WO2021182643A1 - 溶接方法、レーザ溶接システム、金属部材、電気部品、および電子機器 - Google Patents

溶接方法、レーザ溶接システム、金属部材、電気部品、および電子機器 Download PDF

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大烈 尹
和行 梅野
昌充 金子
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Definitions

  • the present invention relates to a welding method, a laser welding system, a metal member, an electric component, and an electronic device.
  • Laser welding is known as one of the methods for welding a processing target made of a metal material.
  • Laser welding is a welding method in which a laser beam is applied to a portion to be welded to be processed and the portion is melted by the energy of the laser beam.
  • a pool of molten metal material called a molten pool is formed in the portion irradiated with the laser beam, and then welding is performed by solidifying the molten metal.
  • the profile of the laser light may be formed according to the purpose.
  • a technique for forming a profile of the laser beam is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the spatter is a scattering of molten metal, when the spatter occurs, the amount of metal material at the welded portion is also reduced. That is, if the occurrence of spatter increases, the metal material at the welded portion becomes insufficient, which may cause poor strength or the like. Further, the generated spatter adheres to the periphery of the welded portion, but if this is later peeled off and adheres to an electric circuit or the like, an abnormality occurs in the electric circuit. Therefore, it can be difficult to weld parts for electrical circuits. Further, the blow hole is a substantially spherical cavity formed in the welded portion, which contributes to a decrease in welding strength.
  • one of the problems of the present invention is, for example, to obtain a welding method, a laser welding system, a metal member, an electric part, and an electronic device capable of further suppressing welding defects.
  • the portion irradiated with the laser light of the processing target for example, by irradiating the surface of the processing target with a laser beam that moves in the sweep direction relative to the processing target, the portion irradiated with the laser light of the processing target.
  • the laser light is a first laser light having a wavelength of 800 [nm] or more and 1200 [nm] or less and a second laser having a wavelength of 550 [nm] or less. Including light.
  • the wavelength of the second laser beam may be 400 [nm] or more and 500 [nm] or less.
  • the processing target may be any one of a copper-based metal material, an aluminum-based metal material, a nickel-based metal material, an iron-based metal material, and a titanium-based metal material.
  • At least a part of the second spot formed on the surface by the second laser beam on the surface is larger than the first spot formed on the surface by the first laser beam. It may be located in front of the sweep direction.
  • the first spot and the second spot may at least partially overlap on the surface.
  • the second outer edge of the second spot may surround the first outer edge of the first spot on the surface.
  • the width of the welded portion formed on the surface when only the first laser beam is irradiated without irradiating the second laser beam is wb, the first laser beam and the second laser beam.
  • the outer diameter of the second spot is D2
  • the outer diameter of the second spot may be set so as to satisfy the above conditions.
  • the output ratio of the power of the second laser beam to the power of the first laser beam may be 0.1 or more and 2 or less on the surface.
  • the laser beam may include a plurality of beams.
  • the plurality of beams may be formed by a beam shaper.
  • the arithmetic mean roughness of the surface may be 21 [ ⁇ m] or less.
  • the sweeping speed of the laser beam on the surface may be 50 [mm / s] or more.
  • the laser welding system of the present invention includes, for example, a first laser oscillator that oscillates a first laser beam having a wavelength of 800 [nm] or more and 1200 [nm] or less, and a second laser having a wavelength of 500 [nm] or less.
  • a first laser oscillator that oscillates a first laser beam having a wavelength of 800 [nm] or more and 1200 [nm] or less
  • a second laser having a wavelength of 500 [nm] or less.
  • the laser welding system may include a galvano scanner that changes the emission direction of the laser beam so that the laser beam moves in the sweep direction on the surface.
  • the laser welding system may include a beam shaper that divides the laser beam into a plurality of beams.
  • the metal member of the present invention is, for example, a metal member including a first surface, a second surface on the back side of the first surface, and a welded portion extending along the first surface.
  • the weld has a weld metal extending from the first surface toward the second surface and a heat-affected portion located around the weld metal, and the weld metal is the first surface.
  • the average cross-sectional area of the crystal grains contained in the second portion may be 1.8 times or more the average cross-sectional area of the crystal grains contained in the first portion.
  • the metal member of the present invention is, for example, a metal member including a first surface, a second surface on the back side of the first surface, and a welded portion extending along the first surface.
  • the number of grain boundaries intersecting the linear test line, and N12 is the number of grain boundaries intersecting the linear test line of the predetermined length extending in the direction orthogonal to the first surface in the test cross section.
  • the weld metal is a third portion located apart from the first surface in the thickness direction from the first surface toward the second surface, and the third portion and the first surface. It has a fourth portion located between the surface and the first grain boundary number ratio, which is lower than the first grain boundary number ratio of the third portion.
  • the metal member of the present invention is, for example, a metal member including a first surface, a second surface on the back side of the first surface, and a welded portion extending along the first surface.
  • the number of grain boundaries intersecting a linear test line having a predetermined length extending in the first direction between the directions orthogonal to and N22 is a second direction orthogonal to the first direction in the test cross section. It is the number of grain boundaries intersecting with the linear test line having the predetermined length extending to, and max (N22 / N21, N21 / N22) is when (N22 / N21) is (N21 / N22) or more. When (N22 / N21) and (N22 / N21) is less than (N21 / N22), it is expressed as (N21 / N22)), the weld metal is applied to the first surface.
  • the third portion located apart from the first surface in the thickness direction toward the second surface and the second grain boundary number ratio located between the third portion and the first surface are the first. It has a fourth site, which is higher than the second grain boundary number ratio of the three sites.
  • the metal member of the present invention is, for example, a metal member including a first surface, a second surface on the back side of the first surface, and a welded portion extending along the first surface.
  • the number of grain boundaries intersecting the linear test line, and N12 is the number of grain boundaries intersecting the linear test line of the predetermined length extending in the direction orthogonal to the first surface in the test cross section.
  • the second grain boundary number ratio Rb2 is expressed by the following formula (3-2).
  • Rb2 max (N22 / N21, N21 / N22) ... (3-2) (Here, Rb2 is the second grain boundary number ratio, and N21 is the direction along the first surface and the first surface in the test cross section orthogonal to the first surface and along the extension direction of the welded portion.
  • the number of grain boundaries intersecting a linear test line having a predetermined length extending in the first direction between the directions orthogonal to and N22 is a second direction orthogonal to the first direction in the test cross section. It is the number of grain boundaries intersecting with the linear test line having the predetermined length extending to, and max (N22 / N21, N21 / N22) is when (N22 / N21) is (N21 / N22) or more. When (N22 / N21) and (N22 / N21) is less than (N21 / N22), it is expressed as (N21 / N22)), the weld metal is applied to the first surface.
  • the third portion located apart from the first surface in the thickness direction toward the second surface, and the first grain boundary number ratio located between the third portion and the first surface is the first. It has a fourth site that is lower than the first grain boundary number ratio of the three sites and the second grain boundary number ratio is higher than the second grain boundary number ratio of the third site.
  • the electric component of the present invention may have, for example, the metal member as a conductor.
  • the electronic device of the present invention may have, for example, the metal member as a conductor.
  • a welding method for example, a laser welding system, a metal member, an electric part, and an electronic device capable of further suppressing welding defects can be obtained.
  • FIG. 1 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an exemplary schematic view showing a beam (spot) of laser light formed on the surface of a processing target by the laser welding apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a graph showing the light absorption rate of each metal material with respect to the wavelength of the laser light to be irradiated.
  • FIG. 4 is an exemplary and schematic cross-sectional view of the welded portion of the embodiment.
  • FIG. 5 is an exemplary and schematic cross-sectional view showing a part of the welded portion of the embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing the results of welding experiments in the combination of the power density of the first laser beam and the power density of the second laser beam by the laser welding apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 1 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an exemplary schematic view showing a beam (spot) of laser light formed on the surface of a processing target by the laser welding
  • FIG. 7 is a graph showing the results of welding experiments in the combination of the width of the welded portion and the diameter of the second spot when the first laser beam of the laser welding apparatus of the first embodiment is irradiated alone.
  • FIG. 8 is a graph showing the correlation between the output ratio, which is the ratio of the power of the first laser beam to the power of the second laser beam by the laser welding apparatus of the embodiment, and the spatter suppression rate.
  • FIG. 9 is an exemplary and schematic cross-sectional view of the welded portion of the embodiment, which is a cross-sectional view taken along the sweep direction and orthogonal to the surface.
  • FIG. 10 is an exemplary and schematic cross-sectional view of a welded portion formed by a single irradiation of the first laser beam with the same power as in FIG.
  • FIG. 9 as a reference example, and is a cross-sectional view taken along the sweep direction and with the surface. It is sectional drawing in the orthogonal cross section.
  • FIG. 11 is an enlarged view of a part of FIG. 9.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing a case where the first reference line is applied to one position in the cross section of the welded portion of the embodiment.
  • FIG. 13 is an explanatory view showing a case where a second reference line is applied to one position in the cross section of the welded portion of the embodiment.
  • FIG. 14 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding apparatus of the second embodiment.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing the concept of the principle of the diffractive optical element included in the laser welding apparatus of the second embodiment.
  • FIG. 16 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding apparatus of the third embodiment.
  • FIG. 17 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding apparatus of the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding system of the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding system of the sixth embodiment.
  • FIG. 20 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding apparatus of the seventh embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic view showing an example of a beam (spot) of laser light formed on the surface of a processing target by the laser welding apparatus of the seventh embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic view showing an example of a beam (spot) of laser light formed on the surface of the object to be processed by the laser welding apparatus of the seventh embodiment.
  • FIG. 23 is a schematic view showing an example of a beam (spot) of laser light formed on the surface of the object to be processed by the laser welding apparatus of the seventh embodiment.
  • FIG. 24 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding apparatus of the eighth embodiment.
  • FIG. 25 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding apparatus of the ninth embodiment.
  • FIG. 26 is a schematic view showing an example of a beam (spot) of laser light formed on the surface of a processing target by the laser welding apparatus of the embodiment.
  • FIG. 27 is an exemplary and schematic cross-sectional view of a cross section along the sweep direction of the welded portion of the embodiment and orthogonal to the surface, and is a cross-sectional view of the front end portion of the welded portion in the sweep direction.
  • FIG. 24 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding apparatus of the eighth embodiment.
  • FIG. 25 is an exemplary schematic configuration diagram of the laser welding apparatus of the ninth embodiment.
  • FIG. 26 is a schematic view showing an example of a beam
  • FIG. 28 is an exemplary and schematic cross-sectional view in a cross section along the sweep direction of the weld formed by a single irradiation of the first laser beam with the same power as in the case of FIG. 27 and orthogonal to the surface. It is a cross-sectional view of the front end portion of the welded portion in the sweep direction.
  • the X direction is represented by an arrow X
  • the Y direction is represented by an arrow Y
  • the Z direction is represented by an arrow Z.
  • the X, Y, and Z directions intersect and are orthogonal to each other.
  • the Z direction is the normal direction of the surface Wa (processed surface) of the processing target W.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the laser welding apparatus 100 of the first embodiment.
  • the laser welding device 100 includes a laser device 111, a laser device 112, an optical head 120, and an optical fiber 130.
  • Each of the laser devices 111 and 112 has a laser oscillator, and as an example, it is configured to be able to output a laser beam having a power of several kW. Further, the laser devices 111 and 112 may be configured to include, for example, a plurality of semiconductor laser elements inside and to output a multimode laser beam having a power of several kW as the total output of the plurality of semiconductor laser elements. good. Further, the laser devices 111 and 112 may be provided with various laser light sources such as a fiber laser, a YAG laser, and a disk laser.
  • the laser device 111 outputs the first laser beam having a wavelength of 800 [nm] or more and 1200 [nm] or less.
  • the laser device 111 is an example of the first laser device.
  • the laser oscillator included in the laser device 111 is an example of the first laser oscillator.
  • the laser device 112 outputs a second laser beam having a wavelength of 500 [nm] or less.
  • the laser device 112 is an example of a second laser device.
  • the laser device 112 preferably outputs a second laser beam having a wavelength of 400 [nm] or more and 500 [nm] or less.
  • the laser oscillator included in the laser device 112 is an example of a second laser oscillator.
  • the optical fiber 130 guides the laser light output from the laser devices 111 and 112 to the optical head 120, respectively.
  • the optical head 120 is an optical device for irradiating the laser beam input from the laser devices 111 and 112 toward the processing target W.
  • the optical head 120 includes a collimating lens 121, a condenser lens 122, a mirror 123, and a filter 124.
  • the collimating lens 121, the condenser lens 122, the mirror 123, and the filter 124 may also be referred to as optical components.
  • the optical head 120 is configured so that the relative position with the processing target W can be changed in order to sweep the laser light L while irradiating the surface Wa of the processing target W with the laser light L.
  • the relative movement of the optical head 120 and the processing target W can be realized by the movement of the optical head 120, the movement of the processing target W, or the movement of both the optical head 120 and the processing target W.
  • the optical head 120 may be configured to be able to sweep the laser beam L on the surface Wa by having a galvano scanner or the like (not shown).
  • the collimating lens 121 (121-1, 121-2) collimates the laser beam input via the optical fiber 130, respectively.
  • the collimated laser beam becomes parallel light.
  • the mirror 123 reflects the first laser beam that has become parallel light by the collimating lens 121-1.
  • the first laser beam reflected by the mirror 123 travels in the opposite direction to the Z direction and heads toward the filter 124.
  • the mirror 123 is not required in the configuration in which the first laser beam is input to the optical head 120 so as to travel in the direction opposite to the Z direction.
  • the filter 124 is a high-pass filter that transmits the first laser beam and reflects the second laser beam without transmitting it.
  • the first laser beam passes through the filter 124, travels in the opposite direction in the Z direction, and travels toward the condenser lens 122.
  • the filter 124 reflects the second laser beam that has become parallel light by the collimating lens 121-2.
  • the second laser beam reflected by the filter 124 travels in the opposite direction to the Z direction and heads toward the condenser lens 122.
  • the condensing lens 122 condenses the first laser light and the second laser light as parallel light, and irradiates the processing target W as the laser light L (output light).
  • the processing target W is an example of a metal member.
  • a welded portion 14 is formed on the processing target W.
  • the welded portion 14 extends from the front surface Wa toward the back surface Wb and linearly extends along the front surface Wa in the sweep direction SD.
  • the front surface Wa is an example of the first surface
  • the back surface Wb is an example of the second surface.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a beam (spot) of the laser beam L irradiated on the surface Wa of the processing target W.
  • the beam of the laser beam L is such that the beam B1 of the first laser beam and the beam B2 of the second laser beam overlap each other, and the beam B2 is larger (wider) than the beam B1.
  • the outer edge B2a of the beam B2 is formed so as to surround the outer edge B1a of the beam B1.
  • the beam B1 is an example of the first spot
  • the beam B2 is an example of the second spot.
  • the arrow SD shown in FIG. 2 indicates the sweep direction.
  • the shape of the beam (spot) of the laser beam L is the same for any sweep direction SD. .. Therefore, when a moving mechanism for relatively moving the optical head 120 and the processing target W for sweeping the surface Wa of the laser beam L is provided, the moving mechanism should have at least a relatively translatable mechanism. However, the relatively rotatable mechanism may be omitted.
  • Each W to be processed can be made of a metal material having a relatively high thermal conductivity.
  • the metal material is, for example, a copper-based metal material, an aluminum-based metal material, a nickel-based metal material, an iron-based metal material, a titanium-based metal material, or the like, and specifically, copper, a copper alloy, an aluminum, or an aluminum alloy. , Tin, nickel, nickel alloy, iron, stainless steel, titanium, titanium alloy, etc.
  • the processing target W is an example of a metal member.
  • FIG. 3 is a graph showing the light absorption rate of each metal material with respect to the wavelength of the laser beam L to be irradiated.
  • the horizontal axis of the graph of FIG. 3 is the wavelength, and the vertical axis is the absorption rate.
  • FIG. 3 shows the relationship between wavelength and absorption rate for aluminum (Al), copper (Cu), gold (Au), nickel (Ni), silver (Ag), tantalum (Ta), and titanium (Ti). It is shown.
  • a blue or green laser beam (second laser) is used rather than using a general infrared (IR) laser beam (first laser beam). It can be understood that the energy absorption rate is higher when light) is used. This feature becomes remarkable in copper (Cu), gold (Au), and the like.
  • the laser beam When the laser beam is applied to the processing target W, which has a relatively low absorption rate with respect to the wavelength used, most of the light energy is reflected and does not affect the processing target W as heat. Therefore, it is necessary to apply a relatively high power to obtain a melting region having a sufficient depth. In that case, energy is suddenly applied to the central part of the beam, so that sublimation occurs and a keyhole is formed.
  • the wavelength of the first laser light, the wavelength of the second laser light, and the wavelength of the processing target W are such that the absorption rate of the processing target W with respect to the second laser light is higher than the absorption rate of the processing target W with respect to the first laser light.
  • the material is selected.
  • the portion to be welded (hereinafter referred to as the welded portion) of the processing target W by sweeping the spot of the laser beam L is first, second.
  • the second laser beam is irradiated by the region B2f of the beam B2 of the laser beam located in front of the SD in FIG.
  • the welded portion is irradiated with the beam B1 of the first laser beam, and then the second laser beam is irradiated again by the region B2b of the beam B2 of the second laser beam located behind the sweep direction SD1.
  • a heat conduction type melting region is first generated by irradiation with a second laser beam having a high absorption rate in the region B2f. After that, a deeper keyhole-type molten region is generated in the welded portion by irradiation with the first laser beam.
  • the required depth is obtained by the first laser beam having a lower power than in the case where the heat conduction type melting region is not formed.
  • a molten region can be formed.
  • the welded portion is changed in a molten state by irradiation with a second laser beam having a high absorption rate in the region B2b.
  • the wavelength of the second laser beam is preferably 550 nm or less, and more preferably 500 nm or less.
  • the processing target W is set so that the laser beam L irradiates the surface Wa of the processing target W. Then, in a state where the surface Wa is irradiated with the laser beam L including the beam B1 and the beam B2, the laser beam L and the processing target W are relatively moved. As a result, the laser beam L moves (sweeps) in the sweep direction SD on the surface Wa while being irradiated on the surface Wa. The portion irradiated with the laser beam L is melted and then solidified as the temperature decreases, so that the processing target W is welded.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the welded portion 14 formed on the processing target W.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view perpendicular to the sweep direction SD (X direction) and along the thickness direction (Z direction).
  • the welded portion 14 extends in the sweep direction SD, that is, in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • FIG. 4 shows a cross section of the welded portion 14 formed on the processing target W, which is a single copper plate having a thickness of 2 [mm].
  • the form of the welded portion 14 formed of a plurality of plate-shaped metal materials stacked in the thickness direction (Z direction) is substantially the same as the form of the welded portion formed of one metal material having the same thickness. Can be presumed to be.
  • the welded portion 14 has a weld metal 14a extending from the surface Wa in the opposite direction in the Z direction, and a heat-affected zone 14b located around the weld metal 14a. ..
  • the weld metal 14a is a portion that is melted by irradiation with the laser beam L and then solidified.
  • the weld metal 14a can also be referred to as a melt-solidified portion.
  • the heat-affected zone 14b is a portion where the base material of the processing target W is thermally affected and is not melted.
  • the width of the weld metal 14a along the Y direction becomes narrower as the distance from the surface Wa increases. That is, the cross section of the weld metal 14a has a tapered shape that narrows in the direction opposite to the Z direction.
  • the weld metal 14a includes a first portion 14a1 separated from the surface Wa and a second portion 14a2 between the first portion 14a1 and the surface Wa. There was found.
  • the first portion 14a1 is a portion obtained by melting the keyhole type by irradiation with the first laser beam
  • the second portion 14a2 is a region located behind the sweep direction SD1 in the beam B2 of the second laser beam. It is a part obtained by melting by irradiation of B2b.
  • the crystal grain size is different between the first site 14a1 and the second site 14a2, specifically, the X direction (sweep direction). It was found that the average cross-sectional area of the crystal grains at the second site 14a2 was larger than the average cross-sectional area of the crystal grains at the first site 14a1 in the cross section orthogonal to SD).
  • the inventors have found that when the welded portion is irradiated with only the beam B1 of the first laser beam, that is, when the region B2b located behind the sweep direction SD1 in the beam B2 is not irradiated, the second It was confirmed that the site 14a2 was not formed and the first site 14a1 extended deeply from the surface Wa in the opposite direction to the Z direction. That is, in the present embodiment, the second portion 14a2 is formed near the surface Wa by the irradiation of the region B2b located behind the sweep direction SD1 in the beam B2, so that the first portion 14a1 is the said. It can be presumed that the second portion 14a2 is formed at a position opposite to the surface Wa, in other words, at a position separated from the surface Wa in the opposite direction in the Z direction.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of the welded portion 14.
  • FIG. 5 shows the boundaries of the crystal grains obtained by the EBSD method.
  • crystal grains A having a crystal grain size of 13 [ ⁇ m] or less are painted black. Note that 13 [ ⁇ m] is not a threshold value of physical characteristics, but a threshold value set for analysis of the experimental results.
  • the crystal grains A are relatively abundant in the first portion 14a1 and relatively abundant in the second portion 14a2. That is, the average cross-sectional area of the crystal grains in the second site 14a2 is larger than the average cross-sectional area of the crystal grains in the first site 14a1.
  • the inventors have found that the average cross-sectional area of the crystal grains in the second site 14a2 is 1.8 times or more the average cross-sectional area of the crystal grains in the first site 14a1. It was confirmed.
  • such relatively small crystal grains A are densely packed in a state of being elongated in the Z direction at a position separated from the surface Wa in the Z direction. There is. Further, from the analysis at a plurality of locations where the positions in the X direction (sweep direction SD) are different, it is confirmed that the region where the crystal grains A are densely extends also extends to the sweep direction SD. Since the welding is performed while sweeping, it can be estimated that crystals are formed in the same shape in the sweep direction SD.
  • first region Z1 and second region Z2 may be designated as the first region 14a1 and the second region 14a2, respectively.
  • the first region Z1 and the second region Z2 are square regions extending in the Z direction with a width wm (equal width in the Y direction) in a cross section orthogonal to the sweep direction SD, and the second region Z2.
  • the first region Z1 is a region deeper than the depth d, in other words, a region opposite to the surface Wa with respect to the position of the depth d. can do.
  • the width wm is, for example, 1/3 of the width wb (average value of the bead width) on the surface Wa of the weld metal 14a, and the depth d (height, thickness) of the second region Z2 is, for example, the width wb. Can be 1/2 of.
  • the depth of the first region Z1 can be, for example, three times the depth d of the second region Z2.
  • the inventors According to an experimental analysis of a plurality of samples, the inventors have found that in such a setting of the first region Z1 and the second region Z2, the average value of the cross-sectional areas of the crystal grains in the second region Z2 is in the first region Z1. It was confirmed that it was larger than the average value of the cross-sectional area of the crystal grains and was 1.8 times or more. Such a relationship between the size of the crystal grains in the first region Z1 and the second region Z2 is considered to be a factor for realizing a strong welding strength in the processing target W, and such discrimination is also made by welding the weld metal. It can be evidence that the first site 14a1 and the second site 14a2 are formed at 14a.
  • the thickness T (see FIG. 1) of the processing target W by laser welding of the present embodiment is 0.05 [mm] or more and 2.0 [mm] or less. It was found that similar results can be obtained in the case of.
  • FIG. 6 is a graph showing the experimental results of welding in the combination of the power density Pd1 of the first laser beam and the power density Pd2 of the second laser beam on the surface Wa of the processing target W.
  • “ ⁇ ” indicates that the number of spatters and blow holes is very small (excellent)
  • “ ⁇ ” indicates that the number of spatters and blow holes is small (good)
  • ⁇ indicates that the number of spatters and blow holes is small.
  • some other inconvenience occurs (possible) such as a large energy loss is shown.
  • “excellent” indicates the case where the number of blow holes per unit length (for example, 1 [cm]) of the linear welded portion is 1 or less, and “good” and “possible”. ”Indicates a case where the number of blow holes per unit length of the welded portion is 2 or more and less than 5. Further, in this experiment, the wavelength of the first laser beam is 1070 [nm] and the output is 1.5 [kW], the wavelength of the second laser beam is 450 [nm], and the output is 150 [W]. ]Met.
  • Each of the beam B1 and the beam B2 has, for example, a Gaussian-shaped power distribution in the radial direction of the cross section orthogonal to the optical axis direction of the beam.
  • the power distribution of the beams B1 and B2 is not limited to the Gaussian shape.
  • the diameter of the circle representing the beams B1 and B2 is the beam diameter of each beam B1 and B2.
  • Beam diameter of each beam B1, B2 includes a peak of the beam is defined as the diameter of the region of 1 / e 2 or more of the intensity of the peak intensity.
  • the length of a region having an intensity of 1 / e 2 or more of the peak intensity in the direction perpendicular to the sweep direction SD can be defined as the beam diameter.
  • the beam diameter on the surface Wa of the processing target W is referred to as a spot diameter.
  • FIG. 7 is a diagram showing the experimental results of welding by combining the width wb (bead width) of the welded portion when the beam B1 is irradiated alone and the spot diameter D2 (outer diameter, see FIG. 2) of the beam B2.
  • the meanings and criteria of the symbols ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) in FIG. 7 are the same as those in FIG. Further, in this experiment, the wavelength of the first laser beam is 1070 [nm] and the output is 1 [kW], the wavelength of the second laser beam is 450 [nm] and the output is 400 [W]. there were.
  • the spatter suppression rate Rs is defined as the following equation (2).
  • Rs 1-Nh / Nir ⁇ ⁇ ⁇ (2)
  • Nh is the number of spatters generated in a predetermined area when both the first laser beam and the second laser beam are irradiated
  • Nir is only the first laser beam with the same power as when measuring Nh.
  • FIG. 8 shows the results of conducting experiments a plurality of times at each output ratio.
  • the line segment corresponding to the output ratio indicates the range of variation in the spatter suppression rate in the experimental results of multiple samples (at least 3 samples or more) at the output ratio, and ⁇ indicates the median value of the spatter suppression rate for each output ratio.
  • the output ratio Rp is preferably 0.1 or more and less than 0.18 ( ⁇ ), and 0.18 or more and less than 0.3. It was found that the above case is more preferable ( ⁇ ), and the case of 0.3 or more and 2 or less is more preferable ( ⁇ ⁇ ).
  • the inventors conducted experiments on a plurality of samples at different sweep velocities, and found that the occurrence of spatter and blow holes differs depending on the sweep velocities.
  • the sweep rate is preferably 50 [mm / s] or more, and more preferably 100 [mm / s] or more. found.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the welded portion 14 formed by irradiation of both the first laser beam and the second laser beam in a cross section along the sweep direction and orthogonal to the surface Wa.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the welded portion 14 formed by a single irradiation of the first laser beam with the same power as in FIG. 9 as a reference example in a cross section along the sweep direction and orthogonal to the surface Wa. be.
  • the conditions other than the single irradiation of the first laser beam in the example of FIG. 10 are set in the same manner as in the case of the example of FIG.
  • FIG. 11 is an enlarged view of a part of FIG. 9.
  • the depth from the surface Wa It was found that the orientations (longitudinal direction, growth direction) of the crystal grains differed according to the above. This is obtained by melting the third portion 14a3 obtained by the keyhole-type melting by the irradiation of the first laser beam and the region B2b located behind the sweep direction in the beam B2 of the second laser beam.
  • the third portion 14a3 is a portion located away from the surface Wa and corresponds to the above-mentioned first portion 14a1.
  • the fourth part 14a4 is a part located between the third part 14a3 and the surface Wa, and is a part corresponding to the above-mentioned second part 14a2.
  • JIS G 0551: 2020 A.M. 2 Based on the cutting method, an index showing the direction (longitudinal direction) of the crystal grains in each part in the welded part 14 was defined.
  • first reference line R1 and second reference line R2 including two linear test lines orthogonal to each other are used in the cross-sectional image.
  • first reference line R1 is shown by a solid line
  • second reference line R2 is shown by a broken line.
  • the first reference line R1 has two diameters orthogonal to each other of the reference circle R0 as the straight line test lines L11 and L12, and one straight line test line L11 is in the X direction (sweep direction) along the surface Wa.
  • the other linear test line L12 extends in the Z direction orthogonal to the surface Wa.
  • the second reference line R2 has two diameters orthogonal to each other of the same reference circle R0 as the first reference line R1 as the straight line test lines L21 and L22, and one straight line test line L21 is X.
  • the other linear test line L12 Extending in the direction between the direction and the Z direction, the other linear test line L12 is in the direction between the opposite direction of the X direction and the Z direction, or the direction between the opposite direction of the Z direction and the X direction. , Is extending.
  • the angle difference between the linear test line L11 and the linear test line L21 is 45 ° or 135 °
  • the angular difference between the linear test line L12 and the linear test line L22 is 45 ° or 135 °.
  • the length of the diameter of the reference circle R0 that is, the length of the linear test lines L11, L12, L21, and L22 is, for example, a length corresponding to 200 [ ⁇ m] (a predetermined length). However, it can be appropriately set according to the size of the crystal grains.
  • the number of crystal grains can also be referred to as the number of grain boundaries. Further, in the formula (3-2), when (N22 / N21) is (N21 / N22) or more, max (N22 / N21, N21 / N22) is (N22 / N21), and (N22 / N21). When is less than (N21 / N22), max (N22 / N21, N21 / N22) is (N21 / N22). In the actual measurement, in the micrograph of the XZ cross section taken at 50 times, the above measurement can be performed at an arbitrary predetermined location or more, for example, 10 or more locations, and the average values thereof can be Rb1 and Rb2, respectively. .. When any one of N11, N12, N21, and N22 becomes 0 at a certain point P in the welded portion 14, the number of grain boundaries at the point P does not have to be used for the calculation of Rb1 and Rb2.
  • FIGS. 12 and 13 are schematics showing a case where the first reference line R1 is applied (FIG. 12) and a case where the second reference line R2 is applied to one point P in the cross section of the welded portion 14 (FIG. 13).
  • the number of crystal grains A (grain boundaries) intersecting the linear test lines L11, L12, L21, and L22 is different.
  • the grain boundary number N21 is smaller than the other grain boundary numbers N11, N12, and N22. Therefore, the point P shown in the examples of FIGS.
  • the second grain boundary number ratio Rb2 is higher than the first grain boundary number ratio Rb1.
  • the first grain boundary number ratio Rb1 is relatively high and the second grain boundary is second. It becomes larger than the grain boundary number ratio Rb2.
  • the second grain boundary number ratio Rb2 is relatively high and the second grain boundary ratio Rb2 is relatively high. It becomes larger than the grain boundary number ratio Rb1.
  • the first grain boundary number ratio Rb1 at each point P in the fourth site 14a4 is lower than the first grain boundary number ratio Rb1 at each point P in the third site 14a3.
  • the second grain boundary number ratio Rb2 at each point P in the fourth site 14a4 is higher than the second grain boundary number ratio Rb2 at each point P in the third site 14a3.
  • the first grain boundary number ratio Rb1 is higher than the second grain boundary number ratio Rb2, and at each point P in the fourth site 14a4, the second grain boundary number. It was found that the ratio Rb2 was higher than the first grain boundary number ratio Rb1.
  • first grain boundary ratio Rb1 and the second grain boundary ratio Rb2 in the welded portion 14 is considered to be a factor for realizing a strong welding strength in the work target W.
  • the arithmetic average roughness Ra of the surface Wa of the processing target W is determined. It was found that good results (corresponding to the above “excellent") can be obtained even when the value is 21 [ ⁇ m] or less.
  • the experiment was carried out in each case where the arithmetic mean roughness Ra was 21 [ ⁇ m], 8 [ ⁇ m], and 6 [ ⁇ m], and good results were obtained in each case.
  • the conventional laser welding apparatus when the surface Wa is close to a mirror surface, for example, the laser beam is reflected by the surface Wa, which may make welding difficult or impossible.
  • the arithmetic average roughness Ra is 21 [ ⁇ m] or less, and even lower 8 [ ⁇ m] or 6 [ ⁇ m]. Even for a processing target W having a surface Wa close to a mirror surface, better welding can be performed by a laser beam having a lower power.
  • the processing target W is welded, for example, by irradiating the surface Wa with a laser beam L so that the spot moves relatively along the surface Wa. ..
  • the laser light L includes a first laser light having a wavelength of 800 [nm] or more and 1200 [nm] or less, and a second laser light having a wavelength of 550 [nm] or less.
  • the wavelength of the second laser beam is preferably 400 [nm] or more and 500 [nm] or less.
  • the beam B2 (second irradiation region) of the second laser light is wider than the beam B1 (first irradiation region) of the first laser light, and the outer edge of the beam B2.
  • B2a (second outer edge) surrounds the outer edge B1a (first outer edge) of the beam B1.
  • the processing target W is made of any one of a copper-based metal material, an aluminum-based metal material, a nickel-based metal material, an iron-based metal material, and a titanium-based metal material.
  • the metal material may or may not have conductivity.
  • the effect of the welding method of this embodiment can be obtained when the processing target W is made of any of the above materials.
  • At least a part of the beam B2 (second spot) of the second laser beam is in the sweep direction SD more than the beam B1 (first spot) of the first laser beam. It is located in front.
  • the beam B1 and the beam B2 overlap at least partially on the surface Wa.
  • the beam B2 is wider than the beam B1.
  • the outer edge B2a (second outer edge) of the beam B2 surrounds the outer edge B1a (first outer edge) of the beam B1.
