激光焊接装置的制作方法

本发明涉及一种激光焊接装置，尤其涉及一种具备腔室以及激光照射部的激光焊接装置，该腔室具有配置工件的低压的内部空间，该激光照射部照射对工件进行焊接的激光。

背景技术：

以往，已知存在一种具备腔室以及激光照射部的激光焊接装置，该腔室具有配置工件的低压的内部空间，该激光照射部照射对工件进行焊接的激光。例如，在日本专利第5234471号公报中公开了这样的激光焊接装置。

在上述日本专利第5234471号公报中公开了具备腔室以及激光部(激光照射部)的激光焊接装置，在低真空气氛下对配置于该腔室的内部的工件进行焊接，该激光部照射对工件进行焊接的激光。上述日本专利第5234471号公报的激光焊接装置具备配置于激光部与腔室之间的保护气体筒。保护气体筒具备将保护气体(惰性气体)导入至保护气体筒的保护气体导入用孔、以及配置于保护气体筒的光轴方向的入射侧的透过窗(激光透过窗)。

在上述日本专利第5234471号公报的激光焊接装置中，使保护气体在光轴方向上从保护气体导入用孔流入保护气体筒内，并且使来自于激光部的激光照射至工件上。并且，在上述日本专利第5234471号公报的激光焊接装置中，通过照射至工件上的激光来使工件熔化，由此进行工件的焊接。

专利文献

专利文献1：日本专利第5234471号公报

技术实现要素：

在此，在上述日本专利第5234471号公报的激光焊接装置中，由于腔室内为低真空气氛，因而从被激光熔化的工件喷出的金属蒸气通过保护气体筒而流向透过窗。此时，在上述日本专利第5234471号公报的激光焊接装置中，通过从保护气体导入用孔沿光轴方向流动的保护气体来抑制从工件喷出的金属蒸气到达并且附着于透过窗。

然而，在上述日本专利第5234471号公报的激光焊接装置中，希望通过进一步减弱从工件喷出的金属蒸气的强度并进一步稳定对金属蒸气的屏蔽性，来更可靠地抑制从工件喷出的金属蒸气到达并且附着于透过窗(激光透过窗)。

本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的一个目的在于提供一种能够有效地抑制焊接工件时金属蒸气附着于激光透过窗的激光焊接装置。

为了实现上述目的，本申请的发明人进行了认真的讨论，结果得到了如下见解：对于从工件喷出的金属蒸气，通过朝向激光的照射方向侧并且朝向光轴侧喷射惰性气体，能够进一步减弱从工件喷出的金属蒸气的强度，从而能够更有效地抑制工件熔化时金属蒸气附着于透过窗。本发明的一个方面的激光焊接装置利用上述新的见解，抑制焊接工件时金属蒸气附着于激光透过窗。即，本发明的一个方面的激光焊接装置具备腔室、激光照射部、激光透过窗以及气体喷嘴，上述腔室具有配置工件的低压的内部空间，上述激光照射部照射对工件进行焊接的激光，上述激光透过窗能够使来自于激光照射部的激光透过，上述气体喷嘴配置于比激光透过窗更靠近工件侧，气体喷嘴包含光路孔以及喷射部，激光通过光路孔，喷射部朝向激光的照射方向侧并且朝向光轴侧，将惰性气体喷射至光路孔内，该惰性气体用于屏蔽在利用激光进行工件的焊接时从工件向激光透过窗侧喷出的金属蒸气。

