激光焊接方法、高压燃料供给泵和燃料喷射阀技术

本发明专利技术的目的在于提供能够确保斜向照射激光束时的有效焊接长度的激光焊接方法。在使焊接对象物(9)移动的同时使激光(4)周期性地摆动扫描而照射焊接对象物(9)的表面来进行焊接的激光焊接方法中，以控制激光(4)的输出、扫描速度和扫描轨道中的至少一项，使得焊接进行方向的左右两侧的热输入量实质上不同的方式进行焊接。

Laser welding method, high pressure fuel supply pump and fuel injection valve

The aim of the present invention is to provide a laser welding method that can ensure the effective welding length when the laser beam is oblique to the beam. In the welding object (9) while moving the laser (4) periodically oscillating scan and irradiation welding object (9) surface for welding laser welding method, in order to control the laser output (4), scanning speed and scanning orbit in at least one direction, making the welding the left and right sides of the heat input is essentially different ways of welding.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光焊接方法、高压燃料供给泵和燃料喷射阀
本专利技术涉及激光焊接，特别涉及适合于汽车部件的激光焊接的激光焊接方法。
技术介绍
激光焊接能够实现熔深较深的焊接，与现有的电弧焊接相比较，能够精密且高速地进行焊接，因此近年来使用量在增加。作为能够实现熔深较深的焊接的理由，由于激光与电弧焊接等相比具有高的功率密度，因此被照射激光的金属在瞬间熔化、蒸发。由于该蒸发引起的高的反作用力，熔融部被向下压，形成称为锁孔的空间。激光能够通过锁孔到达材料内部，因此能够实现熔深较深的焊接。汽车部件为复杂的结构，而且由于生产线结构的制约，大量存在不能对焊接部垂直照射激光的情况。在这样的情况下，成为斜向的激光照射，因此实际的熔深深度与有效的焊接长度不同。在这样的情况下，存在为了获得足够的有效焊接长度而需要过量的热输入量的问题。此外，在由于位置设置的差异等而目标位置发生偏移的情况下，存在有效焊接长度发生大幅变化的情况。作为针对目标位置的偏移的措施，提案有如日本特开平2-142690号公报(专利文献1)中记载的那样通过将激光左右进行摆动而使焊接宽度变大的技术。作为其它激光焊接的例子，已知有日本特开平10-71480号公报(专利文献2)中记载的激光焊接方法。该激光焊接方法使激光束聚光于重合的镀钢板上，使激光束的光轴进行2维轨迹的扫描并同时依次移动焊接部位来进行焊接，且上述扫描的宽度对于以上述激光束的光轴的基准轴为中心的所有的方向都为上述激光束的光斑直径的0.2倍以上、10倍以下。此外，在扫描图案为圆或椭圆的情况下，使钢板上的激光束光轴的轨迹的重叠保持在一定范围内(参照摘要)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平2-142690号公报专利文献2：日本特开平10-71480号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题专利文献1和专利文献2的焊接方法通过利用光束扫描装置使激光束相对于焊接方向向直角方向往复振荡，使用该往复振荡的激光束扩大接合部的焊缝宽度而提高拉伸强度。推断利用在对接接头中使用该焊接方法能够提高目标位置余量。但是，该焊接方法即使能够提高目标位置偏移的余量也不能帮助确保斜向照射时的有效焊接长度。本专利技术的目的在于提供能够确保斜向照射激光束时的有效焊接长度的激光焊接方法。用于解决问题的方式本专利技术包括多个解决上述问题的方式，列举其一例，其特征为“在使焊接对象物移动的同时使激光周期性地摆动扫描而照射焊接对象物的表面来进行焊接的激光焊接方法中，以控制激光的输出、扫描速度和扫描轨道中的至少一项，使得焊接进行方向的左右两侧的热输入量实质上不同的方式进行焊接。”。专利技术的效果通过使用本专利技术的激光焊接方法，能够扩大焊接宽度，能够提高目标位置余量。此外，能够使斜向照射激光的情况下的有效焊接长度变长。上述以外的课题、结构和效果能够通过以下的实施方式的说明而明了。附图说明图1是实施例1的激光焊接装置的示意图。图2A是表示实施例1的激光的扫描轨道和熔化池的示意图。图2B是表示实施例1的焊接部截面形状的示意图。图3A是表示与本专利技术的比较例的激光的扫描轨道和熔化池的示意图。图3B是表示与本专利技术的比较例的焊接部截面形状的示意图。图4是实施例2的激光焊接装置的示意图。图5A是表示实施例2的激光的扫描轨道和熔化池的示意图。图5B是表示实施例2的焊接部截面形状的示意图。图6A是表示本专利技术的比较例的激光的扫描轨道和熔化池的示意图。图6B是表示本专利技术的比较例的焊接部截面形状的示意图。图7是实施例3的激光焊接装置的示意图。图8A是表示实施例3的激光的扫描轨道和熔化池的示意图。图8B是表示实施例3的焊接部截面形状的示意图。图9A是表示本专利技术的比较例的激光的扫描轨道和熔化池的示意图。图9B是表示本专利技术的比较例的焊接部截面形状的示意图。图10是实施例4的激光焊接装置的示意图。图11A是表示实施例4的激光的扫描轨道和熔化池的示意图。图11B是表示实施例4的焊接部截面形的示意图。