  • the width wb of the welded portion and the spot diameter D2 when the beam B1 is irradiated as a single substance are described in the following equation (1). wb-400 ⁇ D2 ⁇ wb + 400 ... (1)
  • the spot diameter D2 is set so as to satisfy the above conditions.
  • the output ratio of the power of the second laser light to the power of the first laser light is 0.1 or more and 2 or less.
  • the inventors have confirmed that welding defects can be reduced in welding by irradiation with a beam of laser light L that forms such beams B1 and B2 on the surface Wa.
  • the processing target W is preheated by the region B2f of the beam B2 before the beam B1 arrives, so that the molten pool of the processing target W formed by the beam B2 and the beam B1 is formed. It can be presumed that this is for stabilization. Therefore, according to the laser beam L having such beams B1 and B2, for example, welding with less welding defects and higher welding quality can be performed. Further, according to such settings of the beams B1 and B2, for example, there is an advantage that the power of the first laser beam can be further lowered. Further, when the beam B1 and the beam B2 are irradiated coaxially, there is an advantage that the relative rotation between the optical head 120 and the processing target W becomes unnecessary.
  • the weld metal 14a of the processing target W (metal member) of the present embodiment is the first portion 14a1 located apart from the surface Wa (first surface) in the thickness direction (opposite direction in the Z direction). It has a second site 14a2, which is located between the first site 14a1 and the surface Wa and has a larger average cross-sectional area of crystal grains than the first site 14a1.
  • the average value of the cross-sectional areas of the crystal grains contained in the second portion 14a2 is included in the first portion 14a1. It is 1.8 times or more the average value of the cross-sectional area of the crystal grains.
  • such a welded portion 14 sweeps a beam of laser light L having a beam B1 of the first laser light and a beam B2 of the second laser light onto the surface Wa as shown in FIG. It was obtained by irradiating the SD while sweeping. Further, as described above, the inventors have experimentally confirmed that welding defects can be reduced in welding by irradiation with a beam of laser light L as shown in FIG. Therefore, according to the above configuration, for example, it is possible to obtain a work target W (metal member) having a welded portion 14 having less welding defects and higher welding quality. Further, according to the present embodiment, for example, the power of the first laser beam can be made lower, and the relative rotation between the optical head 120 and the processing target W becomes unnecessary. ..
  • the metal member as the processing target W can be applied to various electric parts and electronic devices having the electric parts.
  • Electrical components are conductors, such as terminals, busbars, coils, and battery tabs.
  • the electronic device has, for example, the conductor, and specifically, a motor, an assembled battery, an inverter, a computer, and the like.
  • FIG. 14 is a schematic configuration diagram of the laser welding apparatus 100A of the second embodiment.
  • the optical head 120 has a DOE 125 between the collimating lens 121-1 and the mirror 123. Except for this point, the laser welding apparatus 100A has the same configuration as the laser welding apparatus 100 of the first embodiment.
  • DOE125 forms the shape of the beam B1 of the first laser beam (hereinafter referred to as the beam shape).
  • the DOE 125 has, for example, a configuration in which a plurality of diffraction gratings 125a having different periods are superposed.
  • the DOE 125 can form a beam shape by bending or superimposing parallel light in a direction affected by each diffraction grating 125a.
  • DOE125 can also be referred to as a beam shaper.
  • the optical head 120 is provided after the collimating lens 121-2 to adjust the beam shape of the second laser beam, and is provided after the filter 124 to adjust the beam shapes of the first laser beam and the second laser beam. It may have a beam shaper or the like to be adjusted. By appropriately adjusting the beam shape of the laser beam L with the beam shaper, the occurrence of welding defects in welding can be further suppressed.
  • FIG. 16 is a schematic configuration diagram of the laser welding apparatus 100B of the third embodiment.
  • the optical head 120 has a galvano scanner 126 between the filter 124 and the condenser lens 122. Except for this point, the laser welding apparatus 100B has the same configuration as the laser welding apparatus 100 of the first embodiment.
  • the galvano scanner 126 has two mirrors 126a and 126b, and by controlling the angles of the two mirrors 126a and 126b, the irradiation position of the laser beam L can be set without moving the optical head 120. It is a device that can be moved to sweep the laser beam L. The angles of the mirrors 126a and 126b are changed by, for example, a motor (not shown). According to such a configuration, a mechanism for relatively moving the optical head 120 and the processing target W becomes unnecessary, and for example, an advantage that the device configuration can be miniaturized can be obtained.
  • FIG. 17 is a schematic configuration diagram of the laser welding apparatus 100C of the fourth embodiment.
  • the optical head 120 has a DOE 125 (beam shaper) between the collimating lens 121-2 and the filter 124.
  • the laser welding apparatus 100C has the same configuration as the laser welding apparatus 100B of the third embodiment. According to such a configuration, the same effect as the third embodiment by having the galvano scanner 126 and the same effect as the second embodiment by having the DOE 125 (beam shaper) can be obtained.
  • the optical head 120 is provided after the collimating lens 121-1 and is provided after the beam shaper for adjusting the beam shape of the first laser beam, and is provided after the filter 124 and is provided with the first laser beam and the second laser beam. It may have a beam shaper or the like that adjusts the beam shape of the laser beam.
  • FIG. 18 is a schematic configuration diagram of a laser welding system 1000 including the laser welding apparatus 100 of the first embodiment.
  • the laser welding system 1000 may be provided with the laser welding devices 100A to 100C of other embodiments instead of the laser welding device 100.
  • the laser welding system 1000 includes a main power supply 1001, a sub power supply 1002, 1003, an integrated controller 1004, and a cooling mechanism 1005 in addition to the laser welding device 100.
  • the main power supply 1001 supplies power to the sub power supplies 1002 and 1003. Further, the sub power source 1002 supplies electric power to the laser device 111, and the sub power source 1003 supplies electric power to the laser device 112.
  • the integrated controller 1004 controls the operation of both the laser device 111 and the laser device 112. Specifically, it is possible to control the power of the laser light output from the laser devices 111 and 112, the timing of oscillation, and the wavelength, and also control the operation related to sweeping, for example, the operation of the relative movement mechanism and the galvano scanner 126. can. As a result, the laser device 111 (first laser oscillator) and the laser device 112 (second laser oscillator) can be controlled more reliably and comprehensively.
  • the integrated controller 1004 is an example of a control unit.
  • the cooling mechanism 1005 includes a pipe 1006 through which a refrigerant such as a coolant flows.
  • the pipe 1006 is arranged so as to pass through the laser devices 111 and 112 and the optical head 120, respectively.
  • the cooling mechanism 1005 can switch between supplying and stopping the refrigerant flowing through each pipe 1006, change the flow rate, and adjust the temperature of the refrigerant.
  • the laser devices 111 and 112 and the optical head 120 can be cooled, for example, the operation of the laser devices 111 and 112 can be stabilized, and the excessive temperature rise of the optical head 120 can be suppressed.
  • the operation of the cooling mechanism 1005 may be controlled by the integrated controller 1004.
  • FIG. 19 is a schematic configuration diagram of a laser welding system 1000A including the laser welding apparatus 100 of the first embodiment.
  • the laser welding system 1000A may include the laser welding devices 100A to 100C of other embodiments instead of the laser welding device 100.
  • the fifth embodiment except that the laser welding system 1000A includes a controller 1004-1 for the laser device 111 and a controller 1004-2 for the laser device 112 instead of the integrated controller 1004. It has the same configuration as the laser welding system 1000 of the form. Even with such a configuration, the same effect as that of the laser welding system 1000 of the fifth embodiment can be obtained.
  • the controllers 1004-1 and 1004-2 are examples of control units.
  • FIG. 20 is a schematic configuration diagram of the laser welding apparatus 100D of the seventh embodiment.
  • the laser welding apparatus 100D is modified based on the laser welding apparatus 100 of the first embodiment.
  • the optical head 120 has a first portion 120-1, a second portion 120-2, and a third portion 120-3.
  • the first site 120-1 includes a collimating lens 121-1 and a mirror 123.
  • the second site 120-2 includes a collimating lens 121-2, a filter 124, and a condenser lens 122.
  • the third site 120-3 is interposed between the first site 120-1 and the second site 120-2.
  • the first portion 120-1 and the third portion 120-3 are configured to be relatively slidable in the X direction or the opposite direction of the X direction without changing the posture with respect to the Z direction.
  • the second portion 120-2 and the third portion 120-3 are configured to be relatively slidable in the opposite directions of the Y direction and the Y direction without changing the posture with respect to the Z direction.
  • the outlet of the first laser beam of the first portion 120-1 and the inlet of the first laser beam of the second portion 120-2 are directed in directions orthogonal to the optical axis direction of the first laser beam, respectively.
  • An annular and plate-shaped flange 120a that expands is provided.
  • a third portion 120-3 having an annular shape and a plate shape spreading in a direction orthogonal to the optical axis direction of the first laser beam is sandwiched between these two flanges 120a.
  • the two flanges 120a and the third portion 120-3 can slide relatively along their respective contact surfaces with no change in attitude with respect to the Z axis.
  • a guide mechanism (not shown) that guides the relative slide in the X direction and can be fixed at an arbitrary relative position in the X direction is provided between the first portion 120-1 and the third portion 120-3.
  • a guide mechanism (not shown) that guides the relative slide in the Y direction and can be fixed at an arbitrary relative position in the Y direction is provided between the second portion 120-2 and the third portion 120-3.
  • the optical axis of the first laser beam input to the filter 124 and output from the filter 124 and the optical axis of the second laser beam output from the filter 124 Can be shifted in a direction orthogonal to those optical axes. Since the first portion 120-1 and the laser device 111 and the second portion 120-2 and the laser device 112 are connected by an optical fiber 130 having flexibility, the first portion 120-1 and the laser apparatus 112 are connected to each other. The laser devices 111 and 112 can be fixed even when the position of the one site 120-1 or the second site 120-2 changes.
  • FIGS. 21 to 23 show examples of laser beam B1 and B2 formed on the surface Wa of the processing target W by the laser welding apparatus 100D.
  • the relative positions of the beams B1 and B2 can be arbitrarily changed.
  • at least a part of the beam B2 (second spot) is located in front of the beam B1 (first spot) in the sweep direction SD on the surface Wa as shown in FIGS. 21 to 23. It has been found that the same effect as in the first embodiment can be obtained by the preheating effect of the beam B2 when the beam B1 and the beam B2 are in contact with each other or at least partially overlap each other.
  • FIGS. 21 to 23 are merely examples, and the arrangement of the beams B1 and B2 obtained by the laser welding apparatus 100D and the sizes of the beams B1 and B2 are not limited to the examples of FIGS. 21 to 23.
  • the fact that the beam B2 is located in front of the sweep direction SD with respect to the beam B1 is a virtual straight line on the surface Wa that passes through the front end of the sweep direction SD of the beam B1 and is orthogonal to the sweep direction SD. It means that at least a part of the beam B2 is present in the region in front of the SD in the sweep direction with respect to the VL.
  • FIG. 24 is a schematic configuration diagram of the laser welding apparatus 100E of the eighth embodiment.
  • the laser welding apparatus 100E is modified based on the laser welding apparatus 100B of the third embodiment.
  • the laser welding device 100B has a position adjusting mechanism 140 that variably sets the position of the collimating lens 121 in the optical axis direction.
  • the position adjusting mechanism 140 can appropriately change the sizes (spot diameters D1 and D2) of the beams B1 and B2 on the surface Wa of the processing target W. That is, the position adjusting mechanism 140 can also be referred to as a spot size variable mechanism.
  • the same position adjusting mechanism 140 can be applied to the condenser lens 122, may be applied to both the collimating lens 121 and the condenser lens 122, or the laser welding apparatus of another embodiment. It can also be applied to a collimating lens 121 and a condenser lens 122 of 100, 100A, 100C, 100D, and 100F.
  • FIG. 25 is a schematic configuration diagram of the laser welding apparatus 100F of the ninth embodiment.
  • the optical head 120 has a first portion 120-1 for irradiating the first laser beam L1 and a second portion 120 for irradiating the second laser beam L2, each of which is composed of different bodies (housings). -2 and are provided. Even with such a configuration, the same actions and effects as those of the above embodiment can be obtained.
  • FIG. 26 shows an example of spots of beams B1 and B2 formed on the surface Wa of the processing target W by the laser welding devices 100, 100A to 100F of any of the above-described embodiments.
  • the spot diameter of the beam B2 may be substantially the same as the spot diameter of the beam B1. Further, although not shown, the spot diameter of the beam B2 may be smaller than the spot diameter of the beam B1.
  • the surface area of the molten pool may be adjusted by sweeping by known wobbling, weaving, output modulation, or the like.
  • the processing target may be a metal plate having a thin layer of another metal on the surface of the metal, such as a plated metal plate.
  • center of the beam of the first laser beam and the center of the beam of the second laser beam do not necessarily have to coincide with each other, and may be deviated from each other.
  • the beam of the first laser beam may be partially located outside the beam of the second laser beam.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view of the welded portion 14 along the sweep direction SD of the embodiment and in a cross section orthogonal to the surface Wa, and is a cross-sectional view of the front end portion of the welded portion 14 in the sweep direction SD.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view taken along the sweep direction SD of the welded portion 14 formed by single irradiation of the first laser beam with the same power as in FIG. 27 and in a cross section orthogonal to the surface Wa. It is a cross-sectional view of the front end portion of the welded portion 14 in the sweep direction SD.
  • the contour of the molten pool (welded portion 14) is visualized by image processing.
  • the molten pool formed in the processing with the hybrid laser that irradiates the first laser beam and the second laser beam of the present embodiment shown in FIG. 27 is a fiber laser that irradiates only the first laser beam shown in FIG. 28.
  • the broken line frame DL in FIG. 27 it has a longer tail behind the sweep direction SD as compared with the molten pool formed by the processing in.
  • the front portion 14f of the molten pool (welded portion 14) of the present embodiment projects in front of the sweep direction SD.
  • the length Lw1 in the sweep direction SD of the molten pool formed in the machining with the hybrid laser is the length Lw2 in the sweep direction SD of the molten pool formed in the machining with the fiber laser (FIG. 27). 28) is longer. That is, in the processing with the hybrid laser, the molten pool is larger than the processing with the fiber laser. According to the hybrid laser processing that irradiates the first laser beam and the second laser beam of the present embodiment, the molten pool expands and the internal thermal convection is more stabilized by the irradiation of the second laser beam (blue laser beam).
  • the opening of the keyhole is enlarged and the vapor pressure at the time of evaporation is more easily escaped to the outside. Therefore, the generation of spatter is suppressed and a stable molten pool can be obtained as compared with the single irradiation of the first laser beam. Can be estimated.
  • the present invention can be applied to welding methods, laser welding systems, metal members, electrical parts, and electronic devices.