如上所述，在本发明的一个方面的激光焊接装置中，设置有包含光路孔以及喷射部的气体喷嘴，激光通过该光路孔，该喷射部朝向激光的照射方向侧并且朝向光轴侧，将惰性气体喷射至光路孔内，该惰性气体用于屏蔽在利用激光进行工件的焊接时从工件向激光透过窗侧喷出的金属蒸气。由此，与仅充满惰性气体的情况不同，通过使从喷射部朝向激光的照射方向侧并且朝向光轴侧喷射的惰性气体接触焊接工件时从工件朝向激光透过窗的金属蒸气，能够减弱从工件喷出的金属蒸气的强度并将其推回，因此能够有效地阻挡从工件朝向激光透过窗的金属蒸气。此外，与沿相对于激光的光轴成大致直角的方向喷射惰性气体的情况相比，能够增大推回从工件朝向激光透过窗的金属蒸气的力。因此，能够有效地抑制焊接工件时金属蒸气附着于激光透过窗。此外，由于激光在光路孔内通过，因而能够在不妨碍激光的照射的情况下抑制焊接工件时金属蒸气附着于激光透过窗。

在上述一个方面的激光焊接装置中，优选地，喷射部构成为朝向激光的照射方向侧并且朝向光轴侧，沿相对于激光的光轴倾斜指定角度的方向喷射惰性气体。如果形成这样的结构，则与沿相对于激光的光轴大致平行的方向喷射惰性气体的情况不同，能够更可靠地形成覆盖光路孔的气体保护罩(gasshield)。因此，能够有效地阻挡从工件朝向激光透过窗的金属蒸气，因而能够更有效地抑制焊接工件时金属蒸气附着于激光透过窗。

在上述一个方面的激光焊接装置中，优选地，喷射部沿光路孔的内周面设置为圆周状。如果形成这样的结构，则能够从喷射部向光路孔内均衡地(均匀地)喷射惰性气体，因而能够在光路孔内形成均匀的气体保护罩。因此，能够稳定惰性气体对金属蒸气的屏蔽性。

在上述具备沿光路孔的内周面设置为圆周状的喷射部的激光焊接装置中，优选地，喷射部形成为圆周状的狭缝形状。如果形成这样的结构，则与通过形成多个孔来设置喷射部的情况不同，能够从喷射部无间隙地将惰性气体喷射至光路孔内，因而能够在光路孔内形成更加均匀的气体保护罩。因此，能够更加稳定惰性气体对金属蒸气的屏蔽性。

在这种情况下，优选地，狭缝形状的喷射部在整体上以与指定角度大致相同的角度倾斜。如果形成这样的结构，则与仅使喷射部的前端部以与指定角度大致相同的角度倾斜，并沿倾斜指定角度的方向喷射惰性气体的情况不同，能够抑制压力损失的增加。即，能够使在喷射部内通过的惰性气体顺畅地流动，因而能够抑制从喷射部喷射的惰性气体的流速的降低。因此，能够抑制从喷射部喷射的惰性气体的强度的减弱，因而能够更有效地阻挡从工件朝向激光透过窗的金属蒸气。

在上述具备沿光路孔的内周面设置为圆周状的喷射部的激光焊接装置中，优选地，该激光焊接装置进一步具备惰性气体导入部，该惰性气体导入部将惰性气体导入至气体喷嘴，气体喷嘴进一步包含缓冲空间，该缓冲空间在圆周状的喷射部的外侧设置为圆周状，并且从惰性气体导入部导入的惰性气体在缓冲空间中流动。如果形成这样的结构，则通过圆周状的缓冲空间，能够稳定从喷射部喷射的惰性气体的流量，因而能够在光路孔内形成更加均匀的气体保护罩。

在具备上述缓冲空间的激光焊接装置中，优选地，多个惰性气体导入部大致等角度间隔地配置于气体喷嘴的外周部。如果形成这样的结构，则能够稳定在缓冲空间内流动的惰性气体的量，因而能够在光路孔内形成更进一步均匀的气体保护罩。

在上述一个方面的激光焊接装置中，优选地，光路孔在整体上沿照射方向具有与照射方向正交的固定的剖面形状。如果形成这样的结构，则与光路孔沿照射方向不具有与照射方向正交的固定的剖面形状的情况不同，能够抑制喷射至光路孔的惰性气体的流速的变化。此外，与喷射至光路孔的惰性气体的流速变大的情况不同，光路孔内的惰性气体的气流不易变成乱流，因而能够在光路孔内形成更加均匀的气体保护罩。因此，能够稳定惰性气体对从工件向激光透过窗喷出的金属蒸气的屏蔽性。

