激光焊接方法
阅读：76发布：2020-05-12
专利汇可以提供激光焊接方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开的 激光 焊接 控制方法包括：第一工序，在所述第一工序中，第一 钢 板(10)具有突出部(12)，以使形成于第一钢板(10)的突出部(12)的前端与第二钢板(11) 接触 的方式将第一钢板(10)与所述第二钢板(11)重合；以及第二工序，所述第二工序在所述第一工序之后进行，在所述第二工序中，以比俯视下的突出部(12)的大小大的尺寸的照射图案(9a、9b)朝向突出部(12)照射激光(9)。并且，第一钢板(10)的与第二钢板(11)对置的面(10b)以及第二钢板(11)的与所述第一钢板(10)对置的面(11a)中的至少任一方的面被进行了 镀 敷加工。，下面是激光焊接方法专利的具体信息内容。
1.一种激光焊接方法，其特征在于，包括：
第一工序，在所述第一工序中，第一钢板具有突出部，以使形成于所述第一钢板的所述突出部的前端与第二钢板接触的方式将所述第一钢板与所述第二钢板重合；以及第二工序，所述第二工序在所述第一工序之后进行，在所述第二工序中，以比俯视下的所述突出部的大小大的尺寸的照射图案朝向所述突出部以能够贯穿所述第一钢板和所述第二钢板的能量密度照射激光，
所述第一钢板的与所述第二钢板对置的面以及所述第二钢板的与所述第一钢板对置的面中的至少任一方的面被进行了镀敷加工，
所述俯视下的所述突出部的形状为圆形状，
所述俯视下的所述突出部的直径为2.5mm以下，
从所述突出部的中心侧朝向外周侧呈涡旋状进行激光照射，以成为比所述突出部的直径大0.5mm以上的尺寸的照射图案。
2.一种激光焊接方法，其特征在于，包括：
第一工序，在所述第一工序中，第一钢板具有突出部，以使形成于所述第一钢板的所述突出部的前端与第二钢板接触的方式将作为焊接对象物的所述第一钢板与所述第二钢板重合；以及
第二工序，所述第二工序在所述第一工序之后进行，在所述第二工序中，以比俯视下的所述突出部的大小大的尺寸的照射图案朝向所述突出部以能够贯穿所述第一钢板和所述第二钢板的能量密度照射激光，
所述第一钢板的与所述第二钢板对置的面以及所述第二钢板的与所述第一钢板对置的面中的至少任一方的面被进行了镀敷加工，
所述俯视下的所述突出部的形状为线状，
所述俯视下的所述突出部的宽度为2.0mm以下，
所述激光的螺旋状的所述照射图案的螺旋宽度比所述突出部的宽度大0.5mm以上，所述照射图案沿着所述螺旋状的轨迹在所述焊接对象物的线状的所述突出部上相对地移动，所述螺旋状的轨迹在线状的所述突出部上环绕在沿着线状的所述突出部的焊接方向上移动的旋转中心。
3.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其中，
在所述第二工序中，在所述突出部的高度为0.1mm、且所述第一钢板和所述第二钢板的板厚都为0.8mm的情况下，所述突出部与所述第二钢板之间的间隙为所述突出部的高度与所述第一钢板的板厚之和的5/9以下。
4.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其中，
在所述第二工序中，在对所述突出部呈所述螺旋状进行激光照射时使所述螺旋宽度对应于位置偏移而增大，使得在对所述突出部的焊接位置偏移到±1mm时，所述螺旋宽度为
2mm，在对所述突出部的焊接位置偏移到±2mm时，所述螺旋宽度为3mm，在对所述突出部的焊接位置偏移到±3mm时，所述螺旋宽度为4mm。
激光焊接方法
技术领域
背景技术
[0003] 然而，在使用镀锌钢板时存在问题。镀敷于镀锌钢板的表面的锌的熔点比铁的熔点低。因此，当对镀锌钢板进行焊接时，该锌气化，锌蒸气欲通过熔池、熔融金属而向外部扩散。然而，激光焊接与电弧焊等相比焊接速度快，因此熔融金属的凝固快，锌蒸气无法完全扩散到外部。因此，容易在焊道内、焊道表面上残存锌蒸气而成为气眼(blowhole)或凹坑(以下称作气孔)。这样的气孔也有可能引发严重的焊接缺陷。另外，气孔也有时因炸飞现象而引发穿孔、飞溅的发生。
[0005] 参照图8说明专利文献1。重合的两张镀敷钢板(镀敷钢板110以及镀敷钢板120)配置为镀敷钢板110的突出部114与镀敷钢板120的表面线接触。因突出部114而在镀敷钢板110与镀敷钢板120之间形成有间隙H(0.1mm以上)。此时，间隙H与突出部114的高度h相等。
对镀敷钢板110照射激光束LA。从突出部114的顶部115的相反侧即槽116侧沿着槽116照射激光束LA，对镀敷钢板110进行缝焊。虽然省略了激光装置130的整体结构的图示，但从激光产生装置(未图示)输出的激光束LA经由保持于透镜保持架131的透镜132而会聚，作为高能量密度的微小点而照射到镀敷钢板110。首先，镀敷钢板110的照射局部熔融，接着第二镀敷钢板120的照射局部熔融。图8中双点划线所示的区域为熔池MP。此时，镀层112、镀层113、镀层122以及镀层123也熔融，产生金属蒸气GS，但在镀敷钢板110以及镀敷钢板120的接合部产生的金属蒸气GS经由间隙H向大气放出。因而，熔池MP内不会残留气泡。在镀敷钢板110的熔池MP的表面不会产生杂乱而成为平滑的面，也不会产生咬边。
对镀敷钢板110照射激光束LA。从突出部114的顶部115的相反侧即槽116侧沿着槽116照射激光束LA，对镀敷钢板110进行缝焊。虽然省略了激光装置130的整体结构的图示，但从激光产生装置(未图示)输出的激光束LA经由保持于透镜保持架131的透镜132而会聚，作为高能量密度的微小点而照射到镀敷钢板110。首先，镀敷钢板110的照射局部熔融，接着第二镀敷钢板120的照射局部熔融。图8中双点划线所示的区域为熔池MP。此时，镀层112、镀层113、镀层122以及镀层123也熔融，产生金属蒸气GS，但在镀敷钢板110以及镀敷钢板120的接合部产生的金属蒸气GS经由间隙H向大气放出。因而，熔池MP内不会残留气泡。在镀敷钢板110的熔池MP的表面不会产生杂乱而成为平滑的面，也不会产生咬边。
[0006] 接着，参照图9来说明专利文献2。镀敷钢板210具有突出部230和突出部231。并且，在将镀敷钢板210与镀敷钢板220重合之后，向突出部230与突出部231之间的区域R内照射从激光产生装置(未图示)输出的激光束250而进行焊接。因突出部230以及突出部231而在镀敷钢板210与镀敷钢板220之间出现间隙H。间隙H与突出部的高度h相等。向镀敷钢板210的突出部230与突出部231之间的区域R照射激光束250。透过保持于光束照射嘴251的透镜252而以避开焦点的微小点的形式照射激光束250。就激光束250的照射位置而言，通常对突出部230与突出部231的中间点进行照射，但只要是除突出部230和突出部231以外而处于突出部230与突出部231之间的区域R内，则也可以从中间点偏移地进行照射。通过激光束250的照射，镀敷钢板210的照射部和镀敷钢板220的照射部依次熔融，形成熔池260。此时，镀层
212a、212b、222a、222b也熔融而产生金属蒸气。从镀层212a、222a产生的金属蒸气穿过形成于镀敷钢板210与镀敷钢板220之间的空隙S而向大气中放出。因而，不会在熔池260残留气泡。熔池260在焊接完成时刻不会产生气眼，其表面成为平滑的面，焊接强度固定。
212a、212b、222a、222b也熔融而产生金属蒸气。从镀层212a、222a产生的金属蒸气穿过形成于镀敷钢板210与镀敷钢板220之间的空隙S而向大气中放出。因而，不会在熔池260残留气泡。熔池260在焊接完成时刻不会产生气眼，其表面成为平滑的面，焊接强度固定。
[0007] 在先技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1：日本特开平7-155974号公报