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Abstract

加工対象に対して相対的に掃引方向に移動するレーザ光を加工対象の表面に照射することにより、加工対象のレーザ光が照射された部分を溶融して溶接を行う、溶接方法であって、レーザ光は、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長の第一レーザ光と、５５０［ｎｍ］以下の波長の第二レーザ光と、を含む。第二レーザ光の波長は、例えば、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下である。

Description

溶接方法、レーザ溶接システム、金属部材、電気部品、および電子機器
　本発明は、溶接方法、レーザ溶接システム、金属部材、電気部品、および電子機器に関する。
　金属材料からなる加工対象を溶接する手法の一つとして、レーザ溶接が知られている。レーザ溶接とは、レーザ光を加工対象の溶接すべき部分に照射し、レーザ光のエネルギで当該部分を溶融させる溶接方法である。レーザ光が照射された部分には、溶融池と呼ばれる溶融した金属材料の液溜りが形成され、その後、溶融池が固化することによって溶接が行われる。
　また、レーザ光を加工対象に照射する際には、その目的に応じ、レーザ光のプロファイルが成形されることもある。例えば、レーザ光を加工対象の切断に用いる場合に、レーザ光のプロファイルを成形する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
特表２０１０－５０８１４９号公報
　ところで、溶接時には、スパッタやブローホールのような溶接欠陥を抑制することが求められている。スパッタは、溶融金属が飛散したものであるため、当該スパッタが発生すると溶接個所における金属材料が減少してしまっていることにもなる。つまり、スパッタの発生が多くなると、溶接個所の金属材料が不足してしまい、強度不良等を引き起こすことにもなる。また、発生したスパッタは、溶接個所の周辺に付着することになるが、これがのちに剥離し、電気回路等に付着すると、電気回路に異常をきたしてしまう。したがって、電気回路用の部品に対して溶接を行うことは困難な場合がある。また、ブローホールは、溶接部に生じた略球形の空洞であり、溶接強度の低下の一因となる。
　そこで、本発明の課題の一つは、例えば、より溶接欠陥を抑制することが可能な、溶接方法、レーザ溶接システム、金属部材、電気部品、および電子機器を得ること、である。
　本発明の溶接方法にあっては、例えば、加工対象に対して相対的に掃引方向に移動するレーザ光を前記加工対象の表面に照射することにより、前記加工対象のレーザ光が照射された部分を溶融して溶接を行う、溶接方法であって、前記レーザ光は、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長の第一レーザ光と、５５０［ｎｍ］以下の波長の第二レーザ光と、を含む。
　前記溶接方法では、前記第二レーザ光の波長は、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下であってもよい。
　前記溶接方法では、前記加工対象は、銅系金属材料、アルミニウム系金属材料、ニッケル系金属材料、鉄系金属材料、およびチタン系金属材料のうちのいずれか一つであってもよい。
　前記溶接方法では、前記表面上において、前記第二レーザ光によって前記表面上に形成される第二スポットの少なくとも一部は、前記第一レーザ光によって前記表面上に形成される第一スポットよりも前記掃引方向の前方に位置してもよい。
　前記溶接方法では、前記表面上において、前記第一スポットと前記第二スポットとは少なくとも部分的に重なってもよい。
　前記溶接方法では、前記表面上において、前記第二スポットの第二外縁は、前記第一スポットの第一外縁を取り囲んでもよい。
　前記溶接方法では、前記第二レーザ光を照射せずに前記第一レーザ光のみを照射した場合に前記表面に形成される溶接部の幅をｗｂ、前記第一レーザ光および前記第二レーザ光を照射する場合における前記第二スポットの外径をＤ２としたとき、次の式（１）
　ｗｂ－４００＜Ｄ２＜ｗｂ＋４００　・・・（１）
を満たすよう、前記第二スポットの外径を設定してもよい。
　前記溶接方法では、前記表面上において、前記第二レーザ光のパワーの前記第一レーザ光のパワーに対する出力比が、０．１以上２以下であってもよい。
　前記溶接方法では、前記レーザ光は、複数のビームを含んでもよい。
　前記溶接方法では、前記複数のビームは、ビームシェイパによって形成されてもよい。
　前記溶接方法では、前記表面の算術平均粗さが、２１［μｍ］以下であってもよい。
　前記溶接方法では、前記レーザ光の前記表面上における掃引速度は、５０［ｍｍ／ｓ］以上であってもよい。
　また、本発明のレーザ溶接システムは、例えば、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長の第一レーザ光を発振する第一レーザ発振器と、５００［ｎｍ］以下の波長の第二レーザ光を発振する第二レーザ発振器と、前記第一レーザ光および前記第二レーザ光を含むレーザ光を加工対象の表面に照射することにより、前記加工対象の前記レーザ光が照射された部分を溶融して溶接を行う光学ヘッドと、前記第一レーザ光および前記第二レーザ光のレーザ発振タイミングおよびパワーを制御する制御部と、前記第一レーザ発振器、前記第二レーザ発振器、および前記光学ヘッドを冷却する冷却機構と、を備え、前記レーザ光が前記加工対象に対して相対的に掃引方向に移動するよう、前記加工対象と前記レーザ光とが相対移動可能に構成される。
　前記レーザ溶接システムは、前記レーザ光が前記表面上で前記掃引方向に移動するよう前記レーザ光の出射方向を変化させるガルバノスキャナを備えてもよい。
　前記レーザ溶接システムは、前記レーザ光を複数のビームに分割するビームシェイパを備えてもよい。
　また、本発明の金属部材は、例えば、第一表面と、当該第一表面の裏側の第二表面と、前記第一表面に沿って延びた溶接部と、を備えた金属部材であって、前記溶接部は、前記第一表面から前記第二表面に向けて延びた溶接金属と、前記溶接金属の周囲に位置される熱影響部と、を有し、前記溶接金属は、前記第一表面に対して当該第一表面から前記第二表面に向かう厚さ方向に離れて位置された第一部位と、当該第一部位と前記第一表面との間に位置され前記第一部位よりも前記溶接部の延び方向と直交する断面における結晶粒の断面積の平均値が大きい第二部位と、を有する。
　前記金属部材では、前記第二部位に含まれる結晶粒の断面積の平均値は、前記第一部位に含まれる結晶粒の断面積の平均値の１．８倍以上であってもよい。
　また、本発明の金属部材は、例えば、第一表面と、当該第一表面の裏側の第二表面と、前記第一表面に沿って延びた溶接部と、を備えた金属部材であって、前記溶接部は、前記第一表面から前記第二表面に向けて延びた溶接金属と、前記溶接金属の周囲に位置される熱影響部と、を有し、第一粒界数比率を次の式（３－１）
　　Ｒｂ１＝Ｎ１２／Ｎ１１　・・・（３－１）
（ここに、Ｒｂ１は、第一粒界数比率、Ｎ１１は、前記第一表面と直交しかつ前記溶接部の延び方向に沿った試験断面において、前記第一表面に沿った所定の長さの直線試験線と交差した粒界数であり、Ｎ１２は、前記試験断面において、前記第一表面と直交した方向に延びた前記所定の長さの直線試験線と交差した粒界数である。）と表した場合に、前記溶接金属は、前記第一表面に対して当該第一表面から前記第二表面に向かう厚さ方向に離れて位置された第三部位と、当該第三部位と前記第一表面との間に位置され前記第一粒界数比率が前記第三部位の前記第一粒界数比率よりも低い第四部位と、を有する。
　また、本発明の金属部材は、例えば、第一表面と、当該第一表面の裏側の第二表面と、前記第一表面に沿って延びた溶接部と、を備えた金属部材であって、前記溶接部は、前記第一表面から前記第二表面に向けて延びた溶接金属と、前記溶接金属の周囲に位置される熱影響部と、を有し、第二粒界数比率を次の式（３－２）
　　Ｒｂ２＝ｍａｘ（Ｎ２２／Ｎ２１，Ｎ２１／Ｎ２２）　・・・（３－２）
（ここに、Ｒｂ２は、第二粒界数比率、Ｎ２１は、前記第一表面と直交しかつ前記溶接部の延び方向に沿った試験断面において、前記第一表面に沿う方向および前記第一表面と直交する方向の間の第一方向に延びた所定の長さを有する直線試験線と交差した粒界数であり、Ｎ２２は、前記試験断面おいて、前記第一方向と直交した第二方向に延びた前記所定の長さを有する直線試験線と交差した粒界数であり、ｍａｘ（Ｎ２２／Ｎ２１，Ｎ２１／Ｎ２２）は、（Ｎ２２／Ｎ２１）が（Ｎ２１／Ｎ２２）以上である場合は（Ｎ２２／Ｎ２１）とし、（Ｎ２２／Ｎ２１）が（Ｎ２１／Ｎ２２）未満である場合は（Ｎ２１／Ｎ２２）とする。）と表した場合に、前記溶接金属は、前記第一表面に対して当該第一表面から前記第二表面に向かう厚さ方向に離れて位置された第三部位と、当該第三部位と前記第一表面との間に位置され前記第二粒界数比率が前記第三部位の前記第二粒界数比率よりも高い第四部位と、を有する。
　また、本発明の金属部材は、例えば、第一表面と、当該第一表面の裏側の第二表面と、前記第一表面に沿って延びた溶接部と、を備えた金属部材であって、前記溶接部は、前記第一表面から前記第二表面に向けて延びた溶接金属と、前記溶接金属の周囲に位置される熱影響部と、を有し、第一粒界数比率を次の式（３－１）
　　Ｒｂ１＝Ｎ１２／Ｎ１１　・・・（３－１）
（ここに、Ｒｂ１は、第一粒界数比率、Ｎ１１は、前記第一表面と直交しかつ前記溶接部の延び方向に沿った試験断面において、前記第一表面に沿った所定の長さの直線試験線と交差した粒界数であり、Ｎ１２は、前記試験断面において、前記第一表面と直交した方向に延びた前記所定の長さの直線試験線と交差した粒界数である。）と表し、かつ、第二粒界数比率Ｒｂ２を次の式（３－２）
　　Ｒｂ２＝ｍａｘ（Ｎ２２／Ｎ２１，Ｎ２１／Ｎ２２）　・・・（３－２）
（ここに、Ｒｂ２は、第二粒界数比率、Ｎ２１は、前記第一表面と直交しかつ前記溶接部の延び方向に沿った試験断面において、前記第一表面に沿う方向および前記第一表面と直交する方向の間の第一方向に延びた所定の長さを有する直線試験線と交差した粒界数であり、Ｎ２２は、前記試験断面おいて、前記第一方向と直交した第二方向に延びた前記所定の長さを有する直線試験線と交差した粒界数であり、ｍａｘ（Ｎ２２／Ｎ２１，Ｎ２１／Ｎ２２）は、（Ｎ２２／Ｎ２１）が（Ｎ２１／Ｎ２２）以上である場合は（Ｎ２２／Ｎ２１）とし、（Ｎ２２／Ｎ２１）が（Ｎ２１／Ｎ２２）未満である場合は（Ｎ２１／Ｎ２２）とする。）と表した場合に、前記溶接金属は、前記第一表面に対して当該第一表面から前記第二表面に向かう厚さ方向に離れて位置された第三部位と、当該第三部位と前記第一表面との間に位置され前記第一粒界数比率が前記第三部位の前記第一粒界数比率よりも低くかつ前記第二粒界数比率が前記第三部位の前記第二粒界数比率よりも高い第四部位と、を有する。
　また、本発明の電気部品は、例えば、前記金属部材を導体として有してもよい。
　また、本発明の電子機器は、例えば、前記金属部材を導体として有してもよい。
　本発明によれば、例えば、より溶接欠陥を抑制することが可能な、溶接方法、レーザ溶接システム、金属部材、電気部品、および電子機器を得ることができる。
図１は、第１実施形態のレーザ溶接装置の例示的な概略構成図である。 図２は、第１実施形態のレーザ溶接装置によって加工対象の表面上に形成されるレーザ光のビーム（スポット）を示す例示的な模式図である。 図３は、照射するレーザ光の波長に対する各金属材料の光の吸収率を示すグラフである。 図４は、実施形態の溶接部の例示的かつ模式的な断面図である。 図５は、実施形態の溶接部の一部を示す例示的かつ模式的な断面図である。 図６は、第１実施形態のレーザ溶接装置による第一レーザ光のパワー密度と第二レーザ光のパワー密度との組み合わせにおける溶接の実験結果を示すグラフである。 図７は、第１実施形態のレーザ溶接装置による第一レーザ光を単体で照射した場合の溶接部の幅と第二スポット径との組み合わせにおける溶接の実験結果を示すグラフである。 図８は、実施形態のレーザ溶接装置による第二レーザ光のパワーに対する第一レーザ光のパワーの比である出力比と、スパッタ抑制率との相関関係を示すグラフである。 図９は、実施形態の溶接部の例示的かつ模式的な断面図であって、掃引方向に沿うとともに表面と直交した断面における断面図である。 図１０は、参考例として図９の場合と同じパワーでの第一レーザ光の単独の照射により形成された溶接部の例示的かつ模式的な断面図であって、掃引方向に沿うとともに表面と直交した断面における断面図である。 図１１は、図９の一部の拡大図である。 図１２は、実施形態の溶接部の断面中の一つの位置について、第一基準線を適用した場合を示す説明図である。 図１３は、実施形態の溶接部の断面中の一つの位置について、第二基準線を適用した場合を示す説明図である。 図１４は、第２実施形態のレーザ溶接装置の例示的な概略構成図である。 図１５は、第２実施形態のレーザ溶接装置に含まれる回折光学素子の原理の概念を示す説明図である。 図１６は、第３実施形態のレーザ溶接装置の例示的な概略構成図である。 図１７は、第４実施形態のレーザ溶接装置の例示的な概略構成図である。 図１８は、第５実施形態のレーザ溶接システムの例示的な概略構成図である。 図１９は、第６実施形態のレーザ溶接システムの例示的な概略構成図である。 図２０は、第７実施形態のレーザ溶接装置の例示的な概略構成図である。 図２１は、第７実施形態のレーザ溶接装置によって加工対象の表面上に形成されるレーザ光のビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図２２は、第７実施形態のレーザ溶接装置によって加工対象の表面上に形成されるレーザ光のビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図２３は、第７実施形態のレーザ溶接装置によって加工対象の表面上に形成されるレーザ光のビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図２４は、第８実施形態のレーザ溶接装置の例示的な概略構成図である。 図２５は、第９実施形態のレーザ溶接装置の例示的な概略構成図である。 図２６は、実施形態のレーザ溶接装置によって加工対象の表面上に形成されるレーザ光のビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図２７は、実施形態の溶接部の掃引方向に沿うとともに表面と直交した断面における例示的かつ模式的な断面図であって、溶接部の掃引方向の前端部の断面図である。 図２８は、参考例として図２７の場合と同じパワーでの第一レーザ光の単独の照射により形成された溶接部の掃引方向に沿うとともに表面と直交した断面における例示的かつ模式的な断面図であって、溶接部の掃引方向の前端部の断面図である。
　以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
　以下に示される実施形態は、同様の構成を備えている。よって、各実施形態の構成によれば、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。また、以下では、それら同様の構成には同様の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。
　また、各図において、Ｘ方向を矢印Ｘで表し、Ｙ方向を矢印Ｙで表し、Ｚ方向を矢印Ｚで表している。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに交差するとともに直交している。Ｚ方向は、加工対象Ｗの表面Ｗａ（加工面）の法線方向である。
　また、本明細書において、序数は、部品や、部材、部位、レーザ光、方向等を区別するために便宜上付与されており、優先度や順番を示すものではない。
［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態のレーザ溶接装置１００の概略構成図である。図１に示されるように、レーザ溶接装置１００は、レーザ装置１１１と、レーザ装置１１２と、光学ヘッド１２０と、光ファイバ１３０と、を備えている。
　レーザ装置１１１，１１２は、それぞれ、レーザ発振器を有しており、一例としては、数ｋＷのパワーのレーザ光を出力できるよう構成されている。また、レーザ装置１１１，１１２は、例えば、内部に複数の半導体レーザ素子を備え、当該複数の半導体レーザ素子の合計の出力として数ｋＷのパワーのマルチモードのレーザ光を出力できるよう構成されてもよい。また、レーザ装置１１１，１１２は、ファイバレーザ、ＹＡＧレーザ、ディスクレーザ等様々なレーザ光源を備えてもよい。
　レーザ装置１１１は、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長の第一レーザ光を出力する。レーザ装置１１１は、第一レーザ装置の一例である。レーザ装置１１１が有するレーザ発振器は、第一レーザ発振器の一例である。
