激光焊接方法技术

本公开的激光焊接方法包括沿着加工物的焊接部位而以螺旋状照射激光的工序。螺旋状通过将使激光以圆形形状移动的圆形轨道与使激光在沿着焊接部位的行进方向上移动的移动轨道组合而得到。另外，圆形轨道中以具有行进方向上的分量的方式移动的激光的第一能量大于圆形轨道中以具有与行进方向相反的方向上的分量的方式移动的激光的第二能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光焊接方法
本专利技术涉及一边使激光以螺旋状进行扫描一边将激光照射于加工物的激光焊接方法。
技术介绍
激光焊接通过将激光照射于欲接合的两个加工物的接合部，从而利用激光的能量使照射部的加工物熔融并接合。激光焊接由于不进行与加工物的物理接触，因而能够高速地进行焊接。另外，激光焊接由于激光的能量密度高，因此能够将因热造成的影响限制到加工物的较窄范围内来进行焊接。另一方面，在激光焊接中，成为被焊接的区域的焊道的宽度窄。因此，激光的瞄准偏差的裕度窄，要求加工物中的激光的照射部的精度。在加工物中的激光的照射部的精度差的情况下，容易产生因激光的瞄准偏差引起的熔合不良。与此对应地，已知有以下的方法。例如，在专利文献1中记载有预先在加工物上形成V形坡口槽、并向该V型坡口槽照射激光的激光焊接方法。另外，在专利文献2中记载有使激光以螺旋状进行扫描的激光焊接方法。另外，在专利文献3中记载有使激光以描绘圆或椭圆的轨迹的方式进行旋转扫描的激光焊接方法。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭61-169184号公报专利文献2：日本特开昭54-116356号公报专利文献3：日本特开平8-192286号公报
技术实现思路
但是，在专利文献1所记载的激光焊接方法中，需要预先对加工物进行坡口加工，工时增加。另外，有时会由于加工物的关系而无法进行坡口加工。在专利文献2和专利文献3所记载的激光焊接方法中，加工物的熔解部分相对于被照射激光的区域的中心线变得左右非对称。因此，照射激光的瞄准偏差的裕度也变得左右非对称。另外，由于加工物的熔解部分为左右非对称，因此在能量供给过剩的区域中容易发生加工物的烧穿。为了解决上述技术问题，本公开的一方案的激光焊接方法包括沿着加工物的焊接部位而以螺旋状照射激光的工序。螺旋状通过将使激光以圆形形状移动的圆形轨道与使激光在沿着焊接部位的行进方向上移动的移动轨道组合而得到。另外，圆形轨道中以具有行进方向上的分量的方式移动的激光的第一能量大于圆形轨道中以具有与行进方向相反的方向上的分量的方式移动的激光的第二能量。另外，本公开的另一方案的激光焊接方法包括沿着加工物的焊接部位而以螺旋状照射激光的工序。螺旋状通过将使激光以圆形形状移动的圆形轨道与使激光在沿着焊接部位的行进方向上移动的移动轨道组合而得到。另外，圆形轨道中的行进方向上的激光的第三能量大于圆形轨道中的与行进方向相反的方向上的激光的第四能量。另外，本公开的另一方案的激光焊接方法包括沿着加工物的焊接部位而以螺旋状照射激光的工序。螺旋状通过将使激光以圆形形状移动的圆形轨道与使激光在沿着焊接部位的行进方向上移动的移动轨道组合而得到。另外，圆形轨道中的行进方向上的激光的第三能量小于圆形轨道中的与行进方向相反的方向上的激光的第四能量。在本公开的激光焊接方法中，加工物的熔解部分相对于被照射激光的区域的中心线变得左右均等。因此，照射激光的瞄准偏差的裕度也变得左右均等。另外，由于加工物的熔解部分为左右均等，因此能够抑制加工物的烧穿。附图说明图1是示出实施方式1～5中的激光焊接装置的概要结构的图。图2是示出实施方式1～5中的以螺旋状照射激光后的轨迹的图。图3是示出实施方式1中的激光的圆形轨道处的能量的图。图4是示出实施方式1中的、激光的能量相对于坐标旋转角θ以矩形形状变化的波形的图表。图5是示出实施方式1中的、激光的能量相对于坐标旋转角θ以梯形形状变化的波形的图表。图6是示出实施方式1中的、激光的能量相对于坐标旋转角θ以山形变化的波形的图表。图7是示出实施方式1中的、激光的能量相对于坐标旋转角θ的将脉冲波与连续波组合而成的波形的图表。图8是示出实施方式1中的、激光的能量相对于坐标旋转角θ的脉冲占空比变化的波形的图表。图9是示出实施方式1中的、激光的旋转速度相对于坐标旋转角θ以矩形形状变化的波形的图表。图10是示出实施方式1中的、激光的旋转速度相对于坐标旋转角θ以梯形形状变化的波形的图表。图11是示出实施方式1中的、激光的旋转速度相对于坐标旋转角θ以山形变化的波形的图表。图12是示出实施方式2中的激光的圆形轨道处的能量的图。图13是示出实施方式2中的、激光的能量相对于坐标旋转角θ以矩形形状变化的波形的图表。图14是示出实施方式2中的、激光的能量相对于坐标旋转角θ以梯形形状变化的波形的图表。图15是示出实施方式2中的、激光的能量相对于坐标旋转角θ以山形变化的波形的图表。图16是示出实施方式2中的、激光的能量相对于坐标旋转角θ的将脉冲波与连续波组合而成的波形的图表。