激光焊接方法以及激光焊接装置制造方法及图纸

激光焊接方法具备：焊接步骤，通过使激光在X方向行进的同时二维地扫描激光来向工件的表面照射以使得描绘规定的图案，从而焊接工件。扫描激光，以使得规定的图案之中沿着X方向位于原点的前方的第1描绘图案相比于位于原点的后方的第2描绘图案，关于Y方向成为更宽的图案。控制激光的输出，以使得对第1描绘图案进行描绘中的激光的输出比对第2描绘图案进行描绘中的激光的输出低。中的激光的输出低。中的激光的输出低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光焊接方法以及激光焊接装置


[0001]本公开涉及激光焊接方法以及激光焊接装置。

技术介绍

[0002]由于激光焊接向作为被焊接物的工件照射的激光的功率密度较高，因此能够进行高速并且高品质的焊接。特别地，在工件的表面高速地扫描激光的同时进行焊接的扫描焊接中，在不进行焊接的期间中能够将激光束向下个焊接点高速地移动，因此能够缩短总的焊接时间(例如，参照专利文献1)。此外，关于激光的扫描方法，以往提出了扫描激光以使得在工件的表面描绘利萨如图案的方法(例如，参照专利文献2、专利文献3)。此外，扫描焊接不仅应用于通常的钢铁材料，也能够应用于进行了镀锌等的表面处理的钢铁材料的薄板焊接(例如，参照专利文献4)。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2005
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095934号公报
[0006]专利文献2：日本特开昭60
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177983号公报
[0007]专利文献3：日本特开平11
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104877号公报
[0008]专利文献4：日本专利第4915315号公报

