 에서 서술한 바와 같이, 가공 품질의 저하를 억제하면서 가공 속도를 향상시킬 수 있다.
(7) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 방법에 있어서,
상기 가공하는 스텝에서는,
상기 제 1 스폿 및 상기 제 2 스폿에 있어서 상기 피가공재의 두께보다 작은 깊이의 키홀을 상기 피가공재에 형성하고,
상기 제 3 스폿에 있어서, 상기 피가공재를 관통하는 키홀을 상기 피가공재에 형성한다.
상기 (7) 의 방법에 의하면, 제 1 스폿 및 제 2 스폿에 있어서 피가공재의 두께보다 작은 깊이의 키홀을 피가공재에 형성함과 함께, 제 3 스폿에 있어서, 피가공재를 관통하는 키홀을 형성한다. 따라서, 피가공재를 관통하는 키홀을 형성하는 공정을 포함하는 가공 (관통 용접 등) 에 있어서, 상기 (1) 에서 서술한 바와 같이, 가공 품질의 저하를 억제하면서 가공 속도를 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 상기 서술한 실시형태에 변형을 가한 형태나, 이들 형태를 적절히 조합한 형태도 포함한다.
본 명세서에 있어서, 「어느 방향으로」, 「어느 방향을 따라」, 「평행」, 「직교」, 「중심」, 「동심」 혹은 「동축」 등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 동일한 기능이 얻어지는 정도의 각도나 거리로 상대적으로 변위되어 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.
예를 들어, 「동일」, 「동등한」 및 「균질」 등의 사물이 동등한 상태인 것을 나타내는 표현은, 엄밀하게 동등한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 동일한 기능이 얻어지는 정도의 차가 존재하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.
또, 본 명세서에 있어서, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.
또, 본 명세서에 있어서, 하나의 구성 요소를 「구비한다」, 「포함한다」, 또는, 「갖는다」라는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.
1 : 레이저 가공 장치
2 : 레이저 발진기
4 : 광 파이버
6 : 레이저 조사부
8 : 콜리메이트 광학계
10 : 집광 광학계
12 : 레이저 분기부
14A, 14B : 경사 프리즘
15 : 다각 프리즘
16A ∼ 16D : 미러
100 : 피가공재
101 : 용융지
102 : 가공 대상부
103 : 고액계면
K1 ∼ K3 : 키홀
P1 : 제 1 스폿 (레이저 스폿)
P2 : 제 2 스폿 (레이저 스폿)
P3 : 제 3 스폿 (레이저 스폿)

Claims (7)

  1. 직선상으로 배열되는 제 1 스폿, 제 2 스폿 및 제 3 스폿이 피가공재의 가공 대상부를 이 순서로 통과하도록, 상기 제 1 스폿, 상기 제 2 스폿 및 상기 제 3 스폿을 포함하는 복수의 레이저 스폿에 대해 피가공재를 상대적으로 움직여 상기 피가공재를 가공하는 스텝을 구비하고,
    상기 제 1 스폿, 상기 제 2 스폿 및 상기 제 3 스폿에 있어서의 레이저광의 에너지의 총량에 대해,
    상기 제 1 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 20 ％ 이상 30 ％ 이하이고,
    상기 제 2 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 20 ％ 이상 30 ％ 이하이고,
    상기 제 3 스폿에 있어서의 에너지의 비율은 45 ％ 이상 55 ％ 이하인 레이저 가공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스폿에 있어서의 상기 에너지의 비율은, 상기 제 2 스폿에 있어서의 상기 에너지의 비율보다 큰 레이저 가공 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스폿, 상기 제 2 스폿, 상기 제 3 스폿의 각각의 직경은, 0.25 ㎜이상 0.4 ㎜ 이하인 레이저 가공 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 스폿 중 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 중심간의 거리 (L) 와, 상기 이웃하는 2 개의 레이저 스폿의 평균 스폿 직경 φavg 의 비 L/φavg 는, 2.5 이상 3.5 이하인 레이저 가공 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 스폿과 상기 제 3 스폿의 중심간 거리는, 상기 피가공재의 상기 가공 대상부의 두께보다 작은 레이저 가공 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피가공재는, 1 쌍의 판재를 포함하고,
    상기 가공하는 스텝에서는, 상기 1 쌍의 판재의 맞댐 용접을 실시하는 레이저 가공 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가공하는 스텝에서는,
    상기 제 1 스폿 및 상기 제 2 스폿에 있어서 상기 피가공재의 두께보다 작은 깊이의 키홀을 상기 피가공재에 형성하고,
    상기 제 3 스폿에 있어서, 상기 피가공재를 관통하는 키홀을 상기 피가공재에 형성하는 레이저 가공 방법.
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