[發明專利]激光焊接裝置和激光焊接方法

有效

• 申請號: 201510321123.X
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN105171239B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 吉田賢司;成瀨洋一;角博康
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B23K26/24
• 分類號: B23K26/24;B23K101/36
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 萬柳軍,馬江立

技術領域

本發明總體上涉及有關于激光焊接裝置和激光焊接方法的技術，更具體地涉及一種用于提高激光焊接速度的技術。

背景技術

用于通過激光焊接將兩個部件接合在一起的激光焊接裝置和激光焊接方法被廣泛使用。通過利用激光焊接裝置和激光焊接方法將兩個部件接合在一起而制造的產品的示例包括二次電池，該二次電池包括箱形電池殼體和蓋部件。此類二次電池通常是通過利用激光焊接將蓋部件與電池殼體的開口部接合而制造的。日本專利申請公報No.2012-110905(JP 2012-110905 A)中描述了用于通過激光焊接將蓋部件與電池殼體的開口部接合的技術的一個示例。

對于JP 2012-110905 A中所述的激光焊接方法和激光焊接裝置，通過向電池殼體和蓋部件照射激光束而將殼體(電池殼體)和密封板(蓋部件)焊接在一起。激光束由低功率密度激光束和高功率密度激光束構成。對于JP 2012-110905 A中所述的通常的激光焊接方法和激光焊接裝置，低功率密度激光束總體上向電池殼體、蓋部件以及電池殼體和蓋部件之間的間隙照射，而高功率密度激光束向電池殼體和蓋部件中的每一者的位于被照射低功率密度激光束的區域內的部位照射。JP 2012-110905 A中描述的激光焊接方法和激光焊接裝置使得能以高品質將電池殼體和蓋部件穩定地焊接在一起。

照射用于JP 2012-110905 A中所述的激光焊接方法和激光焊接裝置中的低功率密度激光束是為了避免由于高功率密度激光束而引起的突然溫度變化。因而，低功率密度激光束的強度不夠高到使材料熔化和蒸發。出于此原因，對于通常的激光焊接方法和激光焊接裝置而言，熔融材料流入間隙中所花的時間長。因此，對于通常的激光焊接方法和激光焊接裝置而言，用熔融材料填充間隙所花的時間長。因而，激光束(高功率密度激光束)掃描速度的增大可能會使得激光束進入間隙中。注意，在以下說明中，將激光束進入構成進行焊接的工件的兩個部件之間的間隙且然后激光束到達工件的內部或背側的現象稱為激光束穿透。

在采用JP 2012-110905 A中所述的激光焊接方法和激光焊接裝置的情況下，當進行焊接的工件的內部或背側設置有應當受到保護的部件時，有必要將焊接速度設定為不發生激光束穿透的速度。這使得難以提高激光焊接的速度。鑒于這種情況，存在研發這樣一種有關于激光焊接裝置和激光焊接方法的技術的需求，該技術使得能在避免發生激光束穿透的同時提高為了將兩個部件接合在一起而執行的激光焊接的速度。

發明內容

本發明提供了一種激光焊接裝置和一種激光焊接方法，該激光焊接裝置和激光焊接方法使得能通過抑制激光束進入要通過激光焊接而被接合在一起的兩個部件之間的間隙來提高激光焊接的速度。

本發明的第一方面涉及用于通過激光焊接將第一部件和第二部件接合在一起的激光焊接裝置。所述激光焊接裝置包括：第一激光束照射裝置，所述第一激光束照射裝置向所述第一部件和所述第二部件之間的邊界區域照射激光束；和第二激光束照射裝置，所述第二激光束照射裝置向所述第一部件和所述第二部件中的每一者的激光束照射位置照射激光束，該激光束照射位置在激光焊接進行方向上位于供所述第一激光束照射裝置照射激光束的激光束照射位置的前方。

根據第一方面，能使用通過由第二激光束照射裝置照射的激光束熔化的材料來填充第一部件和第二部件之間的間隙，由此抑制由第一激光束照射裝置照射的激光束從該間隙通過。因而，即使當激光焊接速度提高時，也避免了激光束穿透的發生。

根據第一方面的激光焊接裝置還可包括第三激光束照射裝置，所述第三激光束照射裝置向所述第一部件和所述第二部件中的每一者的激光束照射位置照射激光束，該激光束照射位置在激光焊接進行方向上位于供所述第一激光束照射裝置照射激光束的激光束照射位置的前方，并且在激光焊接進行方向上位于供所述第二激光束照射裝置照射激光束的激光束照射位置的后方。

對于這種構型，材料通過由第三激光束照射裝置照射的激光束而充分熔化。因而，能在提高激光焊接速度的同時確保充分的融合深度。

根據第一方面的激光焊接裝置還可包括：單個激光束源；和衍射光學元件。所述第一激光束照射裝置和所述第二激光束照射裝置可集成在單個激光束照射裝置中，所述單個激光束照射裝置由于所述單個激光束源和所述衍射光學元件的設置而用作所述第一激光束照射裝置和所述第二激光束照射裝置兩者。

對于這種構型，利用簡單地構成的激光焊接裝置提高了激光焊接速度。