　他方、レーザ装置１１２は、５００［ｎｍ］以下の波長の第二レーザ光を出力する。レーザ装置１１２は、第二レーザ装置の一例である。レーザ装置１１２は、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下の波長の第二レーザ光を出力するのが好適である。レーザ装置１１２が有するレーザ発振器は、第二レーザ発振器の一例である。
　光ファイバ１３０は、それぞれ、レーザ装置１１１，１１２から出力されたレーザ光を光学ヘッド１２０に導く。
　光学ヘッド１２０は、レーザ装置１１１，１１２から入力されたレーザ光を、加工対象Ｗに向かって照射するための光学装置である。光学ヘッド１２０は、コリメートレンズ１２１と、集光レンズ１２２と、ミラー１２３と、フィルタ１２４と、を備えている。コリメートレンズ１２１、集光レンズ１２２、ミラー１２３、およびフィルタ１２４は、光学部品とも称されうる。
　光学ヘッド１２０は、加工対象Ｗの表面Ｗａ上でレーザ光Ｌの照射を行いながらレーザ光Ｌを掃引するために、加工対象Ｗとの相対位置を変更可能に構成されている。光学ヘッド１２０と加工対象Ｗとの相対移動は、光学ヘッド１２０の移動、加工対象Ｗの移動、または光学ヘッド１２０および加工対象Ｗの双方の移動により、実現されうる。
　なお、光学ヘッド１２０は、図示しないガルバノスキャナ等を有することにより、表面Ｗａ上でレーザ光Ｌを掃引可能に構成されてもよい。
　コリメートレンズ１２１（１２１－１，１２１－２）は、それぞれ、光ファイバ１３０を介して入力されたレーザ光をコリメートする。コリメートされたレーザ光は、平行光になる。
　ミラー１２３は、コリメートレンズ１２１－１で平行光となった第一レーザ光を反射する。ミラー１２３で反射した第一レーザ光は、Ｚ方向の反対方向に進み、フィルタ１２４へ向かう。なお、第一レーザ光が光学ヘッド１２０においてＺ方向の反対方向へ進むように入力される構成にあっては、ミラー１２３は不要である。
　フィルタ１２４は、第一レーザ光を透過し、かつ第二レーザ光を透過せずに反射するハイパスフィルタである。第一レーザ光は、フィルタ１２４を透過してＺ方向の反対方向へ進み、集光レンズ１２２へ向かう。他方、フィルタ１２４は、コリメートレンズ１２１－２で平行光となった第二レーザ光を反射する。フィルタ１２４で反射した第二レーザ光は、Ｚ方向の反対方向に進み、集光レンズ１２２へ向かう。
　集光レンズ１２２は、平行光としての第一レーザ光および第二レーザ光を集光し、レーザ光Ｌ（出力光）として、加工対象Ｗへ照射する。加工対象Ｗは、金属部材の一例である。
　レーザ光Ｌの照射により、加工対象Ｗには、溶接部１４が形成される。溶接部１４は、表面Ｗａから裏面Ｗｂに向けて延びるとともに、表面Ｗａに沿って掃引方向ＳＤに線状に延びる。表面Ｗａは、第一表面の一例であり、裏面Ｗｂは、第二表面の一例である。
　図２は、加工対象Ｗの表面Ｗａ上に照射されたレーザ光Ｌのビーム（スポット）を示す模式図である。図２に示されるように、表面Ｗａ上において、レーザ光Ｌのビームは、第一レーザ光のビームＢ１と第二レーザ光のビームＢ２とが重なり、ビームＢ２がビームＢ１よりも大きく（広く）、かつ、ビームＢ２の外縁Ｂ２ａがビームＢ１の外縁Ｂ１ａを取り囲むように、形成されている。表面Ｗａ上において、ビームＢ１は、第一スポットの一例であり、ビームＢ２は、第二スポットの一例である。
　図２に示される矢印ＳＤは、掃引方向を示す。図２に示されるように、レーザ光Ｌのビームは、中心点Ｃに対する点対称形状を有しているため、任意の掃引方向ＳＤについて、レーザ光Ｌのビーム（スポット）の形状は同じになる。よって、レーザ光Ｌの表面Ｗａ上での掃引のために光学ヘッド１２０と加工対象Ｗとを相対的に動かす移動機構を備える場合、当該移動機構は、少なくとも相対的に並進可能な機構を有すればよく、相対的に回転可能な機構は省略できる場合がある。
　加工対象Ｗは、それぞれ、熱伝導率の比較的高い金属材料で作られ得る。金属材料は、例えば、銅系金属材料や、アルミニウム系金属材料、ニッケル系金属材料、鉄系金属材料、チタン系金属材料などであり、具体的には、銅や、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、錫、ニッケル、ニッケル合金、鉄、ステンレス、チタン、チタン合金等である。加工対象Ｗは、金属部材の一例である。
［波長と光の吸収率、溶融状態］
　ここで、金属材料の光の吸収率について説明する。図３は、照射するレーザ光Ｌの波長に対する各金属材料の光の吸収率を示すグラフである。図３のグラフの横軸は波長であり、縦軸は吸収率である。図３には、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、およびチタン（Ｔｉ）について、波長と吸収率との関係が示されている。
　材料によって特性が異なるものの、図３に示されている各金属に関しては、一般的な赤外線（ＩＲ）のレーザ光（第一レーザ光）を用いるよりも、青や緑のレーザ光（第二レーザ光）を用いた方が、エネルギの吸収率がより高いことが理解できよう。この特徴は、銅（Ｃｕ）や、金（Ａｕ）等においては顕著となる。
　使用波長に対して吸収率が比較的低い加工対象Ｗにレーザ光が照射された場合、大部分の光エネルギは反射され、加工対象Ｗに熱としての影響を及ぼさない。そのため、十分な深さの溶融領域を得るには比較的高いパワーを与える必要がある。その場合、ビーム中心部は急激にエネルギが投入されることで、昇華が生じ、キーホールが形成される。
　他方、使用波長に対して吸収率が比較的高い加工対象Ｗにレーザ光が照射された場合、投入されるエネルギの多くが加工対象Ｗに吸収され、熱エネルギへと変換される。すなわち、過度なパワーを与える必要はないため、キーホールの形成を伴わず、熱伝導型の溶融となる。
　本実施形態では、加工対象Ｗの第二レーザ光に対する吸収率が、第一レーザ光に対する吸収率よりも高くなるよう、第一レーザ光の波長、第二レーザ光の波長、および加工対象Ｗの材質が、選択される。この場合、掃引方向が図２中の掃引方向ＳＤ１である場合、レーザ光Ｌのスポットの掃引により、加工対象Ｗの溶接される部位（以下、被溶接部位と称する）には、まずは、第二レーザ光のビームＢ２の、図２におけるＳＤの前方に位置する領域Ｂ２ｆによって、第二レーザ光が照射される。その後、被溶接部位には、第一レーザ光のビームＢ１が照射され、その後、第二レーザ光のビームＢ２の、掃引方向ＳＤ１の後方に位置する領域Ｂ２ｂによって、再度第二レーザ光が照射される。
　したがって、被溶接部位には、まずは、領域Ｂ２ｆにおける吸収率が高い第二レーザ光の照射により、熱伝導型の溶融領域が生じる。その後、被溶接部位には、第一レーザ光の照射によって、より深いキーホール型の溶融領域が生じる。この場合、被溶接部位には、予め熱伝導型の溶融領域が形成されているため、当該熱伝導型の溶融領域が形成されない場合に比べて、より低いパワーの第一レーザ光によって所要の深さの溶融領域を形成することができる。さらにその後、被溶接部位には、領域Ｂ２ｂにおける吸収率が高い第二レーザ光の照射により、溶融状態が変化する。このような観点から、第二レーザ光の波長は５５０ｎｍ以下とするのが好ましく、５００ｎｍ以下とするのがより好ましい。
　また、発明者らの実験的な研究により、図２のようなビームのレーザ光Ｌの照射による溶接にあっては、溶接欠陥を低減できることが確認されている。これは、ビームＢ１が到来する前にビームＢ２の領域Ｂ２ｆによって加工対象Ｗを予め加熱しておくことにより、ビームＢ２およびビームＢ１によって形成される加工対象Ｗの溶融池がより安定化するためであると推定できる。
［溶接方法］
　レーザ溶接装置１００を用いた溶接にあっては、まず、加工対象Ｗが、レーザ光Ｌが加工対象Ｗの表面Ｗａに照射されるよう、セットされる。そして、ビームＢ１およびビームＢ２を含むレーザ光Ｌが表面Ｗａに照射されている状態で、レーザ光Ｌと加工対象Ｗとが相対的に動かされる。これにより、レーザ光Ｌが表面Ｗａ上に照射されながら当該表面Ｗａ上を掃引方向ＳＤに移動する（掃引する）。レーザ光Ｌが照射された部分は、溶融し、その後、温度の低下に伴って凝固することにより、加工対象Ｗが溶接される。
［溶接部の断面］
　図４は、加工対象Ｗに形成された溶接部１４の断面図である。図４は、掃引方向ＳＤ（Ｘ方向）と垂直であるとともに厚さ方向（Ｚ方向）に沿う断面図である。溶接部１４は、掃引方向ＳＤ、すなわち図４の紙面と垂直な方向に、延びている。なお、図４は、厚さ２［ｍｍ］の１枚の銅板である加工対象Ｗに形成された溶接部１４の断面を示している。厚さ方向（Ｚ方向）に重ねられた複数枚の板状の金属材料に形成される溶接部１４の形態は、同じ厚さの１枚の金属材料に形成される溶接部の形態と略同等であると推定できる。
　図４に示されるように、溶接部１４は、表面ＷａからＺ方向の反対方向に延びた溶接金属１４ａと、当該溶接金属１４ａの周囲に位置される熱影響部１４ｂと、を有している。溶接金属１４ａは、レーザ光Ｌの照射によって溶融し、その後凝固した部位である。溶接金属１４ａは、溶融凝固部とも称されうる。また、熱影響部１４ｂは、加工対象Ｗの母材が熱影響を受けた部位であって、溶融はしていない部位である。
　溶接金属１４ａのＹ方向に沿う幅は、表面Ｗａから離れるほど狭くなっている。すなわち、溶接金属１４ａの断面は、Ｚ方向の反対方向に向けて細くなるテーパ形状を有している。
　また、発明者らによる当該断面の詳細な分析により、溶接金属１４ａは、表面Ｗａから離れた第一部位１４ａ１と、第一部位１４ａ１と表面Ｗａとの間の第二部位１４ａ２と、を含むことが判明した。
　第一部位１４ａ１は、第一レーザ光の照射によるキーホール型の溶融によって得られた部位であり、第二部位１４ａ２は、第二レーザ光のビームＢ２中の掃引方向ＳＤ１の後方に位置する領域Ｂ２ｂの照射による溶融によって得られた部位である。ＥＢＳＤ法（electron　back　scattered　diffraction　pattern、電子線後方散乱回折)による解析により、第一部位１４ａ１と第二部位１４ａ２とでは、結晶粒のサイズが異なっており、具体的には、Ｘ方向（掃引方向ＳＤ）と直交する断面において、第二部位１４ａ２の結晶粒の断面積の平均値は、第一部位１４ａ１の結晶粒の断面積の平均値よりも大きいことが判明した。
　発明者らは、被溶接部位に、第一レーザ光のビームＢ１のみが照射された場合、すなわちビームＢ２中の掃引方向ＳＤ１の後方に位置する領域Ｂ２ｂの照射が無かった場合には、第二部位１４ａ２が形成されず、第一部位１４ａ１が表面ＷａからＺ方向の反対方向に深く延びていることを確認した。すなわち、本実施形態にあっては、ビームＢ２中の掃引方向ＳＤ１の後方に位置する領域Ｂ２ｂの照射によって、表面Ｗａの近くに第二部位１４ａ２が形成されるため、第一部位１４ａ１は、当該第二部位１４ａ２に対して表面Ｗａとは反対側、言い換えると、表面ＷａからＺ方向の反対方向に離れた位置に、形成されていると推定できる。
　図５は、溶接部１４の一部を示す断面図である。図５は、ＥＢＳＤ法によって得られた結晶粒の境界を示している。また、図５中、一例として結晶粒径が１３［μｍ］以下の結晶粒Ａは、黒色に塗られている。なお、１３［μｍ］は、物理的特性の閾値ではなく、当該実験結果の分析のために設定した閾値である。また、図５から、結晶粒Ａは、第一部位１４ａ１には比較的多く存在し、第二部位１４ａ２には比較的少なく存在していることが明らかである。すなわち、第二部位１４ａ２内の結晶粒の断面積の平均値は、第一部位１４ａ１内の結晶粒の断面積の平均値よりも大きい。発明者らは、実験的な分析により、第二部位１４ａ２内の結晶粒の断面積の平均値は、第一部位１４ａ１内の結晶粒の断面積の平均値の１．８倍以上であることを確認した。
　図５中の領域Ｉ内に示されているように、このような比較的サイズが小さい結晶粒Ａは、表面ＷａからＺ方向に離れた位置で、Ｚ方向に細長く延びた状態で密集している。また、Ｘ方向（掃引方向ＳＤ）の位置が異なる複数箇所での分析から、結晶粒Ａが密集した領域は、掃引方向ＳＤにも延びていることが確認されている。掃引しながらの溶接であるため、掃引方向ＳＤには結晶が同様の形態に形成されることが推定できる。
　断面における外観あるいは硬度分布等からは第一部位１４ａ１と第二部位１４ａ２とを判別し難い場合にあっては、図４，５のような、溶接金属１４ａの表面Ｗａにおける位置および幅ｗｂから幾何学的に定めた第一領域Ｚ１および第二領域Ｚ２を、それぞれ、第一部位１４ａ１および第二部位１４ａ２としてもよい。一例として、第一領域Ｚ１および第二領域Ｚ２は、掃引方向ＳＤと直交する断面において、幅ｗｍ（Ｙ方向における等幅）で、Ｚ方向に延びた四角形状の領域であり、第二領域Ｚ２は、表面ＷａからＺ方向に深さｄまでの領域とし、第一領域Ｚ１は、深さｄよりもさらに深い領域、言い換えると深さｄの位置に対して表面Ｗａとは反対側の領域とすることができる。幅ｗｍは、例えば、溶接金属１４ａの表面Ｗａでの幅ｗｂ（ビード幅の平均値）の１／３とし、第二領域Ｚ２の深さｄ（高さ、厚さ）は、例えば、幅ｗｂの１／２とすることができる。また、第一領域Ｚ１の深さは、例えば、第二領域Ｚ２の深さｄの３倍とすることができる。発明者らは、複数サンプルに対する実験的な分析により、このような第一領域Ｚ１および第二領域Ｚ２の設定において、第二領域Ｚ２における結晶粒の断面積の平均値は、第一領域Ｚ１における結晶粒の断面積の平均値よりも大きく、かつ、１．８倍以上となっていたことを確認した。このような第一領域Ｚ１および第二領域Ｚ２の結晶粒の大きさの関係は、加工対象Ｗにおいて強固な溶接強度を実現する要因と考えられるとともに、このような判別も、溶接により、溶接金属１４ａにおいて第一部位１４ａ１と第二部位１４ａ２とが形成されていることの証拠となりうる。
　また、発明者らの実験的な研究により、本実施形態のレーザ溶接による加工対象Ｗの厚さＴ（図１参照）が、０．０５［ｍｍ］以上でありかつ２．０［ｍｍ］以下である場合に、同様の結果が得られることが判明した。
［レーザ光のパワー密度］
　図６は、加工対象Ｗの表面Ｗａ上における第一レーザ光のパワー密度Ｐｄ１と第二レーザ光のパワー密度Ｐｄ２との組み合わせにおける溶接の実験結果を示すグラフである。図６中、「○」は、スパッタおよびブローホールが非常に少なかった場合（優）、「◇」は、スパッタおよびブローホール数が少なかった場合（良）、△は、スパッタおよびブローホールは少ないものの例えばエネルギロスが大きいなど他に若干の不都合が生じている場合（可）を示す。ここでは、一例として、「優」は、線状の溶接部位の単位長さ（例えば、１［ｃｍ］）あたりのブローホール数が１個以下であった場合を示し、「良」および「可」は、溶接部位の単位長さあたりのブローホール数が２個以上５個未満であった場合を示す。また、この実験において、第一レーザ光の波長は、１０７０［ｎｍ］、出力は、１．５［ｋＷ］であり、第二レーザ光の波長は、４５０［ｎｍ］、出力は、１５０［Ｗ］であった。
　図６から、第二レーザ光のパワー密度Ｐｄ２が、０．１６［ＭＷ／ｃｍ２］以上１．５［ＭＷ／ｃｍ２］以下である場合に、スパッタ数およびブローホール数を抑制できることが判明した。これは、第二レーザ光のパワー密度Ｐｄ２が０．１６［ＭＷ／ｃｍ２］（下限値）よりも低い場合には、銅板表面に吸収される光エネルギ量が不足することにより予熱効果が充分得られないからであり、パワー密度Ｐｄ２が１．５［ＭＷ／ｃｍ２］（上限値）よりも高い場合には、第二レーザにおいてもキーホール型の溶融となるからであると、考えられる。
［スポット径］
　ビームＢ１およびビームＢ２のそれぞれは、そのビームの光軸方向と直交する断面の径方向において、たとえばガウシアン形状のパワー分布を有する。ただし、ビームＢ１およびビームＢ２のパワー分布はガウシアン形状に限定されない。また、図２のように各ビームＢ１，Ｂ２を円で表している各図において、当該ビームＢ１，Ｂ２を表す円の直径が、各ビームＢ１，Ｂ２のビーム径である。各ビームＢ１，Ｂ２のビーム径は、そのビームのピークを含み、ピーク強度の１／ｅ２以上の強度の領域の径として定義する。なお、図示されないが、円形でないビームの場合は、掃引方向ＳＤと垂直方向における、ピーク強度の１／ｅ２以上の強度となる領域の長さをビーム径と定義できる。また、加工対象Ｗの表面Ｗａにおけるビーム径は、スポット径と称する。
　図７は、ビームＢ１の単体照射時の溶接部の幅ｗｂ（ビード幅）とビームＢ２のスポット径Ｄ２（外径、図２参照）との組み合わせによる溶接の実験結果を示す図である。図７中の記号（○，◇，△）の意味および基準は、図６と同じである。また、この実験において、第一レーザ光の波長は、１０７０［ｎｍ］、出力は、１［ｋＷ］であり、第二レーザ光の波長は、４５０［ｎｍ］、出力は、４００［Ｗ］であった。
　発明者らの実験的研究により、ビームＢ１の単体照射時の溶接部の幅ｗｂとスポット径Ｄ２とが所定の関係にある場合、すなわち、以下の式（１）
　ｗｂ－４００＜Ｄ２＜ｗｂ＋４００　・・・（１）
を満たす場合に、スパッタ数を抑制できることが判明した。
