对工件进行激光焊接的方法技术

以往，存在以下问题：插入到母材之间的包覆件由于激光的加热而气化，由此该包覆件混入熔融后的母材而在母材的内部产生气泡。在对工件(W1)和工件(W2)进行激光焊接的方法中，生成激光(LB)并向工件(W1)照射该激光(LB)，通过使激光(LB)的照射点(P)在加热区域内摆动，来将工件(W1)和工件(W2)的与该加热区域对应的重叠面区域加热至工件(W1)的包覆件的沸点以上且比工件(W1)的母材的熔点低的温度，其中，所述加热区域是在工件(W1)上以包含应执行激光焊接的焊接部位的方式决定的区域，通过对包覆件进行加热来使其气化，由此在工件(W1)与工件(W2)之间形成间隙，经由该间隙将该包覆件排出到该重叠面区域的外侧，使工件(W1)的母材和工件(W2)的母材在焊接部位熔融来将工件(W1)与工件(W2)彼此焊接。工件(W2)彼此焊接。工件(W2)彼此焊接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对工件进行激光焊接的方法


[0001]本公开涉及一种对工件进行激光焊接的方法。

技术介绍

[0002]已知有对以将包覆件(镀锌)插入到一对工件之间的方式重叠的一对工件(镀锌钢板)进行激光焊接的方法(例如，专利文献1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：国际公开第2015/104781号

