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JP7633615B2 - Laser welding method and laser welding apparatus - Google Patents
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Description

本発明は、レーザ溶接方法およびレーザ溶接装置に関する。 The present invention relates to a laser welding method and a laser welding device.

金属部材同士の接合には、レーザ溶接技術が用いられる場合がある。レーザ溶接技術を用いた金属部材の接合は、金属部材同士を当接または近接させた領域に対してレーザ光を照射し、金属部材の一部を溶融させ凝固させることでなされる。 Laser welding technology may be used to join metal components together. Metal components are joined using laser welding technology by irradiating the area where the metal components are in contact or close to each other with laser light, melting and solidifying part of the metal components.

特許文献1には、レーザ溶接技術を用いて、重ね合わせた鋼板同士を接合する方法が開示されている。特許文献1に開示のレーザ溶接方法では、鋼板同士が重なり合うラップ領域に対して一方の鋼板側からレーザ光を照射し、レーザ光のスポットが所定箇所の周りを周回するようにレーザ光を走査して平面視ドット状の溶接部を形成している。 Patent Document 1 discloses a method for joining overlapping steel plates using laser welding technology. In the laser welding method disclosed in Patent Document 1, a laser beam is irradiated from one of the steel plates onto the lap area where the steel plates overlap, and the laser beam is scanned so that the spot of the laser beam orbits a predetermined location, forming a weld that is dot-shaped in plan view.

また、特許文献1に開示の溶接方法では、上記のように平面視ドット状の溶接部を形成した後に、当該溶接部の最外周に再びレーザ光を照射して溶接部の周辺部分の焼き鈍し処理を行っている。特許文献1では、この焼き鈍し処理を行うことによって、接合強度の向上が図れると記載されている。 In addition, in the welding method disclosed in Patent Document 1, after forming the dot-shaped welds in plan view as described above, the outermost periphery of the welds is again irradiated with laser light to anneal the peripheral portion of the welds. Patent Document 1 states that by performing this annealing process, it is possible to improve the joint strength.

特開2018-153851号公報JP 2018-153851 A

レーザ溶接方法を用いた金属部材の接合においては、さらなる接合強度の向上が求められている。これに対して、例えば、上記特許文献1に開示された技術においてドット状溶接部の直径を大きくすれば(ドット状溶接部の面積を拡大すれば)接合強度を向上できるとも考えられる。 When joining metal members using laser welding methods, there is a demand for further improvements in the joining strength. In response to this, it is thought that, for example, in the technology disclosed in Patent Document 1, the joining strength can be improved by increasing the diameter of the dot-shaped welds (by increasing the area of the dot-shaped welds).

しかしながら、上記特許文献1に開示の技術でドット状溶接部の直径を大きくする場合には、溶け落ちが生じ易くなる。中でも、溶接領域において金属部材間に間隙が空いている場合には、溶け落ちが特に発生し易い。よって、接合強度の向上のためにドット状溶接部の直径を大きくすることは現実には困難であると考えられる。 However, when the diameter of the dot weld is increased using the technology disclosed in Patent Document 1, burn-through is more likely to occur. In particular, burn-through is more likely to occur when there is a gap between the metal members in the welded area. Therefore, it is considered difficult in practice to increase the diameter of the dot weld in order to improve the joint strength.

本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、金属部材同士の接合強度のさらなる向上を図ることができるレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a laser welding method and laser welding device that can further improve the joining strength between metal members.

本発明の一態様に係るレーザ溶接方法は、互いに当接または近接して配置された複数の金属部材をレーザ溶接により接合するレーザ溶接方法であって、レーザ光を発振し、当該発振された前記レーザ光を、前記配置の外側に位置する第1金属部材の第1主面における溶接箇所に集光するレーザ光照射ステップと、前記レーザ光のスポットを、前記第1主面内で走査する走査ステップと、を備える。 A laser welding method according to one aspect of the present invention is a laser welding method for joining a plurality of metal members arranged in contact with or adjacent to each other by laser welding, and includes a laser light irradiation step of oscillating a laser beam and focusing the oscillated laser beam at a welding location on a first main surface of a first metal member located outside the arrangement, and a scanning step of scanning a spot of the laser beam within the first main surface.

前記走査ステップは、前記レーザ光のスポットを所定箇所の周りを周回するように走査して金属部材を溶融させた平面視ドット状のドット状溶接部を形成するドット部形成サブ
ステップと、前記ドット状溶接部における金属部材が溶融状態の間に、前記レーザ光のスポットを前記ドット状溶接部の外周縁から離間するように走査して金属部材を溶融させた、前記ドット状溶接部に連続する平面視直線状の直線状溶接部を形成する直線部形成サブステップと、を有する。
The scanning step includes a dot portion forming sub-step of scanning the laser light spot in a circular motion around a predetermined location to melt the metal member to form a dot-shaped weld that has a dot shape in a planar view, and a straight portion forming sub-step of scanning the laser light spot away from the outer peripheral edge of the dot weld while the metal member in the dot weld is in a molten state to melt the metal member to form a straight weld that has a straight shape in a planar view and is continuous with the dot weld.

ここで、金属部材は、前記第1主面に沿う第1方向に応力が作用するように外力が付加されるものである。本態様に係るレーザ溶接方法では、上記の応力作用方向を考慮して、前記直線部形成サブステップでは、前記直線状溶接部が前記第1方向に延びるように、前記レーザ光のスポットを走査する。 Here, an external force is applied to the metal member such that stress acts in a first direction along the first main surface. In the laser welding method according to this aspect, taking into account the above-mentioned stress acting direction, in the straight portion forming sub-step, the spot of the laser light is scanned so that the straight weld portion extends in the first direction.

本態様に係るレーザ溶接方法では、レーザ光照射ステップおよび走査ステップの実行により複数の金属部材をレーザ溶接で接合するので、抵抗溶接で接合する場合に比べて、溶接速度が速く、熱影響が少ない。また、本態様に係るレーザ溶接方法では、金属部材に対して非接触で金属部材間の接合を行うことができるので、加工効率が高く、連続溶接による剛性アップを図ることができる。 In the laser welding method according to the present embodiment, a laser beam irradiation step and a scanning step are performed to join multiple metal members by laser welding, so the welding speed is faster and there is less thermal impact compared to joining by resistance welding. In addition, in the laser welding method according to the present embodiment, the metal members can be joined without contacting the metal members, so processing efficiency is high and rigidity can be increased by continuous welding.

また、本態様に係るレーザ溶接方法では、ドット部形成サブステップにおいて、レーザ光のスポットを周回させて当該部分の金属を溶融・攪拌し、直線部形成サブステップにおいて、ドット状溶接部の金属が溶融した状態で直線状溶接部を形成するので、仮に金属部材同士の間に間隙が空いていた場合にも、ドット状溶接部の溶融金属の一部が直線状溶接部を形成しようとする金属部材同士の間隙に流れ込むようにすることができる。よって、本態様に係るレーザ溶接方法では、金属部材同士の間に間隙が空いている場合であっても、えぐれや溶け落ちといった問題が発生するのを抑制することができる。 In addition, in the laser welding method according to this embodiment, in the dot portion forming sub-step, the laser light spot is rotated to melt and stir the metal in that portion, and in the straight portion forming sub-step, the straight weld portion is formed with the metal of the dot weld portion molten, so that even if there is a gap between the metal members, some of the molten metal of the dot weld portion can flow into the gap between the metal members where the straight weld portion is to be formed. Therefore, in the laser welding method according to this embodiment, even if there is a gap between the metal members, problems such as gouging and burn-through can be suppressed.

また、本態様に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、溶接後の複数の金属部材に作用する応力の方向(第1方向)に向けて延びるように直線状溶接部を形成するので、溶接後の複数の金属部材に対して外部から加わる荷重に対する強度を高めることができる。特に、本態様に係るレーザ溶接方法では、溶接後における複数の金属部材において、高い引張せん断強度を実現することができる。 In addition, in the laser welding method according to this aspect, in the straight line portion forming sub-step, a straight line weld is formed so as to extend in the direction of the stress acting on the multiple metal members after welding (first direction), so that the strength of the multiple metal members after welding against an external load can be increased. In particular, the laser welding method according to this aspect can achieve high tensile shear strength in the multiple metal members after welding.

さらに、本態様に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部に連続する直線状溶接部を形成するので、上記特許文献1に開示の技術のように、ドット状溶接部だけで溶接部を構成する場合に比べて、ドット状溶接部の直径(ドット状溶接部の平面視での面積)を大きくしなくても、さらなる接合強度の向上を図ることができる。よって、本態様に係るレーザ溶接方法では、溶接時間が長くなるのを防ぎ、溶け落ちの発生を抑制しながら、さらなる接合強度の向上を図ることができる。 Furthermore, in the laser welding method according to the present embodiment, a linear weld is formed that is continuous with the dot weld, so that the joint strength can be further improved without increasing the diameter of the dot weld (the area of the dot weld in a plan view) compared to the technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, where the weld is composed of only dot welds. Therefore, the laser welding method according to the present embodiment can further improve the joint strength while preventing the welding time from becoming longer and suppressing the occurrence of burn-through.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記ドット部形成サブステップでは、前記ドット状溶接部の外周部分での前記レーザ光の照射による入熱量が、前記外周部分よりも内側の内周部分の入熱量よりも多くなるようにしてもよい。 In the laser welding method according to the above aspect, in the dot portion forming sub-step, the amount of heat input by the irradiation of the laser light at the outer periphery of the dot-shaped weld may be greater than the amount of heat input at the inner periphery, which is located inside the outer periphery.

本態様に係るレーザ溶接方法では、ドット部形成サブステップにおいて、ドット状溶接部における外周部分の形成に係る入熱量が内周部分の形成に係る入熱量よりも多くなるようにしている。このため、本態様に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部の形成に続く直線部形成サブステップの実行において、ドット状溶接部における少なくとも外周部分の金属溶融状態を維持し易い。換言すると、本態様に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部の少なくとも外周部分の金属が凝固するまでの時間を長くすることができる。よって、本態様に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、ドット状溶接部の外周部分で溶融状態の金属を良好に直線状溶接部に流し込むことができ、高い強度での接合を実現するのに有効である。なお、本態様に係るレーザ溶接方法では、直線状溶接部に流れ込む金属の量を確保し易いので、金属部材間に間隙があるような場合であっても、当該間隙に溶融金属を十分に充填できることから、溶け落ちの発生を回避するのにも有効である。 In the laser welding method according to the present embodiment, in the dot portion forming sub-step, the heat input for forming the outer peripheral portion of the dot weld is set to be greater than the heat input for forming the inner peripheral portion. Therefore, in the laser welding method according to the present embodiment, in the execution of the straight portion forming sub-step following the formation of the dot weld, it is easy to maintain the molten metal state of at least the outer peripheral portion of the dot weld. In other words, in the laser welding method according to the present embodiment, it is possible to lengthen the time until the metal of at least the outer peripheral portion of the dot weld solidifies. Therefore, in the laser welding method according to the present embodiment, in the straight portion forming sub-step, the molten metal in the outer peripheral portion of the dot weld can be effectively poured into the straight weld, which is effective in realizing a joint with high strength. In addition, in the laser welding method according to the present embodiment, since it is easy to ensure the amount of metal flowing into the straight weld, even if there is a gap between the metal members, the gap can be sufficiently filled with molten metal, which is also effective in avoiding the occurrence of burn-through.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記外周部分での前記レーザ光の照射密度が、前記内周部分での前記レーザ光の照射密度よりも高くなるように前記走査を行い、当該照射密度の差異により前記外周部分での入熱量が前記内周部分での入熱量よりも多くなるようにしてもよい。 In the laser welding method according to the above aspect, the scanning may be performed so that the irradiation density of the laser light in the outer peripheral portion is higher than the irradiation density of the laser light in the inner peripheral portion, and the difference in irradiation density may cause the heat input in the outer peripheral portion to be greater than the heat input in the inner peripheral portion.

本態様に係るレーザ溶接方法では、ドット部形成サブステップにおいて、外周部分でのレーザ光の照射密度を内周部分よりも高くなるようにすることで、外周部分での入熱量が内周部分よりも多くなるようにしている。この場合においても、上記態様に係るレーザ溶接方法と同様に、ドット状溶接部の外周部分での金属が凝固するまでの時間を長くすることができ、直線状溶接部に流れ込む金属の量を確保し易い。よって、本態様に係るレーザ溶接方法でも、高い強度での接合を実現することができるとともに、溶け落ちの発生を回避することができる。 In the laser welding method according to this embodiment, in the dot portion forming sub-step, the irradiation density of the laser light is made higher in the outer peripheral portion than in the inner peripheral portion, so that the heat input in the outer peripheral portion is greater than in the inner peripheral portion. In this case, as in the laser welding method according to the above embodiment, the time until the metal in the outer peripheral portion of the dot weld solidifies can be extended, making it easier to ensure the amount of metal that flows into the linear weld. Therefore, the laser welding method according to this embodiment can also achieve a high-strength joint and prevent burn-through.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記直線部形成サブステップでは、前記直線状溶接部のうち前記ドット状溶接部の前記外周縁との交点を含む起点部分での入熱量が、前記起点部分から離間した部分である離間部分での入熱量よりも多くなるようにしてもよい。 In the laser welding method according to the above aspect, in the straight-line portion forming sub-step, the heat input to a starting portion of the straight-line weld, which includes an intersection with the outer peripheral edge of the dot-shaped weld, may be greater than the heat input to a separation portion, which is a portion separated from the starting portion.

本態様に係るレーザ溶接方法では、直線部形成ステップの実行において、ドット状溶接部の外周縁との交点を含む起点部分での入熱量を離間部分での入熱量よりも多くしている。このため、本態様に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部の形成に続く直線部形成サブステップの実行において、ドット状溶接部の外周部分の金属溶融状態を維持し易い。換言すると、本態様に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部の少なくとも外周部分の金属が凝固するまでの時間を長くすることができる。よって、本態様に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、ドット状溶接部の外周部分で溶融状態の金属を良好に直線状溶接部に流し込むことができ、高い強度での接合を実現するのに有効である。 In the laser welding method according to this aspect, in the straight section forming step, the heat input at the starting point portion including the intersection with the outer periphery of the dot weld is greater than the heat input at the separation portion. Therefore, in the laser welding method according to this aspect, in the straight section forming sub-step following the formation of the dot weld, it is easy to maintain the molten metal state of the outer periphery of the dot weld. In other words, in the laser welding method according to this aspect, it is possible to extend the time until the metal of at least the outer periphery of the dot weld solidifies. Therefore, in the laser welding method according to this aspect, in the straight section forming sub-step, the molten metal in the outer periphery of the dot weld can be effectively flowed into the straight weld, which is effective in achieving a high strength joint.

なお、本態様に係るレーザ溶接方法では、上記態様に係るレーザ溶接方法のようにドット状溶接部の形成時に、外周部分全周での入熱量を内周部分での入熱量よりも多くする必要は必ずしもない。即ち、本態様に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて起点部分の入熱量を多くすることで、ドット部形成サブステップにおいて外周部分の入熱量を必ずしも全周において多くしなくても、溶融金属を直線状溶融部に良好に流し込むことができ、溶け落ちの発生を回避するのに有効である。 In the laser welding method according to this embodiment, it is not necessarily necessary to make the heat input amount around the entire outer circumference greater than the heat input amount around the inner circumference when forming the dot-shaped weld, as in the laser welding method according to the above embodiment. In other words, in the laser welding method according to this embodiment, by increasing the heat input amount at the starting point in the straight section formation sub-step, the molten metal can be effectively flowed into the straight section molten part without necessarily increasing the heat input amount around the entire outer circumference in the dot section formation sub-step, which is effective in avoiding the occurrence of burn-through.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記起点部分での前記レーザ光の照射密度が、前記離間部分での前記レーザ光の照射密度よりも高くなるように前記走査を行い、当該照射密度の差異により前記起点部分での入熱量が前記離間部分での入熱量よりも多くなるようにしてもよい。 In the laser welding method according to the above aspect, the scanning may be performed so that the irradiation density of the laser light at the starting point portion is higher than the irradiation density of the laser light at the spaced portion, and the difference in irradiation density may cause the heat input at the starting point portion to be greater than the heat input at the spaced portion.