在上述一个方面的激光焊接装置中，优选地，光路孔的与照射方向正交的剖面形状具有在气体喷嘴的配置位置中的激光的光点直径(spotdiameter)以上、并且小于激光透过窗的直径的圆形形状。如果形成这样的结构，则能够使激光在光路孔内通过，并抑制从工件朝向激光透过窗喷出的金属蒸气在光路孔中通过，因而能够更进一步抑制焊接工件时金属蒸气附着于激光透过窗。

在上述一个方面的激光焊接装置中，优选地，与光路孔的照射方向正交的剖面形状具有在气体喷嘴的配置位置上的激光的光点直径以上，并且小于激光透过窗的直径的圆形形状。如果形成这样的结构，则能够将气体喷嘴配置于具有激光能够通过的程度的内部尺寸的筒状部，因而与将气体喷嘴配置于配置工件的、具有较大容积的腔室的情况相比，能够抑制气体喷嘴的大型化。

在上述具备筒状部的激光焊接装置中，优选地，筒状部包含第1筒状部以及第2筒状部，该第1筒状部配置有激光透过窗，该第2筒状部具有使激光通过的空间，并且邻接于第1筒状部的照射方向侧，第2筒状部的照射方向的长度大于第1筒状部的照射方向的长度，气体喷嘴配置于第1筒状部的比激光透过窗更靠近腔室侧。如果形成这样的结构，则能够使惰性气体在第2筒状部内扩散，进而能够通过从气体喷嘴喷射的惰性气体来阻挡金属蒸气，因而能够更可靠地抑制焊接工件时金属蒸气附着于激光透过窗。

在这种情况下，上述激光焊接装置进一步具备泵，泵排出腔室内的空气并使腔室的内部空间变为低压，腔室包含与泵连接的排气口，从气体喷嘴至排气口为止的距离大于从气体喷嘴至激光透过窗为止的距离。如果形成这样的结构，则能够抑制由真空泵的排气产生的负压而引起的从喷射部喷射的惰性气体的紊乱。因此，能够抑制由从喷射部喷射的惰性气体形成的气体保护罩的屏蔽性的降低。

如上所述，根据本发明，能够有效地抑制焊接工件时金属蒸气附着于激光透过窗上。

附图说明

图1为表示根据第一实施方式的激光焊接装置的整体的示意性的剖视图。

图2为表示根据第一实施方式的激光焊接装置中的腔室与筒状部的示意性的剖视图。

图3为表示根据第一实施方式的激光焊接装置中的第2筒状部的剖面形状的示意性的剖视图。

图4为表示根据第一实施方式的激光焊接装置中的惰性气体供给部的示意图。

图5为表示根据第一实施方式的激光焊接装置中的气体喷嘴的剖视图。

图6为示意性地表示实施例中使用的激光焊接装置的剖视图。

图7为表示利用实施例中使用的激光焊接装置进行工件的焊接后的激光透过窗的图。

图8为示意性地表示比较例中使用的激光焊接装置的剖视图。

图9为表示利用比较例中使用的激光焊接装置进行工件的焊接后的激光透过窗的图。

图10为表示根据第二实施方式的激光焊接装置中的腔室和筒状部的示意性的剖视图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

首先，参照图1～图5，对根据本发明的第一实施方式的激光焊接装置1的结构进行说明。

(激光焊接装置)

如图1所示，激光焊接装置1对将转矩从发动机传递至传动轴的变矩器100(以下，为工件w)进行利用激光l的焊接。具体而言，激光焊接装置1具备激光照射部2、腔室3、脚部4、筒状部5、惰性气体供给部6、挡板7(参照图2)、真空计8、真空泵9、支承部10以及旋转驱动机构11。应予说明，真空泵9是本发明的技术方案中的“泵”的一个例子。

激光照射部2照射对工件w进行焊接的激光l。在此，激光照射部2使用co2激光器、yag(yttriumaluminiumgarnet，钇铝石榴石)激光器、光纤维激光器或圆盘形激光器等公知的激光器。具体而言，激光照射部2包含产生激光l的激光振荡器2a、以及调节在激光振荡器2a中产生的激光l的焦点的光学系统2b。此外，激光照射部2为长焦点(焦距f：约900[mm])。应予说明，在工件w中，将来自于激光照射部2的激光l所照射到的位置作为加工点p。

在此，将在激光照射部2中从光学系统2b射出的激光l的光轴a所延伸的方向作为光轴方向a1。此外，将与光轴方向a1以及上下方向a2正交的方向作为宽度方向a3。此外，将在激光照射部2中从光学系统2b射出的激光l朝向工件w的方向作为照射方向e。

如图1以及图2所示，腔室3构成为能够在其内部收纳工件w。具体而言，腔室3包含上壁部3a、下壁部3b、设于上壁部3a与下壁部3b之间的侧壁部3c以及被上壁部3a、下壁部3b和侧壁部3c包围的内部空间3d。侧壁部3c具有形成有激光l所通过的开口31a的第1侧壁部31、以及在光轴方向a1上与第1侧壁部31相对的第2侧壁部32。此外，侧壁部3c具有形成有与真空泵9连接的排气口12的第3侧壁部33、以及在宽度方向a3上与第3侧壁部33相对的第4侧壁部34。在此，腔室3由铝等金属形成。

此外，在腔室3中，通过使用真空计8以及真空泵9来调节内部空间3d的气压，从而将内部空间3d设定为低真空气氛(约0.1kpa)。即，腔室3具有配置工件w的低压的内部空间3d。

脚部4在上下方向a2上延伸，并从下侧支承腔室3。在脚部4中，其上端部安装于下壁部3b的下端部，其下端部安装于平台上。

筒状部5使来自于激光照射部2的激光l透过，并且与腔室3连通。详细而言，筒状部5具有第1筒状部50以及第2筒状部60，上述第1筒状部50配置于照射方向e侧的相反侧并且具有能够使激光l透过的激光透过窗20，上述第2筒状部60具有激光l所通过的空间60a并且邻接于第1筒状部50的照射方向e侧。在此，第1筒状部50具有使激光l通过的空间50a。第1筒状部50的空间50a经由第2筒状部60的空间60a与腔室3的内部空间3d连通。在筒状部5中形成有第1筒状部50的空间50a与第2筒状部60的空间60a组合而成的内部空间5a。

由此，来自于激光照射部2的激光l依次通过激光透过窗20、第1筒状部50的空间50a、第2筒状部60的空间60a以及腔室3的内部空间3d而到达工件w。

惰性气体供给部6构成为将惰性气体(氮、氩、二氧化碳或氦等)供给至筒状部5内。具体而言，包括贮存惰性气体的惰性气体贮存部6a、以及将从惰性气体贮存部6a供给的惰性气体喷射至筒状部5的内部空间5a的气体喷嘴6b。

挡板7构成为对激光透过窗20的光轴方向a1的射出侧的内部空间5a进行隔断。具体而言，挡板7通过在宽度方向a3上移动，能够对从第1筒状部50的激光透过窗20至挡板7为止的空间与腔室3的内部空间3d之间的连通和隔断进行切换。挡板7配置于第1筒状部50。

真空计8使用电离真空计等公知的真空计。真空泵9使用旋转式真空泵等公知的真空泵。真空泵9排出腔室3内的空气从而使得腔室3的内部空间3d变为低压。

支承部10支承工件w，以使其能够绕沿上下方向a2的旋转轴线r进行旋转。支承部10与旋转驱动机构11连接。由此，支承部10通过旋转驱动机构11的驱动从而绕旋转轴线r进行旋转。此外，工件w由于安装于支承部10，因此能够随着支承部10绕旋转轴线r的旋转而进行旋转。

旋转驱动机构11使支承部10绕旋转轴线r进行旋转。具体而言，旋转驱动机构11包含电动机11a、一端部架设于电动机11a并且另一端部架设于支承部10的皮带11b以及对支承部10进行支承的轴承11c。

(第1筒状部)

如图2以及图3所示，上述第1筒状部50具有圆筒形状，该圆筒形状在光轴方向a1上的射出侧的端部53a具有开口51。即，第1筒状部50的与光轴方向a1正交的剖面形状具有圆形形状。在此，从光轴方向a1观察，第1筒状部50形成为圆形形状，并且具有端面部52以及侧周面部53，该端面部52设置于光轴方向a1的射入侧，该侧周面部53从端面部52的周缘部向光轴方向a1的射出侧突出。第1筒状部50的端面部52具有嵌入激光透过窗20的开口52a。

(第2筒状部)

此外，上述第2筒状部60具有多边形筒形状，该多边形筒形状在光轴方向a1的射出侧的端部具有开口61。即，第2筒状部60的与光轴方向a1正交的剖面形状具有矩形形状。第2筒状部60包含上表面部62、下表面部63、以及设于上表面部62与下表面部63之间的侧面部64。第2筒状部60的侧面部64具有设置于光轴方向a1上的射入侧的端面部65、设置于宽度方向a3上的排气口12侧的第1侧面部64a、以及与第1侧面部64a在宽度方向a3上相对的第2侧面部64b。第2筒状部60的端面部65具有连通口65a，该连通口65a使第1筒状部50的空间50a与第2筒状部60的空间60a连通。此外，第2筒状部60的照射方向e的长度大于第1筒状部50的照射方向e的长度。

(排气口)

上述排气口12与真空泵9连接。此外，排气口12形成于腔室3的第3侧壁部33。

(惰性气体供给部)

下面，对上述惰性气体供给部6更详细地进行说明。

如图4所示，惰性气体供给部6包含上述惰性气体贮存部6a、上述气体喷嘴6b、惰性气体供给管6c、流量计6d、流量调节阀6e以及惰性气体导入部6f。

惰性气体供给管6c连接惰性气体贮存部6a与惰性气体导入部6f。惰性气体供给管6c从惰性气体贮存部6a向惰性气体导入部6f供给作为保护气体的惰性气体。流量计6d对在惰性气体供给管6c中流动的惰性气体的流量进行测量。流量调节阀6e基于流量计6d的测量值来进行阀的开闭，由此对在惰性气体供给管6c中流动的惰性气体的流量进行调节。惰性气体导入部6f连接惰性气体供给管6c与气体喷嘴6b。惰性气体导入部6f从惰性气体供给管6c向气体喷嘴6b导入惰性气体。惰性气体导入部6f使惰性气体沿气体喷嘴6b的径向上的向内方向流动至气体喷嘴6b。

多个惰性气体导入部6f大致等角度间隔地配置于气体喷嘴6b的外周部。具体而言，多个(4个)惰性气体导入部6f大致90度间隔地配置。在此，多个惰性气体导入部6f具有第1导入部21以及第2导入部22，上述第1导入部21配置于上下方向a2上的下侧，并使惰性气体朝向上侧流动，上述第2导入部22配置于上下方向a2上的上侧，并使惰性气体朝向下侧流动。多个惰性气体导入部6f具有第3导入部23以及第4导入部24，上述第3导入部23配置于宽度方向a3上的一侧，并使惰性气体向另一侧流动，上述第4导入部24配置于宽度方向a3上的另一侧，并使惰性气体向一侧流动。

惰性气体供给管6c具有连接惰性气体贮存部6a与第1导入部21的第1供给部41、从第1供给部41进行分支并与第3导入部23连接的第2供给部42、以及从第1供给部41进行分支并与第4导入部24连接的第3供给部43。此外，惰性气体供给部6具有从第3供给部43进行分支并与第2导入部22连接的第4供给部44。

