激光焊接裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術涉及一種激光焊接裝置，其具有衍射光學元件、入射點變更部和控制器。衍射光學元件具有形成有衍射光柵的第1區(qū)域，所述衍射光柵是放射具有與入射光的功率密度分布形狀不同的第1功率密度分布形狀的放射光的衍射光柵。衍射光學元件還具有第2區(qū)域，所述第2區(qū)域是具有與第1區(qū)域的表面形狀不同的表面形狀，且放射具有與第1功率密度分布形狀不同的第2功率密度分布形狀的放射光的區(qū)域。并且，控制器在激光的出射期間進行使入射點之中的至少一點以橫過第1區(qū)域與第2區(qū)域的邊界的方式移動的接合控制。

Laser welding equipment

The present invention relates to a laser welding device having a diffractive optical element, an incident point change section, and a controller. Doe has formed first areas of diffraction grating, the diffraction grating is a diffraction grating light radiation power density distribution of incident light and first power density distribution of different shapes. The diffractive optical element also has a second region, the second region has different surface shape and surface shape of the first area, light and radiation power density distribution with second different shapes and first power density distribution of the shape of the region. Furthermore, the controller performs a joint control that moves at least one point in the incident point to move across the boundary of the first region and the second region during the laser ejection.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
激光焊接裝置
本專利技術涉及激光焊接裝置。更詳細而言，涉及向衍射光學元件(DOE)入射后利用所放射的激光進行激光焊接的激光焊接裝置。
技術介紹
為了接合多個部件來制造1個焊接結構體，使用激光來進行激光焊接。作為通過這樣的激光焊接進行接合而成的制品，例如有電池。電池是一般在殼主體的內部收納包含正電極板和負電極板的電極體來形成的。而且，在這樣的電池的制造工序中有時進行以下的接合工序，即，從殼主體的開口部向其內部收納電極體后，用封口板封堵殼主體的開口部，通過激光焊接來進行接合。在接合工序中，沿著殼主體的開口部和封口板的側面相面對的部位的焊接線進行激光焊接。例如，在日本特開2013-220462中記載了以下技術：沿著殼主體與封口板之間的焊接線，照射功率密度低的低密度激光、和功率密度比低密度激光高的高密度激光，將殼主體和封口板進行接合。在日本特開2013-220462中，一邊向殼主體和封口板這兩者廣泛地照射低密度激光，一邊以高密度激光的光斑位于低密度激光的光斑的內部的方式照射了高密度激光。另外，這樣的低密度激光和高密度激光能夠通過采用DOE進行單束激光的束成形來實現(xiàn)。而且，能夠在利用低密度激光使溫度上升某種程度后，照射高密度激光。由此，能夠防止高密度激光照射的部位的溫度驟然上升，能夠防止焊接部位的突沸等。另外，對被照射了高密度激光的部位，其后照射低密度激光。由此，能夠防止高密度激光所照射的部位的溫度驟然下降，能夠抑制裂紋等的發(fā)生。因此，記載有能夠抑制焊接缺陷的發(fā)生的內容。但是，在激光焊接中，為了以短時間形成接合對象部位的狀態(tài)、作為目標的接合部，優(yōu)選的是能進行更柔性的控制。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術提供能夠采用更柔性的控制來進行激光焊接的激光焊接裝置。