　さらに、以下の式（１Ａ）
　ｗｂ－５０＜Ｄ２＜ｗｂ＋５０　　　・・・（１Ａ）
を満たす場合に、エネルギロスの増大のような他の不都合を生じることなくスパッタ数を抑制できることが判明した。
［第一レーザ光と第二レーザ光の出力比によるスパッタの抑制］
　図８は、第二レーザ光のパワー（Ｐｗ２）に対する第一レーザ光のパワー（Ｐｗ１）の比である出力比（Ｒｐ＝Ｐｗ２／Ｐｗ１）と、スパッタ抑制率との相関関係を示すグラフである。ここで、スパッタ抑制率Ｒｓは、以下の式（２）のように定義する。
　Ｒｓ＝１－Ｎｈ／Ｎｉｒ　・・・（２）
ここに、Ｎｈは、第一レーザ光と第二レーザ光との双方を照射した場合に所定エリア内に生じたスパッタ数であり、Ｎｉｒは、Ｎｈの計測時と同じパワーで第一レーザ光のみを照射した場合に所定エリア内に生じたスパッタ数である。また、図８は、各出力比において複数回実験を行った結果を示している。出力比に対応した線分は当該出力比における複数サンプル（少なくとも３サンプル以上）の実験結果におけるスパッタ抑制率のばらつきの範囲を示し、□は、出力比毎のスパッタ抑制率の中央値を示している。
　図８に示されるように、発明者らの実験的な研究により、出力比Ｒｐは、０．１以上かつ０．１８未満である場合が好ましく（○）、０．１８以上かつ０．３未満である場合により好ましく（◎）、０．３以上かつ２以下である場合により一層好ましい（◎◎）ことが判明した。
［掃引速度］
　また、発明者らは、異なる掃引速度で複数サンプルについて実験を実施し、掃引速度により、スパッタやブローホールの発生状況が異なるという知見を得た。具体的に、スパッタやブローホールの発生数が減少するという観点において、掃引速度は、５０［ｍｍ／ｓ］以上であるのが好ましく、１００［ｍｍ／ｓ］以上であるのがより好ましいことが判明した。
［ボイドの抑制効果］
　また、発明者らの実験的な研究により、第一レーザ光と第二レーザ光との双方の照射による溶接においては、第一レーザ光の単独での照射による溶接に比べて、溶接部１４におけるボイド（ブローホール）の発生が少なくなることが判明した。
　図９は、第一レーザ光と第二レーザ光との双方の照射により形成された溶接部１４の、掃引方向に沿うとともに表面Ｗａと直交した断面における断面図である。また、図１０は、参考例として図９の場合と同じパワーでの第一レーザ光の単独の照射により形成された溶接部１４の、掃引方向に沿うとともに表面Ｗａと直交した断面における断面図である。なお、図１０の例における第一レーザ光の単独照射である点以外の条件は、図９の例の場合と同じに設定されている。
　図９と図１０とを比較すれば、第一レーザ光と第二レーザ光との双方の照射による溶接（図９）においては、第一レーザ光の単独での照射による溶接（図１０）に比べて、溶接部１４におけるボイドＶの発生が少なくなることが、明らかである。
［結晶粒の向きによる部位の区別］
　図１１は、図９の一部の拡大図である。発明者らの実験的な研究により、図１１に示されるように、第一レーザ光と第二レーザ光との双方の照射により形成された溶接部１４にあっては、表面Ｗａからの深さに応じて結晶粒の向き（長手方向、成長方向）が異なることが判明した。これは、第一レーザ光の照射によるキーホール型の溶融によって得られた第三部位１４ａ３と、第二レーザ光のビームＢ２中の掃引方向の後方に位置する領域Ｂ２ｂの照射による溶融によって得られた第四部位１４ａ４とで、凝固時の結晶粒の成長の状況が異なることに起因するものと考えられる。ここで、第三部位１４ａ３は、表面Ｗａから離れて位置された部位であって、上述した第一部位１４ａ１に相当する部位である。また、第四部位１４ａ４は、第三部位１４ａ３と表面Ｗａとの間に位置した部位であって、上述した第二部位１４ａ２に相当する部位である。
　このような構成を数値的に表すため、発明者らは、ＪＩＳ　Ｇ　０５５１：２０２０のＡ．２：切断法に準拠し、溶接部１４内の各部における結晶粒の向き（長手方向）を表す指標を定義した。
　具体的には、図１１に示されるように、断面の画像において、互いに直交した２本の直線試験線を含む二種類の第一基準線Ｒ１および第二基準線Ｒ２を用いる。図１１において、第一基準線Ｒ１は、実線で示されており、第二基準線Ｒ２は、破線で示されている。第一基準線Ｒ１は、直線試験線Ｌ１１，Ｌ１２として、基準円Ｒ０の互いに直交する２本の直径を有しており、一つの直線試験線Ｌ１１は、表面Ｗａに沿うＸ方向（掃引方向）に延びており、もう一つの直線試験線Ｌ１２は、表面Ｗａと直交するＺ方向に延びている。また、第二基準線Ｒ２は、直線試験線Ｌ２１，Ｌ２２として、第一基準線Ｒ１と同じ基準円Ｒ０の互いに直交する２本の直径を有しており、一つの直線試験線Ｌ２１は、Ｘ方向とＺ方向との間の方向に延びており、もう一つの直線試験線Ｌ１２は、Ｘ方向の反対方向とＺ方向の間の方向、あるいはＺ方向の反対方向とＸ方向の間の方向に、延びている。直線試験線Ｌ１１と直線試験線Ｌ２１との間の角度差は４５°または１３５°であり、直線試験線Ｌ１２と直線試験線Ｌ２２との間の角度差は４５°または１３５°である。基準円Ｒ０の直径の長さ、すなわち、直線試験線Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２の長さは、一例としては、２００［μｍ］に対応する長さ（所定の長さ、の一例）であるが、結晶粒の大きさに応じて、適宜に設定することができる。
　そして、溶接部１４内の各点Ｐにおいて、第一基準線Ｒ１および第二基準線Ｒ２を適用し、次の式（３－１），（３－２）により、第一粒界数比率Ｒｂ１および第二粒界数比率Ｒｂ２を求める。
　Ｒｂ１＝Ｎ１２／Ｎ１１　　　　　　　　　　　　　　・・・（３－１）
　Ｒｂ２＝ｍａｘ（Ｎ２２／Ｎ２１，Ｎ２１／Ｎ２２）　・・・（３－２）
ここに、Ｎ１１は、直線試験線Ｌ１１と交差する結晶粒の数であり、Ｎ１２は、直線試験線Ｌ１２と交差する結晶粒の数である。Ｎ２１は、直線試験線Ｌ２１と交差する結晶粒の数であり、Ｎ２２は、直線試験線Ｌ２２と交差する結晶粒の数である。結晶粒の数は、粒界数とも称されうる。また、式（３－２）において、（Ｎ２２／Ｎ２１）が（Ｎ２１／Ｎ２２）以上である場合、ｍａｘ（Ｎ２２／Ｎ２１，Ｎ２１／Ｎ２２）は（Ｎ２２／Ｎ２１）であり、（Ｎ２２／Ｎ２１）が（Ｎ２１／Ｎ２２）未満である場合、ｍａｘ（Ｎ２２／Ｎ２１，Ｎ２１／Ｎ２２）は（Ｎ２１／Ｎ２２）である。実際の測定では、５０倍で撮影されたＸ－Ｚ断面の顕微鏡写真において、任意の所定箇所以上、例えば１０箇所以上で上記の測定を行い、その平均値をそれぞれＲｂ１，Ｒｂ２とすることができる。尚、溶接部１４内のある点ＰにおいてＮ１１，Ｎ１２，Ｎ２１，Ｎ２２のいずれかが０となる場合、当該点Ｐでの粒界数はＲｂ１，Ｒｂ２の算出に用いなくてよい。
　図１２，１３は、溶接部１４の断面内の一つの点Ｐについて、第一基準線Ｒ１を適用した場合（図１２）、および第二基準線Ｒ２を適用した場合（図１３）を示す模式的な説明図である。図１２，１３に示されるように、結晶粒Ａ（粒界）が直線試験線Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２と交差する数は、それぞれ異なっている。図１２，１３の例では、直線試験線Ｌ２１と結晶粒Ａとの角度差が比較的小さいため、粒界数Ｎ２１が、他の粒界数Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ２２よりも小さくなる。よって、図１２，１３の例に示す点Ｐは、第二粒界数比率Ｒｂ２が第一粒界数比率Ｒｂ１よりも高い点Ｐということになる。同様に、上述した定義においては、基準円Ｒ０内において結晶粒Ａの長手方向とＸ方向との角度差が比較的小さい点Ｐでは、第一粒界数比率Ｒｂ１が比較的高くなるとともに第二粒界数比率Ｒｂ２よりも大きくなる。また、結晶粒Ａの長手方向とＸ方向およびＺ方向の間の方向（４５°方向）との角度差が比較的小さい点Ｐにおいては、第二粒界数比率Ｒｂ２が比較的高くなるとともに第一粒界数比率Ｒｂ１よりも大きくなる。
　発明者らの実験的な研究により、第四部位１４ａ４内の各点Ｐにおける第一粒界数比率Ｒｂ１は、第三部位１４ａ３内の各点Ｐにおける第一粒界数比率Ｒｂ１よりも低いことが判明した。また、第四部位１４ａ４内の各点Ｐにおける第二粒界数比率Ｒｂ２は、第三部位１４ａ３内の各点Ｐにおける第二粒界数比率Ｒｂ２よりも高いことが判明した。また、第三部位１４ａ３内の各点Ｐにおいては、第一粒界数比率Ｒｂ１が第二粒界数比率Ｒｂ２よりも高く、第四部位１４ａ４内の各点Ｐにおいては、第二粒界数比率Ｒｂ２が第一粒界数比率Ｒｂ１よりも高いことが判明した。溶接部１４内にこのような第一粒界数比率Ｒｂ１および第二粒界数比率Ｒｂ２の異なる部位が存在していることは、加工対象Ｗにおいて強固な溶接強度を実現する要因と考えられるとともに、第一レーザ光と第二レーザ光との双方の照射による溶接が行われたことの証拠となりうる。
　また、発明者らの実験的な研究により、本実施形態のレーザ溶接装置１００による第一レーザ光と第二レーザ光との照射による溶接において、加工対象Ｗの表面Ｗａの算術平均粗さＲａが２１［μｍ］以下である場合にあっても、良好な結果（上記の「優」相当）が得られることが判明した。当該実験は、算術平均粗さＲａが２１［μｍ］、８［μｍ］、および６［μｍ］である各場合において実施され、いずれにおいても良好な結果が得られた。従来のレーザ溶接装置にあっては、表面Ｗａが例えば鏡面に近いような場合には、当該表面Ｗａでレーザ光が反射し、溶接が困難になったりできなかったりすることがあった。この点、本実施形態によれば、表面Ｗａにおいてレーザ光がより効率良く吸収されるため、算術平均粗さＲａが２１［μｍ］以下であり、さらに低い８［μｍ］や６［μｍ］であるような鏡面に近い表面Ｗａを有する加工対象Ｗに対しても、より低いパワーのレーザ光によって、より良好な溶接を実行することができる。
　以上、説明したように、本実施形態の溶接方法では、例えば、表面Ｗａに、当該表面Ｗａに沿って相対的にスポットが移動するようレーザ光Ｌを照射することにより、加工対象Ｗを溶接する。レーザ光Ｌは、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長の第一レーザ光と、５５０［ｎｍ］以下の波長の第二レーザ光と、を含んでいる。
　また、第二レーザ光の波長は、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下であるのが好適である。
　このような方法によれば、例えば、より溶接欠陥の少ないより高品質な溶接を実行することができる。
　また、本実施形態では、例えば、表面Ｗａにおいて、第二レーザ光のビームＢ２（第二照射領域）は、第一レーザ光のビームＢ１（第一照射領域）よりも広く、かつビームＢ２の外縁Ｂ２ａ（第二外縁）は、ビームＢ１の外縁Ｂ１ａ（第一外縁）を取り囲んでいる。
　このような方法によれば、例えば、より溶接欠陥の少ないより溶接品質の高い溶接部１４を備えた加工対象Ｗを得ることができる。また、例えば、第一レーザ光のパワーをより低くすることができたり、光学ヘッド１２０と加工対象Ｗとの相対的な回転が不要となったりといった、利点も得られる。
　また、本実施形態では、例えば、加工対象Ｗは、銅系金属材料、アルミニウム系金属材料、ニッケル系金属材料、鉄系金属材料、およびチタン系金属材料のうちのいずれかで作られる。なお、金属材料は、導電性を有してもよいし導電性を有しなくてもよい。
　本実施形態の溶接方法による効果は、加工対象Ｗが上記材料のうちのいずれかで作られている場合に、得られる。
　また、本実施形態では、例えば、表面Ｗａ上において、第二レーザ光のビームＢ２（第二スポット）の少なくとも一部は、第一レーザ光のビームＢ１（第一スポット）よりも掃引方向ＳＤの前方に位置している。
　また、本実施形態では、例えば、表面Ｗａ上において、ビームＢ１とビームＢ２とは少なくとも部分的に重なっている。
　また、本実施形態では、例えば、表面Ｗａ上において、ビームＢ２は、ビームＢ１よりも広い。
　また、本実施形態では、例えば、表面Ｗａ上において、ビームＢ２の外縁Ｂ２ａ（第二外縁）は、ビームＢ１の外縁Ｂ１ａ（第一外縁）を取り囲んでいる。
　また、本実施形態では、例えば、ビームＢ１の単体照射時の溶接部の幅ｗｂと、スポット径Ｄ２と、について、次の式（１）
　ｗｂ－４００＜Ｄ２＜ｗｂ＋４００　・・・（１）
を満たすよう、スポット径Ｄ２が設定される。
　また、本実施形態では、例えば、表面Ｗａ上において、第二レーザ光のパワーの第一レーザ光のパワーに対する出力比が、０．１以上２以下である。
　上述したように、発明者らは、表面Ｗａ上にこのようなビームＢ１，Ｂ２を形成するレーザ光Ｌのビームの照射による溶接にあっては、溶接欠陥を低減できることを確認した。これは、上述したように、ビームＢ１が到来する前にビームＢ２の領域Ｂ２ｆによって加工対象Ｗを予め加熱しておくことにより、ビームＢ２およびビームＢ１によって形成される加工対象Ｗの溶融池がより安定化するためであると推定できる。よって、このようなビームＢ１，Ｂ２を有したレーザ光Ｌによれば、例えば、より溶接欠陥の少ないより溶接品質の高い溶接を実行することができる。また、このようなビームＢ１，Ｂ２の設定によれば、例えば、第一レーザ光のパワーをより低くすることができるという利点も得られる。また、ビームＢ１とビームＢ２とが同軸で照射される場合にあっては、光学ヘッド１２０と加工対象Ｗとの相対的な回転が不要となるという利点も得られる。
　また、本実施形態の加工対象Ｗ（金属部材）の溶接金属１４ａは、表面Ｗａ（第一表面）から厚さ方向（Ｚ方向の反対方向）に離れて位置された第一部位１４ａ１と、当該第一部位１４ａ１と表面Ｗａとの間に位置され第一部位１４ａ１よりも結晶粒の断面積の平均値が大きい第二部位１４ａ２と、を有している。
　また、本実施形態では、溶接部１４の延び方向（Ｘ方向、掃引方向ＳＤ）と直交する断面において、第二部位１４ａ２に含まれる結晶粒の断面積の平均値は、第一部位１４ａ１に含まれる結晶粒の断面積の平均値の、１．８倍以上である。
　上述したように、このような溶接部１４は、図２に示されるような第一レーザ光のビームＢ１と第二レーザ光のビームＢ２とを有したレーザ光Ｌのビームを表面Ｗａに掃引方向ＳＤに掃引しながら照射することによって得られたものである。また、上述したように、発明者らは実験的に、図２のようなレーザ光Ｌのビームの照射による溶接にあっては、溶接欠陥を低減できることを確認した。よって、上記構成によれば、例えば、より溶接欠陥の少ないより溶接品質の高い溶接部１４を備えた加工対象Ｗ（金属部材）を得ることができる。また、本実施形態によれば、例えば、第一レーザ光のパワーをより低くすることができたり、光学ヘッド１２０と加工対象Ｗとの相対的な回転が不要となったりといった、利点も得られる。
　加工対象Ｗとしての金属部材は、種々の電気部品や、当該電気部品を有した電子機器に適用することができる。電気部品は、例えば、端子、バスバー、コイル、電池のタブのような、導体である。また、電子機器は、例えば、当該導体を有したものであり、具体的には、モータや、組電池、インバータ、コンピュータ、等である。
［第２実施形態］
　図１４は、第２実施形態のレーザ溶接装置１００Ａの概略構成図である。本実施形態では、光学ヘッド１２０は、コリメートレンズ１２１－１とミラー１２３との間に、ＤＯＥ１２５を有している。この点を除き、レーザ溶接装置１００Ａは、第１実施形態のレーザ溶接装置１００と同様の構成を備えている。
　ＤＯＥ１２５は、第一レーザ光のビームＢ１の形状（以下、ビーム形状と称する）を成形する。図１５に概念的に例示されるよう、ＤＯＥ１２５は、例えば、周期の異なる複数の回折格子１２５ａが重ね合わせられた構成を備えている。ＤＯＥ１２５は、平行光を、各回折格子１２５ａの影響を受けた方向に曲げたり、重ね合わせたりすることにより、ビーム形状を成形することができる。ＤＯＥ１２５は、ビームシェイパとも称されうる。
　なお、光学ヘッド１２０は、コリメートレンズ１２１－２の後段に設けられ第二レーザ光のビーム形状を調整するビームシェイパや、フィルタ１２４の後段に設けられ第一レーザ光および第二レーザ光のビーム形状を調整するビームシェイパ等を有してもよい。ビームシェイパによってレーザ光Ｌのビーム形状を適宜に整えることにより、溶接において溶接欠陥の発生をより一層抑制することができる。
［第３実施形態］
　図１６は、第３実施形態のレーザ溶接装置１００Ｂの概略構成図である。本実施形態では、光学ヘッド１２０は、フィルタ１２４と集光レンズ１２２との間に、ガルバノスキャナ１２６を有している。この点を除き、レーザ溶接装置１００Ｂは、第１実施形態のレーザ溶接装置１００と同様の構成を備えている。
　ガルバノスキャナ１２６は、２枚のミラー１２６ａ，１２６ｂを有しており、当該２枚のミラー１２６ａ，１２６ｂの角度を制御することで、光学ヘッド１２０を移動させることなく、レーザ光Ｌの照射位置を移動させ、レーザ光Ｌを掃引することができる装置である。ミラー１２６ａ，１２６ｂの角度は、それぞれ、例えば不図示のモータによって変更される。このような構成によれば、光学ヘッド１２０と加工対象Ｗとを相対的に移動する機構が不要になり、例えば、装置構成を小型化できるという利点が得られる。