<气体喷嘴>

下面，对上述气体喷嘴6b更详细地进行说明。

如图2所示，气体喷嘴6b构成为遮挡从工件w的加工点p向激光透过窗20喷出的金属蒸气向激光透过窗20的附着。具体而言，气体喷嘴6b配置于第1筒状部50的比激光透过窗20更靠近腔室3侧。即，气体喷嘴6b配置于能够向第1筒状部50的比激光透过窗20更靠近照射方向e侧的位置喷射惰性气体的位置。

此外，气体喷嘴6b构成为在第1筒状部50的比激光透过窗20更靠近照射方向e侧的位置形成基于惰性气体的气体保护罩。具体而言，从气体喷嘴6b至排气口12为止的距离l1大于从气体喷嘴6b至激光透过窗20为止的距离l2。即，气体喷嘴6b配置于能够抑制由真空泵9的排气导致的气体保护罩的屏蔽性降低的位置，该气体保护罩由从喷射部162喷射的惰性气体形成。

如图4以及图5所示，第一实施方式的气体喷嘴6b包含光路孔161以及喷射部162，激光l在上述光路孔161中通过，上述喷射部162朝向激光l的照射方向e侧并且朝向光轴a侧，将惰性气体喷射至光路孔161内。此外，气体喷嘴6b包含设置于光路孔161的照射方向e侧的相反方向侧的凹部163。应予说明，惰性气体是用于在进行利用激光l的工件w的焊接时，屏蔽从工件w向激光透过窗20侧(参照图2)喷出的金属蒸气的保护气体。

从照射方向e侧观察，光路孔161形成为圆形形状。光路孔161配置于从照射方向e侧观察时的气体喷嘴6b的中心部分。光路孔161沿照射方向e贯穿气体喷嘴6b。光路孔161在整体上沿照射方向e具有与照射方向e正交的固定的剖面形状。即，光路孔161的与照射方向e正交的剖面形状具有在气体喷嘴6b的配置位置中的激光l的光点直径r1以上，且小于激光透过窗20的直径r2(参照图2)的圆形形状。

从照射方向e侧的相反侧观察，凹部163形成为圆形形状。凹部163配置于从气体喷嘴6b的照射方向e侧的相反侧观察时的中心部分。从照射方向e侧的相反侧观察时，凹部163具有大于光路孔161的圆形形状。凹部163与光路孔161连通。

如图5所示，喷射部162构成为朝向激光l的照射方向e侧并且朝向光轴a侧，在相对于激光l的光轴a倾斜指定角度θ的方向上喷射惰性气体。

具体而言，喷射部162以与指定角度θ大致相同的角度倾斜。即，喷射部162形成为在相对于激光l的光轴a倾斜指定角度θ的方向上延伸的狭缝形状。在此，指定角度θ优选为相对于激光l的光轴a成约30度以上且不足约90度。此外，指定角度θ更优选为相对于激光l的光轴a成约30度以上约60度以下。

此外，喷射部162构成为增大所导入的惰性气体的流速。具体而言，狭缝形状的喷射部162具有极小的狭缝宽度s。狭缝宽度s优选为约0.3mm以上约0.7mm以下。此外，狭缝宽度s更优选为约0.5mm。应予说明，光路孔161的直径为约32mm。

如此，在气体喷嘴6b中，从惰性气体导入部6f导入的惰性气体被喷射部162整流为具有指定角度θ和指定流速。

喷射部162构成为稳定由喷射至光路孔161内的惰性气体形成的气体保护罩的屏蔽性。具体而言，喷射部162沿光路孔161的内周面161a设置为圆周状。即，喷射部162形成为圆周状的狭缝形状。在此，狭缝形状的喷射部162整体上以与指定角度θ大致相同的角度倾斜。由此，喷射部162所喷射的惰性气体形成大致圆锥状的气体保护罩。如此，由喷射部162所喷射至光路孔161内的惰性气体形成的气体保护罩覆盖光路孔161。