一種激光焊接裝置，其向焊接點照射激光，形成將接合對象部件與其照射部位接合的接合部，該激光焊接裝置具有：出射器，其出射激光；衍射光學元件，其將從出射器出射的激光作為入射光，從入射光的入射點向照射部位放射放射光；入射點變更部，其變更入射點的位置；和控制器，其控制出射器和入射點變更部，衍射光學元件具有相鄰地設置的第1區(qū)域和第2區(qū)域，第1區(qū)域是形成有衍射光柵的區(qū)域，所述衍射光柵是放射具有與入射光的功率密度分布形狀不同的第1功率密度分布形狀的放射光的衍射光柵，第2區(qū)域是具有與第1區(qū)域的表面形狀不同的表面形狀、且放射具有與第1功率密度分布形狀不同的第2功率密度分布形狀的放射光的區(qū)域，控制器在由出射器進行的激光的出射期間進行以下接合控制，即，利用入射點變更部使入射點之中的至少一點以橫過第1區(qū)域與第2區(qū)域的邊界的方式移動。激光焊接裝置能夠在激光的出射期間將形成在照射部位的照射圖案切換為不同的功率密度分布形狀的照射圖案。另外，能夠不改變激光的輸出功率等而使照射部位的任意位置的功率密度達到任意的高度。由此，能夠一邊采用更柔性的控制進行激光焊接，一邊以短時間形成接合部。另外，在上面所述的激光焊接裝置中，可以設為：第2區(qū)域為沒有形成衍射光柵的區(qū)域。其原因是，將形成衍射光柵的區(qū)域設為小區(qū)域，能夠使可形成不同的功率密度分布形狀的照射圖案的衍射光學元件成為低價的元件。進而，其原因是，在未形成衍射光柵的區(qū)域中，能夠不改變功率密度分布形狀而將從出射器出射的向衍射光學元件的入射光照射到照射部位，因此能夠使該部位的功率密度最高。另外，在上面所述的激光焊接裝置中，可以設為：第1區(qū)域是放射第1功率密度分布形狀中的功率密度最高的部位在與第2功率密度分布形狀中的功率密度最高的部位即中央?yún)^(qū)域不同的外緣區(qū)域內的放射光的區(qū)域。其原因是，能夠靈活使用外緣區(qū)域的熔融量比中央?yún)^(qū)域的熔融量多的照射圖案、和中央?yún)^(qū)域的熔融量比外緣區(qū)域的熔融多的照射圖案。另外，在上面所述的激光焊接裝置中，可以設為：控制器在接合控制中使照射部位的焊接點位于中央?yún)^(qū)域內，并且，從開始由出射器出射激光起經(jīng)過預定的初期時間后，與經(jīng)過初期時間之前相比，利用入射點變更部使入射點的位置處在第2區(qū)域側，在由出射器進行的激光的出射期間不使照射部位相對于接合對象部件移動。其原因是，在點焊中，能夠抑制通過接合對象部件的焊接點的間隙而向位于與接合對象部件的激光照射側相反側的部件照射激光這樣的激光穿過所致的不良發(fā)生。另外，在上面所述的激光焊接裝置中，可以設為：具有使照射部位和接合對象部件中的至少一方相對于另一方移動的移動部，控制器在接合控制中進行以下掃描控制，即，利用移動部使照射部位移動以使得多個焊接點連續(xù)而成的焊接線從中央?yún)^(qū)域內通過。其原因是，在沿著焊接線的激光焊接中，能夠在焊接線上的任意的照射部位形成不同的功率密度分布形狀的照射圖案。另外，在上面所述的激光焊接裝置中，可以設為：控制器在接合控制中，從開始由出射器出射激光起經(jīng)過預定的初期時間后，與經(jīng)過初期時間之前相比，利用入射點變更部使入射點位置處在第2區(qū)域側。由于在接合控制開始時沒有形成熔融部，因此在開始位置的接合對象部件的焊接點的位置存在間隙的可能性高。并且，能夠抑制由于該開始位置的間隙的激光穿過而發(fā)生不良的情況。另外，對于上面所述的激光焊接裝置，可以設為：第2區(qū)域是在中央?yún)^(qū)域中由放射光形成中央光斑的區(qū)域，第1區(qū)域是在外緣區(qū)域中由放射光形成第1外緣光斑和第2外緣光斑的區(qū)域，所述的第1外緣光斑和第2外緣光斑是與中央光斑一起構成三角形的頂點的光斑，控制器在掃描控制中使第1外緣光斑與第2外緣光斑之間、中央光斑依次通過焊接線上的焊接點。其原因是，能夠一邊通過第1外緣光斑以及第2外緣光斑形成熔融部，并利用該熔融部可靠地堵住中央光斑的前方的間隙，一邊進行掃描控制。由此，能夠抑制掃描控制中的激光穿過。另外，在上面所述的激光焊接裝置中，可以設為：第2區(qū)域是在中央?yún)^(qū)域中由放射光形成中央光斑的區(qū)域，第1區(qū)域是在外緣區(qū)域中由放射光形成四個外緣光斑的區(qū)域，所述四個外緣光斑構成包圍中央光斑的四邊形的頂點，控制器在掃描控制中使外緣光斑之中的相鄰的第1外緣光斑與第2外緣光斑之間、中央光斑、第3外緣光斑與第4外緣光斑之間依次通過焊接線上的焊接點，所述第3外緣光斑和所述第4外緣光斑是第1外緣光斑和第2外緣光斑以外的外緣光斑。其原因是，能夠一邊由第1外緣光斑以及第2外緣光斑形成熔融部，并利用該熔融部可靠地堵住中央光斑的前方的間隙，一邊進行掃描控制。由此，能夠抑制掃描控制中的激光穿過。進而，能夠利用第3外緣光斑以及第4外緣光斑抑制由中央光斑的通過而形成的熔融部的溫度急劇地下降的情況。由此，能夠抑制由于熔融部的溫度的急劇的下降而發(fā)生的裂紋等。