［第４実施形態］
　図１７は、第４実施形態のレーザ溶接装置１００Ｃの概略構成図である。本実施形態では、光学ヘッド１２０は、コリメートレンズ１２１－２とフィルタ１２４との間に、ＤＯＥ１２５（ビームシェイパ）を有している。この点を除き、レーザ溶接装置１００Ｃは、第３実施形態のレーザ溶接装置１００Ｂと同様の構成を備えている。このような構成によれば、ガルバノスキャナ１２６を有することによる第３実施形態と同様の効果、およびＤＯＥ１２５（ビームシェイパ）を有することによる第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
　なお、本実施形態においても、光学ヘッド１２０は、コリメートレンズ１２１－１の後段に設けられ第一レーザ光のビーム形状を調整するビームシェイパや、フィルタ１２４の後段に設けられ第一レーザ光および第二レーザ光のビーム形状を調整するビームシェイパ等を有してもよい。
［第５実施形態］
　図１８は、第１実施形態のレーザ溶接装置１００を含むレーザ溶接システム１０００の概略構成図である。なお、レーザ溶接システム１０００は、レーザ溶接装置１００に替えて他の実施形態のレーザ溶接装置１００Ａ～１００Ｃを備えてもよい。
　レーザ溶接システム１０００は、レーザ溶接装置１００の他に、メイン電源１００１、サブ電源１００２，１００３、統合コントローラ１００４、および冷却機構１００５を備えている。
　メイン電源１００１は、サブ電源１００２，１００３に電力を供給する。また、サブ電源１００２は、レーザ装置１１１に電力を供給し、サブ電源１００３は、レーザ装置１１２に電力を供給する。
　統合コントローラ１００４は、レーザ装置１１１およびレーザ装置１１２の双方の作動を制御する。具体的には、レーザ装置１１１，１１２の出力するレーザ光のパワーや、発振するタイミング、波長を制御するとともに、掃引に関する作動、例えば、相対移動機構やガルバノスキャナ１２６の作動を、制御することができる。これにより、レーザ装置１１１（第一レーザ発振器）およびレーザ装置１１２（第二レーザ発振器）を統括的により確実に制御することができる。統合コントローラ１００４は、制御部の一例である。
　冷却機構１００５は、例えば冷却液のような冷媒を流す配管１００６を備えている。配管１００６は、それぞれ、レーザ装置１１１，１１２および光学ヘッド１２０を通るよう配置されている。冷却機構１００５は、各配管１００６を流れる冷媒の供給と停止とを切り替えたり、流量を変更したり、冷媒の温度を調整したりすることができる。これにより、レーザ装置１１１，１１２および光学ヘッド１２０を冷却し、例えば、レーザ装置１１１，１１２の作動を安定化させたり、光学ヘッド１２０の過度の温度上昇を抑制したりすることができる。なお、冷却機構１００５の作動は、統合コントローラ１００４が制御してもよい。
［第６実施形態］
　図１９は、第１実施形態のレーザ溶接装置１００を含むレーザ溶接システム１０００Ａの概略構成図である。なお、レーザ溶接システム１０００Ａは、レーザ溶接装置１００に替えて他の実施形態のレーザ溶接装置１００Ａ～１００Ｃを備えてもよい。本実施形態では、レーザ溶接システム１０００Ａは、統合コントローラ１００４に替えてレーザ装置１１１用のコントローラ１００４－１と、レーザ装置１１２用のコントローラ１００４－２と、を備えている点を除き、第５実施形態のレーザ溶接システム１０００と同様の構成を備えている。このような構成によっても、第５実施形態のレーザ溶接システム１０００と同様の効果が得られる。コントローラ１００４－１，１００４－２は、制御部の一例である。
［第７実施形態］
　図２０は、第７実施形態のレーザ溶接装置１００Ｄの概略構成図である。レーザ溶接装置１００Ｄは、第１実施形態のレーザ溶接装置１００をベースとして改変されている。図２０に示されるように、本実施形態では、光学ヘッド１２０は、第一部位１２０－１と、第二部位１２０－２と、第三部位１２０－３と、を有している。第一部位１２０－１は、コリメートレンズ１２１－１およびミラー１２３を含む。第二部位１２０－２は、コリメートレンズ１２１－２、フィルタ１２４、および集光レンズ１２２を含む。第三部位１２０－３は、第一部位１２０－１と第二部位１２０－２との間に介在している。ミラー１２３で反射し第一部位１２０－１から出力された第一レーザ光は、第三部位１２０－３の開口部を貫通し、第二部位１２０－２へ入力されフィルタ１２４へ入力される。また、第一部位１２０－１、第二部位１２０－２、および第三部位１２０－３は、それぞれ、第一部位１２０－１から出力され第二部位１２０－２へ入力されるレーザ光の光軸が平行な状態のまま、当該光軸に対して直交する方向（Ｚ方向に対して直交する方向）にずれることが可能となるよう、相対スライド可能に構成されている。具体的に、図２０の例では、第一部位１２０－１と第三部位１２０－３とは、Ｚ方向に対する姿勢変化の無い状態でＸ方向またはＸ方向の反対方向に相対スライド可能に構成されている。また、第二部位１２０－２と第三部位１２０－３とは、Ｚ方向に対する姿勢変化の無い状態でＹ方向およびＹ方向の反対方向に相対スライド可能に構成されている。具体的に、第一部位１２０－１の第一レーザ光の出口、および第二部位１２０－２の第一レーザ光の入口には、それぞれ、第一レーザ光の光軸方向と直交する方向に広がる円環状かつ板状のフランジ１２０ａが設けられている。そして、これら二つのフランジ１２０ａの間に、第一レーザ光の光軸方向と直交する方向に広がる円環状かつ板状の形状を有した第三部位１２０－３が挟まれている。二つのフランジ１２０ａおよび第三部位１２０－３は、それぞれの当接面に沿ってＺ軸に対する姿勢変化の無い状態で相対的にスライドすることができる。第一部位１２０－１と第三部位１２０－３との間には、Ｘ方向への相対スライドをガイドするとともにＸ方向における任意の相対位置で固定可能なガイド機構（不図示）が設けられる。第二部位１２０－２と第三部位１２０－３との間には、Ｙ方向への相対スライドをガイドするとともにＹ方向における任意の相対位置で固定可能なガイド機構（不図示）が設けられる。このような構成において、二つのガイド機構におけるスライド位置の調整により、フィルタ１２４へ入力されフィルタ１２４から出力される第一レーザ光の光軸とフィルタ１２４から出力される第二レーザ光の光軸とを、それら光軸に対して直交する方向にずらすことができる。なお、第一部位１２０－１とレーザ装置１１１との間、および第二部位１２０－２とレーザ装置１１２との間は、それぞれ可撓性を有した光ファイバ１３０で接続されているため、第一部位１２０－１あるいは第二部位１２０－２の位置の変化が生じた場合にあっても、レーザ装置１１１，１１２は固定しておくことができる。
　図２１～２３は、レーザ溶接装置１００Ｄによって加工対象Ｗの表面Ｗａ上に形成されたレーザ光のビームＢ１，Ｂ２の例を示している。図２１～２３に示されるように、レーザ溶接装置１００Ｄによれば、ビームＢ１，Ｂ２の相対位置を、任意に変更することができる。発明者らの研究により、表面Ｗａ上において、図２１～２３のように、ビームＢ２（第二スポット）の少なくとも一部がビームＢ１（第一スポット）よりも掃引方向ＳＤの前方に位置している場合、およびビームＢ１とビームＢ２とが互いに接するかあるいは少なくとも部分的に重なっている場合においては、ビームＢ２の予熱効果による第１実施形態と同様の効果が得られることが判明している。また、ビームＢ２の少なくとも一部がビームＢ１よりも掃引方向ＳＤの前方に位置している場合にあっては、ビームＢ１とビームＢ２とは微少距離離間していてもよいことも判明している。なお、図２１～２３は、それぞれ一例に過ぎず、レーザ溶接装置１００Ｄによって得られるビームＢ１，Ｂ２の配置や各ビームＢ１，Ｂ２のサイズは、図２１～２３の例には限定されない。なお、ビームＢ２がビームＢ１よりも掃引方向ＳＤの前方に位置するとは、図２３に示されるように、表面Ｗａ上において、ビームＢ１の掃引方向ＳＤの前端を通り掃引方向ＳＤと直交する仮想直線ＶＬよりも掃引方向ＳＤの前方の領域内に、ビームＢ２の少なくとも一部が存在していることを言う。
［第８実施形態］
　図２４は、第８実施形態のレーザ溶接装置１００Ｅの概略構成図である。レーザ溶接装置１００Ｅは、第３実施形態のレーザ溶接装置１００Ｂをベースとして改変されている。図２４に示されるように、レーザ溶接装置１００Ｂは、コリメートレンズ１２１の光軸方向における位置を可変設定する位置調整機構１４０を有している。位置調整機構１４０により、加工対象Ｗの表面ＷａにおけるビームＢ１，Ｂ２のサイズ（スポット径Ｄ１，Ｄ２）を適宜に変更することができる。すなわち、位置調整機構１４０は、スポットサイズ可変機構とも称されうる。なお、同様の位置調整機構１４０は、集光レンズ１２２に対しても適用可能であるし、コリメートレンズ１２１および集光レンズ１２２の双方に適用してもよいし、他の実施形態のレーザ溶接装置１００，１００Ａ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｆのコリメートレンズ１２１や集光レンズ１２２に対しても適用可能である。
［第９実施形態］
　図２５は、第９実施形態のレーザ溶接装置１００Ｆの概略構成図である。本実施形態では、光学ヘッド１２０は、それぞれ別のボディ（ハウジング）によって構成された、第一レーザ光Ｌ１を照射する第一部位１２０－１と、第二レーザ光Ｌ２を照射する第二部位１２０－２と、を備えている。このような構成によっても、上記実施形態と同様の作用および効果が得られる。
　また、図２６は、上述したいずれかの実施形態のレーザ溶接装置１００，１００Ａ～１００Ｆによって加工対象Ｗの表面Ｗａ上に形成されたビームＢ１，Ｂ２のスポットの一例を示す。図２６に示されるように、ビームＢ２のスポット径は、ビームＢ１のスポット径と略同等であってもよい。また、図示されないが、ビームＢ２のスポット径は、ビームＢ１のスポット径より小さくてもよい。
　以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。
　例えば、加工対象に対してレーザ光を掃引する際に、公知のウォブリングやウィービングや出力変調等により掃引を行い、溶融池の表面積を調節するようにしてもよい。
　また、加工対象は、めっき付き金属板のように、金属の表面に薄い他の金属の層が存在するものでもよい。
　また、第一レーザ光のビームの中心と、第二レーザ光のビームの中心は必ずしも一致している必要はなく、ずれていてもよい。
　また、第一レーザ光のビームは、部分的に第二レーザ光のビームの外側に位置してもよい。
［溶接部の断面］
　図２７は、実施形態の溶接部１４の掃引方向ＳＤに沿うとともに表面Ｗａと直交した断面における断面図であって、溶接部１４の掃引方向ＳＤの前端部分の断面図である。また、図２８は、参考例として図２７の場合と同じパワーでの第一レーザ光の単独の照射により形成された溶接部１４の掃引方向ＳＤに沿うとともに表面Ｗａと直交した断面における断面図であって、溶接部１４の掃引方向ＳＤの前端部分の断面図である。
　図２７，２８に示す断面図では、画像処理により溶融池（溶接部１４）の輪郭が可視化されている。図２７に示される本実施形態の第一レーザ光と第二レーザ光とを照射するハイブリッドレーザでの加工において形成される溶融池は、図２８に示される第一レーザ光のみを照射するファイバレーザでの加工によって形成される溶融池に比べて、図２７中に破線枠ＤＬで示されるように、掃引方向ＳＤの後方に長く尾を引いている。また、図２７に示されるように、本実施形態の溶融池（溶接部１４）の前部１４ｆは、掃引方向ＳＤの前方に張り出している。これらにより、ハイブリッドレーザでの加工において形成された溶融池の掃引方向ＳＤにおける長さＬｗ１（図２７参照）は、ファイバレーザでの加工において形成された溶融池の掃引方向ＳＤにおける長さＬｗ２（図２８参照）よりも長くなっている。すなわち、ハイブリッドレーザでの加工においては、ファイバレーザでの加工に比べて、溶融池が大きくなる。本実施形態の第一レーザ光と第二レーザ光とを照射するハイブリッドレーザ加工によれば、第二レーザ光（青色レーザ光）の照射により、溶融池が拡大し内部の熱対流がより安定化するとともに、キーホール開口部の拡大が生じて蒸発時の蒸気圧がより外へ逃げ易くなるため、第一レーザ光の単独照射に比べてスパッタの発生が抑えられるとともに安定した溶融池が得られると推定できる。
　本発明は、溶接方法、レーザ溶接システム、金属部材、電気部品、および電子機器に、利用することができる。
１４…溶接部
１４ａ…溶接金属
１４ａ１…第一部位
１４ａ２…第二部位
１４ａ３…第三部位
１４ａ４…第四部位
１４ｂ…熱影響部
１４ｆ…前部
１００，１００Ａ～１００Ｆ…レーザ溶接装置
１１１…レーザ装置（第一レーザ発振器）
１１２…レーザ装置（第二レーザ発振器）
１２０…光学ヘッド
１２０－１…第一部位
１２０－２…第二部位
１２０－３…第三部位
１２０ａ…フランジ
１２１，１２１－１，１２１－２…コリメートレンズ
１２２…集光レンズ
１２３…ミラー
１２４…フィルタ
１２５…ＤＯＥ（回折光学素子）
１２５ａ…回折格子
１２６…ガルバノスキャナ
１２６ａ，１２６ｂ…ミラー
１３０…光ファイバ
１４０…位置調整機構
１０００，１０００Ａ…レーザ溶接システム
１００１…メイン電源
１００２，１００３…サブ電源
１００４…統合コントローラ（制御部）
１００４－１，１００４－２…コントローラ（制御部）
１００５…冷却機構
１００６…配管
Ａ…結晶粒
Ｂ１…ビーム（第一スポット）
Ｂ１ａ…外縁
Ｂ２…ビーム（第二スポット）
Ｂ２ａ…外縁
Ｂ２ｂ…領域
Ｂ２ｆ…領域
Ｃ…中心点
Ｄ１…スポット径（外径）
Ｄ２…スポット径（外径）
ｄ…深さ
Ｉ…領域
Ｌ…レーザ光
Ｌ１…第一レーザ光
Ｌ２…第二レーザ光
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２…直線試験線
Ｌｗ１，Ｌｗ２…長さ
Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ２１，Ｎ２２…粒界数
Ｐ…点
Ｐｄ１…（第一レーザ光の）パワー密度
Ｐｄ２…（第二レーザ光の）パワー密度
Ｒ０…基準円
Ｒ１…第一基準線
Ｒ２…第二基準線
ＳＤ，ＳＤ１…掃引方向
Ｔ…厚さ
Ｖ…ボイド（ブローホール）
Ｗ…加工対象
Ｗａ…表面
Ｗｂ…裏面
ｗｂ…（溶接金属の表面での）幅
ｗｍ…（第一領域および第二領域の）幅
Ｘ…方向
Ｙ…方向
Ｚ…方向（厚さ方向）
Ｚ１…第一領域（第一部位）
Ｚ２…第二領域（第二部位）

Claims (22)

  1. 　加工対象に対して相対的に掃引方向に移動するレーザ光を前記加工対象の表面に照射することにより、前記加工対象のレーザ光が照射された部分を溶融して溶接を行う、溶接方法であって、
    　前記レーザ光は、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長の第一レーザ光と、５５０［ｎｍ］以下の波長の第二レーザ光と、を含む、溶接方法。
  2. 　前記第二レーザ光の波長は、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下である、請求項１に記載の溶接方法。
  3. 　前記加工対象は、銅系金属材料、アルミニウム系金属材料、ニッケル系金属材料、鉄系金属材料、およびチタン系金属材料のうちのいずれか一つである、請求項１または２に記載の溶接方法。
  4. 　前記表面上において、前記第二レーザ光によって前記表面上に形成される第二スポットの少なくとも一部は、前記第一レーザ光によって前記表面上に形成される第一スポットよりも前記掃引方向の前方に位置している、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の溶接方法。
  5. 　前記表面上において、前記第一スポットと前記第二スポットとは少なくとも部分的に重なっている、請求項４に記載の溶接方法。
  6. 　前記表面上において、前記第二スポットの第二外縁は、前記第一スポットの第一外縁を取り囲んでいる、請求項４に記載の溶接方法。
  7. 　前記第二レーザ光を照射せずに前記第一レーザ光のみを照射した場合に前記表面に形成される溶接部の幅をｗｂ、前記第一レーザ光および前記第二レーザ光を照射する場合における前記第二スポットの外径をＤ２としたとき、次の式（１）
    　ｗｂ－４００＜Ｄ２＜ｗｂ＋４００　・・・（１）
    　を満たすよう、前記第二スポットの外径を設定した、請求項４～６のうちいずれか一つに記載の溶接方法。
  8. 　前記表面上において、前記第二レーザ光のパワーの前記第一レーザ光のパワーに対する出力比が、０．１以上２以下である、請求項１～７のうちいずれか一つに記載の溶接方法。
  9. 　前記レーザ光は、複数のビームを含む、請求項１～８のうちいずれか一つに記載の溶接方法。
  10. 　前記複数のビームは、ビームシェイパによって形成される、請求項９に記載の溶接方法。
