雷射焊接裝置及雷射焊接方法
2023-06-10 05:49:51 1
專利名稱：雷射焊接裝置及雷射焊接方法
技術領域：
本發明涉及適用於船或橋梁等大型部件的焊接、特別是焊接長度達數十米的焊接的雷射焊接裝置及雷射焊接方法。
背景技術：
目前，船或橋梁等大型部件的焊接使用電弧焊。通過電弧焊焊接大型部件時，由於焊接熱量的輸入會使部件產生應變，所以必須要進行修正應變的作業。作為抑制這種因焊接而產生部件應變的方法，已知的有效方法是使用雷射等高能射線的焊接(以下，記為「雷射焊接」)。然而，在該焊接方法中，由於使用聚光成小徑的射線，所以存在對部件的對位精度要求高的問題。例如，需要將縫隙設為0. 2mm左右以內。在此，在船或橋梁等的焊接作業中，由於一條焊接線以數米到數十米的大型部件作為焊接對象，因此，需要容許有至少Imm左右的縫隙。或者，需要通過對大型部件實施機械加工等的預處理，將縫隙收斂於0. 2mm左右以內，然後再進行焊接作業。上述雷射焊接中存在縫隙時，由於雷射束會穿透縫隙，所以不能形成焊道。因此， 提出了通過添加填充焊接線、或與電弧焊並用，向縫隙供給焊料，來吸收縫隙的對策。(例如，參照專利文獻1。)。專利文獻1 (日本)特開2006-2M130號公報但是，即使施行上述對策，在縫隙較大的情況或焊接對象的板厚為厚壁的情況下， 也會出現熔化金屬垂落、背面焊道即背面波形(裡波)過度成為凸形，並且表面焊道成為凹形的問題。另一方面，通過使用電弧焊中保持背面波形的裝置來進行焊接，可以防止熔化金屬的垂落。作為保持背面波形的機構已知有使用氣體的機構、使用金屬板的機構、使用陶瓷塊的機構、使用玻璃纖維布的機構、使用粒狀焊劑的機構。然而，在使用氣體的機構中，具有部件縫隙存在時的熔化金屬的保持力不充分的問題。使用金屬板的機構中，存在熔化金屬中有可能混入有害成分，焊接作業後必須卸下金屬板等的問題。另外存在使金屬板難以緊貼焊接對象的問題。另外，存在需要提高雷射束的貫穿能力，且需要更大輸出能力的焊接裝置的問題。使用陶瓷塊的機構中，存在陶瓷由於貫穿的雷射束而蒸發，通過噴回而產生背面焊道的形狀不良，同時，熔化金屬的內部形成氣孔或裂紋等有害缺陷的問題。使用玻璃纖維布的機構中，存在由貫穿的雷射束切斷玻璃纖維布，對背面波形的保持不充分的問題。並且存在玻璃纖維布被切斷時產生的氣體混入熔化金屬中產生缺陷的問題。使用粒狀焊劑的機構中，存在貫穿的雷射束直射粒狀焊劑時，因由粒狀焊劑產生的氣體產生氣孔或疏鬆等缺陷的問題。另外，還存在由焊劑生成的焊渣被捲入熔化金屬中的缺陷。在使用粒狀焊劑的焊接方法中，有在焊接對象的背側使用按照背襯焊劑、砂(下墊焊劑)及軟管的順序層疊的、機構的焊接方法(FB法、RF法)，該方法中使用實施了熱固性樹脂的塗布的背襯焊劑。因此，存在貫穿的雷射束直射背襯焊劑時，由焊劑及熱固化樹脂產生氣體，產生上述缺陷的問題。另一方面，在使用從焊接對象一側按照背襯焊劑、銅板及軟管的順序層疊的機構的焊接方法(FCB法)中，由於背襯焊劑中不包含產生氣體的熱固化樹脂、或者說含量很少， 所以可以抑制上述因產生的氣體引起的缺陷的產生。在上述構成中，背襯焊劑由銅板接受，通過由軟管壓起背襯焊劑及銅板，使背襯焊劑緊貼焊接對象。焊接時，焊接金屬由焊劑和銅板保持。因此，有在對焊接線為長條的大型部件進行焊接時，遍及焊接線全長難以均勻地推壓背襯焊劑和銅板的問題。另外，也存在因伴隨焊接的熱量而使銅板變形，難以進行處理的問題。
發明內容