[0010] 专利文献2：日本特开平10-216974号公报发明内容
[0011] 本公开的激光焊接控制方法包括：第一工序，在所述第一工序中，第一钢板具有突出部，以使形成于第一钢板的突出部的前端与第二钢板接触的方式将第一钢板与第二钢板重合；以及第二工序，所述第二工序在所述第一工序之后进行，在所述第二工序中，以比俯视下的突出部的大小大的尺寸的照射图案朝向突出部照射激光。并且，第一钢板的与第二钢板对置的面以及第二钢板的与第一钢板对置的面中的至少任一方的面被进行了镀敷加工。附图说明
[0012] 图1是表示本公开的实施方式1的激光焊接装置的简要结构的图。
[0013] 图2A是表示本公开的实施方式1的涡旋状的激光照射的图。
[0014] 图2B是表示本公开的实施方式1的涡旋状的照射图案下的突出部的直径与涡旋直径的关系的图。
[0015] 图2C是本公开的实施方式1的另一突出部的局部图。
[0016] 图3是表示本公开的实施方式1的突出部的直径和涡旋直径的适当范围的图。
[0017] 图4A是表示本公开的实施方式2的螺旋状的激光照射的图。
[0018] 图4B是表示本公开的实施方式2的螺旋状的照射图案下的突出部的宽度与螺旋宽度的关系的图。
[0019] 图5是表示本公开的实施方式2的突出部的宽度和螺旋宽度的适当范围的图。
[0020] 图6是表示本公开的实施方式2的间隙的余裕度的图。
[0021] 图7是表示本公开的实施方式2的位置偏移的余裕度的图。
[0022] 图8是表示以往(专利文献1)的激光焊接中的被焊接构件的截面的概要情况的图。
[0023] 图9是表示以往(专利文献2)的激光焊接中的被焊接构件的截面的概要情况的图。
具体实施方式
[0024] 在说明本公开的实施方式之前，简单说明以往的激光焊接中的问题点。
[0025] 在上述的专利文献1的激光焊接的控制方法中，镀敷钢板110的突出部114与镀敷钢板120的表面线接触，在镀敷钢板110与镀敷钢板120之间形成有间隙H(例如H＝0.1mm以上)。需要说明的是，从镀敷钢板110的与镀敷钢板120对置的面到突出部114的顶点115为止的长度(突出部114的高度h)与间隙H相等。向镀敷钢板110的槽116照射激光束LA，对镀敷钢板110以及镀敷钢板120进行缝焊。然而，在激光束LA照射时，在产生了向左右的位置偏移的情况下，有时镀敷钢板110与镀敷钢板120之间存在间隙的部分被激光焊接。
[0026] 另外，在镀敷钢板110上存在除突出部114以外的突出部(未图示)的情况下，有时突出部114以外的突出部与镀敷钢板120接触，突出部114与镀敷钢板120不接触。即，有时在突出部114与镀敷钢板120之间存在间隙。在突出部114与镀敷钢板120的间隙大的情况下，有可能引发穿孔这样的焊接不良。
[0027] 另外，在以往的专利文献2的激光焊接的控制方法中，在将镀敷钢板210与镀敷钢板220重合之后，向镀敷钢板210的突出部230与突出部231之间的区域R内照射激光束250来进行焊接。需要说明的是，激光束250被从激光产生装置(未图示)输出。并且，镀敷钢板210的突出部230以及突出部231与镀敷钢板220的表面接触，在镀敷钢板210与镀敷钢板220之间形成有间隙H(在此为H＝0.1mm)。
[0028] 然而，根据工件安放、夹具固定的精度的不同，突出部230和突出部231这两方未必与镀敷钢板220接触。例如，有时一方的突出部(在此，设为突出部230)不与镀敷钢板220接触，在镀敷钢板210与镀敷钢板220之间出现突出部230的高度h(在本实施方式中为0.1mm)以上的间隙H。此时，在区域R内，镀敷钢板210与镀敷钢板220的间隙H也有可能比突出部230的高度h大，可能会引发穿孔这样的焊接不良。
[0029] 需要说明的是，关于间隙H＞高度h的状态中，在图9中未予以图示。
