[發明專利]激光焊接裝置及激光焊接方法

在審

• 申請號: 201811247688.8
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109702337A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 深江崇行;浦島毅吏;三島俊之;酒井徹;櫻井通雄
• 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;B23K26/064;B23K26/70
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 劉曉迪

本發明涉及激光焊接裝置及激光焊接方法。本發明的激光焊接裝置包括：激光輸出單元，向被焊接件的焊接部照射激光；光學干涉儀，基于因測量光與參考光之間的光程差而產生的干涉來測定焊接部的焊透深度，所述測量光的波長不同于激光的波長，所述測量光與激光同軸地重合而照射到焊接部并由焊接部反射；以及保護光學部件，在被焊接件與激光輸出單元的光程間，相對于與測量光的光軸垂直的面傾斜而配置。

技術領域

本發明涉及在使用激光進行焊接時對焊接部的質量進行評價的激光焊接裝置及激光焊接方法。

背景技術

作為以往的焊接裝置，存在通過直接測定焊接部的深度，高精度地進行對焊接部的評價的激光焊接裝置(專利文獻1)。

具體而言，如圖6所示，在激光焊接裝置100中，以使來自光學干涉儀105的測量光與來自激光振蕩器107的激光重合于同心·同軸上的方式，將該測量光經由第一分光鏡106照射到被焊接件101的焊接部102。通過激光在焊接部102中形成熔池103和小孔104。測量光由小孔104的底部104a反射，經由第一分光鏡106而返回到光學干涉儀105。光學干涉儀105能夠對測量光的光程長進行測定，因此能夠根據所測定的光程長來確定小孔104的深度作為焊透深度。激光焊接裝置100基于如此確定的焊透深度，對焊接部102的焊接狀態的良好與否進行判定。

此外，如圖6所示，激光焊接裝置100具有：激光傳輸用光學系統108、第一集光光學系統109、移動平臺110、平臺控制器111、計算機112、控制部(控制單元)112a、測定部112b、評價部112c、第二集光光學系統120、干涉濾光器121、以及顯示部122。

另外，如圖6所示，激光焊接裝置100的光學干涉儀105具有：光纖系統114、第一光纖系統114a、第二光纖系統114b、第一光纖耦合器115、參考鏡116、第二光纖耦合器117、差示檢測器118、第一輸入端子118a、第二輸入端子118b、及A/D轉換器119。

專利文獻1：日本專利第5252026號公報

然而，在進行激光焊接時，會產生被稱作飛濺或煙塵的、熔化的金屬飛散而凝固為粒狀的金屬或微粒等。在一般的激光焊接裝置100中，為了保護裝置不受飛濺或煙塵的影響，設置保護玻璃等保護光學部件。在這種情況下，來自光學干涉儀105的測量光透射過上述保護光學部件并照射到焊接部102。

即，不僅是來自小孔104的反射光，來自保護光學部件表面的反射光也入射至光學干涉儀105。因此，產生以下問題：由于相干性再現(coherence revival)現象，而測量到偽噪聲。以下，將由于相干性再現現象而測量到的偽噪聲稱作相干性再現噪聲。

此處，對相干性再現噪聲進行說明。

在上述的以往技術中，作為測量光而使用波長掃描光源113，其中主要使用外部共振器型的光源。在外部共振器型的光源中，在將外部共振器的長度設為L時，每個長度L中都存在所有的波長的光成為節的一個奇點。因此，例如，當存在由保護光學部件的表面反射造成的噪聲的情況下，不僅在實際的反射面處測量到該噪聲，在距該反射面n×L的位置也測量到該噪聲。這樣的噪聲就是相干性再現噪聲。

根據到小孔104為止的距離不同，有時由保護玻璃的表面反射造成的相干性再現噪聲相互重疊，難以正確地測量到小孔104為止的距離。

發明內容

本發明的目的在于提供能夠降低相干性再現噪聲，從而高精度地測定焊接部的深度的激光焊接裝置。

為了實現上述目的，本發明的激光焊接裝置包括：激光輸出單元，向被焊接件的焊接部照射激光；光學干涉儀，基于因測量光與參考光之間的光程差而產生的干涉來測定所述焊接部的焊透深度，所述測量光的波長不同于所述激光的波長，所述測量光與所述激光同軸地重合而照射到所述焊接部并由所述焊接部反射；以及保護光學部件，在所述被焊接件與所述激光輸出單元的光程間，相對于與所述測量光的光軸垂直的面傾斜而配置。