  11. 　前記表面の算術平均粗さが、２１［μｍ］以下である、請求項１～１０のうちいずれか一つに記載の溶接方法。
  12. 　前記レーザ光の前記表面上における掃引速度は、５０［ｍｍ／ｓ］以上である、請求項１～１１のうちいずれか一つに記載の溶接方法。
  13. 　８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長の第一レーザ光を発振する第一レーザ発振器と、
    　５００［ｎｍ］以下の波長の第二レーザ光を発振する第二レーザ発振器と、
    　前記第一レーザ光および前記第二レーザ光を含むレーザ光を加工対象の表面に照射することにより、前記加工対象の前記レーザ光が照射された部分を溶融して溶接を行う光学ヘッドと、
    　前記第一レーザ光および前記第二レーザ光のレーザ発振タイミングおよびパワーを制御する制御部と、
    　前記第一レーザ発振器、前記第二レーザ発振器、および前記光学ヘッドを冷却する冷却機構と、
    　を備え、
    　前記レーザ光が前記加工対象に対して相対的に掃引方向に移動するよう、前記加工対象と前記レーザ光とが相対移動可能に構成された、レーザ溶接システム。
  14. 　前記レーザ光が前記表面上で前記掃引方向に移動するよう前記レーザ光の出射方向を変化させるガルバノスキャナを備えた、請求項１３に記載のレーザ溶接システム。
  15. 　前記レーザ光を複数のビームに分割するビームシェイパを備えた、請求項１４に記載のレーザ溶接システム。
  16. 　第一表面と、当該第一表面の裏側の第二表面と、前記第一表面に沿って延びた溶接部と、を備えた金属部材であって、
    　前記溶接部は、
    　前記第一表面から前記第二表面に向けて延びた溶接金属と、
    　前記溶接金属の周囲に位置される熱影響部と、
    　を有し、
    　前記溶接金属は、前記第一表面に対して当該第一表面から前記第二表面に向かう厚さ方向に離れて位置された第一部位と、当該第一部位と前記第一表面との間に位置され前記第一部位よりも前記溶接部の延び方向と直交する断面における結晶粒の断面積の平均値が大きい第二部位と、を有した、金属部材。
  17. 　前記第二部位に含まれる結晶粒の断面積の平均値は、前記第一部位に含まれる結晶粒の断面積の平均値の１．８倍以上である、請求項１６に記載の金属部材。
  18. 　第一表面と、当該第一表面の裏側の第二表面と、前記第一表面に沿って延びた溶接部と、を備えた金属部材であって、
    　前記溶接部は、
    　前記第一表面から前記第二表面に向けて延びた溶接金属と、
    　前記溶接金属の周囲に位置される熱影響部と、
    　を有し、
    　第一粒界数比率を次の式（３－１）
    　　Ｒｂ１＝Ｎ１２／Ｎ１１　・・・（３－１）
    （ここに、Ｒｂ１は、第一粒界数比率、Ｎ１１は、前記第一表面と直交しかつ前記溶接部の延び方向に沿った試験断面において、前記第一表面に沿った所定の長さの直線試験線と交差した粒界数であり、Ｎ１２は、前記試験断面において、前記第一表面と直交した方向に延びた前記所定の長さの直線試験線と交差した粒界数である。）
    と表した場合に、
    　前記溶接金属は、前記第一表面に対して当該第一表面から前記第二表面に向かう厚さ方向に離れて位置された第三部位と、当該第三部位と前記第一表面との間に位置され前記第一粒界数比率が前記第三部位の前記第一粒界数比率よりも低い第四部位と、を有した、金属部材。
  19. 　第一表面と、当該第一表面の裏側の第二表面と、前記第一表面に沿って延びた溶接部と、を備えた金属部材であって、
    　前記溶接部は、
    　前記第一表面から前記第二表面に向けて延びた溶接金属と、
    　前記溶接金属の周囲に位置される熱影響部と、
    　を有し、
    　第二粒界数比率を次の式（３－２）
    　　Ｒｂ２＝ｍａｘ（Ｎ２２／Ｎ２１，Ｎ２１／Ｎ２２）　・・・（３－２）
    （ここに、Ｒｂ２は、第二粒界数比率、Ｎ２１は、前記第一表面と直交しかつ前記溶接部の延び方向に沿った試験断面において、前記第一表面に沿う方向および前記第一表面と直交する方向の間の第一方向に延びた所定の長さを有する直線試験線と交差した粒界数であり、Ｎ２２は、前記試験断面おいて、前記第一方向と直交した第二方向に延びた前記所定の長さを有する直線試験線と交差した粒界数であり、ｍａｘ（Ｎ２２／Ｎ２１，Ｎ２１／Ｎ２２）は、（Ｎ２２／Ｎ２１）が（Ｎ２１／Ｎ２２）以上である場合は（Ｎ２２／Ｎ２１）とし、（Ｎ２２／Ｎ２１）が（Ｎ２１／Ｎ２２）未満である場合は（Ｎ２１／Ｎ２２）とする。）
    と表した場合に、
    　前記溶接金属は、前記第一表面に対して当該第一表面から前記第二表面に向かう厚さ方向に離れて位置された第三部位と、当該第三部位と前記第一表面との間に位置され前記第二粒界数比率が前記第三部位の前記第二粒界数比率よりも高い第四部位と、を有した、金属部材。
  20. 　第一表面と、当該第一表面の裏側の第二表面と、前記第一表面に沿って延びた溶接部と、を備えた金属部材であって、
    　前記溶接部は、
    　前記第一表面から前記第二表面に向けて延びた溶接金属と、
    　前記溶接金属の周囲に位置される熱影響部と、
    　を有し、
    　第一粒界数比率を次の式（３－１）
    　　Ｒｂ１＝Ｎ１２／Ｎ１１　・・・（３－１）
    （ここに、Ｒｂ１は、第一粒界数比率、Ｎ１１は、前記第一表面と直交しかつ前記溶接部の延び方向に沿った試験断面において、前記第一表面に沿った所定の長さの直線試験線と交差した粒界数であり、Ｎ１２は、前記試験断面において、前記第一表面と直交した方向に延びた前記所定の長さの直線試験線と交差した粒界数である。）
    と表し、かつ、
    　第二粒界数比率Ｒｂ２を次の式（３－２）
    　　Ｒｂ２＝ｍａｘ（Ｎ２２／Ｎ２１，Ｎ２１／Ｎ２２）　・・・（３－２）
    （ここに、Ｒｂ２は、第二粒界数比率、Ｎ２１は、前記第一表面と直交しかつ前記溶接部の延び方向に沿った試験断面において、前記第一表面に沿う方向および前記第一表面と直交する方向の間の第一方向に延びた所定の長さを有する直線試験線と交差した粒界数であり、Ｎ２２は、前記試験断面おいて、前記第一方向と直交した第二方向に延びた前記所定の長さを有する直線試験線と交差した粒界数であり、ｍａｘ（Ｎ２２／Ｎ２１，Ｎ２１／Ｎ２２）は、（Ｎ２２／Ｎ２１）が（Ｎ２１／Ｎ２２）以上である場合は（Ｎ２２／Ｎ２１）とし、（Ｎ２２／Ｎ２１）が（Ｎ２１／Ｎ２２）未満である場合は（Ｎ２１／Ｎ２２）とする。）
    と表した場合に、
    　前記溶接金属は、前記第一表面に対して当該第一表面から前記第二表面に向かう厚さ方向に離れて位置された第三部位と、当該第三部位と前記第一表面との間に位置され前記第一粒界数比率が前記第三部位の前記第一粒界数比率よりも低くかつ前記第二粒界数比率が前記第三部位の前記第二粒界数比率よりも高い第四部位と、を有した、金属部材。
  21. 　請求項１６～２０のうちいずれか一つに記載の金属部材を導体として有した電気部品。
  22. 　請求項１６～２０のうちいずれか一つに記載の金属部材を導体として有した電子機器。
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US17/930,869 US20230110940A1 (en) 2020-03-13 2022-09-09 Welding method, laser welding system, metallic member, electric component, and electronic appliance
JP2022212254A JP7550209B2 (ja) 2020-03-13 2022-12-28 溶接方法およびレーザ溶接システム
JP2022212255A JP7508539B2 (ja) 2020-03-13 2022-12-28 金属部材、電気部品、および電子機器
JP2022211276A JP7547454B2 (ja) 2020-03-13 2022-12-28 溶接方法およびレーザ溶接システム
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022222590A1 (zh) * 2021-04-21 2022-10-27 深圳市联赢激光股份有限公司 一种增材制造工艺、增材层、增材后的产品及复合激光器
JP2023059864A (ja) * 2021-10-15 2023-04-27 古河電気工業株式会社 レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置
JP2023128200A (ja) * 2022-03-03 2023-09-14 株式会社片岡製作所 溶接方法およびレーザ装置
WO2023223797A1 (ja) * 2022-05-18 2023-11-23 株式会社神戸製鋼所 板材、接合体、板材の接合方法及び板材の製造方法
JP2024033565A (ja) * 2022-08-30 2024-03-13 東邦チタニウム株式会社 チタン箔の溶接方法及び溶接部材の製造方法
WO2024176839A1 (ja) * 2023-02-22 2024-08-29 住友電気工業株式会社 光接続部品の製造方法
WO2025027686A1 (ja) * 2023-07-28 2025-02-06 ファナック株式会社 レーザ加工装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102363046B1 (ko) * 2021-08-18 2022-02-15 주식회사 21세기 펨토초 레이저를 이용한 박막시트 적층용 상부금형의 마이크로 홀 가공방법
JP7509820B2 (ja) * 2022-04-13 2024-07-02 トヨタ自動車株式会社 金属部品の製造方法
JPWO2025018106A1 (ja) * 2023-07-14 2025-01-23

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001276988A (ja) * 2000-03-30 2001-10-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd レーザ加工装置
JP2014161862A (ja) * 2013-02-22 2014-09-08 Furukawa Electric Co Ltd:The 銅合金板材のレーザ溶接方法および該溶接方法を用いて成形した銅合金端子
WO2018159857A1 (ja) * 2017-03-03 2018-09-07 古河電気工業株式会社 溶接方法および溶接装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002219590A (ja) 2001-01-26 2002-08-06 Nippon Steel Corp 亜鉛めっき鋼板の重ねレーザー溶接方法
JP3940324B2 (ja) * 2002-06-28 2007-07-04 新日本製鐵株式会社 レーザー溶接方法
JP2004148333A (ja) 2002-10-29 2004-05-27 Nippon Steel Corp 重ね隅肉継手の疲労強度向上方法
JP4647961B2 (ja) 2004-09-22 2011-03-09 ミヤチテクノス株式会社 回転子結線方法
JP2007319878A (ja) 2006-05-31 2007-12-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2008023286A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Yayoi Otomo 米とぎ用攪拌器
JP4764983B2 (ja) 2006-07-25 2011-09-07 富士電機株式会社 半導体装置の製造方法
JP2010269339A (ja) 2009-05-21 2010-12-02 Panasonic Corp レーザー溶接方法及び接合体
JP5425690B2 (ja) 2010-03-31 2014-02-26 三洋電機株式会社 密閉型電池の製造方法
JP2015047621A (ja) 2013-09-02 2015-03-16 三菱重工業株式会社 複合加工装置及び複合加工方法
JP2015103318A (ja) 2013-11-21 2015-06-04 新神戸電機株式会社 蓄電器の集電構造
JP6331079B2 (ja) * 2014-05-19 2018-05-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置
JP2018051607A (ja) 2016-09-29 2018-04-05 トヨタ自動車株式会社 レーザ溶接装置
CN106825956B (zh) * 2017-03-06 2018-09-14 吉林大学 一种提高不等厚异质高强钢激光焊接接头韧性的冷却装置及工艺
JP7060335B2 (ja) * 2017-04-14 2022-04-26 古河電気工業株式会社 溶接装置および溶接方法
JP6784232B2 (ja) * 2017-06-20 2020-11-11 トヨタ自動車株式会社 積層金属箔の溶接方法
JP6777023B2 (ja) * 2017-06-20 2020-10-28 トヨタ自動車株式会社 積層金属箔の溶接方法
JP7006024B2 (ja) 2017-08-30 2022-01-24 富士電機株式会社 半導体装置及びその製造方法
EP3782763A4 (en) 2018-04-20 2022-01-12 Furukawa Electric Co., Ltd. WELDING PROCESS AND WELDING DEVICE

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001276988A (ja) * 2000-03-30 2001-10-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd レーザ加工装置
JP2014161862A (ja) * 2013-02-22 2014-09-08 Furukawa Electric Co Ltd:The 銅合金板材のレーザ溶接方法および該溶接方法を用いて成形した銅合金端子
WO2018159857A1 (ja) * 2017-03-03 2018-09-07 古河電気工業株式会社 溶接方法および溶接装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022222590A1 (zh) * 2021-04-21 2022-10-27 深圳市联赢激光股份有限公司 一种增材制造工艺、增材层、增材后的产品及复合激光器
JP2023059864A (ja) * 2021-10-15 2023-04-27 古河電気工業株式会社 レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置
JP2023128200A (ja) * 2022-03-03 2023-09-14 株式会社片岡製作所 溶接方法およびレーザ装置
JP7888091B2 (ja) 2022-03-03 2026-07-13 Ｎｉｔｔｏｋｕ Ｋｙｏｔｏ株式会社 溶接方法およびレーザ装置
WO2023223797A1 (ja) * 2022-05-18 2023-11-23 株式会社神戸製鋼所 板材、接合体、板材の接合方法及び板材の製造方法
JP2023170062A (ja) * 2022-05-18 2023-12-01 株式会社神戸製鋼所 板材、接合体、板材の接合方法及び板材の製造方法
JP7712245B2 (ja) 2022-05-18 2025-07-23 株式会社神戸製鋼所 板材、接合体、板材の接合方法及び板材の製造方法
TWI894561B (zh) * 2022-05-18 2025-08-21 日商神戶製鋼所股份有限公司 板材、接合體、板材之接合方法以及板材之製造方法
JP2024033565A (ja) * 2022-08-30 2024-03-13 東邦チタニウム株式会社 チタン箔の溶接方法及び溶接部材の製造方法
JP7863017B2 (ja) 2022-08-30 2026-05-20 東邦チタニウム株式会社 チタン箔の溶接方法及び溶接部材の製造方法
WO2024176839A1 (ja) * 2023-02-22 2024-08-29 住友電気工業株式会社 光接続部品の製造方法
WO2025027686A1 (ja) * 2023-07-28 2025-02-06 ファナック株式会社 レーザ加工装置

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