用于焊接结构的制造方法与流程

本发明涉及一种用于焊接结构的制造方法。具体而言，本发明涉及一种通过用于在焊接结构上照射多个激光束的激光焊接而接合的焊接结构的制造方法。

背景技术：

通常，已采用使用激光束的激光焊接来接合多个部件以制造单个焊接结构。电池是利用这种激光焊接接合的制品的一个例子。在电池中，包括正极板和负极板的电极体通常收纳在外壳内。在这种电池的制造过程中，间或地进行焊接工序。在焊接工序中，电极体经一开口收纳在外壳本体内，外壳本体的开口然后利用密封板闭塞，并通过激光焊接来接合外壳本体和密封板之间的边界。

例如，日本专利申请公报No.2012-110905(JP 2012-110905A)中记载了一种通过对靠接的外壳本体和密封板之间的边界附近的区域照射功率密度低的低密度激光束和功率密度比低密度激光束高的高密度激光束来接合外壳本体和密封板的技术。JP 2012-110905A中还记载了，在对包含所述边界的外壳本体和密封板的宽范围照射低密度激光束的同时，两个高密度激光束以使得其光斑位于低密度激光束的光斑内部的方式照射。其还记载了两个高密度激光束分别沿所述边界照射外壳本体和密封板。

然而，上述相关技术固有地存在这样的问题，即无法提高激光束的扫描速度。更具体地，在上述相关技术中，所照射的低密度激光束的能量大小使得高密度激光束的照射位置前方的区域的温度可提高。因此，能量未高到足以使照射对象熔融。因而，在扫描速度提高的情况下，高密度激光束的照射位置前方的区域的温度无法被低密度激光束充分提高。结果，可能无法获得充分的接合强度。

同时，不能显著提高低密度激光束的能量。这是因为在上述相关技术中低密度激光束也照射在靠接的接合对象之间的边界上。亦即，接合对象之间的边界可能不会完全闭合。因而，可能发生低密度激光束从接合对象之间的边界通过的所谓的激光透过。在发生激光透过的情况下，已从接合对象之间的边界中的间隙通过的激光束可能照射在不是接合对象的部件(例如，电极体)上，并且该部件上可能发生损伤等。

技术实现要素：

本发明提供了一种能够在抑制不良发生的同时高速地进行激光焊接的用于焊接结构的制造方法。

根据本发明的用于焊接结构的制造方法是一种用于通过利用激光焊接接合彼此靠接的第一部件与第二部件之间的边界来制造焊接结构的用于焊接结构的制造方法，其中通过使用焊接装置照射主激光束、先行激光束和后行激光束来进行非重叠(非重复)照射，所述主激光束扫描所述第一部件与所述第二部件之间的边界，所述先行激光束的照射位置在行进方向上位于所述主激光束的前方，所述后行激光束的照射位置在所述行进方向上位于所述主激光束的后方。在所述非重叠照射中，所述主激光束沿所述第一部件与所述第二部件之间的边界上的主轨迹照射，所述先行激光束沿不与所述主轨迹重叠的先行轨迹照射，并且所述后行激光束沿不与所述主轨迹和所述先行轨迹重叠的后行轨迹照射。

在根据本发明的用于焊接结构的制造方法中，先行激光束沿与扫描第一部件与第二部件之间的边界的主激光束的主轨迹不同的先行轨迹照射。亦即，在非重叠照射中先行激光束不从第一部件与第二部件之间的边界通过。因而，先行激光束能具有高能量。这样，能使主激光束的照射位置前方的部位熔融。另外，由于主激光束的照射位置前方的部位熔融，所以作为第一部件与第二部件之间的边界的部位在照射主激光束时能处于无间隙状态。因而，能抑制主激光束的激光透过。此外，利用沿不与主轨迹或先行轨迹重叠的后行轨迹照射的后行激光束，能充分确保焊接痕迹的宽度。由于能使用具有高能量的激光束作为各激光束，所以能高速地进行激光焊接。此外，即使在使用具有高能量的激光束作为各激光束的情况下，也能利用非重叠照射抑制在熔融部位发生金属蒸发。这样，能在抑制不良发生的同时高速地进行激光焊接。

另外，在上述用于焊接结构的制造方法中，在所述非重叠照射中，所述焊接装置可照射所述先行激光束和所述后行激光束，使得所述先行激光束的照射位置和所述后行激光束的照射位置关于一倾斜轴线对称，所述倾斜轴线穿过所述主激光束的照射位置并且相对于所述主轨迹倾斜，所述焊接装置可照射第一先行激光束和第二先行激光束作为所述先行激光束，所述第一先行激光束的照射位置位于所述主轨迹的所述第一部件侧，并且所述第二先行激光束的照射位置位于所述主轨迹的所述第二部件侧，并且所述焊接装置可照射第一后行激光束和第二后行激光束作为所述后行激光束，所述第一后行激光束的照射位置位于所述主轨迹的所述第一部件侧，并且所述第二后行激光束的照射位置位于所述主轨迹的所述第二部件侧。利用此构型，在行进方向彼此对向的区间中，非重叠照射能以相同的照射图案并在相同条件下进行。

另外，在上述用于焊接结构的制造方法中，在所述非重叠照射中，可在利用所述先行激光束使所述先行激光束的照射位置熔融的同时利用所述焊接装置在所述主轨迹上所述主激光束的照射位置前方形成熔融部，可通过所述主激光束使所述主激光束的照射位置处所述熔融部的深度比照射所述主激光束之前所述熔融部的深度大，并且通过所述后行激光束使所述后行激光束的照射位置处所述熔融部的深度比照射所述后行激光束之前所述熔融部的深度大。

附图说明

下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：

图1是根据实施方式的电池的透视图；

图2是根据实施方式的电池的平面图；

图3是用于说明第一纵长直线区间中的激光束的视图；

图4是用于说明第一短直线区间中的激光束的视图；

图5是焊接装置的示意性构型图；

图6是示出利用焊接装置照射激光束的状态的透视图；

图7是进行激光焊接之前的直线区间的剖视图；

图8是激光焊接期间的第一纵长直线区间的平面图；

图9是通过先行激光束的照射而形成的熔融部的剖视图；

图10是被照射主激光束时的熔融部的剖视图；

图11是被照射后行激光束时的熔融部的剖视图；

图12是用于说明弯曲区间中的激光束的轨道的平面图；

图13是进行激光焊接之前的弯曲区间的剖视图；

图14是示出比较例中的激光束的照射图案的视图；以及

图15是示出与图14不同的比较例中的激光束的照射图案的视图。

具体实施方式

以下将参照附图对实施本发明的最佳模式进行详细说明。

图1是作为根据本实施方式的用于激光焊接的接合对象的电池1的外观的透视图。如图1所示，电池1的外形是扁平形状。如图1所示，电池1具有正极端子40和负极端子50。电池1是能经由正极端子40和负极端子50充放电的二次电池。电池1的例子有锂离子二次电池、镍氢电池等。

电池1具有外壳本体10。为了进行充放电，包括正极板和负极板的电极体、电解液等收纳在外壳本体10内。在外壳本体10的上部中形成有供收纳电极体等的开口11。在图1中，外壳本体10的开口11由密封板20闭塞。在本实施方式中，外壳本体10和密封板20的材质为铝。

正极端子40和负极端子50设置在密封板20上。密封板20还设置有密封供注入电解液的注入口的注入口密封部件60。注入口密封部件60在电解液经注入口注入外壳本体10内之后安装。

此外，在本实施方式的电池1中，外壳本体10和密封板20利用激光焊接接合。更具体地，密封板20嵌合在外壳本体10的开口11中，并且外壳本体10的开口11与密封板20的侧面21之间的边界利用激光焊接接合以一体化。这样，外壳本体10和密封板20作为一体的焊接结构形成。

另外，利用激光焊接对作为外壳本体10与密封板20之间的边界的部分的全周形成焊接痕迹30。更具体地，在图1中的电池1的外观视图中，出于说明的目的利用附图标记示出了外壳本体10的开口11和密封板20的侧面21。然而，实际上，外壳本体10的开口11和密封板20的侧面21附近的区域熔融、混合并形成为焊接痕迹30。因而，在电池1的外侧不存在外壳本体10的开口11和密封板20的侧面21。接下来将说明的图2也是这样。

图2是电池1的平面图。如图2所示，对于呈扁平形状的电池1而言，作为左右方向的X轴方向被设定为纵长方向，而作为上下方向的Y轴方向被设定为短方向。因此，本实施方式的焊接痕迹30总体上呈矩形，其中X轴方向为纵向方向且Y轴方向为短方向。

激光焊接中的激光束的与焊接痕迹30对应的照射区间具有第一纵长直线区间X1和第二纵长直线区间X2，这两者都是沿X轴方向平行延伸的直线区间。激光束的照射区间还具有第一短直线区间Y1和第二短直线区间Y2，这两者都是沿Y轴方向平行延伸的直线区间。激光束的照射区间还具有各自都将上述直线区间中的两个直线区间连接的第一弯曲区间R1、第二弯曲区间R2、第三弯曲区间R3和第四弯曲区间R4。

在激光焊接中，激光束从被示出为位于第一弯曲区间R1上的点P以顺时针方式扫描外壳本体10与密封板20之间的边界附近的区域一周。这样，形成了本实施方式的焊接痕迹30。注意，作为激光焊接的起始点的点P是任意点且因此不限于位于第一弯曲区间R1上。另外，优选激光焊接的起始点附近的区域和结束点附近的区域适度地彼此重叠。这样，能无缝地形成焊接痕迹30。