图17是示出实施方式2中的、激光的能量相对于坐标旋转角θ的脉冲的占空比变化的波形的图表。图18是示出实施方式2中的、激光的旋转速度相对于坐标旋转角θ以矩形形状变化的波形的图表。图19是示出实施方式2中的、激光的旋转速度相对于坐标旋转角θ以梯形形状变化的波形的图表。图20是示出实施方式2中的、激光的旋转速度相对于坐标旋转角θ以山形变化的波形的图表。图21是示出实施方式1～5中的以螺旋状照射激光后的轨迹的图。图22是示出实施方式3中的激光的圆形轨道处的能量的图。图23是示出实施方式4中的激光的圆形轨道处的能量的图。图24是示出实施方式5中的激光的圆形轨道处的能量的图。具体实施方式(实施方式1)使用图1对本实施方式中的激光焊接装置的结构进行说明。图1是示出本实施方式中的激光焊接装置1的概要结构的图。在图1中，激光焊接装置1具有控制部2、激光振荡器3、光纤4、激光照射头5、以及机械手6。在激光焊接装置1中，控制部2与激光振荡器3、激光照射头5、以及机械手6连接，对激光振荡器3、激光照射头5、以及机械手6的动作进行控制。需要说明的是，控制部2具有对激光振荡器3所输出的激光的能量进行切换的输出切换部7。激光振荡器3基于来自控制部2的指令而输出激光8。光纤4与激光振荡器3以及激光照射头5连接，将激光8从激光振荡器3传送至激光照射头5。激光照射头5安装在机械手6的臂部的前端，并基于来自控制部2的指令，将激光8照射于加工物9。机械手6基于来自控制部2的指令而使激光照射头5移动。接着，使用图1来说明进行激光焊接时的激光焊接装置1的动作。从激光振荡器3输出的激光8通过光纤4而进入激光照射头5。激光照射头5利用设于内部的透镜(未图示)，使激光8聚集并照射于加工物9。此外，激光照射头5通过使设于内部的棱镜(未图示)旋转，而能够使激光8以形成圆形轨道的方式进行旋转移动。另外，利用机械手6使激光照射头5移动。由此，能够使激光8的照射位置在加工物9的焊接区域中移动。这样，通过控制部2对激光振荡器3、激光照射头5、以及机械手6同时进行控制，由此能够使激光8的照射位置在加工物9中以螺旋状移动。需要说明的是，在本实施方式中，利用激光照射头5以及机械手6使激光8的照射位置移动，但只要能够以螺旋状的轨道来变更激光照射位置，则即便使用电流扫描仪等也能够进行本公开的激光焊接方法。接着，使用图2，对以螺旋状将激光8照射于加工物9的激光焊接进行说明。图2是示出本实施方式中的、以螺旋状照射激光8后的轨迹的图。首先，对以螺旋状将激光8照射于加工物9的方法进行说明。激光焊接装置1的激光照射头5能够使激光8以圆形形状移动。即，能够使激光8以描绘“圆形轨道”的方式移动。在图2中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接方法包括沿着加工物的焊接部位而以螺旋状照射激光的工序，所述螺旋状通过将使所述激光以圆形形状移动的圆形轨道与使所述激光在沿着所述焊接部位的行进方向上移动的移动轨道组合而得到，所述圆形轨道中以具有所述行进方向上的分量的方式移动的所述激光的第一能量大于所述圆形轨道中以具有与所述行进方向相反的方向上的分量的方式移动的所述激光的第二能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.25 JP 2014-0337561.一种激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接方法包括沿着加工物的焊接部位而以螺旋状照射激光的工序，所述螺旋状通过将使所述激光以圆形形状移动的圆形轨道与使所述激光在沿着所述焊接部位的行进方向上移动的移动轨道组合而得到，所述圆形轨道中以具有所述行进方向上的分量的方式移动的所述激光的第一能量大于所述圆形轨道中以具有与所述行进方向相反的方向上的分量的方式移动的所述激光的第二能量。2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述圆形轨道中的所述行进方向上的所述激光的第三能量大于所述圆形轨道中的与所述行进方向相反的一侧的所述激光的第四能量。3.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述圆形轨道中的所述行进方向上的所述激光的第三能量小于所述圆形轨道中的与所述行进方向相反的一侧的所述激光的第四能量。4.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述加工物是镀锌钢板。5.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其中，通过使所述激光的输出以及所述激光在所述圆形轨道处的旋转速度中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：松冈范幸，向井康士，川本笃宽，藤原润司，中川龙幸，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP