激光焊接方法以及激光焊接系统技术方案

本发明专利技术提供一种激光焊接方法以及激光焊接系统。能够实现使用填充金属的激光焊接的高速化，并且能够管理焊接过程中的填充金属的温度来得到良好的焊接品质。在使用激光焊接系统(10A)，通过从激光振荡器(20)振荡出的激光(L)使填充金属熔化来焊接工件的激光焊接方法中，进行如下步骤：开启激光(L)，通过该激光(L)加热填充金属的步骤；通过视轴被设置成与激光(L)的光轴为同轴的辐射温度计(42)来测定由激光(L)加热的填充金属的温度的步骤；当辐射温度计(42)的测定温度初次到达关闭控制温度时关闭激光的步骤。

【技术实现步骤摘要】
激光焊接方法以及激光焊接系统
本专利技术涉及一种通过激光使填充金属熔化来焊接工件的激光焊接方法以及激光焊接系统。
技术介绍
例如，在热交换器的冷却风扇或珠宝饰品的微小部件等的钎焊中使用激光焊接，近年来，正在研究对印刷电路布线板的电子部件的锡焊应用激光焊接。例如，在专利文献1中提出了如下技术构思：在激光锡焊中，通过红外线传感器实时测量被照射了激光的电极的温度，根据其测量结果改变激光的输出，将所述电极保持为最佳温度，由此防止基板的碳化或电极剥离等问题。在激光锡焊中希望激光锡焊的高速化(缩短焊接时间)。为了通过这样高速的激光锡焊得到良好的焊锡品质，管理焊接过程中的焊锡温度是重要的。然而，如上述的专利文献1的现有技术，为了防止基板的碳化等问题而测量电极温度，因此不会管理焊接过程中的焊锡温度。即，如果将激光锡焊高速化，则焊接过程中的焊锡温度与电极温度不一致，因此如专利文献1那样测定电极温度而不测定焊锡温度，则无法管理焊接过程中的焊锡温度。在此，如果在专利文献1那样的现有技术中，测量焊接过程中的焊锡温度，则高速地反馈控制激光的输出，以使该焊锡温度成为最佳温度。于是，有时焊接过程中的焊锡温度大幅度摆动，上升到不希望的温度。此外，焊接过程中的焊锡熔化其形状变化，因此认为在从该焊锡辐射的红外线的光量中存在波动。并且，根据这样的红外线测量焊锡温度来高速反馈控制激光的输出时，该红外线的光量的波动容易反映到反馈控制中，因此不容易管理焊接过程中的焊锡温度。另外，在激光钎焊等那样使用填充金属焊接工件的激光焊接中也可能产生上述的课题。专利文献1：日本特开2010-260093号公报专利
技术实现思路
考虑这样的课题提出了本专利技术，其目的是提供一种能够实现激光焊接的高速化，并且能够管理焊接过程中的填充金属的温度来得到良好的焊接品质的激光焊接方法以及激光焊接系统。本专利技术的激光焊接方法，在通过从激光振荡器振荡出的激光使填充金属熔化来焊接工件的激光焊接方法中，进行如下步骤：第一焊接步骤，开启所述激光，通过该激光加热所述填充金属；第二焊接步骤，通过视轴被设置成与所述激光的光轴为同轴的辐射温度计来测定由所述激光加热的所述填充金属的温度；第三焊接步骤，当所述辐射温度计的测定温度初次到达关闭控制温度时，关闭所述激光。根据本专利技术的激光焊接方法，当基于辐射温度计的填充金属的测定温度初次到达关闭控制温度时关闭激光，因此能够管理焊接过程中的填充金属的温度。即，即使在将激光焊接高速化的情况下，也能够抑制填充金属的温度上升到不希望的温度。由此，能够实现激光焊接的高速化，并且管理焊接过程中的填充金属的温度来得到良好的焊接品质。此外，辐射温度计的视轴与激光的光轴同轴，因此在向填充金属照射了激光的状态下，能够容易且可靠地测定该填充金属的温度。在上述激光焊接方法中，在所述第三焊接步骤后进行第四焊接步骤，所述第四焊接步骤，以预定时间重复以下控制：在所述测定温度下降到所述关闭控制温度后重新开启所述激光，在所述测定温度到达所述关闭控制温度时，关闭所述激光。如上所述，在预定的关闭控制温度重复进行激光的关闭，由此能够在第四焊接步骤中调整向填充金属的热量输入量，因此能够将填充金属的温度管理成适当的温度。在上述的激光焊接方法中，在所述第四焊接步骤中，可以从关闭所述激光开始经过预定时间后开启所述激光，从开启所述激光后所述测定温度到达所述关闭控制温度时关闭所述激光。根据这样的方法，在第四焊接步骤中能够抑制填充金属上升至不希望的温度，并且能够通过简单的控制调整向填充金属的热量输入量。在上述的激光焊接方法中，在所述第四焊接步骤中，可以从关闭所述激光后所述测定温度降低到开启控制温度以下后开启所述激光，从开启所述激光后所述测定温度到达所述关闭控制温度时关闭所述激光。根据这样的方法，在第四焊接步骤中能够抑制填充金属上升至不希望的温度，并且能够通过简单的控制高精度地调整向填充金属的热量输入量。在上述的激光焊接方法中，在所述第四焊接步骤中，可以调整从向所述激光振荡器输入开启信号至振荡出所述激光为止的延迟时间、所述激光的上升速度以及所述激光的下降速度，以使所述激光的开启关闭所引起的所述测定温度的变动幅度成为预定幅度以上。根据这样的方法，激光的开启关闭所引起的测定温度的变动幅度成为预定幅度以上，因此能够使填充金属流动(对流)从而使扩展湿润变得容易。此外，通过使填充金属流动，能够有效地减少熔化的填充金属中的气泡(气孔)。并且，调整延迟时间、上升速度以及下降速度，因此能够通过简单的控制使所述测定温度的变动幅度成为预定值以上。在上述的激光焊接方法中，在所述第四焊接步骤中，可以调整所述延迟时间以及所述上升速度，以使所述变动幅度的下限值成为所述填充金属的熔点以上。根据这样的方法，能够使填充金属更加容易扩展湿润，并且能够通过简单的控制使所述变动幅度的下限值成为填充金属的熔点以上。本专利技术的激光焊接系统，通过从激光振荡器振荡出的激光使填充金属熔化来焊接工件，其中，具备：辐射温度计，其测定通过所述激光加热的所述填充金属的温度；以及激光控制部，其在所述辐射温度计的测定温度初次到达关闭控制温度时，控制所述激光振荡器来关闭所述激光，所述辐射温度计被设置成该辐射温度计的视轴与所述激光的光轴为同轴。在上述激光焊接系统中，所述激光控制部，在所述测定温度初次到达所述关闭控制温度而关闭所述激光后，可以以预定时间重复以下控制：在所述测定温度降低到所述关闭控制温度以下后重新开启所述激光，在所述测定温度到达所述关闭控制温度时关闭所述激光。在上述的激光焊接系统中，所述激光控制部，可以在关闭所述激光起经过预定时间后开启所述激光，在开启所述激光后所述测定温度到达所述关闭控制温度时关闭所述激光。在上述的激光焊接系统中，所述激光控制部可以在关闭所述激光后所述测定温度下降到开启控制温度以下后开启所述激光，在开启所述激光后所述测定温度到达所述关闭控制温度时关闭所述激光。在上述的激光焊接系统中，所述激光控制部可以调整从向所述激光振荡器输入开启信号开始至振荡出所述激光为止的延迟时间、所述激光的上升速度以及所述激光的下降速度，以使所述激光的开启关闭所引起的所述测定温度的变动幅度成为预定幅度以上。在上述的激光焊接系统中，所述激光控制部可以调整所述延迟时间以及所述上升速度，以使所述变动幅度的下限值成为所述填充金属的熔点以上。根据本专利技术，在基于辐射温度计的填充金属的测定温度初次到达关闭控制温度时关闭激光，因此能够实现激光焊接的高速化，并且能够管理焊接过程中的填充金属的温度来得到良好的焊接品质。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式的激光焊接系统的框图。图2是延迟时间、上升速度以及下降速度的说明图。图3是用于说明第一实施方式的激光焊接方法的第一流程图。图4是用于说明该激光焊接方法的第二流程图。图5A是表示第一实施方式的激光焊接的第一状态的平面说明图，图5B是表示该激光焊接的第二状态的平面说明图，图5C是表示该激光焊接的第三状态的平面说明图。图6是表示该激光焊接中的激光输出的时间变化与焊锡测定温度的时间变化的关系的图表。图7是表示本专利技术的第二实施方式的激光焊接系统的框图。图8是用于说明第二实施方式的激光焊接方法的流程图。图9是表示第二实施方式的激光焊接中的激光输出的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光焊接方法，其通过从激光振荡器振荡出的激光使填充金属熔化来焊接工件，其特征在于，进行如下步骤：第一焊接步骤，开启所述激光，通过该激光加热所述填充金属；第二焊接步骤，通过视轴被设置成与所述激光的光轴为同轴的辐射温度计来测定由所述激光加热的所述填充金属的温度；以及第三焊接步骤，当所述辐射温度计的测定温度初次到达关闭控制温度时，关闭所述激光。