图3示出在根据本实施方式的激光焊接中照射的激光束L。图3示出照射在作为照射对象的外壳本体10和密封板20的外表面上的激光束L的照射图案。如图3所示，在本实施方式的激光焊接中照射的激光束L通过包含多个激光束而构成。更具体地，本实施方式的激光束L通过包含主激光束LP和副激光束LB、LC、LD、LE而构成。注意，在本实施方式中至少所有的副激光束LB、LC、LD、LE都具有相同能量。

主激光束LP的照射位置位于外壳本体10和密封板20之间的边界上。如图3所示，副激光束LB、LC、LD、LE配置成使得这些副激光束用作正方形S的顶点并且正方形S包围主激光束LP。此外，在本实施方式中，副激光束LB、LC、LD、LE配置成使得主激光束LP位于正方形S的重心处。

图3示出了第一纵长直线区间X1上的激光束L的照射状态并且示出了激光束L如箭头所示向右移动的时刻。因此，在副激光束LB、LC、LD、LE之中，副激光束LB、LC构成照射在行进方向上位于使用主激光束LP照射的部分前方的部分的先行激光束LA。同时，在副激光束LB、LC、LD、LE之中，副激光束LD、LE构成照射在行进方向上位于使用主激光束LP照射的部分后方的部分的后行激光束LF。

外壳本体10与密封板20之间的边界附近的区域利用先行激光束LA(副激光束LB、LC)、主激光束LP和后行激光束LF(副激光束LD、LE)以该次序被照射。先行激光束LA用于在其照射位置形成熔融部。主激光束LP用于在外壳本体10与密封板20之间的边界中形成足够深的熔融部。后行激光束LF用于在外壳本体10与密封板20之间的边界附近的区域中形成深度和宽度都足够的熔融部。注意，第一纵长直线区间X1比在行进方向上位于最前面的副激光束LB和在行进方向上位于最后面的副激光束LD之间的距离长。

图3示出主激光束LP和副激光束LB、LC、LD、LE的轨道KA、KB、KC、KD、KE。更具体地，主激光束LP和副激光束LB、LC、LD、LE以使得其各者的中心在各轨道KA、KB、KC、KD、KE上移动的方式照射。轨道KA、KB、KC、KD、KE分别沿主激光束LP和副激光束LB、LC、LD、LE的行进方向延伸。图3还示出通过沿轨道KA、KB、KC、KD、KE向右移动而形成的主激光束LP和副激光束LB、LC、LD、LE的照射轨迹作为照射轨迹LKA、LKB、LKC、LKD、LKE。

如图3所示，副激光束LB、LC、LD、LE以正方形S相对于激光束L的行进方向倾斜这样的配置照射。更具体地，如图3所示，作为从副激光束LB、LE之间的中点和副激光束LC、LD之间的中点通过的线段的轴线T1相对于主激光束LP的轨道KA倾斜。相应地，作为从副激光束LB、LC之间的中点和副激光束LD、LE之间的中点通过的线段的轴线T2也相对于主激光束LP的轨道KA倾斜。图3以角度θ示出轴线T1相对于与主激光束LP的轨道KA正交的方向的倾斜角度和轴线T2相对于主激光束LP的轨道KA的倾斜角度各者。

本实施方式的激光束L以先行激光束LA(副激光束LB、LC)和后行激光束LF(副激光束LD、LE)关于从主激光束LP的照射位置通过并相对于轨道KA倾斜的轴线T1对称这样的配置照射。

另外，如图3所示，在本实施方式中各轴线T1、T2的角度θ被设定为使得照射轨迹LKA、LKB、LKC、LKD、LKE中的任何两个照射轨迹都彼此不重叠的角度。亦即，在本实施方式中，通过其中照射轨迹LKA、LKB、LKC、LKD、LKE以使得其中的任何两个照射轨迹都彼此不重叠的方式被照射的非重叠照射来进行主激光束LP扫描第一纵长直线区间X1中的轨道KA期间的激光焊接。

更具体地，如图3所示，在本实施方式中作为先行激光束LA的副激光束LB、LC分别沿不与主激光束LP的照射轨迹LKA重叠的照射轨迹LKB、LKC照射。另外，作为后行激光束LF的副激光束LD、LE分别沿不与主激光束LP的照射轨迹LKA和作为先行激光束LA的副激光束LB、LC的照射轨迹LKB、LKC重叠的照射轨迹LKD、LKE照射。以下将对该非重叠照射进行详细说明。

此外，如图3所示，在本实施方式中角度θ被设定为这种程度的角度，即在照射轨迹LKA、LKB、LKC、LKD、LKE中的任何两个照射轨迹之间形成有间隙。注意，角度θ可被设定为使照射轨迹LKA、LKB、LKC、LKD、LKE中的相邻照射轨迹彼此接触的角度。

在本实施方式的激光焊接中，在图3中示出的激光束L的照射图案在其行进方向改变的同时被保持。激光束L沿外壳本体10与密封板20之间的边界附近的区域移动一周。亦即，在本实施方式的激光焊接中，在激光束L沿外壳本体10与密封板20之间的边界附近的区域移动一周时，副激光束LB、LC、LD、LE相对于主激光束LP的配置不从图3所示的照射图案的配置改变。在激光束L沿外壳本体10与密封板20之间的边界附近的区域移动一周时，激光束L的照射图案不相对于电池1旋转。

图4示出已在图2中说明的激光束L在第一短直线区间Y1上的照射状态。更具体地，图4示出激光束L如箭头所示向下移动的时刻。在第一短直线区间Y1中的激光束L的照射图案中，主激光束LP和副激光束LB、LC、LD、LE的配置与图3中的配置相同。同样，在第一短直线区间Y1中，主激光束LP的照射位置是外壳本体10与密封板20之间的边界。

在图4中，先行激光束LA通过包含副激光束LC、LD而构成。在图4中，后行激光束LF通过包含副激光束LB、LE而构成。这是因为图3所示的照射图案保持相同并且在图4中仅行进方向改变。注意，第一短直线区间Y1也比在行进方向上位于最前面的副激光束LC与在行进方向上位于最后面的副激光束LE之间的距离长。

同样，在图4中，先行激光束LA(副激光束LC、LD)和后行激光束LF(副激光束LB、LE)以关于从主激光束LP的照射位置通过并相对于轨道KA倾斜的轴线T2对称的配置照射。

如已利用图3所述的，作为各轴线T1、T2的倾斜角度的角度θ被设定为使得照射轨迹LKA、LKB、LKC、LKD、LKE中的任何两个照射轨迹在第一纵长直线区间X1中都彼此不重叠的角度。另外，副激光束LB、LC、LD、LE的配置是构成正方形S的配置。相应地，与第一纵长直线区间X1相似，第一短直线区间Y1上的激光焊接也利用非重叠照射进行。亦即，通过其中照射轨迹LKA、LKB、LKC、LKD、LKE以使得其中的任何两个照射轨迹都彼此不重叠的方式被照射的非重叠照射来进行主激光束LP扫描第一短直线区间Y1中的轨道KA期间的激光焊接。

注意，在设置成与第一纵长直线区间X1对向的第二纵长直线区间X2中，通过从第一纵长直线区间X1中的方向(向右)反转激光束L的行进方向(向左)来进行激光焊接。相应地，先行激光束LA通过在第二纵长直线区间X2中包含副激光束LD、LE而构成。后行激光束LF通过在第二纵长直线区间X2中包含副激光束LB、LC而构成。注意，第二纵长直线区间X2也比在行进方向上位于最前面的副激光束LD与在行进方向上位于最后面的副激光束LB之间的距离长。

同样，在第二纵长直线区间X2中，先行激光束LA(副激光束LD、LE)和后行激光束LF(副激光束LB、LC)以关于从主激光束LP的照射位置通过并相对于轨道KA倾斜的轴线T1对称的配置照射。第二纵长直线区间X2的激光焊接也利用非重叠照射进行。更具体地，通过其中照射轨迹LKA、LKB、LKC、LKD、LKE以使得其中的任何两个照射轨迹都彼此不重叠的方式被照射的非重叠照射来进行主激光束LP扫描第二纵长直线区间X2中的轨道KA期间的激光焊接。亦即，利用激光束L进行的激光焊接能在与第一纵长直线区间X1相同的条件下在第二纵长直线区间X2中进行。

在设置成与第一短直线区间Y1对向的第二短直线区间Y2中，通过从图4所示的第一短直线区间Y1中的方向(向下)反转激光束L的行进方向(向上)来进行激光焊接。相应地，先行激光束LA通过在第二短直线区间Y2中包含副激光束LB、LE而构成。后行激光束LF通过在第二短直线区间Y2中包含副激光束LC、LD而构成。注意，第二短直线区间Y2也比在行进方向上位于最前面的副激光束LE与在行进方向上位于最后面的副激光束LC之间的距离长。

同样，在第二短直线区间Y2中，先行激光束LA(副激光束LB、LE)和后行激光束LF(副激光束LC、LD)以关于从主激光束LP的照射位置通过并相对于轨道KA倾斜的轴线T2对称的配置照射。第二短直线区间Y2的激光焊接也利用非重叠照射进行。更具体地，通过其中照射轨迹LKA、LKB、LKC、LKD、LKE以使得其中的任何两个照射轨迹都彼此不重叠的方式被照射的非重叠照射来进行主激光束LP扫描第二短直线区间Y2中的轨道KA期间的激光焊接。即，利用激光束L进行的激光焊接也能在与第一短直线区间Y1相同的条件下在第二短直线区间Y2中进行。

接下来将利用图5对本实施方式的用于进行激光焊接的焊接装置100进行说明。图5是在电池1上照射上述激光束L的焊接装置100的示意性构型图。

如图5所示，本实施方式的焊接装置100具有激光振荡器110和电扫描器(galvano scanner)120。电扫描器120具有一对反射镜(电镜)121、122。电扫描器120还具有准直透镜130、衍射光学元件(DOE)140、Fθ透镜150和保护透镜160。

准直透镜130能调节由激光振荡器110发出并经光纤111入射而处于平行状态的激光束。DOE 140调节激光束L的照射图案。亦即，在本实施方式的焊接装置100中，包含主激光束LP和副激光束LB、LC、LD、LE的激光束L的照射图案由DOE 140决定。

反射镜121、122各自都利用电机旋转，且其角度由此被调节。Fθ透镜150修正激光束L以使得其扫描速度恒定。

利用反射镜121、122的旋转，电扫描器120能在预定位置处正确地照射激光束L。亦即，利用反射镜121、122的旋转，电扫描器120能够实现利用激光束L进行的高速扫描。换言之，如图6所示，利用反射镜121、122的旋转，焊接装置100能沿外壳本体10与密封板20之间的边界附近的区域的一周照射激光束L。

注意，用于进行激光焊接的焊接装置不限于图5所示的焊接装置100，而是可具有不同构型，只要焊接装置能照射激光束L即可。例如，能针对各主激光束LP和副激光束LB、LC、LD、LE使用具有激光振荡器、一对反射镜(电镜)等的装置。

接下来将对本实施方式的激光焊接中的非重叠照射进行说明。在本实施方式中，对各自都是直线区间的第一纵长直线区间X1、第二纵长直线区间X2、第一短直线区间Y1和第二短直线区间Y2进行非重叠照射。

图7是进行激光焊接之前的第一纵长直线区间X1、第二纵长直线区间X2、第一短直线区间Y1和第二短直线区间Y2中的外壳本体10与密封板20之间的边界附近的区域的剖视图。亦即，图7示出密封板20嵌入外壳本体10的开口11中的状态，并且外壳本体10的开口11和密封板20的侧面21在彼此对向的状态下彼此靠接。

如图7所示，在外壳本体10的开口11与密封板20的侧面21之间形成有间隙G。间隙G是为了将密封板20嵌入外壳本体10的开口11中而设置的。该间隙G的尺寸是这样的，即在照射激光束L的主激光束LP的情况下，其一部分从间隙G通过。

图8是激光焊接期间的第一纵长直线区间X1的平面图。如图8所示，在利用激光束L照射的外壳本体10与密封板20之间的边界附近的区域中，形成有熔融部M，外壳本体10和密封板20在该熔融部中熔融。熔融部M的一部分处于熔融的外壳本体10和密封板20混合的状态。

如图8所示，主激光束LP在沿设置在外壳本体10与密封板20之间的边界中的轨道KA移动的同时照射。另外，构成先行激光束LA的副激光束LB、LC在分别沿设置在轨道KA的外壳本体10侧的轨道KB和设置在轨道KA的密封板20侧的轨道KC移动的同时通过非重叠照射进行照射。此外，构成后行激光束LF的副激光束LD、LE在分别沿设置在轨道KA的密封板20侧的轨道KD和设置在轨道KA的外壳本体10侧的轨道KE移动的同时通过非重叠照射进行照射。

这样，如图9所示，熔融部M首先通过先行激光束LA的照射形成在外壳本体10与密封板20之间的边界附近的区域中。熔融部M在外壳本体10与密封板20之间的边界附近的区域熔融时形成。熔融部M的一部分流入形成有间隙G的位置并由此闭塞间隙G。图9示出通过先行激光束LA的照射而形成的熔融部M的深度D1。

注意，先行激光束LA的照射位置位于外壳本体10和密封板20上，但不位于其间的边界上。因此，不存在先行激光束LA从形成在外壳本体10与密封板20之间的边界中的间隙G通过并照射到电池1内部的可能性。

接下来，如图10所示，利用主激光束LP照射在先行激光束LA穿过其中时形成的熔融部M。如图10所示，在利用主激光束LP照射的熔融部M中，其一部分的深度随着该部分越来越接近主激光束LP的照射位置而增大。图10示出熔融部M在主激光束LP的照射位置处的深度D2。由于主激光束LP的照射，熔融部M的深度D2变得大于其在主激光束LP照射之前的深度D1。这样，熔融部M的作为外壳本体10与密封板20之间的边界的部位的深度D2由于主激光束LP的照射而变得非常深。