[0030] 以下，使用图1至图7来说明本公开的实施方式。图1是表示激光焊接装置的简要结构的图。图2A是表示涡旋状的激光照射的图。图2B是表示涡旋状的照射图案下的突出部12的直径a与涡旋直径b的关系的图。图2C是另一突出部的局部图。图3是表示相对于突出部12的直径a的余裕度的一例的图。图4A是表示螺旋状的激光照射的图。图4B是表示螺旋状的照射图案下的突出部12的宽度c与螺旋宽度d的关系的图。图5是表示相对于突出部12的宽度c的余裕度的一例的图。图6是表示相对于间隙的余裕度的一例的图，图7是表示相对于位置偏移的余裕度的一例的图。
[0031] (实施方式1)
[0032] 使用图1至图3来说明本实施方式。
[0033] 图1所示的激光焊接装置是进行激光焊接的装置。激光焊接装置是如下装置：以激光为热源并以会聚的状态向金属进行照射，使金属局部熔融、凝固来进行接合。以下，以使用激光焊接装置进行镀锌钢板的激光焊接的情况为例来说明。
[0034] 图1所示的激光焊接装置具有激光振荡器1、机械手2、用于向被焊接物即上板10和下板11照射激光9的激光照射用头7、进行激光振荡器1、机械手2、激光照射用头7等的控制的机械手控制器3、以及从激光振荡器1向激光照射用头7传送激光9的传送光纤8。
[0035] 向激光照射用头7传送具有取决于激光振荡器1以及传送光纤8的光束直径的激光9。需要说明的是，激光照射用头7安装于机械手2。另外，作为激光照射用头7，例如存在使用电流计镜等光学设备的激光照射用头。
[0036] 机械手控制器3具有焊接条件设定控制部4、动作控制部5以及激光输出控制部6。焊接条件设定控制部4进行激光焊接条件的设定、向其他构成要素发出指令等。动作控制部
5基于由焊接条件设定控制部4设定的焊接条件、预先示范的动作程序等，来控制机械手2或激光照射用头7的动作。激光输出控制部6基于由焊接条件设定控制部4设定的焊接条件来控制激光振荡器1，以控制激光输出。
5基于由焊接条件设定控制部4设定的焊接条件、预先示范的动作程序等，来控制机械手2或激光照射用头7的动作。激光输出控制部6基于由焊接条件设定控制部4设定的焊接条件来控制激光振荡器1，以控制激光输出。
[0037] 该激光焊接装置从激光振荡器1振荡出激光9，由处于激光照射用头7内的会聚透镜(未图示)对从激光振荡器1振荡出的激光9进行会聚。然后，对重合的被焊接物即上板10和下板11从重合方向(在图2A中从上侧)照射由会聚透镜会聚后的激光9，上板10与下板11被焊接。
[0038] 接着，使用图2A、图2B、图2C来说明镀锌钢板的激光焊接方法。以下说明的激光焊接使用图1所示的激光焊接装置来进行。
[0039] 首先，使用图2A、图2B，说明一边呈涡旋状激光照射出照射图案一边进行焊接的镀锌钢板的焊接。在本实施方式中，上板10以及下板11均为镀锌钢板。需要说明的是，上板10以及下板11无需一定为镀锌钢板。
[0040] 首先，将上板10与下板11重合。然后，从预先设置于上板10的突出部12的中心位置开始激光9的照射。激光9的照射从突出部12的中心按照涡旋状的照射图案9a来进行。然后，若激光9到达涡旋状的照射图案9a的外周部分，则结束激光照射。
[0041] 激光9的输出是能够贯穿作为镀锌钢板的上板10和下板11的能量密度。需要说明的是，能量密度以及激光输出根据上板10以及下板11的板厚而不同，板厚越厚，则越需要高能量密度，激光9的输出设定为越高。
[0042] 上板10具有锌镀层10a以及锌镀层10b，下板11具有锌镀层11a以及锌镀层11b。并且，在照射激光9而对上板10与下板11进行焊接时，锌蒸气13产生于上板10与下板11的间隙H，因此能够不受锌蒸气13的影响而对上板10与下板11进行焊接。