因此，本發明是為解決上述課題而創立的，其目的在於，提供了一種即使在焊接厚壁材料的情況或進行縫隙部分的焊接的情況下，也能夠防止焊接部的品質降低的雷射焊接裝置及雷射焊接方法。為實現上述目的，本發明提供以下的手段。本發明第一方面提供一種雷射焊接裝置，設置有粒狀的焊劑(7，7々7 )，其被推壓到自一側被雷射束照射的焊接對象物的另一側；按壓部，其受到流體的供給而膨脹且朝向所述焊接對象物的另一側按壓所述焊劑，貫穿所述焊接對象物的所述雷射束不穿透所述焊劑。根據本發明第一方面，即使在照射到焊接對象的雷射束貫穿焊接對象物而直射到焊劑的情況下，也能夠抑制焊劑的熔化，同時抑制從焊劑等產生的氣體的量。S卩，由於貫穿的雷射束未穿透焊劑，所以與雷射束貫穿焊劑的情況相比，抑制了由雷射束而被加熱的焊劑的量。因此，抑制了因加熱而熔化的焊劑的量，且抑制產生氣體的焊劑的量，抑制了產生的氣體的量。另外，抑制了由焊劑生成的焊渣被卷進熔化金屬中的缺陷的發生。另一方面，由於使用接受粒狀的焊劑及流體的供給而膨脹的按壓部，所以即使焊接線很長，也能夠將焊劑均勻地向焊接對象按壓。而且，由於對焊接對象照射雷射束而進行焊接，所以與電弧焊等相比，能夠抑制向焊接對象施加的熱量。因此，可以抑制焊接對象熱應變的產生。此外，由於向焊接對象的另一側按壓焊劑進行焊接，因此即使焊接對象的板厚等很厚的情況下，因雷射束而熔化的焊接對象(即熔化金屬)也能夠被焊劑接住，防止了其向下方的垂落、及背面波形的過度形成凸形。即使在焊接存在於焊接對象物的縫隙的部分的情況下，由於熔化金屬被焊劑接住，因此也能夠添加焊料的同時進行焊接。本發明第一方面中，優選的是，所述焊劑中不含有熱固化性樹脂，或將所述熱固化性樹脂抑制在約以下。根據該結構，由於焊劑中含有的熱固化性樹脂的量少，所以可以抑制加熱時由焊劑產生的氣體的量。S卩，當加熱而產生氣體的熱固化性樹脂的含量減少，因此，可以抑制從焊劑整體產生的氣體的量。本發明第一方面中，優選的是，在所述焊劑中含有預先產生氣體後的熱固化性樹脂。根據該結構，通過使用預先產生氣體後的熱固化性樹脂，即使焊接時對焊劑加熱， 也能夠抑制由焊劑產生的氣體的量。作為預先產生氣體的方法，可以示例預熱熱固化性樹脂的方法。本發明第一方面中，優選的是，設有引導部，該引導部將從利用所述雷射束的熱量而加熱的所述焊劑產生的氣體導向所述焊劑的未加熱的區域。根據該結構，從被加熱的焊劑產生的氣體通過引導部導入至未加熱的焊劑的區域。由於未加熱的焊劑成為氣體的逃離處，所以抑制了氣孔等不良情況的發生。本發明第一方面中，優選在所述按壓部與所述焊劑之間設有遮擋所述雷射束的遮擋部。根據該結構，可以防止焊劑的量減少的同時向按壓部照射雷射束。尤其是考慮到了使雷射束和焊接對象物相對移動的驅動裝置等發生故障時，雷射束持續照射同一部位的情況。在此情況下，可以防止貫穿焊接對象物及焊劑的雷射束照射按壓部。在本發明第一方面中，優選的是，在所述按壓部與所述焊劑之間設有粒狀物的集合、即支承所述背襯焊劑的支承部。根據該結構，通過由支承部穩定地支承焊劑，能夠將焊劑均勻地推到焊接對象物。 尤其是與用金屬板支承焊劑的方法相比，即使焊接線長也能夠容易地將焊劑均勻地推到焊接對象物。本發明第二方面提供一種雷射焊接方法，包括配置工序，將焊接對象物配置本發明上述的雷射焊接裝置上；推壓工序，向所述推壓部供給流體，將所述焊劑推壓到所述焊接對象物；焊接工序，向所述焊接對象物照射雷射束進行焊接。根據本發明第二方面，由於使用上述本發明的雷射焊接裝置進行雷射焊接，所以即使在焊接厚壁材料的情況及進行縫隙部分的焊接的情況下，也能夠防止焊接部的品質降低。