如图4以及图5所示，气体喷嘴6b包含缓冲空间164，该缓冲空间164在圆周状的喷射部162的外侧设置为圆周状，并且从惰性气体导入部6f导入的惰性气体在其中流动。即，缓冲空间164中充满了从惰性气体导入部6f导入的惰性气体。缓冲空间164稳定从喷射部162喷射的惰性气体的流量，并且稳定由从喷射部162所喷射的惰性气体形成的气体保护罩的屏蔽性。

由此，在气体喷嘴6b中，从喷射部162喷射的惰性气体的流量变为指定流量。即，指定流量优选为约4[l/min]以上约10[l/min]以下。此外，指定流量更优选为约4[l/min]以上约6[l/min]以下。

气体喷嘴6b分为第1喷嘴部件71与第2喷嘴部件72而设置。第1喷嘴部件71配置于照射方向e侧。第2喷嘴部件72邻接于第1喷嘴部件71的照射方向e侧的相反侧。上述光路孔161由形成于第1喷嘴部件71的第1光路孔71a、与形成于第2喷嘴部件72的第2光路孔72a组合而成。上述狭缝形状的喷射部162由第1喷嘴部件71与第2喷嘴部件72的交界部分的间隙形成。上述缓冲空间164由形成于第1喷嘴部件71的第1缓冲空间71b、和形成于第2喷嘴部件72的第2缓冲空间72b组合而成。

气体喷嘴6b具有密封材料166，该密封材料166对通过将第1喷嘴部件71安装在第2喷嘴部件72上而形成的间隙165进行密封。间隙165在沿着狭缝形状的喷射部162所延伸的方向的方向上延伸。密封材料166为由弹性材料形成的o型环。密封材料166在气体喷嘴6b的径向上，配置于缓冲空间164的外侧。由此，在气体喷嘴6b中，能够抑制惰性气体通过间隙165而泄漏。

具有上述结构的气体喷嘴6b由铝等金属形成。

(第一实施方式的效果)

在第一实施方式中能够获得如下效果。

如上所述，在第一实施方式中，设置了包含光路孔161以及喷射部162的气体喷嘴6b，激光l通过上述光路孔161，喷射部162朝向激光l的照射方向e侧并且朝向光轴a侧，将惰性气体喷射至光路孔161内，该惰性气体用于在进行利用激光l的工件w的焊接时，屏蔽从工件w向激光透过窗20侧喷出的金属蒸气。由此，与仅充满惰性气体的情况不同，通过使从喷射部162朝向激光l的照射方向e侧并且朝向光轴a侧喷射的惰性气体与焊接工件w时从工件w朝向激光透过窗20的金属蒸气接触，能够有效地阻挡从工件w朝向激光透过窗20的金属蒸气。此外，与在相对于激光l的光轴a成大致直角的方向上喷射惰性气体的情况相比，能够增大推回从工件w朝向激光透过窗20的金属蒸气的力。因此，能够有效地抑制焊接工件w时金属蒸气附着于激光透过窗20。此外，由于激光在光路孔161内通过，因而能够在不妨碍激光l的照射的情况下，抑制焊接工件w时金属蒸气附着于激光透过窗20。

此外，在第一实施方式中，如上所述，喷射部162构成为朝向激光l的照射方向e侧并且朝向光轴a侧，沿相对于激光l的光轴a倾斜指定角度θ的方向喷射惰性气体。由此，与沿相对于激光l的光轴a大致平行的方向喷射惰性气体的情况不同，其能够更可靠地形成覆盖光路孔161的气体保护罩。因此，能够有效地阻挡从工件w朝向激光透过窗20的金属蒸气，因而能够在焊接工件w时更有效地抑制金属蒸气附着于激光透过窗20。