[0043] 如上述那样，在本实施方式的激光焊接方法中，如图2B所示，从预先设置于作为镀锌钢板的上板10的圆形状的突出部12的中心位置以比突出部12大的照射图案9a呈涡旋状进行焊接，由此能够从作为镀锌钢板的上板10与下板11的重合面形成锌蒸气13的排出路径。
[0044] 需要说明的是，在本公开中，圆形状包括圆形状和椭圆形状。
[0045] 另外，为了进行良好的焊接，当然需要适当的条件。
[0046] 在此，参照图2B以及图2C来说明上板10与下板11的位置关系。
[0047] 例如，在上板10具有多个突出部12的情况下，根据设计精度的不同，未必全部的突出部12与下板11接触。将突出部12与下板11接触的情况下的位置关系示于图2B中，将突出部12未与下板11接触的情况下的位置关系示于图2C中。需要说明的是，图2C仅示出与由图2B的虚线包围的区域对应的部位，省略了其他结构的图示。
[0048] 如图2B所示，在突出部12与下板11接触的情况下，突出部12的高度(以下，记作“高度h”)等于上板10的与下板11对置的面和下板11的与上板10对置的面之间的长度(以下，记作“间隙H”)。
[0049] 另一方面，如图2C所示，在突出部12与下板11未接触的情况下，将突出部12的高度设为h，则高度h与间隙H不相等。将突出部12的前端和下板11的与上板10对置的面之间的长度设为间隙h’，则H＝h+h’。
[0050] 接着，使用图3来说明相对于俯视下的突出部12的直径a而言的涡旋状的照射图案9a的涡旋直径b的适当范围。需要说明的是，图3为一例，本公开并不限定于此。
[0051] 图3所示的施工评价时的条件如下。作为上板10以及下板11，使用了镀敷的覆膜密度为45g/m2、板厚为0.8mm的镀锌钢板。设间隙h’＝0mm、突出部12的高度h＝0.1mm。焊接条件设为是输出为2.5kW、速度为6m/min。将横轴设为上板10所具有的突出部12的直径a的长度，将纵轴设为照射图案9a的涡旋直径b。
[0052] 根据图3所示的施工评价的结果可知焊接结果良好的适当范围。在图3中，将焊接情况的结果以○和△表示。通过目视进行确认，○表示焊道外观良好的情况，△表示残存气孔的情况。可知，在突出部12的直径a为2.5mm以下时，若将涡旋直径b设定为比突出部12的直径a大，则可确保锌蒸气13的排出路径，能够得到良好的焊道外观。具体而言，使涡旋直径b比突出部12的直径a大0.5mm以上即可。
[0053] 例如，若突出部12的直径a为0.5mm，则涡旋直径b需要为1.0mm以上，若突出部12的直径a为2.5mm，则涡旋直径b需要为3.0mm以上。然而，若突出部12的直径a为3.0mm以上，则上板10与下板11的接触面积增加。由于接触面积的增加，设置有突出部12的效果消失。其结果是，成为锌蒸气13的排出困难的状态，在焊道内、焊道表面残存气眼、凹坑。
[0054] (实施方式2)
[0055] 接着使用图4A、图4B来说明突出部12的俯视下的形状为线状的情况。在本实施方式中，照射图案9b沿着如下轨迹相对于焊接对象物进行相对移动，所述轨迹是具有环绕沿着焊接方向14移动的旋转中心的螺旋形状的轨迹。即，在实施方式1中，照射图案9a为涡旋状，与此相对，在本实施方式中，照射图案9b为螺旋状。另外，在实施方式1中，突出部12为圆形状，与此相对，在本实施方式中，突出部12为线状。在本实施方式中，说明一边呈螺旋状进行激光照射一边对线状的突出部进行焊接的镀锌钢板的焊接。需要说明的是，有时对与实施方式1同样的结构标注同一附图标记并省略说明。
[0056] 本实施方式的激光焊接装置中，上板10以及下板11均由镀锌钢板形成。需要说明的是，上板10以及下板11无需一定为镀锌钢板。
[0057] 首先，将上板10与下板11重合。然后，从预先设置于上板10的突出部12的中心位置开始激光9的照射。激光9的照射从突出部12的中心位置按照螺旋状的照射图案9b来进行。以突出部12的中心位置为基准，通过比突出部12的宽度c大的螺旋宽度d的激光照射来进行焊接。