本發明第三方面提供一種雷射焊接方法，包括配置工序，將焊接對象物配置在粒狀的焊劑上；推壓工序，將所述焊劑推壓到所述焊接對象物；焊接工序，在向所述焊接對象物照射雷射束時，抑制貫穿所述焊接對象物的所述雷射束引起的所述焊劑的熔化而進行焊接。根據本發明第三方面，由於控制貫穿焊接對象物的所述雷射束進行的所述焊劑的熔化而進行焊接，所以即使焊接厚壁材料的情況及進行縫隙部分的焊接的情況下，也能夠防止焊接部的品質降低。根據本發明的雷射焊接裝置及雷射焊接方法，即使在向焊接對象物照射的雷射束貫穿焊接對象物而直射到焊劑的情況下，由於能夠抑制由焊劑等產生的氣體的量，所以實現能夠防止焊接部的品質降低的效果。另外，由於向焊接對象按壓焊劑進行焊接，所以即使在焊接對象的板厚等較厚的情況下，因雷射束而熔化的焊接對象物(即熔化金屬)也能夠被焊劑接住，能夠防止其向下方垂落及背面波形過度成為凸形。因而，實現能夠防止焊接部的品質降低的效果。
圖1是說明本發明第一實施方式的背面波形保持裝置的結構的示意圖；圖2是說明雷射束未穿透的焊劑狀態的示意圖；圖3是說明圖2的焊劑的狀態的剖面視圖；圖4是表示雷射束未穿透的焊劑的狀態的照片；圖5是說明雷射束穿透的焊劑的狀態的示意圖；圖6是說明圖5的焊劑的狀態的剖面視圖；圖7是表示雷射束穿透的焊劑的狀態的照片；圖8是表示雷射束穿透的焊劑的狀態的照片；圖9是說明本發明第二實施方式的背面波形保持裝置的結構的示意圖；圖10是說明圖9的襯墊的配置位置的示意圖；圖11是說明圖9的襯墊的結構的示意圖；圖12是說明圖11的襯墊的其它實施方式的示意圖；圖13是說明本發明第三實施方式的背面波形保持裝置的結構的示意圖；圖14是說明圖13的背面波形保持裝置的其它實施例的示意圖；圖15是說明圖13的背面波形保持裝置的再其它實施例的示意圖。符號說明1U0U201背面波形保持裝置(雷射焊接裝置)3 焊劑4下砂(支承部)5軟管(按壓部)107、107A 襯墊(引導部)207金屬薄板(遮擋部)207A陶瓷板(遮擋部)207B粒狀遮擋物(遮擋部)W焊接對象物
具體實施例方式(第一實施方式)下面，參照圖1 圖8對用於本發明第一實施方式的雷射焊接的背面波形保持裝置進行說明。
圖1是說明本實施方式的背面波形保持裝置的結構的示意圖。本實施方式的背面波形保持裝置(雷射焊接裝置)1在對船舶等大型構造物即焊接對象物W進行雷射焊接時為保持背面波形B而使用。例如圖1所示，在焊接具有縫隙G 的焊接對象物W時使用。如圖1所示，背面波形保持裝置1中設有框體2、焊劑3、下砂(支承部)4、及軟管 (按壓部)5。如圖1所示，框體2支承焊劑3、下砂4、及軟管5，並且配置為在焊接時與焊接對象物W接觸。在框體2上設有沿焊接對象物W的縫隙G(相對於圖1中紙面的垂直方向)延伸的槽部21和從槽部21的開口端沿焊接對象物W延伸的凸緣部22。如圖1所示，槽部21在內部收納有焊劑3、下砂4、及軟管5。凸緣部22是在將背面波形保持裝置1配置於焊接對象物W時與焊接對象物W抵接的部分。如圖1所示，焊劑3配置在與焊接對象物W的縫隙G相對的位置，在焊接時與垂落的熔化金屬接觸。焊劑3形成為粒狀，以在槽部21的內部形成層的方式配置。作為焊劑3形成的層的厚度，示例約2mm 約50mm的範圍，更優選為約2mm 約 50mm的範圍。例如，焊接對象物W的板厚薄的情況下，可以使焊劑3的層的厚度變薄，另一方面， 焊接對象物W的板厚厚的情況下，需要使焊劑3的層的厚度變厚。換言之，優選根據基於焊接對象物W的材質及板厚設定的雷射束的輸出、和貫穿焊接對象物W的雷射束的量，來調節焊劑3的層的厚度。