本態様に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、起点部分でのレーザ光の照射密度を離間部分よりも高くなるようにすることで、起点部分での入熱量が離間部分よりも多くなるようにしている。この場合においても、上記態様に係るレーザ溶接方法と同様に、直線状溶接部の起点部分におけるドット状溶接部の金属が凝固するまでの時間を長くすることができ、直線状溶接部に流れ込む金属の量を確保し易い。よって、本態様に係るレーザ溶接方法でも、高い強度での接合を実現することができるとともに、溶け落ちの発生を回避することができる。 In the laser welding method according to this embodiment, in the straight section forming sub-step, the irradiation density of the laser light at the starting point is made higher than at the spaced portion, so that the heat input at the starting point is greater than at the spaced portion. In this case, as with the laser welding method according to the above embodiment, the time until the metal of the dot-shaped weld at the starting point of the straight weld solidifies can be extended, making it easier to ensure the amount of metal that flows into the straight weld. Therefore, the laser welding method according to this embodiment can also achieve a high-strength joint and avoid the occurrence of burn-through.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記起点部分でのレーザ出力が、前記離間部分でのレーザ出力よりも高くなるようにすることにより、当該レーザ出力の差異により前記起点部分での入熱量が前記離間部分での入熱量よりも多くなるようにしてもよい。 In the laser welding method according to the above aspect, the laser output at the starting point may be made higher than the laser output at the spaced apart portion, so that the difference in laser output causes the heat input at the starting point to be greater than the heat input at the spaced apart portion.

本態様に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、起点部分でのレーザ出力を離間部分よりも高くなるようにすることで、起点部分での入熱量が離間部分よりも多くなるようにしている。この場合においても、上記態様に係るレーザ溶接方法と同様に、直線状溶接部の起点部分(ドット状溶接部の外周縁)での金属が凝固するまでの時間を長くすることができ、直線状溶接部に流れ込む金属の量を確保し易い。よって、本態様に係るレーザ溶接方法でも、高い強度での接合を実現することができるとともに、溶け落ちの発生を回避することができる。 In the laser welding method according to this embodiment, in the straight section forming sub-step, the laser output at the starting point is made higher than that at the spaced portion, so that the heat input at the starting point is greater than that at the spaced portion. In this case, as in the laser welding method according to the above embodiment, the time until the metal at the starting point of the straight weld (the outer periphery of the dot weld) solidifies can be extended, making it easier to ensure the amount of metal that flows into the straight weld. Therefore, the laser welding method according to this embodiment can also achieve a high-strength joint and avoid burn-through.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記直線部形成サブステップでは、前記直線状溶接部の長さが前記ドット状溶接部の直径よりも長くなるように、前記直線状溶接部を形成してもよい。 In the laser welding method according to the above aspect, in the straight line portion forming sub-step, the straight line weld may be formed so that the length of the straight line weld is longer than the diameter of the dot weld.

本態様に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、直線状溶接部の長さがドット状溶接部の直径よりも長くなるようにしているので、溶接後において複数の金属部材に作用する応力に対する強度をさらに高くすることができる。 In the laser welding method according to this aspect, in the straight section forming sub-step, the length of the straight weld is made longer than the diameter of the dot weld, so that the strength against the stress acting on the multiple metal components after welding can be further increased.

なお、本態様に係るレーザ溶接方法のように、直線状溶接部の長さをドット状溶接部の直径よりも長くしようとする場合には、ドット状溶接部における外周部分の入熱量を内周部分よりも多くしたり、直線状溶接部における起点部分の入熱量を離間部分よりも多くしたりして、直線状溶融部に流れ込む溶融金属の量を多く確保することが特に有効である。 When attempting to make the length of the linear weld longer than the diameter of the dot weld, as in the laser welding method according to this embodiment, it is particularly effective to ensure a large amount of molten metal flows into the linear weld by making the heat input to the outer periphery of the dot weld greater than that to the inner periphery, or by making the heat input to the starting point of the linear weld greater than that to the spaced apart portion.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記直線部形成サブステップでは、前記直線状溶接部の長さが前記ドット状溶接部の直径よりも短くなるように、前記直線状溶接部を形成してもよい。 In the laser welding method according to the above aspect, in the straight line portion forming sub-step, the straight line weld may be formed so that the length of the straight line weld is shorter than the diameter of the dot weld.

本態様に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、直線状溶接部の長さがドット状溶接部の直径よりも短くなるようにしているので、ドット状溶接部における外周部分の入熱量を内周部分よりも多くしたり、直線状溶接部における起点部分の入熱量を離間部分よりも多くしたりしなくても、溶け落ちの発生を抑制することができる。 In the laser welding method according to this embodiment, in the straight section forming sub-step, the length of the straight weld is made shorter than the diameter of the dot weld, so that burn-through can be prevented without increasing the heat input to the outer periphery of the dot weld compared to the inner periphery, or increasing the heat input to the starting point of the straight weld compared to the spaced apart portion.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、前記直線状溶接部を第1直線状溶接部とするとき、前記直線部形成サブステップでは、前記ドット状溶接部における金属部材が溶融状態の間に、前記レーザ光のスポットを前記ドット状溶接部の外周縁から離間するように走査して金属部材を溶融させた、前記ドット状溶接部に連続するとともに、前記第1方向とは異なる第2方向に延びる平面視直線状の第2直線状溶接部も形成し、前記第1直線状溶接部の幅方向の中心に長手方向に沿って延びる第1仮想中心線を引き、前記第2直線状溶接部の幅方向の中心に長手方向に沿って延びる第2仮想中心線を引くとき、前記第1仮想中心線と前記第2仮想中心線とは、前記ドット状溶接部が形成された領域で互いに交差するようにしてもよい。 In the laser welding method according to the above aspect, when the linear weld is a first linear weld, in the linear portion forming sub-step, while the metal member in the dot weld is in a molten state, the spot of the laser light is scanned away from the outer periphery of the dot weld to melt the metal member, and a second linear weld that is continuous with the dot weld and linear in plan view and extends in a second direction different from the first direction is also formed, and when a first virtual center line extending along the longitudinal direction is drawn at the center of the width direction of the first linear weld and a second virtual center line extending along the longitudinal direction is drawn at the center of the width direction of the second linear weld, the first virtual center line and the second virtual center line may intersect with each other in the region where the dot weld is formed.

本態様に係るレーザ溶接方法では、第1仮想中心線と第2仮想中心線とがドット状溶接部が形成された領域で互いに交差するようにしているので、直線状溶接部の方向以外の応力に対しての強度差を解消することができる。よって、本態様に係るレーザ溶接方法では、高い強度での接合にさらに有効である。 In the laser welding method according to this embodiment, the first virtual center line and the second virtual center line intersect with each other in the area where the dot welds are formed, so that the strength difference against stress in directions other than the linear weld direction can be eliminated. Therefore, the laser welding method according to this embodiment is even more effective for high-strength joining.

上記態様に係るレーザ溶接方法において、溶接後の前記複数の金属部材は、前記第1主面に沿うとともに、前記第1方向とは異なる方向である第2方向に応力が作用するように外力が付加され、前記直線状溶接部を第1直線状溶接部とするとき、前記直線部形成サブステップでは、前記ドット状溶接部における金属部材が溶融状態の間に、前記レーザ光のスポットを前記ドット状溶接部の外周縁から離間するように走査して金属部材を溶融させた、前記ドット状溶接部に連続するとともに、前記第2方向に延びる平面視直線状の第2直線状溶接部も形成し、前記直線部形成サブステップでは、前記第1直線状溶接部の長さが前記第2直線状溶接部の長さよりも長くなるように、前記第1直線状溶接部および前記第2直線状溶接部を形成してもよい。 In the laser welding method according to the above aspect, an external force is applied to the plurality of metal members after welding so that stress acts along the first main surface and in a second direction different from the first direction, and when the linear weld is the first linear weld, in the linear portion forming sub-step, while the metal members in the dot weld are in a molten state, the spot of the laser light is scanned away from the outer periphery of the dot weld to melt the metal members, and a second linear weld that is continuous with the dot weld and linear in plan view extending in the second direction is also formed, and in the linear portion forming sub-step, the first linear weld and the second linear weld may be formed so that the length of the first linear weld is longer than the length of the second linear weld.

本態様に係るレーザ溶接方法では、応力が作用する方向(第1方向、第2方向)ごとに第1方向に延びる第1直線状溶接部と第2方向に延びる第2直線状溶接部を形成する。そして、本態様に係るレーザ溶接方法では、第1直線状溶接部の長さを第2直線状溶接部の長さよりも長くしている、このように第1直線状溶接部と第2直線状溶接部の長さを変えることで、例えば、第1方向に作用する応力の大きさが第2方向に作用する応力の大きさよりも大きい場合にも、不要に溶接時間を長くすることなく、高い強度での接合が可能となる。 In the laser welding method according to this aspect, a first linear weld extending in the first direction and a second linear weld extending in the second direction are formed for each direction in which stress acts (first direction, second direction). In the laser welding method according to this aspect, the length of the first linear weld is made longer than the length of the second linear weld. By changing the lengths of the first linear weld and the second linear weld in this way, it is possible to achieve a high-strength joint without unnecessarily lengthening the welding time, for example, even when the magnitude of the stress acting in the first direction is greater than the magnitude of the stress acting in the second direction.

ここで、複数の直線状溶接部の形成に際して、作用する応力のうち最も大きな応力で全ての直線状溶接部の長さを一律に規定することも考えられる。しかし、この場合には、溶接時間が長くなってしまい生産性が低下してしまう。これに対して、本態様に係るレーザ溶接方法では、大きな応力が作用する第1方向に延びる第1直線状溶接部の長さを長くし、小さな応力が作用する第2方向に延びる第2直線状溶接部の長さを短くするので、高い接合強度の確保と高い生産性の確保とを両立することができる。 Here, when forming multiple linear welds, it is possible to uniformly determine the length of all linear welds based on the largest stress acting on them. However, in this case, the welding time becomes longer and productivity decreases. In contrast, in the laser welding method according to this embodiment, the length of the first linear weld extending in the first direction in which a large stress acts is increased, and the length of the second linear weld extending in the second direction in which a small stress acts is decreased, so that it is possible to ensure both high joint strength and high productivity.

本発明の一態様に係るレーザ溶接装置は、互いに当接または近接して配置された複数の金属部材をレーザ溶接により接合するレーザ溶接装置であって、レーザ光を発振するレーザ発振器と、前記レーザ光を、前記配置の外側に位置する第1金属部材の第1主面における溶接箇所に集光する集光部と、前記レーザ光のスポットを、前記第1主面内で走査する走査部と、前記レーザ発振器および前記走査部を制御する制御部と、を備える。 A laser welding device according to one aspect of the present invention is a laser welding device that joins multiple metal members arranged in contact with or close to each other by laser welding, and includes a laser oscillator that oscillates laser light, a focusing unit that focuses the laser light on a welding location on a first main surface of a first metal member located outside the arrangement, a scanning unit that scans a spot of the laser light within the first main surface, and a control unit that controls the laser oscillator and the scanning unit.

前記制御部は、前記レーザ発振器に対して前記レーザ光を発振させた状態で、前記レーザ光のスポットを所定箇所の周りを周回するように走査して金属部材を溶融させた平面視ドット状のドット状溶接部を形成する処理と、前記ドット状溶接部における金属部材が溶融状態の間に、前記レーザ光のスポットを前記ドット状溶接部の外周縁から離間するように走査して金属部材を溶融させた、前記ドット状溶接部に連続する平面視直線状の直線状溶接部を形成する処理とを実行する。 The control unit executes a process of forming a dot-shaped weld that is dot-shaped in plan view by scanning the spot of the laser light around a predetermined location while the laser oscillator is oscillating the laser light, and a process of forming a linear weld that is linear in plan view and continuous with the dot-shaped weld by scanning the spot of the laser light away from the outer periphery of the dot-shaped weld while the metal member in the dot-shaped weld is in a molten state, and melting the metal member.

ここで、溶接後の前記複数の金属部材は、前記第1主面に沿う第1方向に応力が作用するように外力が付加されるものである。本態様に係るレーザ溶接装置では、上記の応力作用方向を考慮して、前記制御部は、前記直線状溶接部を形成する処理の実行において、前記直線状溶接部が前記第1方向に延びるように、前記走査部に対して前記レーザ光のスポットを走査させる。 Here, an external force is applied to the multiple metal members after welding so that stress acts in a first direction along the first main surface. In the laser welding device according to this aspect, taking into account the above-mentioned stress acting direction, in executing the process of forming the linear weld, the control unit causes the scanning unit to scan the spot of the laser light so that the linear weld extends in the first direction.

本態様に係るレーザ溶接装置では、複数の金属部材をレーザ溶接で接合するので、抵抗溶接で接合する場合に比べて、溶接速度が速く、熱影響が少ない。また、本態様に係るレーザ溶接装置では、金属部材に対して非接触で金属部材間の接合を行うことができるので、加工効率が高く、連続溶接による剛性アップを図ることができる。 The laser welding device according to this embodiment joins multiple metal members by laser welding, which allows for faster welding speeds and less thermal impact than resistance welding. In addition, the laser welding device according to this embodiment can join metal members without contacting the metal members, which allows for high processing efficiency and increased rigidity through continuous welding.

また、本態様に係るレーザ溶接装置では、制御部が走査部を制御することで、レーザ光のスポットを周回させて当該部分の金属を溶融・攪拌し、ドット状溶接部の金属が溶融した状態で直線状溶接部を形成するので、仮に金属部材同士の間に間隙が空いていた場合にも、ドット状溶接部の溶融金属の一部が直線状溶接部を形成しようとする金属部材同士の間隙に流れ込むようにすることができる。よって、本態様に係るレーザ溶接装置では、金属部材同士の間に間隙が空いている場合であっても、えぐれや溶け落ちといった問題が発生するのを抑制することができる。 In addition, in the laser welding device according to this embodiment, the control unit controls the scanning unit to rotate the spot of the laser light to melt and stir the metal in that area, and form a linear weld with the metal of the dot weld molten. Therefore, even if there is a gap between the metal members, some of the molten metal of the dot weld can flow into the gap between the metal members where the linear weld is to be formed. Therefore, with the laser welding device according to this embodiment, even if there is a gap between the metal members, problems such as gouging and burn-through can be suppressed.

また、本態様に係るレーザ溶接装置では、溶接後の複数の金属部材に作用する応力の方向(第1方向)に向けて延びるように直線状溶接部を形成するので、溶接後の複数の金属部材に対して外部から加わる荷重に対する強度を高めることができる。特に、本態様に係るレーザ溶接装置では、溶接後における複数の金属部材において、高い引張せん断強度を実現することができる。 In addition, the laser welding device according to this embodiment forms a linear weld so that it extends in the direction of the stress acting on the multiple metal members after welding (first direction), so that the strength of the multiple metal members after welding against an external load can be increased. In particular, the laser welding device according to this embodiment can achieve high tensile shear strength in the multiple metal members after welding.

さらに、本態様に係るレーザ溶接装置では、ドット状溶接部に連続する直線状溶接部を形成するので、上記特許文献1に開示の技術のように、ドット状溶接部だけで溶接部を構成する場合に比べて、ドット状溶接部の直径(ドット状溶接部の平面視での面積)を大きくしなくても、さらなる接合強度の向上を図ることができる。よって、本態様に係るレーザ溶接装置では、溶接時間が長くなるのを防ぎ、溶け落ちの発生を抑制しながら、さらなる接合強度の向上を図ることができる。 Furthermore, the laser welding device according to this embodiment forms a linear weld that is continuous with the dot weld, so that the joint strength can be further improved without increasing the diameter of the dot weld (the area of the dot weld in a plan view) compared to the technique disclosed in Patent Document 1, where the weld is made up of only dot welds. Therefore, the laser welding device according to this embodiment can prevent the welding time from becoming longer and further improve the joint strength while suppressing the occurrence of burn-through.

上記態様に係るレーザ溶接装置において、前記制御部は、前記ドット状溶接部を形成する処理の実行において、前記ドット状溶接部の外周部分での前記レーザ光の照射による入熱量が、前記外周部分よりも内側の内周部分の入熱量よりも多くなるように、前記レーザ発振器および前記走査部を制御してもよい。 In the laser welding device according to the above aspect, the control unit may control the laser oscillator and the scanning unit in executing the process of forming the dot-shaped weld so that the amount of heat input by the irradiation of the laser light at the outer periphery of the dot-shaped weld is greater than the amount of heat input at the inner periphery that is more inward than the outer periphery.

本態様に係るレーザ溶接装置では、ドット状溶接部の形成において、ドット状溶接部における外周部分の形成に係る入熱量が内周部分の形成に係る入熱量よりも多くなるようにしている。このため、本態様に係るレーザ溶接装置では、ドット状溶接部の形成に続く直線状溶接部の形成において、ドット状溶接部における少なくとも外周部分の金属の溶融状態を維持し易い。換言すると、本態様に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部の少なくとも外周部分の金属が凝固するまでの時間を長くすることができる。よって、本態様に係るレーザ溶接装置では、直線状溶接部の形成において、ドット状溶接部の外周部分で溶融状態の金属を良好に直線状溶接部に流し込むことができ、高い強度での接合を実現するのに有効である。なお、本態様に係るレーザ溶接装置では、直線状溶接部に流れ込む金属の量を確保し易いので、溶け落ちの発生を回避するのにも有効である。 In the laser welding device according to the present embodiment, when forming the dot welds, the heat input for forming the outer periphery of the dot welds is set to be greater than the heat input for forming the inner periphery. Therefore, in the laser welding device according to the present embodiment, when forming the linear welds following the formation of the dot welds, it is easy to maintain the molten state of the metal at least in the outer periphery of the dot welds. In other words, in the laser welding method according to the present embodiment, it is possible to lengthen the time until the metal at least in the outer periphery of the dot welds solidifies. Therefore, in the laser welding device according to the present embodiment, when forming the linear welds, the molten metal in the outer periphery of the dot welds can be effectively flowed into the linear welds, which is effective in realizing a joint with high strength. In addition, since the laser welding device according to the present embodiment makes it easy to ensure the amount of metal flowing into the linear welds, it is also effective in avoiding the occurrence of burn-through.

上記態様に係るレーザ溶接装置において、前記制御部は、前記直線状溶接部を形成する処理の実行において、前記直線状溶接部における前記ドット状溶接部の前記外周縁との交点を含む起点部分での入熱量が、前記起点部分から離間した部分である離間部分での入熱量よりも多くなるように、前記レーザ発振器および前記走査部を制御してもよい。 In the laser welding device according to the above aspect, the control unit may control the laser oscillator and the scanning unit in executing the process of forming the linear weld so that the amount of heat input at a starting portion of the linear weld, which includes an intersection with the outer periphery of the dot weld, is greater than the amount of heat input at a separation portion that is a portion separated from the starting portion.

本態様に係るレーザ溶接装置では、直線状溶接部の形成において、ドット状溶接部の外周縁との交点を含む起点部分での入熱量を離間部分での入熱量よりも多くしている。このため、本態様に係るレーザ溶接装置では、ドット状溶接部の形成に続く直線状溶接部の形成時に、ドット状溶接部の外周部分の金属の溶融状態を維持し易い。換言すると、本態様に係るレーザ溶接装置では、ドット状溶接部の少なくとも外周部分の金属が凝固するまでの時間を長くすることができる。よって、本態様に係るレーザ溶接装置では、直線状溶接部の形成において、ドット状溶接部の外周部分で溶融状態の金属を良好に直線状溶接部に流し込むことができ、高い強度での接合を実現するのに有効である。 In the laser welding device according to this embodiment, when forming a linear weld, the heat input at the starting point, including the intersection with the outer periphery of the dot weld, is greater than the heat input at the separation portion. Therefore, in the laser welding device according to this embodiment, when forming a linear weld following the formation of the dot weld, it is easy to maintain the molten state of the metal at the outer periphery of the dot weld. In other words, the laser welding device according to this embodiment can lengthen the time until the metal at least at the outer periphery of the dot weld solidifies. Therefore, in forming a linear weld, the laser welding device according to this embodiment can effectively flow the molten metal at the outer periphery of the dot weld into the linear weld, which is effective in achieving a high strength joint.

なお、本態様に係るレーザ溶接装置では、上記態様に係るレーザ溶接装置のようにドット状溶接部の形成時に、必ずしも外周部分全周での入熱量を内周部分での入熱量よりも多くする必要はない。即ち、本態様に係るレーザ溶接装置では、直線状溶接部の形成時に起点部分の入熱量を多くすることで、ドット状溶接部の形成において外周部分の入熱量を必ずしも多くしなくても、溶融金属を直線状溶融部に良好に流し込むことができ、溶け落ちの発生を回避するのに有効である。 In addition, in the laser welding device according to this embodiment, when forming the dot weld, unlike the laser welding device according to the above embodiment, it is not necessary to make the heat input amount around the entire outer circumference greater than the heat input amount around the inner circumference. In other words, in the laser welding device according to this embodiment, by increasing the heat input amount at the starting point when forming the linear weld, the molten metal can be effectively flowed into the linear weld without necessarily increasing the heat input amount at the outer circumference when forming the dot weld, which is effective in avoiding the occurrence of burn-through.

上記の各態様では、生産性の低下を抑制しながら、金属部材同士の接合強度のさらなる向上を図ることができる。 In each of the above aspects, it is possible to further improve the bonding strength between metal members while suppressing a decrease in productivity.

第1実施形態に係るレーザ溶接装置の概略構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a laser welding device according to a first embodiment. FIG. 溶接前における金属部材の配置形態を示す図であって、(a)は、上方からの平面図、(b)は、側方からの側面図である。1A and 1B are diagrams showing the arrangement of metal members before welding, in which FIG. 1A is a plan view from above, and FIG. 1B is a side view from the side. レーザ溶接方法を示す図であって、(a)は、ドット状溶接部の形成方法を示す模式図、(b)および(c)は、直線状溶接部の形成方法を示す模式図である。1A and 1B are diagrams showing a laser welding method, in which FIG. 1A is a schematic diagram showing a method for forming a dot-shaped weld, and FIGS. 1B and 1C are schematic diagrams showing a method for forming a linear weld. 溶接部の形状と、荷重が加わる方向とを示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing the shape of a welded portion and the direction in which a load is applied. 図4のV-V線断面を示す断面図である。5 is a cross-sectional view showing the cross section along line VV in FIG. 4. 第2実施形態に係るレーザ溶接方法を示す模式図である。5A to 5C are schematic diagrams showing a laser welding method according to a second embodiment. (a)は、第3実施形態に係るレーザ溶接方法を示す模式図であり、(b)は、第4実施形態に係るレーザ溶接方法を示す模式図である。13A is a schematic diagram showing a laser welding method according to a third embodiment, and FIG. 13B is a schematic diagram showing a laser welding method according to a fourth embodiment. (a)は、第5実施形態に係るレーザ溶接方法により形成された溶接部を示す平面図であり、(b)は、直線状溶接部の仮想中心線同士の関係を示す模式図である。13A is a plan view showing a weld formed by a laser welding method according to a fifth embodiment, and FIG. 13B is a schematic diagram showing the relationship between imaginary center lines of linear welds. 第6実施形態に係るレーザ溶接方法により形成された溶接部を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing a welded portion formed by a laser welding method according to a sixth embodiment. (a)は、第7実施形態に係るレーザ溶接方法により形成された溶接部を示す平面図であり、(b)は、第8実施形態に係るレーザ溶接方法により形成された溶接部を示す平面図であり、(c)は、第9実施形態に係るレーザ溶接方法により形成された溶接部を示す平面図である。13A is a plan view showing a welded portion formed by the laser welding method according to the seventh embodiment, FIG. 13B is a plan view showing a welded portion formed by the laser welding method according to the eighth embodiment, and FIG. 13C is a plan view showing a welded portion formed by the laser welding method according to the ninth embodiment. 第10実施形態に係るレーザ溶接方法を示す図であって、(a)は、ドット状溶接部の形成方法を示す模式図、(b)は、ドット状溶接部の外周縁に再度レーザ光を照射する工程を示す模式図、(c)は、直線状溶接部の形成方法を示す模式図である。10A and 10B are diagrams showing a laser welding method according to a tenth embodiment, in which (a) is a schematic diagram showing a method of forming a dot-shaped weld, (b) is a schematic diagram showing a process of irradiating laser light again to the outer circumferential edge of the dot-shaped weld, and (c) is a schematic diagram showing a method of forming a linear weld. (a)は、確認実験1に用いた溶接部を示す平面図であり、(b)は、直線状溶接部の長さと引張せん断強度との関係を示すグラフである。1A is a plan view showing a weld used in confirmation experiment 1, and FIG. 1B is a graph showing the relationship between the length of a linear weld and the tensile shear strength. 確認実験2に用いたサンプルを示す平面図であり、(a)はサンプル1、(b)はサンプル2、(c)はサンプル3、(d)はサンプル4、(e)はサンプル5を示す。1A is a plan view showing samples used in confirmation experiment 2, where (a) is sample 1, (b) is sample 2, (c) is sample 3, (d) is sample 4, and (e) is sample 5. (a)は、サンプル1~5を用いて引張試験を行った結果を示すグラフであり、(b)は、サンプル3~7を用いて引張試験を行った結果を示すグラフである。1A is a graph showing the results of a tensile test performed using Samples 1 to 5, and FIG. 1B is a graph showing the results of a tensile test performed using Samples 3 to 7.

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の例であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiment described below except for its essential configuration.

[第1実施形態]
1.レーザ溶接装置1の概略構成
本発明の第1実施形態に係るレーザ溶接装置1の概略構成について、図1を用いて説明する。
[First embodiment]
1. General Configuration of Laser Welding Apparatus 1 A general configuration of a laser welding apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接装置1は、レーザ発振器10、光路11、集光部12、および溶接ロボット13を備える。レーザ発振器10は、当該レーザ発振器10に接続されたコントローラ(制御部)15からの指令に従ってレーザ光を発振する。集光部12は、走査部としての機能を有し、溶接ロボット13のアーム先端部分に取付けられている。 As shown in FIG. 1, the laser welding device 1 according to this embodiment includes a laser oscillator 10, an optical path 11, a focusing unit 12, and a welding robot 13. The laser oscillator 10 emits a laser beam in accordance with commands from a controller (control unit) 15 connected to the laser oscillator 10. The focusing unit 12 functions as a scanning unit and is attached to the tip of the arm of the welding robot 13.

コントローラ15は、MPU/CPU、ASIC、ROM、RAM等を含むマイクロプロセッサを有し、構成されている。コントローラ15は、予め格納されたファームウェアを実行することにより、レーザ発振器10および集光部12を制御する。 The controller 15 is configured with a microprocessor including an MPU/CPU, ASIC, ROM, RAM, etc. The controller 15 controls the laser oscillator 10 and the focusing unit 12 by executing firmware stored in advance.

レーザ発振器10で発振されたレーザ光は、光路11を通り集光部12に伝搬される。集光部12では、伝搬されてきたレーザ光が金属部材501における表面に集光する(スポットが形成される)。また、集光部12は、コントローラ15からの指令に従って、金属部材501と金属部材502との重なり部分であるラップ領域500内でレーザ光のスポットを走査する。 The laser light generated by the laser oscillator 10 is propagated through the optical path 11 to the focusing unit 12. In the focusing unit 12, the propagated laser light is focused (a spot is formed) on the surface of the metal member 501. In addition, the focusing unit 12 scans the spot of the laser light within the wrap region 500, which is the overlapping portion of the metal members 501 and 502, according to instructions from the controller 15.

なお、本実施形態では、光路11の一例として光ファイバーケーブルを用いているが、これ以外にも種々の光路を採用することができる。 In this embodiment, an optical fiber cable is used as an example of the optical path 11, but various other optical paths can also be used.

レーザ溶接装置1は、溶接ロボット13の駆動に係る駆動回路部14も備える。溶接ロボット13は、駆動回路部14に接続されたコントローラ15からの指令に従って、集光部12が取り付けられたアーム先端部分を3次元で移動させることができる。 The laser welding device 1 also includes a drive circuit unit 14 for driving the welding robot 13. The welding robot 13 can move the arm tip, to which the light collecting unit 12 is attached, in three dimensions according to commands from a controller 15 connected to the drive circuit unit 14.

2.金属部材501,502の配置
接合対象である金属部材501,502の配置形態について、図2を用いて説明する。
2. Arrangement of Metal Members 501 and 502 The arrangement of metal members 501 and 502 to be joined will be described with reference to FIG.

図2(a),(b)に示すように、本実施形態では、金属部材501,502のそれぞれに金属板を採用している。金属部材501,502のそれぞれは、短冊状の平面形状を有する。そして、図2(a)に示すように、金属部材501と金属部材502とは、短手方向の両側辺が揃えられ、長手方向に互いにずれた状態で配置される。 As shown in Figs. 2(a) and (b), in this embodiment, metal plates are used for the metal members 501 and 502. Each of the metal members 501 and 502 has a rectangular planar shape. As shown in Fig. 2(a), the metal members 501 and 502 are arranged with both sides in the short direction aligned and offset from each other in the long direction.

図2(b)に示すように、金属部材501と金属部材502とは、側方から見る場合に、互いの厚み方向に間隙Gを空けた状態で配置される。間隙Gは、例えば、0.5mm~1.0mmである。 As shown in FIG. 2(b), metal member 501 and metal member 502 are arranged with a gap G between them in the thickness direction when viewed from the side. Gap G is, for example, 0.5 mm to 1.0 mm.

本実施形態では、金属部材501と金属部材502とのラップ領域500で溶接を行う。 In this embodiment, welding is performed in the lap region 500 between metal member 501 and metal member 502.

ここで、図2(a),(b)に示すように、溶接後の金属部材501と金属部材502とには、長手方向に外力Fが加わる。この外力Fの付加により、金属部材501と金属部材502との接合部分に対しては、応力(引張せん断応力)が作用することとなる。本実施形態に係るレーザ溶接は、溶接後に接合部分に作用する応力の方向を考慮する。本実施形態における矢印Fで示す方向が、「第1方向」に相当する。 2(a) and (b), an external force F is applied in the longitudinal direction to the metal members 501 and 502 after welding. The application of this external force F causes stress (tensile shear stress) to act on the joint between the metal members 501 and 502. The laser welding according to this embodiment takes into account the direction of the stress acting on the joint after welding. The direction indicated by the arrow F in this embodiment corresponds to the "first direction."

3.レーザ溶接方法
先ず、レーザ溶接の実行においては、コントローラ15は、レーザ発振器10にレーザ光を発振させ、集光部12にラップ領域500の所定箇所にレーザ光を集光させる(レーザ光照射ステップ)。
3. Laser Welding Method First, in performing laser welding, the controller 15 causes the laser oscillator 10 to emit laser light and causes the light focusing unit 12 to focus the laser light at a predetermined location on the wrap region 500 (laser light irradiation step).

次に、コントローラ15は、レーザ発振器10にレーザ光の発振を指令した状態で、集光部12にラップ領域500内でレーザ光のスポットを走査させる(走査ステップ)。レーザ溶接時におけるレーザ光のスポットの走査方法について、図3を用いて説明する。 Next, the controller 15 instructs the laser oscillator 10 to oscillate the laser beam and causes the focusing unit 12 to scan the laser beam spot within the wrap region 500 (scanning step). The method of scanning the laser beam spot during laser welding will be described with reference to FIG. 3.

(1)ドット部形成サブステップ
図3(a)に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接では、ラップ領域500内の所定箇所P1の周りを周回するようにレーザ光のスポットを走査する(走査軌跡L1)。これにより、金属部材501,502におけるレーザ光のスポットが周回した領域の金属部材501,502が溶融される。これにより、平面視ドット状(本実施形態では、一例として平面視で略円形状)のドット状溶接部101が形成される。
3A, in the laser welding according to this embodiment, a spot of laser light is scanned so as to circle around a predetermined location P1 in the wrap region 500 (scanning trajectory L1). This melts the metal members 501, 502 in the region around which the spot of laser light has circled. This forms a dot-shaped weld 101 in a plan view (in this embodiment, as an example, a substantially circular shape in a plan view).

(2)直線部形成サブステップ
次に、図3(b)に示すように、ドット状溶接部101における金属部材501,502が溶融状態の間に、矢印A1で示すように、ドット状溶接部101の外周縁101aから、当該ドット状溶接部101の径方向外側に離間するようにレーザ光のスポットを走査する(走査軌跡L2)。これにより、ドット状溶接部101に対して、当該ドット状溶接部101の外周縁101aで連続する平面視直線状の直線状溶接部102が形成される。
3B, while the metal members 501, 502 in the dot welds 101 are in a molten state, a spot of laser light is scanned from the outer periphery 101a of the dot welds 101 to the radially outer side of the dot welds 101 (scanning trajectory L2), as shown by arrow A1. This forms linear welds 102 that are continuous with the outer periphery 101a of the dot welds 101 and have a straight shape in plan view.

なお、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、レーザ光のスポットを走査する方向(走査軌跡L2が延びる方向)を、上述の応力が作用する方向(外力Fがかかる方向)に合致させている。 In addition, in the laser welding method according to this embodiment, the direction in which the laser light spot is scanned (the direction in which the scanning trajectory L2 extends) is aligned with the direction in which the above-mentioned stress acts (the direction in which the external force F is applied).

次に、図3(c)に示すように、ドット状溶接部101における金属部材501,502が溶融状態の間に、矢印A2で示すように、ドット状溶接部101の外周縁101bから、直線状溶接部102が延びる方向とは反対向きに、当該ドット状溶接部101の径方向外側に離間するようにレーザ光のスポットを走査する(走査軌跡L3)。これにより、ドット状溶接部101に対して、当該ドット状溶接部101の外周縁101bで連続する平面視直線状の直線状溶接部103が形成される。 3(c), while the metal members 501, 502 in the dot welds 101 are in a molten state, the spot of the laser light is scanned from the outer peripheral edge 101b of the dot welds 101 in the opposite direction to the extension of the linear welds 102, as shown by the arrow A2, to the radially outward side of the dot welds 101 (scanning trajectory L3). This forms a linear weld 103 that is continuous with the outer peripheral edge 101b of the dot welds 101 and has a linear shape in a plan view.

なお、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、レーザ光のスポットを走査する方向(走査軌跡L3が延びる方向)も、上述の応力が作用する方向(外力Fがかかる方向)に合致させている。 In addition, in the laser welding method according to this embodiment, the direction in which the laser light spot is scanned (the direction in which the scanning trajectory L3 extends) is also aligned with the direction in which the above-mentioned stress acts (the direction in which the external force F is applied).

本実施形態では、ドット状溶接部101と直線状溶接部102,103とからなる溶接部100が形成される。 In this embodiment, a weld 100 is formed, which consists of a dot weld 101 and linear welds 102 and 103.

4.溶接部100の構造
上記のように形成された溶接部100の構造について、図4および図5を用いて説明する。
4. Structure of the Welded Part 100 The structure of the welded part 100 formed as described above will be described with reference to FIGS.

図4に示すように、レーザ光照射ステップおよび走査ステップ(ドット部形成サブステップ、直線部形成サブステップ)を実行することによって形成された溶接部100は、ドット状溶接部101と直線状溶接部102,103とが互いに連続した溶接部である。即ち、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部101の金属部材501,502が溶融状態の間に直線部形成サブステップを実行することにより、ドット状溶接部101と直線状溶接部102,103とからなる溶接部100を形成することができる。 As shown in FIG. 4, the weld 100 formed by executing the laser light irradiation step and the scanning step (dot portion forming sub-step, straight portion forming sub-step) is a weld in which the dot weld 101 and the straight portion welds 102, 103 are continuous with each other. That is, in the laser welding method according to this embodiment, the straight portion forming sub-step is executed while the metal members 501, 502 of the dot weld 101 are in a molten state, thereby forming the weld 100 consisting of the dot weld 101 and the straight portion welds 102, 103.

なお、本実施形態では、ドット状溶接部101の平面視での直径D101に対して、直線状溶接部102,103の平面視での長さL102,L103を短く設定している。 In this embodiment, the lengths L102, L103 of the linear welds 102, 103 in plan view are set shorter than the diameter D101 of the dot weld 101 in plan view.

図5に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法を用いた接合では、ドット状溶接部101だけでなく、直線状溶接部102,103についても、金属部材501と金属部材502との間隙Gが埋められる。これは、ドット状溶接部101の金属部材501,502が溶融状態の間に直線部形成サブステップの実行を開始するためであり、ドット状溶接部101における溶融金属の一部が直線状溶接部102,103における間隙Gに流れ込むことによる。 As shown in FIG. 5, in joining using the laser welding method according to this embodiment, the gap G between the metal members 501 and 502 is filled not only in the dot weld 101 but also in the linear welds 102 and 103. This is because the linear section formation sub-step is started while the metal members 501 and 502 of the dot weld 101 are in a molten state, and some of the molten metal in the dot weld 101 flows into the gap G in the linear welds 102 and 103.

図4に戻って、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおけるレーザ光のスポットを、溶接後の金属部材501,502に作用する応力が作用する方向に合致するように走査する(走査軌跡L2,L3)。これにより、直線状溶接部102は、ドット状溶接部101の外周縁101aから応力が作用する方向(外力Fがかかる方向)に沿って延びるように形成され、直線状溶接部103は、ドット状溶接部101の外周縁101bから応力が作用する方向(外力Fがかかる方向)に沿い、直線状溶接部102とは反対側に向けて延びるように形成される。 Returning to FIG. 4, in the laser welding method according to this embodiment, the spot of the laser light in the straight line portion forming sub-step is scanned so as to match the direction of the stress acting on the metal members 501, 502 after welding (scanning trajectories L2, L3). As a result, the straight line weld 102 is formed to extend from the outer peripheral edge 101a of the dot weld 101 along the direction in which the stress acts (the direction in which the external force F is applied), and the straight line weld 103 is formed to extend from the outer peripheral edge 101b of the dot weld 101 along the direction in which the stress acts (the direction in which the external force F is applied) toward the opposite side to the straight line weld 102.

5.効果
本実施形態に係るレーザ溶接方法では、レーザ光の照射および走査により2つの金属部材501,502を接合するので、抵抗溶接で接合する場合に比べて、溶接速度が速く、熱影響が少ない。また、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、金属部材501,502に対して非接触で金属部材501,502の接合を行うことができるので、加工効率が高く、連続溶接による剛性アップを図ることができる。
5. Effects In the laser welding method according to the present embodiment, the two metal members 501, 502 are joined by irradiation and scanning of a laser beam, so the welding speed is faster and the thermal effect is smaller than in the case of joining by resistance welding. In addition, in the laser welding method according to the present embodiment, the metal members 501, 502 can be joined without contacting the metal members 501, 502, so the processing efficiency is high and the rigidity can be increased by continuous welding.

また、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、ドット部形成サブステップにおいて、レーザ光のスポットを周回させて当該部分の金属を溶融・攪拌し、直線部形成サブステップにおいて、ドット状溶接部101の金属部材501,502が溶融した状態で直線状溶接部102,103を形成するので、図2(b)に示すように金属部材501,502同士の間に間隙Gが空いていても、ドット状溶接部101の溶融金属の一部が直線状溶接部102,103を形成しようとする部分の間隙Gに流れ込むようにすることができる。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、金属部材501,502同士の間に間隙Gが空いていても、えぐれや溶け落ちといった問題が発生するのを抑制することができる。 In addition, in the laser welding method according to this embodiment, in the dot portion forming sub-step, the laser light spot is rotated to melt and stir the metal in the corresponding portion, and in the straight portion forming sub-step, the straight welds 102, 103 are formed in a state in which the metal members 501, 502 of the dot weld 101 are melted. Therefore, even if there is a gap G between the metal members 501, 502 as shown in FIG. 2(b), it is possible to make a part of the molten metal of the dot weld 101 flow into the gap G in the portion where the straight welds 102, 103 are to be formed. Therefore, in the laser welding method according to this embodiment, even if there is a gap G between the metal members 501, 502, it is possible to suppress the occurrence of problems such as gouging and burn-through.

また、ドット状溶接部101の形成工程については、溶け落ちの発生を抑制しながら直線状溶接部102,103を形成するために、ドット状溶接部101から直線状溶接部102,103に流れ込む溶融金属を生成するための工程であるといえる。 The process of forming the dot welds 101 can be said to be a process for generating molten metal that flows from the dot welds 101 to the linear welds 102, 103 in order to form the linear welds 102, 103 while suppressing the occurrence of burn-through.

また、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、レーザ光のスポットを、溶接後の複数の金属部材501,502に作用する応力の方向(外力Fがかかる方向)に向けて走査することとしている。これより、本実施形態に係るレーザ溶接方法で形成される直線状溶接部102,103は、応力が作用する方向に沿って延びる。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法により接合された金属部材501,502では、外部から加わる荷重(外力F)に対する強度を高めることができる。特に、溶接後における金属部材501,502では、高い引張せん断強度を有する。 In addition, in the laser welding method according to this embodiment, in the straight line portion forming sub-step, the laser light spot is scanned in the direction of the stress acting on the multiple metal members 501, 502 after welding (the direction in which the external force F is applied). As a result, the linear welds 102, 103 formed by the laser welding method according to this embodiment extend along the direction in which the stress acts. Therefore, the metal members 501, 502 joined by the laser welding method according to this embodiment can have increased strength against an externally applied load (external force F). In particular, the metal members 501, 502 after welding have high tensile shear strength.

また、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、図4に示したように、ドット状溶接部101の平面視での直径D101に対して、直線状溶接部102,103の平面視での長さL102,L103が短くなるようにしているので、直線部形成サブステップの実行時における溶け落ちの発生などを抑制することができる。 In addition, in the laser welding method according to this embodiment, as shown in FIG. 4, the lengths L102, L103 of the linear welds 102, 103 in plan view are shorter than the diameter D101 of the dot weld 101 in plan view, so that burn-through and other problems can be prevented when performing the linear section formation sub-step.

さらに、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部101に連続する直線状溶接部102,103を形成するので、上記特許文献1に開示の技術のように、ドット状溶接部だけで溶接部を構成する場合に比べて、ドット状溶接部の直径(ドット状溶接部の平面視での面積)を大きくしなくても、さらなる接合強度の向上を図ることができる。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、溶接時間が長くなるのを防ぎ、溶け落ちの発生を抑制しながら、さらなる接合強度の向上を図ることができる。 Furthermore, in the laser welding method according to this embodiment, linear welds 102, 103 are formed that are continuous with the dot welds 101, so that the joint strength can be further improved without increasing the diameter of the dot welds (the area of the dot welds in a plan view) compared to the case where the welds are made up of only dot welds, as in the technology disclosed in the above-mentioned Patent Document 1. Therefore, the laser welding method according to this embodiment can further improve the joint strength while preventing the welding time from becoming longer and suppressing the occurrence of burn-through.

以上のように、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、金属部材501,502を、接合後にかかる外部からの荷重Fに十分に抗することができる高い接合強度で接合することができる。 As described above, the laser welding method according to this embodiment can join the metal members 501 and 502 with a high joint strength that can sufficiently withstand the external load F applied after joining.

[第2実施形態]
本発明の第2実施形態に係るレーザ溶接方法について、図6を用いて説明する。なお、本実施形態に係るレーザ溶接方法は、ドット部形成サブステップにおけるレーザ光のスポットの走査方法が上記第1実施形態に係るレーザ溶接方法と異なる。よって、以下では、ドット部形成サブステップでのレーザ光のスポットの走査方法を主に説明する。
[Second embodiment]
A laser welding method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 6. Note that the laser welding method according to this embodiment differs from the laser welding method according to the first embodiment in the method of scanning the spot of the laser light in the dot portion forming sub-step. Therefore, the following mainly describes the method of scanning the spot of the laser light in the dot portion forming sub-step.

図6に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、ドット部形成サブステップにおいて、ラップ領域500内の所定箇所P1の周りを周回するようにレーザ光のスポットを走査する(走査軌跡L1)。本実施形態に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部101の外周部分1011でのレーザ光の照射密度が、内周部分1010でのレーザ光の照射密度よりも高くなるようにレーザ光のスポットを走査する。 As shown in FIG. 6, in the laser welding method according to this embodiment, in the dot portion forming sub-step, the spot of laser light is scanned so as to circle around a predetermined location P1 in the wrap region 500 (scanning trajectory L1). In the laser welding method according to this embodiment, the spot of laser light is scanned so that the irradiation density of the laser light at the outer peripheral portion 1011 of the dot weld 101 is higher than the irradiation density of the laser light at the inner peripheral portion 1010.

より具体的には、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、ドット部形成サブステップにおいて、内周部分1010でのレーザ光のスポットの走査軌跡を示す線の間隔を相対的に疎とし、外周部分1011でのレーザ光のスポットの走査軌跡を示す線間の間隔を相対的に密とする。このようにドット部形成サブステップにおけるレーザ光の照射密度を外周部分1011と内周部分1010とで変更することにより、外周部分1011での入熱量を内周部分1010での入熱量よりも多くすることができる。 More specifically, in the laser welding method according to this embodiment, in the dot portion forming sub-step, the spacing between the lines showing the scanning trajectory of the laser light spot in the inner peripheral portion 1010 is made relatively sparse, and the spacing between the lines showing the scanning trajectory of the laser light spot in the outer peripheral portion 1011 is made relatively dense. By changing the irradiation density of the laser light in the dot portion forming sub-step in this way between the outer peripheral portion 1011 and the inner peripheral portion 1010, the amount of heat input in the outer peripheral portion 1011 can be made greater than the amount of heat input in the inner peripheral portion 1010.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、ドット部形成サブステップにおいて、外周部分1011でのレーザ光の照射密度を内周部分1010でのレーザ光の照射密度よりも高くなるようにすることで、外周部分1011での入熱量が内周部分1010での入熱量よりも多くなるようにしている。これより、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部101の外周部分1011で溶融金属が凝固するまでの時間を長くすることができ、直線状溶接部102,103に流れ込む金属の量を確保し易い。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、直線状溶接部102,103の長さL102,L103をドット状溶接部101の直径D101よりも長くすることが可能であって、高い強度での接合を実現することができるとともに、溶け落ちの発生を回避することができる。 In the laser welding method according to the present embodiment, in the dot portion forming sub-step, the irradiation density of the laser light in the outer peripheral portion 1011 is made higher than the irradiation density of the laser light in the inner peripheral portion 1010, so that the heat input in the outer peripheral portion 1011 is made greater than the heat input in the inner peripheral portion 1010. As a result, in the laser welding method according to the present embodiment, the time until the molten metal solidifies in the outer peripheral portion 1011 of the dot weld 101 can be extended, and the amount of metal flowing into the linear welds 102, 103 can be easily secured. Therefore, in the laser welding method according to the present embodiment, the lengths L102, L103 of the linear welds 102, 103 can be made longer than the diameter D101 of the dot weld 101, so that a joint with high strength can be realized and the occurrence of burn-through can be avoided.

なお、本実施形態では、ドット状溶接部101の外周部分1011での入熱量を内周部分1010での入熱量よりも多くするために、外周部分1011と内周部分1010とでレーザ光の照射密度を変えることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ドット部形成サブステップにおいて、外周部分1011でのレーザ光のレーザ出力を内周部分1010でのレーザ光のレーザ出力よりも高くするという方法を採用することも可能である。 In this embodiment, the irradiation density of the laser light is changed between the outer peripheral portion 1011 and the inner peripheral portion 1010 in order to make the heat input amount at the outer peripheral portion 1011 of the dot-shaped welded portion 101 greater than the heat input amount at the inner peripheral portion 1010, but the present invention is not limited to this. For example, it is also possible to adopt a method in which the laser output of the laser light at the outer peripheral portion 1011 is made higher than the laser output of the laser light at the inner peripheral portion 1010 in the dot portion formation sub-step.

[第3実施形態]
本発明の第3実施形態に係るレーザ溶接方法について、図7(a)を用いて説明する。なお、本実施形態に係るレーザ溶接方法は、直線部形成サブステップにおけるレーザ光のスポットの走査方法が上記第1実施形態に係るレーザ溶接方法と異なる。よって、以下では、直線部形成サブステップでのレーザ光のスポットの走査方法を主に説明する。
[Third embodiment]
A laser welding method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 7(a). Note that the laser welding method according to this embodiment differs from the laser welding method according to the first embodiment in the method of scanning the spot of the laser light in the straight line portion forming sub-step. Therefore, the following mainly describes the method of scanning the spot of the laser light in the straight line portion forming sub-step.

図7(a)に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、ドット状溶接部101の外周縁101bとの交点およびその近傍部分を含む起点部分103aでレーザ光のスポットが所定箇所の周りを周回するように走査する(走査軌跡L31)。そして、起点部分103aの走査に引き続き、起点部分103aよりもドット状溶接部101から離間した離間部分103bで直線状にレーザ光のスポットを走査する(走査軌跡L32)。即ち、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、レーザ光のスポットを起点部分103aで周回させ(走査軌跡L31)、起点部分103aでのレーザ光のスポットの走査に連続するように、離間部分103bで直線状に走査する(走査軌跡L32)。 As shown in FIG. 7A, in the laser welding method according to this embodiment, in the straight-line portion forming sub-step, the starting portion 103a including the intersection with the outer periphery 101b of the dot-shaped weld 101 and its neighboring portion is scanned so that the laser light spot revolves around a predetermined location (scanning trajectory L31). Then, following the scanning of the starting portion 103a, the laser light spot is linearly scanned in the separated portion 103b that is farther away from the dot-shaped weld 101 than the starting portion 103a (scanning trajectory L32). That is, in the laser welding method according to this embodiment, in the straight-line portion forming sub-step, the laser light spot is revolved around the starting portion 103a (scanning trajectory L31), and linearly scanned in the separated portion 103b so as to continue from the scanning of the laser light spot at the starting portion 103a (scanning trajectory L32).

なお、直線状溶接部103の形成についてのみ説明したが、直線状溶接部102の形成においても同様の方法で溶接をおこなうことができる。具体的には、ドット状溶接部101の外周縁101aとの交点およびその近傍部分を含む起点部分102aでレーザ光のスポットが所定箇所の周りを周回するように走査し、当該走査に引き続き起点部分102aよりもドット状溶接部101から離間した離間部分で直線状にレーザ光のスポットを走査することができる。 Although only the formation of the linear weld 103 has been described, the linear weld 102 can also be formed by a similar method. Specifically, the spot of the laser light can be scanned so as to circle around a predetermined location at the starting point 102a, which includes the intersection with the outer periphery 101a of the dot weld 101 and the area nearby, and the spot of the laser light can be scanned linearly at the separated area that is farther away from the dot weld 101 than the starting point 102a.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、走査軌跡L31と走査軌跡L32とからなる走査軌跡L3に沿ってレーザ光のスポットを走査することで、起点部分103aでのレーザ光の照射密度を離間部分よりも高くなるようにすることができる。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、起点部分103aでの入熱量が離間部分103bでの入熱量よりも多くなるようにすることができ、直線状溶接部103の起点部分103a、即ち、ドット状溶接部101の外周縁101bにおける金属が凝固するまでの時間を長くすることができ、直線状溶接部103に流れ込む金属の量を確保し易い。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、直線状溶接部103の長さL103をドット状溶接部101の直径D101よりも長くすることが可能であって、高い強度での接合を実現することができるとともに、溶け落ちの発生を回避することができる。 In the laser welding method according to the present embodiment, in the straight portion forming sub-step, the spot of the laser light is scanned along the scanning trajectory L3 consisting of the scanning trajectory L31 and the scanning trajectory L32, so that the irradiation density of the laser light at the starting point portion 103a can be made higher than that at the spaced portion. Therefore, in the laser welding method according to the present embodiment, the heat input at the starting point portion 103a can be made greater than the heat input at the spaced portion 103b, and the time until the metal at the starting point portion 103a of the linear welded portion 103, i.e., the outer peripheral edge 101b of the dot welded portion 101, solidifies can be lengthened, and the amount of metal flowing into the linear welded portion 103 can be easily secured. Therefore, in the laser welding method according to the present embodiment, the length L103 of the linear welded portion 103 can be made longer than the diameter D101 of the dot welded portion 101, so that a joint with high strength can be realized and the occurrence of burn-through can be avoided.

なお、直線状溶接部102についても、直線状溶接部103と同様に、起点部分102aでレーザ光のスポットを旋回走査することで、当該起点部分102a(ドット状溶接部101の外周縁101a)における金属が凝固するまでの時間を長くすることができ、直線状溶接部102に流れ込む金属の量も確保し易くなる。これより、直線状溶接部102についても、その長さL102をドット状溶接部101の直径D101よりも長くすることができ、高い強度での接合を実現できるとともに、溶け落ちの発生を回避することができる。 As with the linear weld 103, the laser light spot is rotated and scanned at the starting point 102a of the linear weld 102, which lengthens the time it takes for the metal at the starting point 102a (the outer peripheral edge 101a of the dot weld 101) to solidify, making it easier to ensure the amount of metal that flows into the linear weld 102. As a result, the length L102 of the linear weld 102 can be made longer than the diameter D101 of the dot weld 101, achieving a high-strength joint and preventing burn-through.

[第4実施形態]
本発明の第4実施形態に係るレーザ溶接方法について、図7(b)を用いて説明する。なお、本実施形態に係るレーザ溶接方法は、直線部形成サブステップにおけるレーザ光のスポットの走査方法、特に起点部分103aでの走査方法が上記第3実施形態に係るレーザ溶接方法と異なる。よって、以下では、直線部形成サブステップにおける起点部分103aでのレーザ光のスポットの走査方法を主に説明する。
[Fourth embodiment]
A laser welding method according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 7(b). Note that the laser welding method according to this embodiment differs from the laser welding method according to the third embodiment in the scanning method of the spot of the laser light in the straight portion forming sub-step, particularly the scanning method of the starting point portion 103a. Therefore, hereinafter, the scanning method of the spot of the laser light on the starting point portion 103a in the straight portion forming sub-step will be mainly described.

図7(b)に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、ドット状溶接部101の外周縁101bとの交点およびその近傍部分を含む起点部分103aでレーザ光のスポットがジグザグ状の走査軌跡L33を走査する。離間部分103bでのレーザ光のスポットの走査については、上記第3実施形態に係るレーザ溶接方法と同じである。 As shown in FIG. 7(b), in the straight line portion forming sub-step, in the laser welding method according to this embodiment, the spot of the laser light scans a zigzag scanning trajectory L33 at the starting point portion 103a, which includes the intersection with the outer peripheral edge 101b of the dot weld 101 and the vicinity thereof. The scanning of the spot of the laser light at the spaced portion 103b is the same as in the laser welding method according to the third embodiment.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、起点部分103aでレーザ光のスポットがジグザグ状の走査軌跡L33を走査するようにしているので、起点部分103aでのレーザ光の照射密度を離間部分よりも高くなるようにすることができる。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、上記第3実施形態に係るレーザ溶接方法を同様に、起点部分103aでの入熱量が離間部分103bでの入熱量よりも多くなるようにすることができ、直線状溶接部103の起点部分103a、即ち、ドット状溶接部101の外周縁101bにおける金属が凝固するまでの時間を長くすることができ、直線状溶接部102,103に流れ込む金属の量を確保し易い。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、直線状溶接部103の長さL103をドット状溶接部101の直径D101よりも長くすることが可能であって、高い強度での接合を実現することができるとともに、溶け落ちの発生を回避することができる。 In the laser welding method according to this embodiment, in the straight portion forming sub-step, the spot of the laser light scans the zigzag scanning trajectory L33 at the starting point 103a, so that the irradiation density of the laser light at the starting point 103a can be made higher than that at the spaced portion. Thus, in the laser welding method according to this embodiment, like the laser welding method according to the third embodiment, the heat input at the starting point 103a can be made greater than the heat input at the spaced portion 103b, and the time until the metal at the starting point 103a of the linear weld 103, i.e., the outer periphery 101b of the dot weld 101 solidifies can be lengthened, making it easier to ensure the amount of metal flowing into the linear welds 102 and 103. Thus, in the laser welding method according to this embodiment, the length L103 of the linear weld 103 can be made longer than the diameter D101 of the dot weld 101, so that a high-strength joint can be realized and the occurrence of burn-through can be avoided.

なお、本実施形態においても、上記第3実施形態と同様に、直線状溶接部102の形成に際して、起点部分102aでレーザ光のスポットをジグザグ状に走査することで、当該起点部分102a(ドット状溶接部101の外周縁101a)における金属が凝固するまでの時間を長くすることができ、直線状溶接部102に流れ込む金属の量も確保し易くなる。これより、直線状溶接部102についても、その長さL102をドット状溶接部101の直径D101よりも長くすることができ、高い強度での接合を実現できるとともに、溶け落ちの発生を回避することができる。 In this embodiment, as in the third embodiment, when forming the linear weld 102, the starting point 102a is scanned with a zigzag laser light spot, which lengthens the time it takes for the metal at the starting point 102a (the outer peripheral edge 101a of the dot weld 101) to solidify, making it easier to ensure the amount of metal that flows into the linear weld 102. As a result, the length L102 of the linear weld 102 can be made longer than the diameter D101 of the dot weld 101, achieving a high-strength joint and avoiding burn-through.

[第5実施形態]
本発明の第5実施形態に係るレーザ溶接方法について、図8を用いて説明する。なお、本実施形態に係るレーザ溶接方法は、直線部形成サブステップにおいて形成する直線状溶接部の本数が上記第1実施形態とは異なる。以下では、直線部形成サブステップにおいて形成される直線状溶接部の形態を主に説明する。
[Fifth embodiment]
A laser welding method according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 8. Note that the laser welding method according to this embodiment differs from the first embodiment in the number of linear welds formed in the linear portion forming sub-step. The following mainly describes the shape of the linear welds formed in the linear portion forming sub-step.

図8(a)に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法で形成する溶接部100は、ドット状溶接部101に連続する4本の直線状溶接部102~105を備える。本実施形態においても、ドット状溶接部101の金属が凝固する前に(溶融状態の間に)、4本の直線状溶接部102~105を形成する。 As shown in FIG. 8(a), the weld 100 formed by the laser welding method according to this embodiment includes four linear welds 102-105 that are continuous with the dot weld 101. In this embodiment as well, the four linear welds 102-105 are formed before the metal of the dot weld 101 solidifies (while in a molten state).

4本の直線状溶接部102~105は、ドット状溶接部101の周方向に分散した箇所に起点部分を有する。本実施形態では、具体的には、図8(a)に示すように、4本の直線状溶接部102~105は、互いに90°ずつ角度を変えて形成されている。 The four linear welds 102-105 have starting points at locations distributed around the circumference of the dot weld 101. In this embodiment, specifically, as shown in FIG. 8(a), the four linear welds 102-105 are formed at angles of 90° to each other.

ここで、図8(b)に示すように、各直線状溶接部102~105の幅方向での中心に仮想中心線LN1,LN2を引く。なお、本実施形態では、直線状溶接部102と直線状溶接部103とが仮想中心線LN1を共有し、直線状溶接部104と直線状溶接部105とが仮想中心線LN2を共有する。ただし、本発明は、これに限定を受けるものではない。それぞれの直線状溶接部102~105が互いに交差する仮想中心線を有するように、直線状溶接部102~105を形成することとしてもよい。 As shown in FIG. 8(b), imaginary center lines LN1 and LN2 are drawn at the center of each of the linear welds 102-105 in the width direction. In this embodiment, the linear welds 102 and 103 share the imaginary center line LN1, and the linear welds 104 and 105 share the imaginary center line LN2. However, the present invention is not limited to this. The linear welds 102-105 may be formed so that the linear welds 102-105 have imaginary center lines that intersect with each other.

図8(b)に示すように、仮想中心線LN1と仮想中心線LN2とは、ドット状溶接部101の形成領域内で互いに交差する。 As shown in FIG. 8(b), the imaginary center line LN1 and the imaginary center line LN2 intersect with each other within the formation area of the dot weld 101.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、仮想中心線LN1と仮想中心線LN2とがドット状溶接部101が形成された領域内で互いに交差するようにしているので、直線状溶接部102および直線状溶接部103が延びる方向(第1方向)に作用する応力と、直線状溶接部104と直線状溶接部105とが延びる方向(第2方向)に作用する応力とがドット状溶接部101の形成領域内の交点P2で合成されることとなる。そして、ドット状溶接部101の形成領域内の交点P2で合成された応力は、交点P2からドット状溶接部101の径方向外側に向けて分散される。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、高い強度での接合にさらに有効である。 In the laser welding method according to this embodiment, the virtual center lines LN1 and LN2 intersect each other in the region where the dot welds 101 are formed, so that the stress acting in the direction (first direction) in which the linear welds 102 and 103 extend and the stress acting in the direction (second direction) in which the linear welds 104 and 105 extend are combined at the intersection P2 in the region where the dot welds 101 are formed. The combined stress at the intersection P2 in the region where the dot welds 101 are formed is dispersed from the intersection P2 toward the radial outside of the dot welds 101. Therefore, the laser welding method according to this embodiment is even more effective for high-strength joining.

[第6実施形態]
発明の第6実施形態に係るレーザ溶接方法について、図9を用いて説明する。なお、本実施形態に係るレーザ溶接方法は、直線部形成サブステップにおいて形成する直線状溶接部の長さに関して上記第5実施形態とは異なる。以下では、上記第5実施形態との差異を主に説明する。
Sixth Embodiment
A laser welding method according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 9. Note that the laser welding method according to this embodiment differs from the fifth embodiment in terms of the length of the linear weld portion formed in the linear portion forming sub-step. The following mainly describes the differences from the fifth embodiment.

図9に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、ドット状溶接部101と、当該ドット状溶接部101に連続する4本の直線状溶接部102~105とからなる溶接部100を形成する。本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、ドット状溶接部101の金属が溶融状態の間に、4本の直線状溶接部102~105を形成する。 As shown in FIG. 9, the laser welding method according to this embodiment also forms a weld 100 consisting of a dot weld 101 and four linear welds 102-105 that are continuous with the dot weld 101. The laser welding method according to this embodiment also forms the four linear welds 102-105 while the metal of the dot weld 101 is in a molten state.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、直線状溶接部103の長さL103を、他の直線状溶接部102,104,105の各長さL102,L104,L105よりも長くなるようにしている。これは、溶接後の金属部材501,502に対してかかる荷重F1,F2の内、荷重F1の方が外力F2よりも大きいことを考慮したものである。 In the laser welding method according to this embodiment, the length L103 of the linear weld 103 is set to be longer than the lengths L102, L104, and L105 of the other linear welds 102, 104, and 105. This is because, of the loads F1 and F2 applied to the metal members 501 and 502 after welding, the load F1 is greater than the external force F2.

即ち、相対的に大きな応力が作用する方向に向けて形成された直線状溶接部103の長さL103を、相対的に小さな応力が作用する方向に向けて形成された直線状溶接部104,105の各長さL104,L105よりも長くしている。また、直線状溶接部103の長さL103を、ドット状溶接部101の直径D101よりも長くしている。なお、直線状溶接部102の長さL102についても、直線状溶接部103と同様に長くすることも可能である。 That is, the length L103 of the linear weld 103 formed in the direction in which a relatively large stress acts is longer than the lengths L104, L105 of the linear welds 104, 105 formed in the direction in which a relatively small stress acts. Also, the length L103 of the linear weld 103 is longer than the diameter D101 of the dot weld 101. It is also possible to make the length L102 of the linear weld 102 as long as the linear weld 103.

本実施形態に係るレーザ溶接方法では、直線部形成サブステップにおいて、相対的に大きな荷重F1がかかり、大きな応力が作用する方向に延びる直線状溶接部103の長さL103を、相対的に小さな荷重F2がかかり、小さな応力が作用する方向に延びる直線状溶接部104,105の長さL104,L105よりも長くしている。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法を用いての金属部材同士の接合では、溶接後において金属部材501,502に作用する応力が2方向に作用する場合にも、高い接合強度を実現することができる。 In the laser welding method according to this embodiment, in the straight section forming sub-step, the length L103 of the linear weld 103, which is subjected to a relatively large load F1 and extends in a direction in which a large stress acts, is made longer than the lengths L104, L105 of the linear welds 104, 105, which are subjected to a relatively small load F2 and extend in a direction in which a small stress acts. Therefore, when joining metal members using the laser welding method according to this embodiment, high joint strength can be achieved even when stress acts on the metal members 501, 502 in two directions after welding.

[第7実施形態]
本発明の第7実施形態に係るレーザ溶接方法について、図10(a)を用いて説明する。
[Seventh embodiment]
A laser welding method according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図10(a)に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部101と、当該ドット状溶接部101に連続する直線状溶接部103とからなる溶接部100を形成し、金属部材501,502の接合を行う。本実施形態でも、ドット状溶接部101の金属が溶融状態の間に直線状溶接部103の形成を行う。これにより、ドット状溶接部101の溶融金属の一部が直線状溶接部103の側へと流れ込み、高い接合強度をもって金属部材501,502の接合を行うことができる。 As shown in FIG. 10(a), in the laser welding method according to this embodiment, a weld 100 consisting of a dot weld 101 and a linear weld 103 continuous with the dot weld 101 is formed, and metal members 501 and 502 are joined. In this embodiment as well, the linear weld 103 is formed while the metal of the dot weld 101 is in a molten state. This allows a portion of the molten metal of the dot weld 101 to flow toward the linear weld 103, and the metal members 501 and 502 can be joined with high joint strength.

本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、溶接後の金属部材501,502にかかる外部からの荷重を考慮し、応力が作用する方向に延びるように直線状溶接部103を形成している。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。 In the laser welding method according to this embodiment, the external load acting on the metal members 501, 502 after welding is taken into consideration, and the linear weld 103 is formed so as to extend in the direction in which the stress acts. Therefore, the laser welding method according to this embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.

また、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、上記第1実施形態よりも直線状溶接部の本数を減らしているので、溶接に要する時間を短縮することができ、より高い生産性を実現することができる。 In addition, the laser welding method according to this embodiment has fewer linear welds than the first embodiment, which shortens the time required for welding and achieves higher productivity.

[第8実施形態]
本発明の第8実施形態に係るレーザ溶接方法について、図10(b)を用いて説明する。
[Eighth embodiment]
A laser welding method according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図10(b)に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部101と、当該ドット状溶接部101に連続する3本の直線状溶接部103,106,107とからなる溶接部100を形成し、金属部材501,502の接合を行う。本実施形態でも、ドット状溶接部101の金属が溶融状態の間に直線状溶接部103,106,107の形成を行う。これにより、ドット状溶接部101の溶融金属の一部が直線状溶接部103,106,107の側へと流れ込み、高い接合強度をもって金属部材501,502の接合を行うことができる。 As shown in FIG. 10(b), in the laser welding method according to this embodiment, a weld 100 consisting of a dot weld 101 and three linear welds 103, 106, and 107 that are continuous with the dot weld 101 is formed, and metal members 501 and 502 are joined. In this embodiment, too, the linear welds 103, 106, and 107 are formed while the metal of the dot weld 101 is in a molten state. This allows some of the molten metal of the dot weld 101 to flow toward the linear welds 103, 106, and 107, and the metal members 501 and 502 can be joined with high joint strength.

本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、溶接後の金属部材501,502にかかる外部からの荷重を考慮し、応力が作用するそれぞれの方向に延びるように直線状溶接部103,106,107を形成している。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。 In the laser welding method according to this embodiment, the linear welds 103, 106, and 107 are formed so as to extend in the respective directions in which the stress acts, taking into consideration the external load applied to the metal members 501 and 502 after welding. Therefore, the laser welding method according to this embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.

[第9実施形態]
本発明の第9実施形態に係るレーザ溶接方法について、図10(c)を用いて説明する。
[Ninth embodiment]
A laser welding method according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図10(c)に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接方法では、ドット状溶接部101と、当該ドット状溶接部101に連続する5本の直線状溶接部103,108~111とからなる溶接部100を形成し、金属部材501,502の接合を行う。本実施形態でも、ドット状溶接部101の金属が溶融状態の間に直線状溶接部103,108~111の形成を行う。これにより、ドット状溶接部101の溶融金属の一部が直線状溶接部103,108~111の側へと流れ込み、高い接合強度をもって金属部材501,502の接合を行うことができる。 As shown in FIG. 10(c), in the laser welding method according to this embodiment, a weld 100 consisting of a dot weld 101 and five linear welds 103, 108-111 that are continuous with the dot weld 101 is formed, and the metal members 501, 502 are joined. In this embodiment as well, the linear welds 103, 108-111 are formed while the metal of the dot weld 101 is in a molten state. This allows some of the molten metal of the dot weld 101 to flow toward the linear welds 103, 108-111, and the metal members 501, 502 can be joined with high joint strength.

本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、溶接後の金属部材501,502にかかる外部からの荷重を考慮し、応力が作用するそれぞれの方向に延びるように直線状溶接部103,108~111を形成している。よって、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、上記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。 In the laser welding method according to this embodiment, the linear welds 103, 108-111 are formed so as to extend in the respective directions in which the stress acts, taking into consideration the external load applied to the metal members 501, 502 after welding. Therefore, the laser welding method according to this embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.

[第10実施形態]
本発明の第10実施形態に係るレーザ溶接方法について、図11を用いて説明する。
[Tenth embodiment]
A laser welding method according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

(1)ドット部形成サブステップ
図11(a)に示すように、本実施形態に係るレーザ溶接では、上記第1実施形態と同様に、ラップ領域内の所定箇所P1の周りを周回するようにレーザ光のスポットを走査する(走査軌跡L1)。これにより、平面視ドット状のドット状溶接部101が形成される。
11A, in the laser welding according to this embodiment, a spot of laser light is scanned so as to circle around a predetermined location P1 in the overlap region (scanning trajectory L1), as in the first embodiment, to form dot-shaped welds 101 having a dot shape in plan view.

(2)ドット状溶接部101の外周縁へのレーザ光の再照射
次に、図11(b)に示すように、ドット状溶接部101を形成した後、直線状溶接部102,103を形成する前に、ドット状溶接部101の外周縁をレーザ光のスポットが周回するように走査する(走査軌跡L4)。
(2) Re-irradiation of laser light to the outer peripheral edge of the dot-shaped weld 101 Next, as shown in FIG. 11(b), after forming the dot-shaped weld 101 and before forming the linear welds 102, 103, the outer peripheral edge of the dot-shaped weld 101 is scanned in a circular motion with a laser light spot (scanning trajectory L4).

(3)直線部形成サブステップ
次に、図11(c)に示すように、ドット状溶接部101の外周縁にレーザ光を再照射した後、ドット状溶接部101の金属部材が溶融状態の間に、ドット状溶接部101の外周縁101aから、当該ドット状溶接部101の径方向外側に離間するようにレーザ光のスポットを走査する(走査軌跡L2)。これにより、ドット状溶接部101に対して、当該ドット状溶接部101の外周縁101aで連続する平面視直線状の直線状溶接部102が形成される。
11(c), after the laser light is irradiated again to the outer periphery of the dot welds 101, while the metal member of the dot welds 101 is in a molten state, the spot of the laser light is scanned so as to move away from the outer periphery 101a of the dot welds 101 radially outward from the dot welds 101 (scanning trajectory L2). This forms linear welds 102 that are continuous with the outer periphery 101a of the dot welds 101 and have a straight shape in plan view.

なお、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、レーザ光のスポットを走査する方向(走査軌跡L2が延びる方向)を、溶接後において応力が作用する方向(外力Fがかかる方向)に合致させている。 In the laser welding method according to this embodiment, the direction in which the laser light spot is scanned (the direction in which the scanning trajectory L2 extends) is also aligned with the direction in which stress acts after welding (the direction in which the external force F is applied).

次に、ドット状溶接部101における金属部材が溶融状態の間に、ドット状溶接部101の外周縁101bから、直線状溶接部102が延びる方向とは反対向きに、当該ドット状溶接部101の径方向外側に離間するようにレーザ光のスポットを走査する(走査軌跡L3)。これにより、ドット状溶接部101の外周縁101bで連続する平面視直線状の直線状溶接部103が形成される。 Next, while the metal member in the dot weld 101 is in a molten state, the spot of the laser light is scanned from the outer peripheral edge 101b of the dot weld 101 in the opposite direction to the extension direction of the linear weld 102, so as to move away radially outward from the dot weld 101 (scanning trajectory L3). This forms a linear weld 103 that is continuous at the outer peripheral edge 101b of the dot weld 101 and has a linear shape in a plan view.

なお、本実施形態に係るレーザ溶接方法でも、レーザ光のスポットを走査する方向(走査軌跡L3が延びる方向)も、上述の応力が作用する方向(外力Fがかかる方向)に合致させている。 In the laser welding method according to this embodiment, the direction in which the laser light spot is scanned (the direction in which the scanning trajectory L3 extends) is also aligned with the direction in which the above-mentioned stress acts (the direction in which the external force F is applied).

本実施形態では、ドット状溶接部101を形成した後、直線状溶接部102,103を形成する前に、溶接部101の金属部材が溶融状態の間に、ドット状溶接部101の外周縁にレーザ光を再照射することで、ドット状溶接部101の外周縁101a,101bにおける金属が凝固するまでの時間を長くすることができる。 In this embodiment, after forming the dot welds 101, and before forming the linear welds 102 and 103, the outer periphery of the dot welds 101 is re-irradiated with laser light while the metal component of the welds 101 is in a molten state, thereby lengthening the time until the metal at the outer periphery 101a and 101b of the dot welds 101 solidifies.

上記のように直線状溶接部102,103に加えて、さらに多くの直線状溶接部を形成しようとする場合には、ドット状溶接部の外周縁へのレーザ光の再照射と直線状溶接部の形成とを交互に行えばよい。このようにドット状溶接部の外周縁へのレーザ光の再照射と直線状溶接部の形成とを交互に行うようにすれば、ドット状溶接部の外周縁における金属が凝固するまでの時間を長くすることができる。 If more linear welds are to be formed in addition to the linear welds 102 and 103 as described above, it is sufficient to alternate between re-irradiating the outer periphery of the dot welds with laser light and forming linear welds. By alternating between re-irradiating the outer periphery of the dot welds with laser light and forming linear welds in this way, the time it takes for the metal at the outer periphery of the dot welds to solidify can be extended.

従って、本実施形態に係るレーザ溶接方法を用いれば、直線状溶接部102,103に流れ込む金属の量も確保し易くなり、直線状溶接部102,103の長さをさらに長くすることができ、高い強度での接合を実現できるとともに、溶け落ちの発生を回避することができる。 Therefore, by using the laser welding method according to this embodiment, it becomes easier to ensure the amount of metal flowing into the linear welds 102, 103, and the length of the linear welds 102, 103 can be further increased, realizing a joint with high strength and preventing the occurrence of burn-through.

[確認実験1]
確認実験1について、図12を用いて説明する。
[Confirmation Experiment 1]
Confirmatory experiment 1 will be described with reference to FIG.

1.実験条件
確認実験1では、金属部材501,502として次のような部材を用いた。
1. Experimental Conditions In confirmation experiment 1, the following materials were used as the metal members 501 and 502.

・材質:SPFC590
・寸法:L=100mm、W=40mm、T=1.0mm
また、確認実験1では、金属部材501と金属部材とを次のようにレーザ溶接を行った。
・Material: SPFC590
Dimensions: L = 100 mm, W = 40 mm, T = 1.0 mm
In addition, in confirmation experiment 1, the metal member 501 and another metal member were laser-welded as follows.

・ラップ代:40mm
・間隙:G=0.5mm
・ドット状溶接部101の直径:D101=φ4mm~φ6mm
・直線状溶接部102,103の長さ:L102=L103=0mm~6mm
ただし、長さL102,L103については、直径D101以下とした。
・Lap width: 40mm
・Gap: G=0.5mm
Diameter of dot-shaped weld 101: D101 = φ4 mm to φ6 mm
Length of linear welds 102, 103: L102 = L103 = 0 mm to 6 mm
However, the lengths L102 and L103 are set to be equal to or less than the diameter D101.

以上のような条件でレーザ溶接を行い、引張せん断強度を測定した。 Laser welding was performed under the above conditions, and the tensile shear strength was measured.

2.実験結果
図12(b)に示すように、直線状溶接部102,103を形成しなかった場合(L102、L103が“0mm”の場合)には、ドット状溶接部101の直径D101の大きさに従って引張せん断強度が変化した。具体的には、ドット状溶接部101の直径D101がφ5mmの場合には、直径D101がφ4mmの場合よりも引張せん断強度が高くなり、直径D101がφ6mmの場合には、直径D101がφ5mmの場合よりもさらに引張せん断強度が高くなった。
12(b), when the linear welds 102, 103 were not formed (when L102, L103 were 0 mm), the tensile shear strength changed according to the diameter D101 of the dot weld 101. Specifically, when the diameter D101 of the dot weld 101 was φ5 mm, the tensile shear strength was higher than when the diameter D101 was φ4 mm, and when the diameter D101 was φ6 mm, the tensile shear strength was even higher than when the diameter D101 was φ5 mm.

また、直径D101がφ4mmの場合には、直線状溶接部102,103の長さL102,L103が長くなるに従って引張せん断強度も微増した。直径D101がφ5mmの場合にも、同様に、直線状溶接部102,103の長さL102,L103が長くなるに従って引張せん断強度も高くなった。なお、直径D101がφ5mmの場合には、直線状溶接部102,103の長さL102,L103の増加に伴う引張せん断強度の上昇度合が、直径D101がφ4mmの場合よりも大きくなった。 In addition, when the diameter D101 was φ4 mm, the tensile shear strength increased slightly as the lengths L102, L103 of the linear welds 102, 103 increased. Similarly, when the diameter D101 was φ5 mm, the tensile shear strength increased as the lengths L102, L103 of the linear welds 102, 103 increased. Note that when the diameter D101 was φ5 mm, the degree of increase in the tensile shear strength with the increase in the lengths L102, L103 of the linear welds 102, 103 was greater than when the diameter D101 was φ4 mm.

直径D101がφ6mmの場合にも、直線状溶接部102,103の長さL102,L103が長くなるに従って引張せん断強度も高くなった。なお、直径D101がφ6mmの場合には、直線状溶接部102,103の長さL102,L103の増加に伴う引張せん断強度の上昇度合が、直径D101がφ5mmの場合と同程度となった。 Even when the diameter D101 was φ6 mm, the tensile shear strength increased as the lengths L102, L103 of the linear welds 102, 103 increased. When the diameter D101 was φ6 mm, the degree of increase in the tensile shear strength with the increase in the lengths L102, L103 of the linear welds 102, 103 was the same as when the diameter D101 was φ5 mm.

以上より、ドット状溶接部101と直線状溶接部102,103とを有する溶接部100を形成することにより、溶接後の金属部材501,502における引張せん断強度を高くすることができることが分かる。なお、直線状溶接部102,103の長さL102,L103については、溶け落ちを生じない範囲で長くすることが、高い溶接強度を得る上で望ましいといえる。 From the above, it can be seen that by forming a weld 100 having a dot-shaped weld 101 and linear welds 102, 103, it is possible to increase the tensile shear strength of the metal members 501, 502 after welding. In addition, it can be said that it is desirable to make the lengths L102, L103 of the linear welds 102, 103 long within a range that does not cause burn-through in order to obtain high weld strength.

[確認実験2]
確認実験2について、図13および図14を用いて説明する。
[Confirmation Experiment 2]
Confirmatory experiment 2 will be described with reference to FIGS.

1.実験条件
確認実験2では、金属部材501,502として次のような部材を用いた。
1. Experimental Conditions In confirmation experiment 2, the following materials were used as the metal members 501 and 502.

・材質:鋼材(SPCC-SD、SPFC590、SPFC980Y)
・寸法:L501=L502=100mm、W=40mm、T=1.0mm
また、確認実験2では、金属部材501と金属部材とを次のようにレーザ溶接を行った。
・Material: Steel (SPCC-SD, SPFC590, SPFC980Y)
Dimensions: L501 = L502 = 100 mm, W = 40 mm, T = 1.0 mm
In addition, in confirmation experiment 2, the metal member 501 and another metal member were laser-welded as follows.

・ラップ代:L500=40mm
・レーザ出力:3000W(SPCC-SDは、3100W)
・走査速度:ドット状溶接部・・250mm/s 直線状溶接部・・100mm/s
・Wrap length: L500 = 40mm
Laser output: 3000W (SPCC-SD is 3100W)
Scanning speed: dot welds: 250 mm/s; linear welds: 100 mm/s

(1)サンプル1
図13(a)に示すように、サンプル1は、ドット状溶接部101と直線状溶接部102,103とからなる溶接部100を形成して金属部材501,502の接合を行った。サンプル1では、上記第1実施形態と同様に、直線状溶接部102,103を応力が作用する方向に延びるように形成した。
(1) Sample 1
13A, in sample 1, metal members 501 and 502 were joined by forming a weld 100 consisting of a dot-shaped weld 101 and linear welds 102 and 103. In sample 1, similar to the first embodiment, the linear welds 102 and 103 were formed to extend in the direction in which stress acts.

なお、金属部材501と金属部材502との間隙Gを0mm(当接させた状態)とした。また、直線状溶接部102,103の長さL102,L103を4.5mmとした。 The gap G between the metal members 501 and 502 was set to 0 mm (in contact). The lengths L102 and L103 of the linear welds 102 and 103 were set to 4.5 mm.

(2)サンプル2
図13(b)に示すように、サンプル2も、ドット状溶接部101と直線状溶接部112,113とからなる溶接部100を形成して金属部材501,502の接合を行った。ただし、サンプル2では、直線状溶接部112,113を応力が作用する方向に対して直交する方向に延びるように形成した。
(2) Sample 2
13(b), in sample 2, metal members 501 and 502 were joined by forming a weld 100 consisting of a dot-shaped weld 101 and linear welds 112 and 113. However, in sample 2, the linear welds 112 and 113 were formed to extend in a direction perpendicular to the direction in which stress acts.

なお、金属部材501と金属部材502との間隙Gを0mm(当接させた状態)とした。また、直線状溶接部112,113の長さを4.5mmとした。 The gap G between the metal members 501 and 502 was set to 0 mm (in contact). The length of the linear welds 112 and 113 was set to 4.5 mm.

(3)サンプル3
図13(c)に示すように、サンプル3は、スポット溶接を行い溶接部900を形成した。
(3) Sample 3
As shown in FIG. 13C, in sample 3, a welded portion 900 was formed by spot welding.

SPCC-SDでのスポット溶接の条件は、電流値が11000A、加圧力が0.2MPa、通電時間が10Hzである。SPFC590でのスポット溶接の条件は、電流値が9500A、加圧力が0.3MPa、通電時間が9Hzである。SPFC980Yでのスポット溶接の条件は、電流値が9500A、加圧力が0.4MPa、通電時間が9Hzである。 The conditions for spot welding with SPCC-SD are a current of 11,000 A, pressure of 0.2 MPa, and current flow time of 10 Hz. The conditions for spot welding with SPFC590 are a current of 9,500 A, pressure of 0.3 MPa, and current flow time of 9 Hz. The conditions for spot welding with SPFC980Y are a current of 9,500 A, pressure of 0.4 MPa, and current flow time of 9 Hz.

なお、溶接部900の直径は、φ5.5mm~φ6.0mmとした。また、金属部材501と金属部材502との間隙Gを0mm(当接させた状態)とした。 The diameter of the welded portion 900 was φ5.5 mm to φ6.0 mm. The gap G between the metal members 501 and 502 was 0 mm (in contact).

(4)サンプル4
図13(d)に示すように、サンプル4は、直線状溶接部901を形成して金属部材501,502の接合を行った。サンプル4では、直線状溶接部901を応力が作用する方向に延びるように形成した。
(4) Sample 4
13D, in sample 4, a linear weld 901 was formed to join the metal members 501 and 502. In sample 4, the linear weld 901 was formed so as to extend in the direction in which stress acts.

レーザ溶接の条件は、レーザ出力を2000W、走査速度を80mm/sとした。なお、金属部材501と金属部材502との間隙Gを0mm(当接させた状態)とした。また、直線状溶接部901の長さを15mmとした。 The laser welding conditions were a laser output of 2000 W and a scanning speed of 80 mm/s. The gap G between the metal members 501 and 502 was 0 mm (in contact). The length of the linear weld 901 was 15 mm.

(5)サンプル5
図13(e)に示すように、サンプル5も、直線状溶接部902を形成して金属部材501,502の接合を行った。ただし、サンプル5では、直線状溶接部902を応力が作用する方向に対して直交する方向に延びるように形成した。
(5) Sample 5
13( e), in sample 5, a linear weld 902 was also formed to join the metal members 501 and 502. However, in sample 5, the linear weld 902 was formed so as to extend in a direction perpendicular to the direction in which the stress acts.

レーザ溶接の条件は、レーザ出力を2000W、走査速度を80mm/sとした。なお、金属部材501と金属部材502との間隙Gを0mm(当接させた状態)とした。また、直線状溶接部901の長さを15mmとした。 The laser welding conditions were a laser output of 2000 W and a scanning speed of 80 mm/s. The gap G between the metal members 501 and 502 was 0 mm (in contact). The length of the linear weld 901 was 15 mm.

(6)サンプル6
図示を省略しているが、サンプル6は、図13(a)に示すサンプル1と基本的に同じ条件で作成した。ただし、サンプル6の作成に当たっては、金属部材501と金属部材502との間隙Gを0.7mmとした。
(6) Sample 6
Although not shown in the figure, Sample 6 was produced under basically the same conditions as Sample 1 shown in Fig. 13A. However, in producing Sample 6, the gap G between the metal members 501 and 502 was set to 0.7 mm.

(7)サンプル7
図示を省略しているが、サンプル7は、図13(b)に示すサンプル2と基本的に同じ条件で作成した。ただし、サンプル7の作成に当たっては、金属部材501と金属部材502との間隙Gを0.7mmとした。
(7) Sample 7
Although not shown in the figure, Sample 7 was produced under basically the same conditions as Sample 2 shown in Fig. 13B. However, in producing Sample 7, the gap G between the metal members 501 and 502 was set to 0.7 mm.

2.実験結果
先ず、図14(a)には、サンプル1(Sam1)~サンプル5(Sam5)のそれぞれに対して、引張試験を行った結果を示す。引張試験における引張方向(外部から荷重をかける方向)は、図13(a)~(e)において矢印Fで示した方向である。
2. Experimental Results First, Fig. 14(a) shows the results of a tensile test performed on each of Sample 1 (Sam1) to Sample 5 (Sam5). The tensile direction (direction in which a load is applied from the outside) in the tensile test is the direction indicated by the arrow F in Figs. 13(a) to 13(e).

図14(a)に示すように、サンプル4(Sam4)およびサンプル5(Sam5)は、金属部材501,502の材質にかかわらずサンプル3(Sam3:スポット溶接を行ったサンプル)の半分程度の引張せん断強度しかなかった。また、サンプル4(Sam4)およびサンプル5(Sam5)では、界面破断していた。よって、直線状溶接部901,902だけで金属部材501,502の接合を行った場合には、高い接合強度を得ることができない。 As shown in FIG. 14(a), Sample 4 (Sam4) and Sample 5 (Sam5) had tensile shear strengths that were only about half that of Sample 3 (Sam3: a sample that underwent spot welding), regardless of the material of the metal members 501 and 502. Also, Sample 4 (Sam4) and Sample 5 (Sam5) had interface fractures. Therefore, if the metal members 501 and 502 are joined only by the linear welds 901 and 902, high joint strength cannot be obtained.

また、サンプル2(Sam2)についても、金属部材501,502の材質にかかわらずサンプル3(Sam3)と同等以下の引張せん断強度となった。即ち、直線状溶接部112,113を応力が作用する方向に対して直交する方向に延びるように形成した場合には、ドット状溶接部101の外周縁に応力が作用する結果となり、直線状溶接部112,113による応力緩和効果を得ることができなかったと考えられる。 Sample 2 (Sam2) also had a tensile shear strength equal to or less than that of Sample 3 (Sam3), regardless of the material of the metal members 501, 502. In other words, if the linear welds 112, 113 were formed to extend in a direction perpendicular to the direction in which the stress acts, the stress would act on the outer periphery of the dot welds 101, and it is believed that the stress relaxation effect of the linear welds 112, 113 could not be obtained.

なお、サンプル2(Sam2)では、試験による破断が直線状溶接部112,113の先端からではなく、ドット状溶接部101の外周縁を起点に発生していた。 In addition, in sample 2 (Sam2), fracture during testing occurred not at the tips of the linear welds 112 and 113, but at the outer periphery of the dot weld 101.

一方、サンプル1(Sam1)では、金属部材501,502の材質がSPCC-SD、SPFC590、SPFC980Yの何れの場合においても(母材強度が300MPa、614MPa、1065MPaの何れの場合においても)、サンプル3(Sam3:スポット溶接を行ったサンプル)より高い引張せん断強度が得られた。 On the other hand, in sample 1 (Sam1), regardless of whether the material of the metal members 501, 502 was SPCC-SD, SPFC590, or SPFC980Y (whether the base material strength was 300 MPa, 614 MPa, or 1065 MPa), a higher tensile shear strength was obtained than in sample 3 (Sam3: a sample that was spot welded).

また、サンプル1(Sam1)では、破断が直線状溶接部102,103の先端から始まっており、直線状溶接部102,103が応力緩和効果を奏していたことが分かった。そして、サンプル1(Sam1)では、直線状溶接部102,103における破壊モードが、サンプル2(Sam2)のような界面破断ではなくプラグ破断であった。 In addition, in sample 1 (Sam1), fracture started at the tip of the linear welds 102, 103, and it was found that the linear welds 102, 103 had a stress relaxation effect. In sample 1 (Sam1), the fracture mode in the linear welds 102, 103 was plug fracture, not interface fracture as in sample 2 (Sam2).

次に、図14(b)には、サンプル3(Sam3)~サンプル7(Sam7)のそれぞれに対して、引張試験を行った結果を示す。なお、図14(b)において、サンプル3(Sam3)~サンプル5(Sam5)の実験結果は、図14(a)に示す結果と同じである。 Next, Figure 14(b) shows the results of tensile tests performed on each of Sample 3 (Sam3) to Sample 7 (Sam7). Note that in Figure 14(b), the experimental results for Sample 3 (Sam3) to Sample 5 (Sam5) are the same as those shown in Figure 14(a).

図14(b)に示すように、サンプル7(Sam7)は、サンプル3(Sam3)とほとんど変わらない引張せん断強度となった。即ち、金属部材501と金属部材502との間隙Gが0.7mmでレーザ溶接を行ったサンプル7(Sam7)も、直線状溶接部112,113が応力が作用する方向に対して直交する方向に延びるように形成されたため、応力緩和効果をほとんど奏していないと考えられる。 As shown in FIG. 14(b), sample 7 (Sam7) had almost the same tensile shear strength as sample 3 (Sam3). In other words, sample 7 (Sam7), which was laser welded with a gap G of 0.7 mm between metal members 501 and 502, also had linear welds 112, 113 formed to extend in a direction perpendicular to the direction in which stress acts, and is therefore considered to have almost no stress relaxation effect.

一方、サンプル6(Sam6)は、金属部材501,502との間隙Gが0.7mmである場合においても、サンプル3(Sam3)に対して高い引張せん断強度を得ることができた。特に、金属部材501,502の材質がSPFC980Y(母材強度:1065MPa)の場合には、顕著に高い引張せん断強度を得ることができた。 On the other hand, sample 6 (Sam6) was able to obtain a higher tensile shear strength than sample 3 (Sam3) even when the gap G between the metal members 501, 502 was 0.7 mm. In particular, when the material of the metal members 501, 502 was SPFC980Y (base material strength: 1065 MPa), a significantly higher tensile shear strength was obtained.

なお、サンプル6(Sam6)でも、破断が直線状溶接部102,103の先端から始まっており、直線状溶接部102,103が応力緩和効果を奏していたことが分かった。また、サンプル6(Sam6)でも、直線状溶接部102,103における破壊モードがプラグ破断であった。 In addition, in sample 6 (Sam6), the fracture started at the tip of the linear welds 102, 103, and it was found that the linear welds 102, 103 had a stress relaxation effect. In sample 6 (Sam6), the fracture mode in the linear welds 102, 103 was also plug fracture.

以上の結果より、ドット状溶接部101と、当該ドット状溶接部101に連続する複数の直線状溶接部102,103とから溶接部100を形成し、且つ、直線状溶接部102,103を応力が作用する方向に延びるように形成することで、金属部材501,502を高い強度をもって接合することができるといえる。 From the above results, it can be said that by forming the weld 100 from the dot-shaped weld 101 and multiple linear welds 102, 103 that are continuous with the dot-shaped weld 101, and by forming the linear welds 102, 103 to extend in the direction in which stress acts, the metal members 501, 502 can be joined with high strength.

[変形例]
上記第1実施形態から上記第10実施形態では、2枚の板形状を有する金属部材501,502を接合することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。本発明は、3つ以上の金属部材を接合するのにも用いることができる。
[Modification]
In the first to tenth embodiments, two plate-shaped metal members 501 and 502 are joined together, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be used to join three or more metal members.

また、接合対象である金属部材としては、上記第1実施形態から上記第9実施形態で採用した板形状の金属部材501,502に限定されず、パイプ状、棒状など種々の金属部材とすることが可能である。 The metal members to be joined are not limited to the plate-shaped metal members 501, 502 used in the first to ninth embodiments, but can be various metal members such as pipe-shaped or rod-shaped.

また、上記第1実施形態から上記第10実施形態では、ドット状溶接部101の形状を平面視で略円形状としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、楕円形状や長円形状、さらには多角形状とすることも可能である。 In addition, in the first to tenth embodiments, the dot welds 101 are generally circular in plan view, but the present invention is not limited to this. For example, they may be elliptical, oval, or even polygonal.

また、上記第2実施形態では、ドット状溶接部101における外周部分1011でのレーザ光の照射密度を、内周部分1010でのレーザ光の照射密度よりも高くすることで、外周部分1011における入熱量を内周部分1010における入熱量よりも多くすることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、外周部分1011でのレーザ出力を内周部分1010でのレーザ出力よりも高くしたり、周回数を増加させたり、断続した円を重ねるように周回させたりすることでも、外周部分1011の入熱量を多くすることができる。 In addition, in the second embodiment, the irradiation density of the laser light at the outer peripheral portion 1011 of the dot-shaped weld 101 is made higher than the irradiation density of the laser light at the inner peripheral portion 1010, so that the heat input at the outer peripheral portion 1011 is made higher than the heat input at the inner peripheral portion 1010, but the present invention is not limited to this. For example, the heat input at the outer peripheral portion 1011 can also be increased by making the laser output at the outer peripheral portion 1011 higher than the laser output at the inner peripheral portion 1010, increasing the number of revolutions, or making the laser rotate in an overlapping manner in discontinuous circles.

また、ドット状溶接部101の外周部分1011における入熱量の増加は、必ずしもドット状溶接部101の外周縁まで行う必要はなく、外周縁よりも若干径方向内側まで入熱量を多くしてもよい。この場合においても、ドット状溶接部101の外周縁について、熱伝達により金属の凝固を遅らせることができ、直線状溶接部102,103への溶融金属の流れ込みを生じさせることができる。 In addition, the increase in heat input to the outer peripheral portion 1011 of the dot weld 101 does not necessarily need to be carried out up to the outer peripheral edge of the dot weld 101, and the heat input may be increased slightly radially inward from the outer peripheral edge. Even in this case, the solidification of the metal can be delayed by heat transfer at the outer peripheral edge of the dot weld 101, and molten metal can flow into the linear welds 102 and 103.

上記第3実施形態および上記第4実施形態では、直線状溶接部103の起点部分103aでのレーザ光の照射密度を、離間部分103bでのレーザ光の照射密度よりも高くすることで、起点部分103aにおける入熱量を離間部分103bにおける入熱量よりも多くすることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、起点部分103aでのレーザ出力を離間部分103bでのレーザ出力よりも高くすることでも、起点部分103aの入熱量を多くすることができる。この場合にも、ドット状溶接部101における溶融金属の一部が直線状溶接部103側へ流れ込むようにすることができる。 In the third and fourth embodiments, the irradiation density of the laser light at the starting point 103a of the linear weld 103 is made higher than the irradiation density of the laser light at the spaced apart portion 103b, so that the heat input at the starting point 103a is made higher than the heat input at the spaced apart portion 103b, but the present invention is not limited to this. For example, the heat input at the starting point 103a can also be increased by making the laser output at the starting point 103a higher than the laser output at the spaced apart portion 103b. In this case, too, a portion of the molten metal at the dot weld 101 can be made to flow toward the linear weld 103.

なお、ドット状溶接部101の直径D101に対して、直線状溶接部102~111の長さを短くする場合においては、ドット状溶接部101の外周部分1011での入熱量の増加や直線状溶接部103の起点部分103aでの入熱量の増加などを必ずしも図る必要はない。即ち、ドット状溶接部101の直径D101に対して、直線状溶接部102~111の長さを短くする場合には、上記のような入熱量の増加を図らなくても、溶け落ち等を生じ難い。 When shortening the length of the linear welds 102-111 relative to the diameter D101 of the dot weld 101, it is not necessarily necessary to increase the heat input at the outer periphery 1011 of the dot weld 101 or the heat input at the starting point 103a of the linear weld 103. In other words, when shortening the length of the linear welds 102-111 relative to the diameter D101 of the dot weld 101, burn-through and the like are unlikely to occur even without increasing the heat input as described above.

1 レーザ溶接装置
10 レーザ発振器
12 集光部
15 コントローラ(制御部)
100 溶接部
101 ドット状溶接部
102~113 直線状溶接部
103a 起点部分
103b 離間部分
500 ラップ領域
501,502 金属部材
1010 内周部分
1011 外周部分
G 間隙
REFERENCE SIGNS LIST 1 Laser welding device 10 Laser oscillator 12 Focusing unit 15 Controller (control unit)
Reference Signs List 100 Welded portion 101 Dot-shaped welded portion 102 to 113 Linear welded portion 103a Starting point portion 103b Spaced portion 500 Lap region 501, 502 Metal member 1010 Inner peripheral portion 1011 Outer peripheral portion G Gap

Claims (13)

互いに当接または近接して配置された複数の金属部材をレーザ溶接により接合するレーザ溶接方法であって、
レーザ光を発振し、当該発振された前記レーザ光を、前記配置の外側に位置する第1金属部材の第1主面における溶接箇所に集光するレーザ光照射ステップと、
前記レーザ光のスポットを、前記第1主面内で走査する走査ステップと、
を備え、
前記走査ステップは、
前記レーザ光のスポットを所定箇所の周りを周回するように走査して金属部材を溶融させた平面視ドット状のドット状溶接部を形成するドット部形成サブステップと、
前記ドット状溶接部における金属部材が溶融状態の間に、前記レーザ光のスポットを前記ドット状溶接部の外周縁から離間するように走査して金属部材を溶融させた、前記ドット状溶接部に連続する平面視直線状の直線状溶接部を形成する直線部形成サブステップと、
を有し、
溶接後の前記複数の金属部材は、前記第1主面に沿う第1方向に応力が作用するように外力が付加されるものであって、
前記直線部形成サブステップでは、前記直線状溶接部が前記第1方向に延びるように、前記レーザ光のスポットを走査する、
レーザ溶接方法。
A laser welding method for joining a plurality of metal members arranged in contact with or adjacent to each other by laser welding, comprising the steps of:
a laser light irradiation step of emitting a laser light and focusing the oscillated laser light on a welding spot on a first main surface of a first metal member located outside the arrangement;
a scanning step of scanning the spot of the laser light within the first principal surface;
Equipped with
The scanning step includes:
a dot portion forming sub-step of forming a dot-shaped weld portion having a dot shape in a plan view by scanning the spot of the laser light so as to circle around a predetermined location and melting the metal member;
a linear portion forming sub-step of forming a linear weld portion that is linear in a plan view and continuous with the dot weld portion, in which the spot of the laser light is scanned away from the outer periphery of the dot weld portion while the metal member in the dot weld portion is in a molten state to melt the metal member;
having
An external force is applied to the plurality of metal members after welding so that stress acts in a first direction along the first main surface,
In the straight line portion forming sub-step, the spot of the laser light is scanned so that the straight line weld portion extends in the first direction.
Laser welding method.
請求項1に記載のレーザ溶接方法において、
前記ドット部形成サブステップでは、前記ドット状溶接部の外周部分での前記レーザ光の照射による入熱量が、前記外周部分よりも内側の内周部分の入熱量よりも多くなるようにする、
レーザ溶接方法。
2. The laser welding method according to claim 1,
In the dot portion forming sub-step, a heat input amount by the irradiation of the laser light at an outer circumferential portion of the dot-shaped weld is set to be greater than a heat input amount at an inner circumferential portion that is located inside the outer circumferential portion.
Laser welding method.
請求項2に記載のレーザ溶接方法において、
前記外周部分での前記レーザ光の照射密度が、前記内周部分での前記レーザ光の照射密度よりも高くなるように前記走査を行い、当該照射密度の差異により前記外周部分での入熱量が前記内周部分での入熱量よりも多くなるようにする、
レーザ溶接方法。
The laser welding method according to claim 2,
performing the scanning so that the irradiation density of the laser light in the outer circumferential portion is higher than the irradiation density of the laser light in the inner circumferential portion, and the difference in irradiation density causes the amount of heat input in the outer circumferential portion to be greater than the amount of heat input in the inner circumferential portion;
Laser welding method.
請求項1から請求項3の何れかに記載のレーザ溶接方法において、
前記直線部形成サブステップでは、前記直線状溶接部のうち前記ドット状溶接部の前記外周縁との交点を含む起点部分での入熱量が、前記起点部分から離間した部分である離間部分での入熱量よりも多くなるようにする、
レーザ溶接方法。
The laser welding method according to any one of claims 1 to 3,
In the straight portion forming sub-step, a heat input amount at a start portion of the straight weld portion including an intersection with the outer peripheral edge of the dot-shaped weld portion is set to be greater than a heat input amount at a separation portion that is a portion separated from the start portion.
Laser welding method.
請求項4に記載のレーザ溶接方法において、
前記起点部分での前記レーザ光の照射密度が、前記離間部分での前記レーザ光の照射密度よりも高くなるように前記走査を行い、当該照射密度の差異により前記起点部分での入熱量が前記離間部分での入熱量よりも多くなるようにする、
レーザ溶接方法。
The laser welding method according to claim 4,
The scanning is performed so that the irradiation density of the laser light at the starting point portion is higher than the irradiation density of the laser light at the separated portion, and the amount of heat input at the starting point portion is made larger than the amount of heat input at the separated portion due to the difference in irradiation density.
Laser welding method.
請求項4または請求項5に記載のレーザ溶接方法において、
前記起点部分でのレーザ出力が、前記離間部分でのレーザ出力よりも高くなるようにすることにより、当該レーザ出力の差異により前記起点部分での入熱量が前記離間部分での入熱量よりも多くなるようにする、
レーザ溶接方法。
The laser welding method according to claim 4 or 5,
A laser output at the starting point portion is set to be higher than a laser output at the separated portion, so that a heat input amount at the starting point portion is made larger than a heat input amount at the separated portion due to the difference in laser output.
Laser welding method.
請求項2から請求項6の何れかに記載のレーザ溶接方法において、
前記直線部形成サブステップでは、前記直線状溶接部の長さが前記ドット状溶接部の直径よりも長くなるように、前記直線状溶接部を形成する、
レーザ溶接方法。
In the laser welding method according to any one of claims 2 to 6,
In the straight line portion forming sub-step, the straight line weld portion is formed so that the length of the straight line weld portion is longer than the diameter of the dot-shaped weld portion.
Laser welding method.
請求項1に記載のレーザ溶接方法において、
前記直線部形成サブステップでは、前記直線状溶接部の長さが前記ドット状溶接部の直径よりも短くなるように、前記直線状溶接部を形成する、
レーザ溶接方法。
The laser welding method according to claim 1,
In the straight line portion forming sub-step, the straight line weld portion is formed so that the length of the straight line weld portion is shorter than the diameter of the dot-shaped weld portion.
Laser welding method.
請求項1から請求項8の何れかに記載のレーザ溶接方法において、
前記直線状溶接部を第1直線状溶接部とするとき、
前記直線部形成サブステップでは、前記ドット状溶接部における金属部材が溶融状態の間に、前記レーザ光のスポットを前記ドット状溶接部の外周縁から離間するように走査して金属部材を溶融させた、前記ドット状溶接部に連続するとともに、前記第1方向とは異なる第2方向に延びる平面視直線状の第2直線状溶接部も形成し、
前記第1直線状溶接部の幅方向の中心に長手方向に沿って延びる第1仮想中心線を引き、前記第2直線状溶接部の幅方向の中心に長手方向に沿って延びる第2仮想中心線を引くとき、前記第1仮想中心線と前記第2仮想中心線とは、前記ドット状溶接部が形成された領域で互いに交差する、
レーザ溶接方法。
The laser welding method according to any one of claims 1 to 8,
When the linear weld portion is a first linear weld portion,
In the straight line portion forming sub-step, while the metal member in the dot weld is in a molten state, the spot of the laser light is scanned away from the outer periphery of the dot weld to melt the metal member, and a second straight line weld is formed that is continuous with the dot weld and extends in a second direction different from the first direction.
when a first imaginary center line is drawn extending along the longitudinal direction at a center in the width direction of the first linear weld and a second imaginary center line is drawn extending along the longitudinal direction at a center in the width direction of the second linear weld, the first imaginary center line and the second imaginary center line intersect with each other in a region where the dot-shaped weld is formed.
Laser welding method.
請求項1から請求項8の何れかに記載のレーザ溶接方法において、
溶接後の前記複数の金属部材は、前記第1主面に沿うとともに、前記第1方向とは異なる方向である第2方向に応力が作用するように外力が付加され、
前記直線状溶接部を第1直線状溶接部とするとき、
前記直線部形成サブステップでは、前記ドット状溶接部における金属部材が溶融状態の間に、前記レーザ光のスポットを前記ドット状溶接部の外周縁から離間するように走査して金属部材を溶融させた、前記ドット状溶接部に連続するとともに、前記第2方向に延びる平面視直線状の第2直線状溶接部も形成し、
前記直線部形成サブステップでは、前記第1直線状溶接部の長さが前記第2直線状溶接部の長さよりも長くなるように、前記第1直線状溶接部および前記第2直線状溶接部を形成する、
レーザ溶接方法。
The laser welding method according to any one of claims 1 to 8,
An external force is applied to the plurality of metal members after welding so that stress acts along the first main surface and in a second direction that is different from the first direction,
When the linear weld portion is a first linear weld portion,
In the straight line portion forming sub-step, while the metal member in the dot weld is in a molten state, the spot of the laser light is scanned away from the outer periphery of the dot weld to melt the metal member, and a second straight line weld is formed that is continuous with the dot weld and extends in the second direction.
In the straight line portion forming sub-step, the first straight line weld portion and the second straight line weld portion are formed such that a length of the first straight line weld portion is longer than a length of the second straight line weld portion.
Laser welding method.
互いに当接または近接して配置された複数の金属部材をレーザ溶接により接合するレーザ溶接装置であって、
レーザ光を発振するレーザ発振器と、
前記レーザ光を、前記配置の外側に位置する第1金属部材の第1主面における溶接箇所に集光する集光部と、
前記レーザ光のスポットを、前記第1主面内で走査する走査部と、
前記レーザ発振器および前記走査部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記レーザ発振器に対して前記レーザ光を発振させた状態で、
前記レーザ光のスポットを所定箇所の周りを周回するように走査して金属部材を溶融させた平面視ドット状のドット状溶接部を形成する処理と、
前記ドット状溶接部における金属部材が溶融状態の間に、前記レーザ光のスポットを前記ドット状溶接部の外周縁から離間するように走査して金属部材を溶融させた、前記ドッ
ト状溶接部に連続する平面視直線状の直線状溶接部を形成する処理と、
を実行し、
溶接後の前記複数の金属部材は、前記第1主面に沿う第1方向に応力が作用するように外力が付加されるものであって、
前記制御部は、前記直線状溶接部を形成する処理の実行において、前記前記直線状溶接部が前記第1方向に延びるように、前記走査部に対して前記レーザ光のスポットを走査させる、
レーザ溶接装置。
A laser welding apparatus for joining a plurality of metal members arranged in contact with or adjacent to each other by laser welding, comprising:
a laser oscillator that emits laser light;
a focusing unit that focuses the laser light on a welding spot on a first main surface of a first metal member located outside the arrangement;
a scanning unit that scans the spot of the laser light within the first principal surface;
A control unit that controls the laser oscillator and the scanning unit;
Equipped with
The control unit, in a state where the laser oscillator is caused to oscillate the laser light,
a process of forming a dot-shaped welded portion having a dot shape in a plan view by scanning the spot of the laser light so as to circle around a predetermined location and melting the metal member;
a process of forming a linear weld that is continuous with the dot weld and linear in a plan view, by scanning the spot of the laser light away from an outer periphery of the dot weld while the metal member in the dot weld is in a molten state, and melting the metal member;
Run
An external force is applied to the plurality of metal members after welding so that stress acts in a first direction along the first main surface,
The control unit, in executing the process of forming the linear welded portion, causes the scanning unit to scan the spot of the laser light so that the linear welded portion extends in the first direction.
Laser welding equipment.
請求項11に記載のレーザ溶接装置において、
前記制御部は、前記ドット状溶接部を形成する処理の実行において、前記ドット状溶接部の外周部分での前記レーザ光の照射による入熱量が、前記外周部分よりも内側の内周部分の入熱量よりも多くなるように、前記レーザ発振器および前記走査部を制御する、
レーザ溶接装置。
12. The laser welding apparatus according to claim 11,
The control unit controls the laser oscillator and the scanning unit in a process of forming the dot-shaped welds such that a heat input amount by irradiation of the laser light at an outer periphery of the dot-shaped welds is greater than a heat input amount at an inner periphery of the dot-shaped welds that is located inside the outer periphery.
Laser welding equipment.
請求項11または請求項12に記載のレーザ溶接装置において、
前記制御部は、前記直線状溶接部を形成する処理の実行において、前記直線状溶接部のうち前記ドット状溶接部の前記外周縁との交点を含む起点部分での入熱量が、前記起点部分から離間した部分である離間部分での入熱量よりも多くなるように、前記レーザ発振器および前記走査部を制御する、
レーザ溶接装置。
13. The laser welding apparatus according to claim 11 or 12,
the control unit controls the laser oscillator and the scanning unit in executing the process of forming the linear weld so that a heat input amount at a start portion of the linear weld including an intersection with the outer circumferential edge of the dot weld is greater than a heat input amount at a separation portion that is a portion separated from the start portion.
Laser welding equipment.
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