[0058] 激光9的输出是能够贯穿作为镀锌钢板的上板10和下板11的能量密度。需要说明的是，能量密度以及激光输出根据上板10以及下板11的板厚而不同，板厚越厚，则越需要高能量密度，激光9的输出设定为越高。
[0059] 上板10具有锌镀层10a以及锌镀层10b，下板11具有锌镀层11a以及锌镀层11b。并且，在照射激光9而对上板10与下板11进行焊接，由此从间隙H产生锌蒸气13，能够不受锌蒸气的影响地进行焊接。
[0060] 如上述那样，在本实施方式的激光焊接方法中，如图4B所示，从预先设置于作为镀锌钢板的上板10的线状的突出部12的中心位置以比突出部12的宽度大的螺旋宽度的照射图案呈螺旋状进行激光照射来焊接，由此能够从作为镀锌钢板的上板10与下板11的重合面形成锌蒸气13的排出路径。
[0061] 需要说明的是，为了进行良好的焊接，当然需要适当的条件。
[0062] 接着，使用图5来说明相对于俯视下的突出部12的线宽度即突出部12的宽度c而言的螺旋宽度d的适当范围。需要说明的是，图5为一例，本公开并不限定于此。
[0063] 图5所示的施工评价时的条件如下。
[0064] 作为上板10以及下板11，使用了镀敷的覆膜密度为45g/m2、板厚为0.8mm的镀锌钢板。设间隙h’＝0mm、突出部12的高度h＝0.1mm。焊接条件设为是输出为2.5kW、速度为2m/min。将横轴设为上板10所具有的突出部12的宽度c的长度，将纵轴设为照射图案9b的螺旋宽度d。
[0065] 根据图5所示的施工评价的结果可知焊接结果良好的适当范围。在图5中，将焊接情况的结果以○和△表示。通过目视进行确认，○表示焊道外观良好的情况，△表示残存气孔的情况。示出了如下情况：在突出部12的宽度c为2.0mm以下时，若将螺旋宽度d设定为比宽度c大，则可确保锌蒸气13的排出路径，能够得到良好的焊道外观。具体而言，使螺旋宽度d比突出部12的宽度c大0.5mm以上即可。
[0066] 例如，若宽度c为0.5mm，则螺旋宽度d需要为1.0mm以上，若宽度c为2.0mm，则螺旋宽度d需要为2.5mm以上。然而，若突出部12的宽度c为2.5mm以上，则设置于作为镀锌钢板的上板10的突出部12与下板11的接触面积增加。由于该接触面积的增加，设置有突出部12的效果消失，成为锌蒸气13的排出困难的状态，在焊道内、焊道表面残存气眼、凹坑。
[0067] [间隙的余裕度]
[0068] 以下，使用图6来说明对于一边呈螺旋状进行激光照射一边进行焊接的镀锌钢板的焊接而言的间隙的余裕度的范围。
[0069] 图6是关于针对间隙而言的施工余裕度的范围，使横轴表示焊接法(专利文献1以及专利文献2与本公开的比较)、使纵轴表示间隙h’而进行了施工评价的评价结果。需要说明的是，在该施工评价中，作为上板以及下板，使用了镀敷的覆膜密度为45g/m2且板厚为0.8mm的镀锌钢板。设突出部的高度h为0.1mm、突出部的宽度为0.5mm。图6示出了焊接结果良好的适当范围。
[0070] 在图8所示的专利文献1中，采用了从线状的突出部114的上方呈线状进行激光照射的线状焊接的焊接法，因此突出部114的前端与镀敷钢板120的间隙h’的极限是0.3mm。需要说明的是，图8中未图示具有间隙h’的结构。
[0071] 这是因为，在线状焊接中焊道宽度窄，无法确保超过极限值的间隙h’所需的熔融金属量。
[0072] 在图9所示的专利文献2中，采用对突出部230与突出部231之间呈线状进行激光照射的焊接法，因此在突出部230与突出部231之间的区域，从一开始就存在由突出部230(或突出部231)的高度h引起的0.1mm的间隙。突出部230与突出部231之间的区域中的镀敷钢板210与镀敷钢板220的间隙H的极限是0.3mm。即，突出部230的前端(或突出部231的前端)与镀敷钢板220的间隙h’的极限是0.2mm。与专利文献1同样，这是因为，在呈线状进行激光照射的线状焊接中焊道宽度窄，无法确保超过极限值的间隙h’所需的熔融金属量。需要说明的是，图9中未图示具有间隙h’的结构。