S卩，由於焊劑3每次進行焊接都會被更換不可再利用，所以如果焊劑3的層的厚度超出必要的以上，則增加更換焊劑3的時間，並且增加不可再利用的焊劑3。因此，優選適度調節焊劑3的層的厚度。作為焊劑3可以示例，以SW2為主成分(例如包含30wt% 50wt%左右)，配合有 MgO、ZrO2、CaF2、TiO2、Ai2O3、CaO 等。這樣，優選使用SiA中包含MgO等調節焊渣粘度、剝離性及融點的焊劑3。另外，在本實施方式中，說明了適用於不對焊劑3實施塗布熱固性樹脂的例子，但也可以在粒狀焊劑3的表面塗布熱固性樹脂，並沒有特別的限制。對焊劑3塗布熱固性樹脂時，優選使焊劑3包含約2wt%以下的熱固性樹脂。由此，可抑制加熱時從焊劑3產生的氣體的量。即，由於加熱時產生氣體的熱固性樹脂的含量少，所以能夠抑制從焊劑3整體產生的氣體的量。因而，可以防止在焊接金屬中產生上述氣體導致的氣孔。作為熱固性樹脂可以使用交聯型樹脂及甲醛型樹脂等眾所周知的樹脂，並沒有特別的限制。下砂4如圖1所示配置在焊劑3和軟管5之間，支承焊劑3。下砂4可以使眾所周知的下砂，並沒有特別的限制。這樣，通過使用下砂4來穩定地支承焊劑3，可以均勻地將焊劑3向焊接對象物W 推壓。尤其是，與用銅板等金屬板支承焊劑3的方法相比，即使焊接線長也能夠很容易將焊劑3均勻地向焊接對象物W推壓。如圖1所示，軟管5支承焊劑3和下砂4，通過接收被加壓的氣體等流體的供給而膨脹，將焊劑3向焊接對象物W推壓。例如，使用壓縮空氣作為流體的情況下，作為向軟管5供給的流體的壓力，可示例約19. 6kPa 約196kPa (約0. 2kgf/cm2 約2. Okgf/cm2)的範圍，更優選為約49kPa 約 98kPa(約 0. 5kgf/cm2 約 1. Okgf/cm2)的範圍。供給的流體壓力過高時，將焊劑3向焊接對象物W推壓的力過強，焊接時形成的背面波形B成為凹形狀。而且從焊劑3產生的氣體沒有了逃逸處，很容易產生氣孔等缺陷。另一方面，在壓力較低的情況下，不能防止焊接時形成的背面波形B成為過度凸形狀。另外，軟管5可以使用眾所周知的軟管，並沒有特別的限制。再者，如圖1所示，以與背面波形保持裝置1 一同夾住焊接對象物W的方式設置有反作用力施加部6。反作用力施加部6產生將通過軟管5產生的焊劑3向焊接對象物W推壓的力的反作用力。通過設置反作用力施加部6，可以抑制焊接引起的焊接對象物W的變形及移動。作為反作用力施加部6的結構可示例設置吸附於焊接對象物W的雷射束入射的一側的面(表面)和抵接背面波形保持裝置1的一側的面(背面)的磁鐵，且經由該磁鐵向焊接對象物W施加反作用力的結構；或在表面負載負荷並施加反作用力的結構；或具有按壓表面的機構的結構。其次，對使用由上述結構構成的背面波形保持裝置1的雷射焊接進行說明。對焊接對象物W進行雷射焊接時，首先，如圖1所示，將焊接對象物W配置在規定的位置。然後，在槽部21配置軟管5，將鋪滿下砂4及焊劑3的背面波形保持裝置1抵接在焊接對象物W上(配置工序)。具體而言，以使焊劑3沿著作為焊接線的縫隙G被推壓的方式配置背面波形保持裝置1。將背面波形保持裝置1配置於規定的位置時，向軟管5供給規定壓力的流體，將焊劑3向焊接對象物W推壓(推壓工序)。S卩，軟管5通過供給規定壓力的流體而膨脹，將下砂4及焊劑3向焊接對象物W上推。由此，焊劑3向焊接對象物推壓。此時，在向軟管5供給規定壓力的流體的同時，或者在這之前，從反作用力施加部 6向焊接對象物W施加上述反作用力。