[發明專利]激光焊接裝置和激光焊接方法

有效

• 申請號: 201710343456.1
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN107160037B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 小倉修平;川喜田篤史;油井俊樹
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/08;B23K26/04
• 代理公司: 11247 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 劉瑞東;段承恩

一種激光焊接裝置通過激光振蕩器產生激光，通過集光透鏡會聚激光，并向疊置在一起的上板(101)和下板(102)照射激光以便將上板(101)和下板(102)彼此焊接。根據該裝置，通過激光照射，在疊置在一起的上板(101)和下板(102)中形成熔池Y。此外，通過激光照射，使熔池Y流動，并將上板(101)和下板(102)焊接在一起。

本專利申請是申請號為201280020041.6、申請日為2012年4月20日、發明名稱為“激光焊接裝置和激光焊接方法”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種關于激光焊接裝置和激光焊接方法的技術。

背景技術

激光焊接是由激光振蕩器產生的激光通過集光透鏡會聚并照射至疊置的鋼板以便焊接所述板的焊接方法。然而，在激光焊接中，在疊置在一起的鋼板之間的板間隙大的情況下，結合強度降低。例如，如果存在大于或等于0.3mm的板間間隙，則焊道(焊珠)表面有時下沉，從而導致結合強度降低。此外，如果板間間隙大于0.5mm，則有時發生形成穿孔且結合強度降低。

在例如機動車車身等的三維形狀物體的焊接中，難以將板間間隙恰當地控制為例如0.3mm或更小。同時，在制造機動車車身等的情況下，在實踐中容許約1mm的板間間隙。因此，以約1mm的板間間隙焊接鋼板而不降低結合強度已變成一個問題。目前，在實踐中采取一些措施來防止板間間隙大的激光焊接的結合強度降低。

日本專利申請公報No.2004-025219(JP 2004-025219 A)公開了一種使用墊片輥子焊接板間間隙的方法。然而，在焊接機動車車身等的情況下，有時焊接兩個或三個鋼板。因此，在JP 2004-025219 A公開的焊接方法中，需要非常頻繁地進行墊片等的更換，且因此生產效率下降。

日本專利申請公報No.2005-131707(JP 2005-131707 A)公開了一種利用夾具與焊接部位交替地進行激光點固焊的方法。然而，在JP 2005-131707 A公開的方法中，需要專用的大型夾具來焊接機動車車身等。此外，在JP 2005-131707 A公開的焊接方法中，當要焊接鍍鋅鋼時，激光點固焊引起由鍍覆蒸氣吹送產生的焊接不良。

在日本專利申請公報No.2010-023047(JP 2010-023047 A)中，在散焦狀態下執行第一次激光照射以使上板熔融，使得朝下板側形成突起且因此間隙減小，然后執行第二次激光照射以完成穿透焊接。然而，根據JP 2010-023047 A中公開的焊接方法，由于第一次激光照射為低能照射，因此第一次激光照射在上板中實現傳熱熔融而非鎖孔熔融。因此，加工時間變長，并且生產率降低。

發明內容

本發明提供了一種即使在存在大的板間間隙的情況下也能夠焊接多個板而不降低結合強度的激光焊接裝置和激光焊接方法。

本發明的第一方面是一種用于焊接疊置在一起的多個板的激光焊接裝置，所述激光焊接裝置包括：產生激光的激光振蕩器；和會聚所述激光的集光透鏡，其中所述激光焊接裝置構造成通過將所述激光照射至疊置在一起的所述多個板以便在所述多個板中形成熔池并將所述激光照射至所述熔池以使得所述熔池流動，來焊接疊置在一起的所述多個板。

在本發明的第一方面中，所述激光焊接裝置可構造成通過驅動所述集光透鏡以掃描照射至所述熔池的所述激光，來使所述熔池流動。

在本發明的第一方面中，所述激光焊接裝置還可包括夾具，所述夾具能在保持所述多個板的狀態下被驅動，并且所述激光焊接裝置可構造成通過驅動所述夾具以掃描照射至所述熔池的所述激光，來使所述熔池流動。

在本發明的第一方面中，所述激光焊接裝置可構造成通過繞貫穿所述熔池延伸的預定軸線沿預定轉動方向掃描照射至所述熔池的所述激光，來使所述熔池繞所述預定軸線沿所述預定轉動方向流動。