技术实现思路

[0009]‑
专利技术要解决的技术问题
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[0010]然而，锌的沸点(906℃)比铁的熔点(1535℃)大幅度地低。因此，在将镀锌层形成于各个表面的2片钢板无间隙地重叠焊接的搭接焊接中，在铁熔融之前存在于钢板的重叠面的镀锌层达到蒸发温度。产生的锌蒸气可能使小孔或者熔池不稳定，或者在工件的内部形成气孔，或者极端的情况下使熔池飞溅，产生焊接缺陷。
[0011]但是，在专利文献1～3中公开的现有的结构中，没有公开任何关于形成有镀锌层的钢板的搭接焊接，也没有公开上述的技术问题。
[0012]另一方面，在专利文献4中公开了如下方法：沿着焊接方向将激光束前后摆动，并且使向前方摆动的前进工序中的激光的输出比向后方摆动的后退工序中的激光的输出低。通过这样，能够在去除了镀锌层之后将钢板彼此焊接。
[0013]但是，在专利文献4中公开的方法中，激光的轨迹在前进工序和后退工序中重叠。此外，与焊接方向交叉的方向上的激光的宽度在前进工序和后退工序中相同。由于这些，担心无法针对焊接区域充分确保镀锌层被去除的区域，产生焊接缺陷。
[0014]本公开鉴于这方面而作出，其目的在于，提供一种在形成有镀锌层等的覆盖层的板材的搭接焊接中，抑制焊接缺陷的产生并可得到良好形状的焊缝的激光焊接方法以及激光焊接装置。
[0015]‑
解决技术问题的手段
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[0016]为了实现上述目的，本公开所涉及的激光焊接方法的特征在于，具备：焊接步骤，通过使激光在焊接方向行进的同时二维地扫描所述激光来向工件的表面照射，从而焊接所述工件，所述工件是在分别包含板状的部分的2个母材中所述板状的部分彼此被重叠、至少在所述板状的部分的表面形成有覆盖层的构造，并且所述覆盖层的沸点比所述母材的熔点低，在所述焊接步骤中，扫描所述激光以使得在所述工件的表面描绘规定的图案，并且所述规定的图案之中沿着焊接方向位于所述规定的图案的原点的前方的第1描绘图案相比于位于所述原点的后方的第2描绘图案，关于与所述焊接方向交叉的方向成为更宽的图案，控制所述激光的输出，以使得对所述第1描绘图案进行描绘中的所述激光的输出比对所述第2描绘图案进行描绘中的所述激光的输出低，所述规定的图案是相互非对称形状的2个环状的图案在所述原点相接并连续的图案。
[0017]本公开所涉及的激光焊接装置的特征在于，至少具备：激光振荡器，使激光产生；激光头，接受所述激光并向工件照射；和控制器，对所述激光头的动作以及所述激光的输出进行控制，所述激光头具有：激光扫描仪，分别在第1方向和与所述第1方向交叉的第2方向扫描所述激光，在所述工件是在分别包含板状的部分的2个母材中所述板状的部分彼此被重叠、至少在所述板状的部分的表面形成有覆盖层的构造，并且所述覆盖层的沸点比所述母材的熔点低的情况下，所述控制器对所述激光扫描仪进行驱动控制，以使得所述激光在所述工件的表面描绘规定的图案，并且所述规定的图案之中沿着焊接方向位于所述规定的图案的原点的前方的第1描绘图案相比于位于所述原点的后方的第2描绘图案，关于与所述焊接方向交叉的方向成为更宽的图案，进一步地，所述控制器对所述激光的输出进行控制，以使得对所述第1描绘图案进行描绘中的所述激光的输出比对所述第2描绘图案进行描绘中的所述激光的输出低，所述规定的图案是相互非对称形状的2个环状的图案在所述原点相接并连续的图案。
[0018]‑
专利技术效果
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[0019]根据本公开，能够去除处于2个板状的部分之间的覆盖层，并且能够抑制覆盖层蒸发而产生的蒸气所导致的焊接缺陷的产生。此外，能够使形成于工件的焊缝的形状良好。
附图说明
[0020]图1是实施方式1所涉及的激光焊接装置的概要结构图。
[0021]图2是激光扫描仪的概要结构图。
[0022]图3是工件的截面示意图。
[0023]图4是表示激光的扫描图案的图。
[0024]图5是表示沿着焊接方向的激光的扫描轨迹的图。
[0025]图6是表示激光的描绘位置与输出的关系的图。
[0026]图7是表示沿着激光照射时的焊接方向的工件的状态变化的示意图。
[0027]图8是表示变形例1所涉及的激光的描绘位置与输出的关系的图。
[0028]图9是表示沿着激光照射时的焊接方向的工件的状态变化的示意图。
[0029]图10是表示激光的输出与小孔的深度的关系的图。
[0030]图11A是表示变形例2所涉及的激光的第1扫描图案的图。
[0031]图11B是表示变形例2所涉及的激光的第2扫描图案的图。
[0032]图11C是表示变形例2所涉及的激光的第3扫描图案的图。
[0033]图12是表示沿着实施方式2所涉及的焊接线的激光的扫描轨迹的图。
[0034]图13A是表示焊接开始时的激光的描绘位置与输出的关系的图。
[0035]图13B是表示焊接结束时的激光的描绘位置与输出的关系的图。
[0036]图14A是表示变形例3所涉及的激光的第1扫描图案的图。
[0037]图14B是表示变形例3所涉及的激光的第2扫描图案的图。
[0038]图14C是表示变形例3所涉及的激光的第3扫描图案的图。
[0039]图15是表示实施方式3所涉及的激光的扫描轨迹的概略的图。
[0040]图16A是表示第1焊点图案的图。
[0041]图16B是表示第2焊点图案的图。
[0042]图16C是表示第3焊点图案的图。
[0043]图16D是表示第4焊点图案的图。
[0044]图16E是表示第5焊点图案的图。
[0045]图16F是表示第6焊点图案的图。
[0046]图16G是表示第7焊点图案的图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光焊接方法，具备：焊接步骤，通过使激光在焊接方向行进的同时二维地扫描所述激光来向工件的表面照射，从而焊接所述工件，所述工件是在分别包含板状的部分的2个母材中所述板状的部分彼此重叠、至少在所述板状的部分的表面形成有覆盖层的构造，并且所述覆盖层的沸点比所述母材的熔点低，在所述焊接步骤中，扫描所述激光，以使得：在所述工件的表面描绘规定的图案，并且所述规定的图案之中沿着焊接方向位于所述规定的图案的原点的前方的第1描绘图案相比于位于所述原点的后方的第2描绘图案，关于与所述焊接方向交叉的方向成为更宽的图案，在所述焊接步骤中，控制所述激光的输出，以使得对所述第1描绘图案进行描绘中的所述激光的输出比对所述第2描绘图案进行描绘中的所述激光的输出低，所述规定的图案是相互非对称形状的2个环状的图案在所述原点相接并连续的图案。2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述规定的图案是在所述焊接方向延伸的∞字状的利萨如图案，在所述焊接步骤中，通过使所述激光沿着所述焊接方向振动为具有第1频率的正弦波状，并且使所述激光沿着与所述焊接方向交叉的方向振动为具有第2频率的正弦波状，从而在所述工件的表面扫描所述激光，以使得描绘所述利萨如图案。3.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其中，所述第1频率与所述第2频率的比为1：2。4.根据权利要求1至3的任一项所述的激光焊接方法，其中，进行控制，以使得在从所述第1描绘图案向所述第2描绘图案的转移时所述激光的输出连续地变高，进行控制，以使得在从所述第2描绘图案向所述第1描绘图案的转移时所述激光的输出连续地变低。5.根据权利要求1至4的任一项所述的激光焊接方法，其中，在对所述第1描绘图案进行描绘中，处于所述板状的部分之间的所述覆盖层被去除，在对所述第2描绘图案进行描绘中，去除了所述覆盖层的2个所述板状的部分彼此被焊接。6.根据权利要求1至5的任一项所述的激光焊接方法，其中，在所述工件的焊接开始后的第1期间，将对所述第2描绘图案进行描绘时的所述激光的输出在规定的描绘长度中设为零，在所述工件的焊接结束前的第2期间，将对所述第1描绘图案进行描绘时的所述激光的输出在规定的描绘长度中设为零。7.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其中，在所述第1期间中将所述激光的输出设为零的规定的描绘长度是所述第2描绘图案的1周期量的长度的约2倍，另一方面，在所述第2期间中将所述激光的输出设为零的规定的描绘长度是与所述第1描绘图案的1周期量的长度和所述第2描绘图案的1周期量的长度的总和几乎相同的程度。8.根据权利要求1至7的任一项所述的激光焊接方法，其中，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静波，中川龙幸，杉山勤，川合俊辅，柴田宪三，石黑雅史，川本笃宽，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
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