在此，反作用力是指與將焊劑3向焊接對象物W推壓的力相對的力。然後，對焊接對象物W照射雷射束，進行焊接對象物W的焊接(焊接工序)。此時， 被雷射束照射的焊接對象物W熔化而成為高溫的熔化金屬，填埋縫隙G。另外，在縫隙G的寬度較大且只用焊接對象物W充分填充縫隙的焊接困難時，使用焊料。即，在縫隙G的附近，照射雷射束使焊料熔化，或者通過並用電弧焊等來填埋縫隙G。此時，位於縫隙G附近的焊劑3通過熔化金屬等的熱量、穿過縫隙G的雷射束、貫穿焊接對象物W等的熔化金屬的雷射束的照射而熔化。
因此，從縫隙G垂落的熔化金屬被熔化的焊劑3接住。被焊劑3接住的熔化金屬通過伴隨冷卻的凝固而形成背面波形B。在這樣形成的背面波形B的表面形成有由焊劑3形成的熔渣層。另一方面，對焊接對象物W進行照射的雷射束被調整為相對於焊劑3入射至約 Imm 約15mm的深度的輸出。另外，在輸出的基礎上通過進行雷射傾斜角的設定、在並用電弧焊時進行雷射束和電弧間隔的調整而將焊劑熔化厚度抑制在15mm左右以下。換言之，雷射束引起的輸入熱量被調節為與焊接對象物W的板厚成比例。在此，下面說明雷射束未穿透焊劑3層的狀態和穿透的狀態(或者過度熔化狀態)。首先，對雷射束未穿透焊劑3的層的狀態進行說明後，再對雷射束穿透後的焊劑3層的狀態進行說明。圖2是說明雷射束未穿透的焊劑狀態的示意圖。圖3是說明圖2的焊劑的狀態的剖面視圖。圖4是表示雷射束未穿透的焊劑的狀態的照片。如圖2及圖3所示，雷射束未穿透的焊劑3中，在焊劑3的熔化金屬、換言之與背面波形B相接觸的區域形成有凝固熔渣31。如圖2及圖4所示，在凝固熔渣31中，並沒有後述的雷射束穿透的焊劑3中形成的氣泡33。此外，凝固熔渣31的凹陷的深度也成為所希望的深度。換言之，成為形成所希望高度的背面波形B深度的凹陷。另外，在焊劑3層上形成有通過雷射束熔化並玻璃化的焊劑3的熔化層32。該熔化層32形成為比雷射束穿透焊劑3層時薄。圖5是說明雷射束穿透的焊劑狀態的示意圖。圖6是說明圖5的焊劑狀態的剖面視圖。圖7及圖8是表示雷射束穿透的焊劑的狀態的照片。另一方面，在雷射束穿透後的焊劑3中，如圖5及圖6所示，焊劑3中的熔化金屬、 換言之與背面波形B相接觸的區域形成有凝固熔渣31。在凝固熔渣31中，如圖5、圖6及圖7所示，雷射束穿透時，由於從焊劑3產生的氣體而形成氣泡33。另外，凝固熔渣31的凹陷的深度比所希望的深度深。換言之，成為形成比所希望的高度高的背面波形B的深度的凹陷。另外，在焊劑3層上形成有通過雷射束熔化了的焊劑3的熔化層32。該熔化層32 形成為相比雷射束未穿透焊劑3層的情況厚。根據上述結構，以使貫穿的雷射束不穿透焊劑3的方式，抑制焊劑熔化厚度，所以即使照射到焊接對象物W的雷射束貫穿焊接對象物W，直射到焊劑3的情況下，也能夠抑制由焊劑3等產生的氣體的量。換言之，根據上述結構，與雷射束貫穿焊劑3的情況相比，可以抑制通過雷射束加熱、或者熔化的焊劑3的量。因此，可以抑制因加熱產生氣體的焊劑3的量，抑制產生的氣體的量。其結果能夠防止在焊接金屬中產生上述氣體造成的氣孔，且能夠防止品質的降低。另一方面，由於使用粒狀焊劑3及接受流體的供給而膨脹的軟管5，所以即使焊接線長也能夠將焊劑3均勻地向焊接對象物W推壓。其結果是，可以防止背面波形B的垂落、 背面波形B過度成為凸形等、焊接部的品質降低。另外，由於對焊接對象物W進行雷射焊接，所以與電弧焊等相比，能夠控制施加給焊接對象物W的熱量。因此，能夠抑制焊接對象物W的熱應變的產生。
另外，由於將焊劑3向焊接對象物W的背面按壓進行焊接，所以即使焊接對象物W 的板厚等較厚的情況下，也能夠通過焊劑3接受通過雷射束熔化的焊接對象物W(即熔化金屬)，防止向下方的垂落及背面波形B的過度形成凸形。即使在焊接存在於焊劑3的縫隙G的部分的情況下，由於熔化金屬被焊劑接受，所以也能夠一邊加焊料一邊進行焊接。另外，如上述實施方式，作為焊劑3可以使用含有約2wt%以下的熱固性樹脂的焊劑，也可以使用含有通過預熱而預先產生氣體的熱固性樹脂的焊劑3，並沒有特別的限制。更具體而言，可以在將焊劑3鋪滿背面波形保持裝置1的槽部21後，再預熱以預先產生氣體，也可以先將焊劑3預熱產生氣體後，再將焊劑3鋪滿背面波形保持裝置1的槽部21，並沒有特別的限制。這樣，通過使用預先產生氣體的熱固性樹脂，即使焊接時對焊劑3施加熱量，也能夠抑制從焊劑3產生的氣體的量。因此，可以防止在焊接金屬中產生上述氣體造成氣孔，防止品質的低下。此外，即使是大量含有熱固性樹脂的焊劑3，也能夠使用於本實施方式的背面波形保持裝置1。(第2實施方式)下面，參照圖9 圖12對本發明的第二實施方式進行說明。本實施方式的背面波形保持裝置的基本結構與第一實施方式相同，但與第一實施方式在焊劑層附近的結構有所不同。在本實施方式中，使用圖9 圖12僅對焊劑周邊的結構進行說明，而省略對其它的結構要素等的說明。圖9是說明本實施方式的背面波形保持裝置結構的示意圖。圖10是說明圖9的襯墊配置位置的示意圖。另外，對與第一實施方式相同的結構要素標註相同的符號，省略其說明。如圖9及圖10所示，在背面波形保持裝置101上設有框體2、焊劑3、下砂4、軟管 5、及襯墊(引導部)107。圖11是說明圖9襯墊的結構的示意圖。襯墊107將從通過雷射束的熱量而被加熱的焊劑產生的氣體導至焊劑的未加熱的區域，如圖11所示，是由形成為筒狀的金屬或樹脂構成的部件。如圖9所示，襯墊107配置於焊劑3與焊接對象物W之間，即以被焊劑3填埋的狀態配置。此時，對於襯墊107而言，筒的中心軸線以與背面波形B的延伸的方向交差的方向、 更優選為正交的方向的姿勢配置。另外，如圖9及圖10所示，襯墊107夾著焊接對象物W的背面波形B配置於兩側， 同時，沿背面波形B或焊接線隔開間隔而配置。對於使用由上述結構構成的背面波形保持裝置101的雷射焊接而言，與第一實施方式相同，因此省略其說明。根據上述結構，由加熱的焊劑3產生的氣體通過襯墊107被導入至未加熱的焊劑3 的區域。未加熱的焊劑3由於未玻璃化，所以成為氣體逃逸處而抑制氣孔等不良情況的產生。圖12是說明圖11襯墊的其它實施方式的示意圖。
另外，如上述實施方式可以使用筒狀的襯墊107，也可以如圖12所示使用半圓筒狀的襯墊(引導部)107A，並沒有特別的限制。(第三實施方式)下面參照圖13 圖15對本發明的第三實施方式進行說明。本實施方式的背面波形保持裝置的基本結構與第一實施方式相同，但與第一實施方式相比焊劑與軟管間的結構有所不同。因而，在本實施方式中，使用圖13 圖15僅對焊劑和軟管之間的結構進行說明，省略了對其它結構要素等的說明。圖13是說明本實施方式的背面波形保持裝置的結構的示意圖。另外，對與第一實施方式相同的結構要素標註相同的符號，省略其說明。如圖13所示，在背面波形保持裝置201上設有框體2、焊劑3、下砂4、軟管5、及金屬薄板(遮擋部)207。金屬薄板207防止因雷射束導致軟管5的損壞，防止雷射束的穿透。金屬薄板207為以覆蓋軟管5的上方的方式設置的金屬板，配置於軟管5的附近的下砂4的內部，如圖13所示，截面可以為圓弧狀也可以為平面上。