图12A是表示本专利技术的比较例的激光的扫描轨道和熔化池的示意图。图12B是表示与本专利技术的比较例的焊接部截面形状的示意图。图13是表示焊接条件与焊接部形状的关系调查结果的图。图14是表示激光的扫描轨道与焊接对象物的旋转方向的关系的示意图。图15是根据激光旋转扫描的旋转直径与热输入量之比对称焊接形状与非对称焊接形状进行分类的图。图16是表示本专利技术的燃料泵的一个实施例的截面图。图17是表示本专利技术的燃料喷射阀的一个实施例的截面图。具体实施方式以下，使用附图对本专利技术的实施例进行说明。实施例1图1是实施例1的激光焊接装置的示意图。在图1中，1表示激光发振器，2表示激光用的光纤，3表示检流计扫描仪，4表示激光，5表示激光的旋转方向，6表示焊接对象物的旋转方向(焊接部的移动方向)，7表示保护气体喷嘴，8表示保护气体，9表示焊接对象物，10表示旋转主轴，11表示加工台，24表示控制装置。在本实施例中，焊接对象物9为燃料泵部件，材料为304不锈钢。此外，激光4为波长约1030nm的圆盘激光。激光4的扫描轨道为圆。激光4倾斜25°进行施工。保护气体8为氮气。在激光发振器1生成的激光4通过激光用的光纤2到达检流计扫描仪3。激光4在检流计扫描仪3聚光，照射焊接对象物9。焊接对象物9被固定于旋转主轴10，按规定的速度旋转。检流计扫描仪3在内部具有电流镜，能够通过使电流镜的角度变化来控制激光4的照射位置。焊接接头结构对接。图2A是表示实施例1的激光的扫描轨道和熔化池的示意图。图2B是表示实施例1的焊接部截面形状的示意图。另外，图2B的焊接部截面是与焊接线12垂直的截面。12表示焊接线，13表示低热量输入侧激光照射位置，14表示高热量输入侧激光照射位置，15表示激光扫描轨道，16表示激光扫描方向，17表示熔化池，18表示焊接部截面形状，19表示有效焊接长度(虚线部分)，20表示接合面，30表示激光4的通过圆形扫描轨道的中心O的轨迹。另外，在本实施例中，焊接接头结构为对接，因此在图2A中焊接线12与接合面20一致。如图2A所示，激光4按以O为中心描绘半径r的圆的方式进行扫描。焊接对象物9沿旋转方向6移动，因此在激光4绕扫描轨道一周时，并不与一周前的扫描轨道重叠。绕扫描轨道一周时的激光4的照射位置相对于一周前的照射位置偏移相当于焊接对象物9的移动速度与绕扫描轨道一周所需的时间的积的距离。通过使激光4在沿激光扫描轨道旋转的同时进行焊接，基于焊接对象物9的旋转方向的关系，能够在熔化池17形成低热量输入侧激光照射位置13和高热量输入侧激光照射位置14。高热量输入侧激光照射位置14是因激光照射而对焊接对象物9的热输入量多的位置。在圆形的扫描轨道上，在其切线方向与焊接对象物9的移动方向平行且与该移动方向为相同朝向的一侧，激光4与焊接对象物9的相对速度变小，形成高热量输入侧激光照射位置14。此外，低热量输入侧激光照射位置13是因激光照射而对焊接对象物9的热输入量少的位置。在扫描轨道的切线方向与焊接对象物9的移动方向平行且与该移动方向为相反朝向的一侧，激光4与焊接对象物9的相对速度变大，形成低热量输入侧激光照射位置14。使在本实施例中激光4以直径2mm的圆连续地旋转的同时进行焊接。低热量输入侧与高热量输入侧的热输入量之比为1.1倍。保护气体流量为50L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光焊接方法，使焊接对象物移动的同时使激光周期性地摆动扫描而照射焊接对象物的表面来进行焊接，所述激光焊接方法的特征在于：以控制激光的输出、扫描速度和扫描轨道中的至少一者，使得焊接进行方向的左右两侧的热输入量实质上不同的方式进行焊接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.08 JP 2015-1366141.一种激光焊接方法，使焊接对象物移动的同时使激光周期性地摆动扫描而照射焊接对象物的表面来进行焊接，所述激光焊接方法的特征在于：以控制激光的输出、扫描速度和扫描轨道中的至少一者，使得焊接进行方向的左右两侧的热输入量实质上不同的方式进行焊接。2.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于：最深的熔深位置从焊缝表面的中心相对于焊接行进行方向偏移至左右方向中的任一方向。3.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于：按圆轨道扫描激光，在所述圆轨道上，使在所述激光的移动方向与焊接对象物的移动方向成为相同方向的一侧所述激光的热输入量较高，使在所述激光的移动方向与焊接对象物的移动方向成为相反方向的一侧所述激光的热输入量较低。4.如权利要求3所述的激光焊接方法，其特征在于：使焊接进行方向的左右两侧的高热量输入侧与低热量输入侧的热输入量之比大于-0.107ln(圆的直径)+1.11。5.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于：按椭圆轨道扫描激光，所述椭圆轨道在焊接进行方向上具有长径，在与焊接进行方向垂直的方向上具有短径。6.如权利要求5所述的激光焊接方法，其特征在于：使焊接进行方向的左右两侧的高热量输入侧与低热量输入侧的热输入量之比大于-0.107ln(椭圆的短径)+1.11。7.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于：按椭圆轨道扫描激光，所述椭圆轨道在焊接进行方向上具有短径，在与焊接进行方向垂直的方向上具有长径。8.如权利要求7所述的激光焊接方法，其特征在于：使焊接进行方向的左右两侧的高热量输入侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫城雅德，一户诚之，张旭东，黑木达郎，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP