[發明專利]激光焊接方法、激光焊接條件決定方法以及激光焊接系統

有效

• 申請號: 201680024556.1
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN107530831B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 中川龍幸;向井康士;川本篤寬;藤原潤司;松岡范幸
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/00;B23K26/082
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉婷

1.一種激光焊接方法，其特征在于，包括：

將激光向焊接對象物照射以形成沿著如下軌跡相對于所述焊接對象物進行相對移動的光束點的步驟，所述軌跡具有環繞沿著焊接方向移動的旋轉中心的螺旋形狀；以及

利用照射出的所述激光對所述焊接對象物進行焊接的步驟，

將所述激光向所述焊接對象物照射的步驟包括基于表示所述焊接方向上的具有所述螺旋形狀的所述軌跡的重合程度的值即間隔系數，來將所述激光向所述焊接對象物照射的步驟，

所述間隔系數是第一寬度相對于第二寬度之比，所述第一寬度是所述光束點以具有所述焊接方向的分量的移動速度繞所述旋轉中心旋轉時的所述焊接方向上的寬度，所述第二寬度是所述光束點以具有所述焊接方向的相反方向的分量的移動速度繞所述旋轉中心旋轉時的所述焊接方向上的寬度。

2.根據權利要求1所述的激光焊接方法，其中，

所述間隔系數即所述第一寬度相對于所述第二寬度之比處于1.5～3的范圍內。

3.根據權利要求1所述的激光焊接方法，其中，

所述間隔系數處于2～2.5的范圍內。

4.根據權利要求1所述的激光焊接方法，其中，

利用照射出的所述激光對所述焊接對象物進行焊接的所述步驟包括利用照射出的所述激光以在所述焊接對象物形成焊道的方式對所述焊接對象物進行焊接的步驟，

利用所述第一寬度A、所述第二寬度B、所述光束點的光束直徑Φ、所述光束點沿著所述焊接方向移動的焊接速度V、所述光束點繞所述旋轉中心旋轉的旋轉頻率F、以及所述焊道的焊道寬度W而通過以下的數學式表示所述間隔系數L：

L＝A/B

A＝W-Φ+V/(2×F)

B＝W-Φ-V/(2×F)。

5.根據權利要求4所述的激光焊接方法，其中，

利用所述旋轉中心沿著所述焊接方向移動的焊接速度V、所述間隔系數L、所述焊道寬度W以及所述光束直徑Φ而通過下式求出所述旋轉頻率F：

F＝V×{(L+1)/(L-1)}/{2×(W-Φ)}。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的激光焊接方法，其中，

所述第一寬度是所述光束點以具有所述焊接方向的所述分量的所述移動速度繞所述旋轉中心旋轉時照射所述光束點的范圍的所述焊接方向上的寬度，

所述第二寬度是所述光束點以具有所述焊接方向的相反方向的所述分量的所述移動速度繞所述旋轉中心旋轉時照射所述光束點的范圍的所述焊接方向上的寬度。

7.根據權利要求1所述的激光焊接方法，其中，

利用照射出的所述激光對所述焊接對象物進行焊接的所述步驟包括利用照射出的所述激光使所述焊接對象物熔融而形成熔池的步驟，

將所述激光向所述焊接對象物照射的所述步驟包括向所述焊接對象物的未熔融部照射所述激光的步驟，所述焊接對象物的未熔融部在沿著所述軌跡移動的方向上位于所述熔池的外緣部的前方。

8.一種激光焊接條件決定方法，其是在激光焊接系統中使用的激光焊接條件決定方法，所述激光焊接系統將激光向焊接對象物照射以形成沿著如下軌跡相對于所述焊接對象物進行相對移動的光束點，來對所述焊接對象物進行焊接，所述軌跡具有環繞沿著焊接方向移動的旋轉中心的螺旋形狀，

所述激光焊接條件決定方法的特征在于，包括：

基于與所述焊接對象物相關的信息即包括所述焊接對象物的材質、接頭的形狀以及所述焊接對象物的厚度中的至少一個在內的焊接對象物信息，來決定所述旋轉中心沿著所述焊接方向移動的焊接速度、由于所述激光而形成于所述焊接對象物的焊道的焊道寬度、以及由于所述激光而形成于所述焊接對象物的焊接部的熔深中的一個以上的步驟；

設定與所述激光相關的信息即激光信息的步驟，其中，所述激光信息包括所述激光的光束直徑的信息和表示所述軌跡的重合程度的值即間隔系數；以及

基于所述焊接速度、所述間隔系數、所述焊道寬度以及所述光束直徑的所述信息，來決定所述光束點繞所述旋轉中心旋轉的旋轉頻率和所述激光的激光輸出中的一個以上的步驟。