在本实施方式中，当照射主激光束LP时，间隙G由于已通过先行激光束LA的照射而形成并已流入其中的熔融部M而闭塞。因此，不存在照射在作为间隙G的部位上的主激光束不照射电池1内部的可能性。

接下来，如图11所示，利用后行激光束LF照射主激光束LP穿过其中之后的熔融部M。如图11所示，由于后行激光束LF的照射，熔融部M的相对于行进方向而言的宽度方向(左右方向)上的端部附近的部分变得比图10所示的这些部分深。亦即，如图11所示，熔融部M的延伸到宽度方向上的端部附近的部分具有比深度D1大的深度D3。注意，图11所示的深度D3是与图10所示的深度D2大致相同的深度。

后行激光束LF不照射电池1的内部。这是因为后行激光束LF的照射位置位于外壳本体10和密封板20上。这还因为间隙G由于熔融部M的形成而闭塞。亦即，在本实施方式中，在进行非重叠照射的同时抑制了激光束L照射电池1的内部。这样，抑制了收纳在电池1中的电极体等的损伤和随后的不良发生。

利用本实施方式中的激光焊接形成的熔融部M在后行激光束LF从其中通过之后硬化并变成焊接痕迹30。在利用非重叠照射形成的焊接痕迹30中，确保了充分大的深度和充分大的宽度，并且抑制了焊接不良。

亦即，激光束的能量的吸收率在已经熔融的熔融部M中比未熔融的材料高。因此，熔融部M处于有助于其进展的状态。因而，能使利用主激光束LP和后行激光束LF照射的熔融部M足够深。此外，熔融部M具有充分的深度，因为后行激光束LF通过非重叠照射而照射相对于主激光束LP的照射位置而言的熔融部M在宽度方向上的端部。

在高能量激光束以重叠方式照射焊接材料的情况下，输入至发生重叠照射的部位的热量往往过大。因此，在高能量激光束以重叠方式照射焊接材料的情况下，可能由于金属蒸发而发生焊接不良。相反，在本实施方式的激光焊接的非重叠照射中，主激光束LP和副激光束LB、LC、LD、LE均不以重叠方式照射同一位置。因此，高能量激光束能以可确保熔融部M的充分深度的程度作为主激光束LP和副激光束LB、LC、LD、LE而照射。因而，能连续形成具有充分强度的焊接痕迹30而不会发生焊接不良。

此外，作为主激光束LP和副激光束LB、LC、LD、LE，高能量激光束能通过非重叠照射来照射。因此，能提高激光束L的扫描速度，并且能高速地进行激光焊接。因而，在本实施方式中，能在抑制不良发生的同时利用非重叠照射高速地进行激光焊接。

注意，图8示出第一纵长直线区间X1且同样适用于作为其它直线区间的第二纵长直线区间X2、第一短直线区间Y1和第二短直线区间Y2。这是因为，在第二纵长直线区间X2、第一短直线区间Y1和第二短直线区间Y2中，能以与第一纵长直线区间X1中的方式相似的方式进行利用先行激光束LA、主激光束LP和后行激光束LF执行的非重叠照射。

亦即，在本实施方式中，激光束L以这样的照射图案使用，即主激光束LP位于以副激光束LB、LC、LD、LE为顶点的正方形S的重心处。此外，所有的副激光束LB、LC、LD、LE都具有相同大小的能量。因此，在本实施方式中，在所有的直线区间中能在相似的条件下进行非重叠照射。因而，焊接痕迹30能均匀地形成在所有直线区间中而不会发生不良。

接下来将对各自都位于直线区间之间的第一弯曲区间R1、第二弯曲区间R2、第三弯曲区间R3和第四弯曲区间R4进行说明。

如上所述，在本实施方式的激光焊接中，激光束L在上述照射图案保持相同且仅行进方向改变的同时沿外壳本体10与密封板10之间的边界附近的区域移动一周。因此，在第一弯曲区间R1、第二弯曲区间R2、第三弯曲区间R3和第四弯曲区间R4中，存在这样的情况，即在行进方向上位于主激光束LP前方的先行激光束LA与外壳本体10和密封板20之间的间隙G交叉。

图12示出第一弯曲区间R1中的轨道KA、KB、KC、KD、KE。如图12所示，轨道KC、KE与第一弯曲区间R1中的间隙G的位置交叉。在它们之中，轨道KE在第一纵长直线区间X1和第一短直线区间Y1两者中与构成后行激光束LF的副激光束LE相关。因此，副激光束LE在间隙G已经由熔融部M闭塞时与间隙G的位置交叉。因而，不存在副激光束LE由于从间隙G通过而不照射电池1内部的可能性。

同时，轨道KC在第一纵长直线区间X1和第一短直线区间Y1中与构成先行激光束LA的副激光束LC相关。因此，在高速地进行激光焊接的情况下，副激光束LC可能在第一弯曲区间R1中形成熔融部M之前与间隙G交叉。关于这一点，作为第一弯曲区间R1以外的弯曲区间的第二弯曲区间R2、第三弯曲区间R3和第四弯曲区间R4也是这样。亦即，在弯曲区间前后的直线区间中构成先行激光束LA的副激光束可能与这些直线区间之间的弯曲区间中的间隙G交叉。因此，在本实施方式中，激光束被阻止从间隙G通过和在第一弯曲区间R1、第二弯曲区间R2、第三弯曲区间R3和第四弯曲区间R4中照射电池1的内部。

图13是进行激光焊接之前的第一弯曲区间R1、第二弯曲区间R2、第三弯曲区间R3和第四弯曲区间R4的剖视图。如图13所示，在第一弯曲区间R1、第二弯曲区间R2、第三弯曲区间R3和第四弯曲区间R4中，在外壳本体10的开口11的下侧设置有从开口11向内侧突出的支承面12。支承面12是用于接纳嵌入外壳本体10的开口11中的密封板20的内表面22的面。

因此，即使在激光束进入第一弯曲区间R1、第二弯曲区间R2、第三弯曲区间R3和第四弯曲区间R4中的间隙G的情况下，进入的激光束照射的也是外壳本体10的支承面12。因而，在本实施方式中，同样，在第一弯曲区间R1、第二弯曲区间R2、第三弯曲区间R3和第四弯曲区间R4中，抑制了激光束照射电池1的内部。

在本实施方式中，如上所述，被示出为位于第一弯曲区间R1上的点P被设定为激光焊接的起始点。这样，同样，在开始照射激光束L时，抑制了主激光束LP照射电池1的内部。亦即，抑制了收纳在电池1中的电极体等的损伤和随后的不良发生。

以下将对为了确认根据本实施方式的非重叠照射的效果而进行的实验进行说明。在本实验中，执行利用非重叠照射进行激光焊接的实施例和以使得先行激光束和后行激光束的照射轨迹彼此重叠的方式进行激光焊接的各比较例。

更具体地，用在实施例的激光焊接中的照射图案与已利用上述图3等说明的激光束L的照射图案相同。同时，用在比较例1的激光焊接中的照射图案和用在比较例2的激光焊接中的照射图案分别在图14和图15中示出。在本实验的实施例和各比较例两者中，对比位于最前面的先行激光束与位于最后面的后行激光束之间的距离长的区间执行激光焊接。

如图14所示，主激光束LP、先行激光束LA1、LA2和后行激光束LF1、LF2呈比较例1的照射图案配置。注意，如图14所示，行进方向为向右。在比较例1中，先行激光束LA1和后行激光束LF1的轨道共同作为轨道K1。此外，先行激光束LA2和后行激光束LF2的轨道共同作为K2。亦即，在比较例1的照射图案中，后行激光束LF1、LF2以分别在照射先行激光束LA1、LA2的位置处重叠的方式照射。

如图15所示，在比较例2的照射图案中，先行激光束LA3、LA4和后行激光束LF3、LF4被添加至比较例1中的照射图案。注意，如图15所示，行进方向为向右。另外，在比较例2中，先行激光束LA3和后行激光束LF3的轨道共同作为轨道K3。此外，在比较例2中，先行激光束LA4和后行激光束LF4的轨道共同作为轨道K4。亦即，在比较例2的照射图案中，后行激光束LF1、LF2、LF3、LF4以分别在照射先行激光束LA1、LA2、LA3、LA4的位置处重叠的方式照射。

在本实验中，对于实施例和比较例而言，在全部先行激光束和后行激光束都具有相同能量的情况下考查容许的能量范围。更具体地，在先行激光束和后行激光束各者的能量改变的各种条件下对实施例和比较例执行照射实验，并且考查主激光束前方的先行激光束形成熔融部所需的能量。此外，在先行激光束和后行激光束各者的能量改变的各种条件下对实施例和比较例执行照射实验，并考查使得在后行激光束的照射位置处发生金属蒸发的能量。

下面的表1示出了利用先行激光束形成熔融部所需的能量(E1)和使得利用后行激光束发生金属蒸发的能量(E2)。注意，表1中的数据是通过在所有的实施例和比较例中将激光束的行进速度设定为相同速度而获得的。

[表1]

在各实施例和比较例中，必须照射具有与表1所示的利用先行激光束形成熔融部所需的能量(E1)至少相等的能量的先行激光束和后行激光束。这是因为必须防止主激光束LP从作为接合对象的部件之间的间隙通过。另外，在各实施例和比较例中，必须照射具有比表1所示的使得利用后行激光束发生金属蒸发的能量(E2)低的能量的先行激光束和后行激光束。这是因为必须抑制焊接不良。