另外，在上面所述的激光焊接裝置中，可以設為：第2區(qū)域是在中央?yún)^(qū)域中由放射光形成中央光斑的區(qū)域，第1區(qū)域是在外緣區(qū)域中由放射光形成第1外緣光斑和與第1外緣光斑不同的位置的第2外緣光斑的區(qū)域，控制器在掃描控制中使中央光斑沿著焊接線移動，使第1外緣光斑沿著第1外緣軌道在中央光斑的前方移動，并使第2外緣光斑沿著第2外緣軌道在中央光斑的后方移動，所述第1外緣軌道和所述第2外緣軌道都是與所述焊接線平行地設置的軌道。其原因是，能夠一邊由第1外緣光斑形成熔融部，并利用該熔融部可靠地堵住中央光斑的前方的間隙，一邊進行掃描控制。由此，能夠抑制掃描控制中的激光穿過。進而，能夠利用第2外緣光斑抑制由中央光斑的通過而形成的熔融部的溫度急劇地下降本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種激光焊接裝置，其向焊接點照射激光，形成將接合對象部件與其照射部位接合的接合部，其特征在于，包括：出射器，其出射激光；衍射光學元件，其將從所述出射器出射的激光作為入射光，從所述入射光的入射點向所述照射部位放射放射光；入射點變更部，其變更所述入射點的位置；和控制器，其控制所述出射器和所述入射點變更部，其中，所述衍射光學元件具有相鄰地設置的第1區(qū)域和第2區(qū)域，所述第1區(qū)域是形成有衍射光柵的區(qū)域，所述衍射光柵是放射具有與所述入射光的功率密度分布形狀不同的第1功率密度分布形狀的所述放射光的衍射光柵，所述第2區(qū)域是具有與所述第1區(qū)域的表面形狀不同的表面形狀、且放射具有與所述第1功率密度分布形狀不同的第2功率密度分布形狀的所述放射光的區(qū)域，所述控制器在由所述出射器進行的激光的出射期間進行以下接合控制，即，利用所述入射點變更部使所述入射點之中的至少一點以橫過所述第1區(qū)域與所述第2區(qū)域的邊界的方式移動。

【技術特征摘要】
2015.12.24 JP 2015-2521391.一種激光焊接裝置，其向焊接點照射激光，形成將接合對象部件與其照射部位接合的接合部，其特征在于，包括：出射器，其出射激光；衍射光學元件，其將從所述出射器出射的激光作為入射光，從所述入射光的入射點向所述照射部位放射放射光；入射點變更部，其變更所述入射點的位置；和控制器，其控制所述出射器和所述入射點變更部，其中，所述衍射光學元件具有相鄰地設置的第1區(qū)域和第2區(qū)域，所述第1區(qū)域是形成有衍射光柵的區(qū)域，所述衍射光柵是放射具有與所述入射光的功率密度分布形狀不同的第1功率密度分布形狀的所述放射光的衍射光柵，所述第2區(qū)域是具有與所述第1區(qū)域的表面形狀不同的表面形狀、且放射具有與所述第1功率密度分布形狀不同的第2功率密度分布形狀的所述放射光的區(qū)域，所述控制器在由所述出射器進行的激光的出射期間進行以下接合控制，即，利用所述入射點變更部使所述入射點之中的至少一點以橫過所述第1區(qū)域與所述第2區(qū)域的邊界的方式移動。2.根據(jù)權利要求1所述的激光焊接裝置，其特征在于，所述第2區(qū)域是沒有形成所述衍射光柵的區(qū)域。3.根據(jù)權利要求1或2所述的激光焊接裝置，其特征在于，所述第1區(qū)域是放射所述第1功率密度分布形狀中的功率密度最高的部位在與所述第2功率密度分布形狀中的功率密度最高的部位即中央?yún)^(qū)域不同的外緣區(qū)域內的放射光的區(qū)域。4.根據(jù)權利要求3所述的激光焊接裝置，其特征在于，所述控制器在所述接合控制中使所述照射部位的所述焊接點位于所述中央?yún)^(qū)域內，并且，從開始由所述出射器出射激光起經(jīng)過預定的初期時間后，與經(jīng)過所述初期時間之前相比，利用所述入射點變更部使所述入射點的位置處在所述第2區(qū)域側，在由所述出射器進行的激光的出射期間不使所述照射部位相對于接合對象部件移動。5.根據(jù)權利要求3所述的激光焊接裝置，其特征在于，具有使所述照射部位和接合對象部件的至少一方相對于另一方移動的移動部，所述控制器在所述接合控制中進行以下掃描控制，即，利用所述移動部使所述照射部位移動以使得多個所述焊接點連續(xù)而成的焊接線從所述中央?yún)^(qū)域內通過。6.根據(jù)權利要求5所述的激光焊接裝置，其特征在于，所述控制器，在所述接合控制中，從開始由所述出射器出射激光起經(jīng)過預定的初期時間后，與經(jīng)過所述初期時間之前相比，利用所述入射點變更部使所述入射點的位置處在所述第2區(qū)域側。7.根據(jù)權利要求5或6所述的激光焊接裝置，其特征在于，所述第2區(qū)域是在所述中央?yún)^(qū)域中由所述放射光形成中央光斑的區(qū)域，所述第1區(qū)域是在所述外緣區(qū)域中由所述放射光形成第1外緣光斑和第2外緣光斑...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：津久井亮，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：日本,JP