由於使用由上述結構構成的背面波形保持裝置101的雷射焊接與第一實施方式相同，因此省略其說明。根據上述結構，能夠防止雷射束照射軟管5。尤其是考慮到使雷射束和焊接對象物 W相對移動的驅動裝置等發生故障時，雷射束持續照射同一部位的情況。這種情況下，可以防止貫穿焊接對象物W及焊劑3的雷射束照射軟管5。因此，能夠通過軟管5持續將焊劑3向焊接對象推壓，可形成穩定的背面波形B。圖14是說明圖13的背面波形保持裝置的其它實施例的示意圖。另外，如上述實施方式，使用金屬薄板207可防止因雷射束引起的軟管5的損傷， 也可以如圖14所示，使用陶瓷板(遮擋部)207A代替金屬薄板207，並沒有特別限定。陶瓷板207A為以覆蓋軟管5的上方的方式使用陶瓷形成為平板狀的板，配置在軟管5的附近的下砂4的內部。圖15是說明圖13的背面波形保持裝置的再其它實施例的示意圖。另外，如上述實施方式，使用金屬薄板207可防止因雷射束引起的軟管5的損傷， 也可以如圖15所示，使用粒狀遮擋物(遮擋部)207B代替金屬薄板207，並沒有特別限定。粒狀遮擋物207B是由聚四氟乙烯(聚四氟乙烯(註冊商標))形成的粒狀物，以軟管5與下砂4之間形成層的方式填滿。另外，如上述實施方式，可以在軟管5與焊劑3之間形成由下砂4構成的層，也可以在軟管5上直接形成由焊劑3構成的層，並沒有特別的限制。
權利要求
1.一種雷射焊接裝置，設置有粒狀的焊劑，其被推壓到自一側被雷射束照射的焊接對象物的另一側；按壓部，其受到流體的供給而膨脹且朝向所述焊接對象物的另一側按壓所述焊劑，貫穿所述焊接對象物的所述雷射束不穿透所述焊劑。
2.如權利要求1所述的雷射焊接裝置，其中，所述焊劑中不含有熱固化性樹脂，或含有約2wt%以下的所述熱固化性樹脂。
3.如權利要求1所述的雷射焊接裝置，其中，所述焊劑中預先含有產生氣體後的熱固化性樹脂。
4.如權利要求1 3中任一項所述的雷射焊接裝置，其中，設有引導部，該引導部將從利用所述雷射束的熱量而加熱的所述焊劑產生的氣體導向所述焊劑的未加熱的區域。
5.如權利要求1 4中任一項所述的雷射焊接裝置，其中，在所述按壓部與所述焊劑之間設有遮擋所述雷射束的遮擋部。
6.如權利要求1 5中任一項所述的雷射焊接裝置，其中，在所述按壓部與所述焊劑之間設有粒狀物的集合、即支承所述背襯焊劑的支承部。
7.一種雷射焊接方法，包括配置工序，將焊接對象物配置在權利要求1 6中任一項所述的雷射焊接裝置上；推壓工序，向所述推壓部供給流體，將所述焊劑推壓到所述焊接對象物；焊接工序，向所述焊接對象物照射雷射束進行焊接。
8.一種雷射焊接方法，包括配置工序，將焊接對象物配置在粒狀的焊劑上；推壓工序，將所述焊劑推壓到所述焊接對象物；焊接工序，在向所述焊接對象物照射雷射束時，抑制貫穿所述焊接對象物的所述雷射束引起的所述焊劑的熔化而進行焊接。
全文摘要
一種雷射焊接裝置及雷射焊接方法，即使在焊接厚壁材料的情況下或進行縫隙部分的焊接的情況下，也防止焊接部的品質降低，在雷射焊接裝置上設置從一側向雷射束照射的焊接對象物(W)上的另一側被推壓的粒狀焊劑(3)、和受到流體的供給而膨脹且朝向焊接對象物(W)的另一側按壓所述焊劑(3)的按壓部(5)，貫穿焊接對象物(W)的雷射束不穿透所述焊劑(3)或者抑制焊劑的熔化。
文檔編號B23K26/42GK102196879SQ201080003002
公開日2011年9月21日 申請日期2010年1月21日 優先權日2009年1月23日
發明者鄉田穗積, 古賀宏志, 坪田秀峰, 寺田伸, 早野勇太 申請人:三菱重工業株式會社