如表1所示，在实施例中，使得利用后行激光束发生金属蒸发的能量E2的值比比较例中的该值高。这是因为，在实施例中后行激光束由于非重叠照射而不以与先行激光束重叠的方式照射，而在两个比较例中后行激光束以与先行激光束重叠的方式照射。

表1还示出了利用先行激光束形成熔融部所需的能量(E1)与使得利用后行激光束发生金属蒸发的能量(E2)之差(E2-E1)。差(E2-E1)的值在实施例中比在比较例中高。亦即，在实施例中先行激光束与后行激光束之间的能量差的容许范围宽。同时，在两个比较例中先行激光束与后行激光束之间的能量差的容许范围窄。

随着先行激光束与后行激光束之间的能量差的容许范围扩大，激光焊接的牢靠性提高。亦即，可理解，实施例的牢靠性比任何比较例都高。此外，在实施例中，差(E2-E1)的值高。因此，能以利用至少等于E1且低于E2的容许范围内的能量照射的方式容易地调节先行激光束和后行激光束。

亦即，在根据本实施方式的实施例中，能在利用先行激光束形成适当的熔融部的同时抑制后行激光束引起的金属蒸发。因此，能减少不良。此外，能在抑制不良发生的同时高速地进行激光焊接。这是因为，在根据本实施方式的实施例中，先行激光束与后行激光束之间的能量差的容许范围宽并且牢靠性高。

如以上已详细说明的，在本实施方式中利用焊接装置100的激光束L执行外壳本体10和密封板20的激光焊接。激光束L通过在直线区间(第一纵长直线区间X1、第二纵长直线区间X2、第一短直线区间Y1和第二短直线区间Y2)中包含先行激光束LA、主激光束LP和后行激光束LF而构成。然后，进行非重叠照射，其中在主激光束LP在各直线区间中扫描外壳本体10与密封板20之间的边界的同时，这些先行激光束LA、主激光束LP和后行激光束LF中的任何两个激光束的照射轨迹都彼此不重叠。这样，实现了能够在抑制不良发生的同时高速地进行激光焊接的用于焊接结构的制造方法。

注意，本实施方式仅为例述性的并且不在任何方面限制本发明。因此，自然地可在不背离本发明主旨的范围内对本发明做出各种改进和修改。例如，激光束L的照射图案不限于主激光束LP位于以副激光束LB、LC、LD、LE为顶点的正方形S的重心处的照射图案。更具体地，例如，也可采用这样配置的照射图案，即主激光束LP位于以副激光束LB、LC、LD、LE为顶点的长方形的重心处。这种情况下，在作为行进方向彼此对向的区间的第一纵长直线区间X1和第二纵长直线区间X2中，能在相同条件下以相同照射图案进行非重叠照射。另外，在作为行进方向彼此对向的区间的第一短直线区间Y1和第二短直线区间Y2中，能在相同条件下以相同照射图案进行非重叠照射。

在上述实施方式中已例如详细说明了利用焊接装置100对矩形形状的一周进行激光焊接的情形。然而，焊接装置100例如也可用于在通过使两个部件的端面彼此对向和靠接而形成的边界仅具有直线部位的情况下进行激光焊接。由于难以使两个部件的两个端面是完全平坦的面，所以其间的边界中可能形成间隙。同样，这种情况下，能利用焊接装置100进行激光焊接以防止激光束从该间隙通过。

例如，在通过使两个部件的端面对向和靠接而形成的边界仅具有直线部位的情况下，先行激光束和后行激光束不必始终关于从主激光束的照射位置通过并相对于行进方向倾斜的轴线对称。亦即，在不必在行进方向彼此对向的区间中进行激光焊接的情况下，先行激光束和后行激光束不必以关于相对于行进方向倾斜的轴线对称的方式设置。

将总结本实施方式。在根据本发明的用于焊接结构的制造方法中，利用焊接装置照射扫描第一部件与第二部件之间的边界的主激光束、照射位置在行进方向上位于主激光束前方的先行激光束和照射位置在行进方向上位于主激光束后方的后行激光束。另外，进行非重叠照射，其中在沿不与被照射主激光束的主轨迹重叠的先行轨迹照射先行激光束时，沿不与主轨迹和先行轨迹重叠的后行轨迹照射后行激光束。

在上述实施方式中，已对由铝制成的外壳本体10和密封板20利用激光焊接接合以形成焊接结构的情形的例子进行了说明。然而，本发明自然可应用于除与电池有关的部件以外的焊接结构的制造。另外，本发明可应用于不限于铝的材料的组合，只要这些材料可通过激光焊接接合即可。