【技术特征摘要】
2013.11.14 JP 2013-2358351.一种激光焊接方法，其通过从激光振荡器振荡出的激光使填充金属熔化来焊接工件，其特征在于，进行如下步骤：第一焊接步骤，开启所述激光，通过该激光加热所述填充金属；第二焊接步骤，通过视轴被设置成与所述激光的光轴为同轴的辐射温度计来测定由所述激光加热的所述填充金属的温度；以及第三焊接步骤，当所述辐射温度计的测定温度初次到达关闭控制温度时，关闭所述激光；在所述第三焊接步骤后进行第四焊接步骤，所述第四焊接步骤以预定时间重复以下控制：在所述测定温度下降到所述关闭控制温度后重新开启所述激光，在所述测定温度到达所述关闭控制温度时关闭所述激光；在所述第四焊接步骤中，调整从向所述激光振荡器输入开启信号至振荡出所述激光为止的延迟时间、所述激光的上升速度以及所述激光的下降速度，以使所述激光的开启关闭所引起的所述测定温度的变动幅度成为预定幅度以上。2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，在所述第四焊接步骤中，从关闭所述激光开始经过预定时间以后开启所述激光，从开启所述激光后所述测定温度到达所述关闭控制温度时关闭所述激光。3.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，在所述第四焊接步骤中，从关闭所述激光后所述测定温度降低到开启控制温度以下后开启所述激光，从开启所述激光后所述测定温度到达所述关闭控制温度时关闭所述激光。4.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，在所述第四焊接步骤中，调整所述延迟时间以...

【专利技术属性】
技术研发人员：三浦荣朗，泽井康男，
申请(专利权)人：株式会社天田米亚基，
类型：发明
国别省市：日本;JP