[0073] 另一方面，在参照图4A至图5而说明的本公开的螺旋状的焊接中，通过在突出部12上进行螺旋状的焊接，由此即使将突出部12与对应的镀敷钢板(下板11)的间隙h’扩大到0.5mm，也没有问题。这是因为，在实施方式2的焊接方法中，呈螺旋状照射激光，由此与呈线状照射的线状焊接相比使焊道宽度变宽，因此能够确保多的熔融金属量。因而，能够确保突出部12与对应的镀敷钢板(下板11)的间隙h’所需的熔融金属量。
[0074] 需要说明的是，就将板厚为0.8mm的上板10与板厚为0.8mm的下板11重合而形成的间隙的容许率而言，在专利文献1、专利文献2那样的呈线状照射激光的线状焊接中，该容许率相当于板厚的约三分之一，与此相对，在本公开的呈螺旋状照射激光的螺旋状焊接中，相当于板厚的约三分之二，能够使余裕度为约1.7倍。
[0075] [位置偏移的余裕度]
[0076] 接着，以下使用图7，作为一例而说明一边呈螺旋状进行激光照射一边进行焊接的镀锌钢板的焊接的位置偏移的余裕度的范围。
[0077] 图7是关于针对位置偏移而言的施工余裕度的范围，使横轴表示焊接法(专利文献1以及专利文献2与本公开的比较)、使纵轴表示位置偏移而进行了施工评价的评价结果。需
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要说明的是，在该施工评价中，作为上板以及下板，使用了镀敷的覆膜密度为45g/m且板厚为0.8mm的镀锌钢板。突出部的高度h为0.1mm、突出部的宽度为0.5mm。图7示出了焊接结果良好的适当范围。
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要说明的是，在该施工评价中，作为上板以及下板，使用了镀敷的覆膜密度为45g/m且板厚为0.8mm的镀锌钢板。突出部的高度h为0.1mm、突出部的宽度为0.5mm。图7示出了焊接结果良好的适当范围。
[0078] 在图8所示的专利文献1中，采用了从突出部114的上方进行激光照射的焊接法，因此当从突出部114的中心偏移突出部114的宽度即0.5mm时，成为不存在突出部114的部位(镀敷钢板110与镀敷钢板120的间隙H的区域)，因此容易产生穿孔。
[0079] 在图9所示的专利文献2中，采用了向形成有固定的间隙H的突出部230与突出部231之间进行激光照射的焊接法，因此若焊接部位处于突出部230与突出部231之间的板厚方向的间隙为固定的间隙H的区域内，则能够没有问题地进行焊接。
[0080] 另一方面，在参照图4A至图5而说明的本公开的螺旋状的焊接中，位置偏移的余裕度根据螺旋状的螺旋宽度d而不同。在本公开的焊接方法中，若将螺旋宽度d设定为比突出部12的宽度c大0.5mm以上，则能够得到良好的焊道外观。即，若增大螺旋宽度d，则位置偏移的余裕度变得更大。如图7所示，例如，在螺旋宽度d为2mm的情况下，位置偏移能够从突出部中心偏移到±1mm，在螺旋宽度d为3mm时，位置偏移能够从突出部中心偏移到±2mm，在螺旋宽度d为4mm时，位置偏移能够从突出部中心偏移到±3mm。由此，不断地处于锌蒸气的排出容易的状态，能够抑制在焊道内、焊道表面残存气眼、凹坑。
[0081] 根据以上的说明可知，在本公开的激光焊接方法中，上板10具有突出部12，以使形成于上板10的突出部12的前端与下板11接触的方式将上板10与下板11重合。而且，在俯视下，以比突出部12大的尺寸的照射图案9b呈螺旋状进行激光照射，将至少一方由镀敷钢板构成的焊接对象物(上板10和下板11)重合并进行焊接。由此，在如下的焊接中能够确保位置偏移的余裕度，所述焊接是指在至少一方的钢板形成有突出部12，以使突出部12与对置的下板11接触的方式将上板10与下板11重合来进行的焊接。而且，能够提高突出部12与和突出部12对置的镀敷钢板(下板11)的间隙h’的余裕度。即，能够提高突出部12与对应的镀敷钢板(下板11)的间隙h’以及与螺旋宽度的大小相应的位置偏移这两方的施工的余裕度。