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]以往，存在以下问题：插入到母材之间的包覆件由于激光的加热而气化，由此该包覆件混入熔融后的母材而在母材的内部产生气泡。
[0008]用于解决问题的方案
[0009]在本公开的一个方式中，在用于对第一工件和第二工件进行激光焊接的方法中，所述第一工件与所述第二工件以彼此面接触的方式重叠，第一工件和第二工件各自具有母材，并且该第一工件和该第二工件中的至少一方具有插入于该第一工件的母材与该第二工件的母材之间的包覆件，在所述方法中，通过激光振荡器生成激光，并向第一工件照射该激光，通过使激光的照射点在加热区域内摆动，来将第一工件和第二工件的与该加热区域对应的重叠面区域加热至包覆件的沸点以上且比第一工件的母材的熔点低的温度，其中，所述加热区域是在第一工件以包含应执行激光焊接的焊接部位的方式决定的区域，通过对重叠面区域的包覆件进行加热来使其气化，由此在第一工件与第二工件之间形成间隙，以经过该间隙将该包覆件排出到该重叠面区域的外侧，在将包覆件排出到重叠面区域的外侧之后，向焊接部位照射激光，来使第一工件的母材和第二工件的母材在焊接部位熔融来将第一工件与第二工件彼此焊接。
[0010]专利技术的效果
[0011]根据本公开，能够从重叠面区域经由间隙排出包覆件，因此能够从母材被熔融的区域可靠地去除包覆件。因而，能够防止在使母材在焊接部位熔融时在该母材的内部混入因包覆件的蒸气产生的气泡。另外，不需要在母材形成用于使包覆件的蒸气向外部释放的贯通孔，因此能够简化焊接流程的工艺。
附图说明
[0012]图1是一个实施方式所涉及的激光焊接系统的概要图。
[0013]图2是图1所示的激光焊接系统的框图。
[0014]图3是图1所示的激光照射装置和照射点移动机构的一例。
[0015]图4是图1所示的一对工件的放大截面图。
[0016]图5示出焊接部位和加热区域的一例。
[0017]图6示出设定于加热区域的示教点的一例。
[0018]图7示出设定于加热区域的照射点移动路径的正向路径的一例。
[0019]图8示出设定于加热区域的照射点移动路径的反向路径的一例。
[0020]图9示出设定于加热区域的照射点移动路径的一例。
[0021]图10是示出由激光焊接系统进行的焊接流程的一例的流程图。
[0022]图11是用于说明重叠面区域的图，与图4相对应。
[0023]图12示出重叠面区域的温度分布的曲线图的例子。
[0024]图13示意性地示出通过图10中的步骤S2在一对工件之间形成有间隙的状态。
[0025]图14是另一实施方式所涉及的激光焊接系统的概要图。
[0026]图15是图14所示的激光焊接系统的框图。
[0027]图16是示出由图14所示的激光焊接系统进行的焊接流程的一例的流程图。
[0028]图17示出图16中的步骤S2
’
的流程的一例。
[0029]图18示出设定于加热区域的照射点移动路径的另一例。
[0030]图19示出设定于加热区域的照射点移动路径的又一例。
[0031]图20示出加热工艺中的照射点的速度及激光功率的控制例。
具体实施方式
[0032]以下，基于附图详细说明本公开的实施方式。此外，在以下说明的各种实施方式中，对相同的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。另外，在以下的说明中，以图中的正交坐标系C1为方向的基准，为了便于说明，将坐标系C1的x轴正方向称为右方，将y轴正方向称为前方，将z轴正方向称为上方。
[0033]参照图1和图2来说明一个实施方式所涉及的激光焊接系统10。激光焊接系统10是用于利用激光对一对工件W1和工件W2进行焊接的系统。激光焊接系统10具备激光振荡器12、导光构件14、激光照射装置16、照射装置移动机构18、照射点移动机构20以及控制装置22。
[0034]激光振荡器12是固体激光振荡器(例如YAG激光振荡器或光纤激光振荡器)、或者气体激光振荡器(例如二氧化碳激光振荡器)等，根据来自控制装置22的指令，通过光学谐振在内部生成激光LB并将激光LB向导光构件14射出。
[0035]导光构件14具有由光纤、中空或透光材料构成的导光路径、反射镜或者光学透镜等光学要素，用于向激光照射装置16引导由激光振荡器12生成的激光LB。激光照射装置16是激光扫描器或激光加工头等，用于将从导光构件14入射的激光LB会聚后向工件W1照射。
[0036]照射装置移动机构18使激光照射装置16相对于工件W1和工件W2相对地移动。例如，照射装置移动机构18是能够使激光照射装置16移动到坐标系C1中的任意位置的垂直多关节机器人。作为替代，照射装置移动机构18也可以具有多个滚珠丝杠机构，所述多个滚珠丝杠机构使激光照射装置16沿着坐标系C1的x
‑
y平面移动并且沿坐标系C1的z轴方向移动。
[0037]坐标系C1例如是规定作业单元的三维空间的世界坐标系、用于控制照射装置移动机构18的动作的移动机构坐标系(例如机器人坐标系)、或者规定工件W1和工件W2的坐标的
工件坐标系等，是用于自动控制激光焊接系统10的各可动组件(即，照射装置移动机构18和照射点移动机构20)的动作的控制坐标系。
[0038]照射点移动机构20使由激光照射装置16将激光LB照射到工件W1时的该工件W1上的照射点P相对于该工件W1相对地移动。具体而言，照射点移动机构20具有反射镜或光学透镜等光学要素、用于驱动该光学要素的驱动装置、或者使工件W1和工件W2移动的工作台等，通过使这些组件动作来使照射点P相对于工件W1相对地移动。
[0039]控制装置22控制激光振荡器12、激光照射装置16、照射装置移动机构18以及照射点移动机构20的动作。具体而言，控制装置22是具有处理器50、存储器52以及I/O接口54的计算机。处理器50具有CPU或GPU等，该处理器50经由总线56以能通信的方式与存储器52及I/O接口54连接。处理器50在与存储器52及I/O接口54进行通信的同时，进行用于实现后述的各种功能的运算处理。
[0040]存储器52具有RAM或ROM等，暂时或永久地存储各种数据。I/O接口54例如具有
イーサネット
(注册商标)即以太网端口、USB端口、光纤连接器或HDMI(注册商标)端子，在来自处理器50的指令下，该I/O接口54与外部设备之间以有线或无线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，用于对第一工件和第二工件进行激光焊接，其中，所述第一工件与所述第二工件以彼此面接触的方式重叠，所述第一工件和所述第二工件各自具有母材，并且该第一工件和该第二工件中的至少一方具有插入于该第一工件的所述母材与该第二工件的所述母材之间的包覆件，在所述方法中，通过激光振荡器生成激光，并向所述第一工件照射该激光，通过使所述激光的照射点在加热区域内摆动，来将所述第一工件和所述第二工件的与该加热区域对应的重叠面区域加热至所述包覆件的沸点以上且比所述第一工件的所述母材的熔点低的温度，其中，所述加热区域是在所述第一工件以包含应执行所述激光焊接的焊接部位的方式决定的区域，通过对所述重叠面区域的所述包覆件进行所述加热来使其气化，由此在所述第一工件与所述第二工件之间形成间隙，以经过该间隙将该包覆件排出到该重叠面区域的外侧，在将所述包覆件排出到所述重叠面区域的外侧之后，向所述焊接部位照射所述激光，来使所述第一工件的所述母材和所述第二工件的所述母材在所述焊接部位熔融来将所述第一工件与所述第二工件彼此焊接。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过利用配置于由所述激光振荡器生成的所述激光的光路上的反射镜反射该激光，来向所述第一工件照射该激光，通过使所述反射镜的朝向变化，来使所述照射点在所述加热区域内摆动。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述反射镜具有：第一反射镜，其配置于所述光路上，能够使所述照射点沿着所述加热区域内的第一轴移位；以及第二反射镜，其配置于由所述第一反射镜反射的所述激光的光路上，能够使所述照射点沿着所述加热区域内的与所述第一轴正交的第二轴移位。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的方法，其中，在对所述重叠面区域进行加热时，使所述照射点以第一速度在所述加热区域内摆动，在使所述第一工件的所述母材和所述第二工件的所述母材熔融时，使向所述焊接部位照射的所述激光的照射点沿着该焊接部位以比所述第一速度低的第二速度前进。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的方法，其中，在对所述重叠面区域进行加热时向所述加热区域照射的所述激光的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：和泉贵士，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：