[0082] 需要说明的是，在采用向突出部12上照射通过散焦形成的成为比突出部12的外形大的尺寸的焊道宽度的激光来进行焊接的方法的情况下，能量密度在焊道中心高，随着接近焊道边际而能量密度成为低的状态。因此，在焊道中心附近熔深较深，在焊道边际附近熔深较浅，无法使焊道宽度整体的熔深均匀。在本公开的呈螺旋状进行激光照射的焊接中，通过呈基于小孔式焊接(keyhole welding)的螺旋状进行激光照射，能够使焊道宽度整体的熔深接近均匀，能够提高焊接性。
[0083] 根据本公开，在镀锌钢板等被进行了表面处理的钢板的焊接中，在进行激光焊接时，向突出部12上以比突出部大的规定尺寸的照射图案呈涡旋状或螺旋状进行激光照射，由此在焊接时防止受到锌蒸气的影响，且无需在意位置偏移、空隙就能够进行焊接。因而，能够抑制在焊道内、焊道表面产生的气孔，能够提高焊接性。
[0084] 需要说明的是，本公开不仅对于螺旋状的照射图案9b，而且对于前述的涡旋状的照射图案9a也能够得到同样的效果。
[0085] 如以上那样，本公开的激光焊接方法包括第一工序，在该第一工序中，上板10具有突出部12，以使形成于上板10的突出部12的前端与下板11接触的方式将上板10与下板11重合。而且，本公开的激光焊接方法包括第二工序，该第二工序在第一工序后进行，在该第二工序中，以比俯视下的突出部12的大小大的尺寸的照射图案9a(或照射图案9b)朝向突出部12照射激光。并且，上板10的与下板11对置的面以及下板11的与上板10对置的面中的至少任一方的面被进行了镀敷加工。
[0086] 因而，在本公开的激光焊接方法中，能够顺畅地排出镀锌的锌蒸气，能够不受到锌蒸气的影响地进行良好的焊接。能够抑制在焊道内、焊道表面产生的气孔，提高焊接性。
[0087] 需要说明的是，在本实施方式中，以将突出部12设置于上板10的例子进行了说明，但也可以在下板11设置突出部12。
[0088] 另外，在本实施方式中，说明了使用镀锌钢板的例子。然而，只要是被实施了熔点比钢板的熔点低的金属镀敷的钢板，则可以适用于任意的表面处理钢板。
[0089] 产业上的可利用性
[0090] 如以上那样，根据本公开，在镀锌钢板等进行了表面处理的钢板的焊接中，通过在设置于上板10或下板11的突出部12上以比突出部12大的尺寸的照射图案呈涡旋状或螺旋状进行激光焊接，由此能够将蒸气(镀锌的锌蒸气等)顺畅地排出，能够不受蒸气的影响地进行良好的焊接。因而，能够抑制在焊道内、焊道表面产生的气孔，能够提高焊接性，因此作为对进行了表面处理的构件进行焊接的激光焊接控制方法以及激光焊接装置而言，在产业上是有用的。
[0091] 附图标记说明
[0092] 1 激光振荡器
[0093] 2 机械手
[0094] 3 机械手控制器
[0095] 4 焊接条件设定控制部
[0096] 5 动作控制部
[0097] 6 激光输出控制部
[0098] 7 激光照射用头
[0099] 8 传送光纤
[0100] 9 激光
[0101] 9a、9b 照射图案
[0102] 10 上板
[0103] 10a、10b 锌镀层
[0104] 11a、11b 锌镀层
[0105] 11 下板
[0106] 12、114、230、231 突出部
[0107] 13 锌蒸气
[0108] 14 焊接方向
[0109] 116 槽
[0110] GS 金属蒸气
[0111] H 间隙
[0112] R 区域
[0113] h 高度
[0114] h’ 间隙
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