此外，在第一实施方式中，如上所述，喷射部162沿光路孔161的内周面161a设置为圆周状。由此，能够从喷射部162向光路孔161内均衡地(均匀地)喷射惰性气体，因而能够在光路孔161内形成均匀的气体保护罩。因此，能够稳定惰性气体对金属蒸气的屏蔽性。

此外，在第一实施方式中，如上所述，喷射部162形成为圆周状的狭缝形状。由此，与通过形成多个孔来设置喷射部162的情况不同，能够从喷射部162无间隙地将惰性气体喷射至光路孔161内，因而能够在光路孔161内形成更加均匀的气体保护罩。因此，能够进一步稳定惰性气体对金属蒸气的屏蔽性。

此外，在第一实施方式中，如上所述，狭缝形状的喷射部162整体上以与指定角度θ大致相同的角度倾斜。由此，与仅使喷射部162的前端部以与指定角度θ大致相同的角度倾斜，并沿倾斜指定角度θ的方向喷射惰性气体的情况不同，能够抑制压力损失的增加。即，能够使在喷射部162内通过的惰性气体顺畅地流动，因而能够抑制从喷射部162喷射的惰性气体的流速的降低。因此，能够抑制从喷射部162喷射的惰性气体的强度的减弱，因而能够更有效地阻挡从工件w朝向激光透过窗20的金属蒸气。

此外，在第一实施方式中，如上所述，在气体喷嘴6b中设置缓冲空间164，该缓冲空间164在圆周状的喷射部162的外侧设置为圆周状，并且从惰性气体导入部6f导入的惰性气体在其中流动。由此，通过圆周状的缓冲空间164，能够稳定从喷射部162喷射的惰性气体的流量，因而能够在光路孔161内形成更加均匀的气体保护罩。

此外，在第一实施方式中，如上所述，多个惰性气体导入部6f大致等角度间隔地配置于气体喷嘴6b的外周部。由此，能够稳定滞留于缓冲空间164内的惰性气体的量，因而能够在光路孔161内形成更进一步均匀的气体保护罩。

此外，在第一实施方式中，如上所述，以遍及整体沿照射方向e具有与照射方向e正交的、固定的剖面形状的方式来设置光路孔161。由此，与光路孔161沿照射方向e不具有与照射方向e正交的、固定的剖面形状的情况不同，能够抑制喷射至光路孔161的惰性气体的流速的变化。此外，与喷射至光路孔161的惰性气体的流速变大的情况不同，光路孔161内的惰性气体的气流不易变成乱流，因而能够在光路孔161内形成更加均匀的气体保护罩。因此，能够稳定惰性气体对从工件w向激光透过窗20喷出的金属蒸气的屏蔽性。

此外，在第一实施方式中，如上所述，按照在气体喷嘴6b的配置位置中的激光l的光点直径r1以上且小于激光透过窗20的直径r2的圆形形状来设置光路孔161的与照射方向e正交的剖面形状。由此，能够使激光l在光路孔161内通过，并抑制从工件w朝向激光透过窗20喷出的金属蒸气在光路孔161中通过，因而能够更进一步抑制焊接工件w时金属蒸气附着于激光透过窗20。

此外，在第一实施方式中，如上所述，设置有筒状部5，透过激光透过窗20的激光l通过该筒状部5，并且筒状部5与腔室3连通。激光透过窗20以及气体喷嘴6b配置于筒状部5。由此，能够将气体喷嘴6b配置于具有激光l能够通过的程度的内部尺寸的筒状部5，因而与将气体喷嘴6b配置于配置工件w的、具有较大容积的腔室3的情况相比，能够抑制气体喷嘴6b的大型化。

此外，在第一实施方式中，如上所述，使第2筒状部60的照射方向e的长度大于第1筒状部50的照射方向e的长度。将气体喷嘴6b配置于第1筒状部50的比激光透过窗20更靠近腔室3侧。由此，能够使惰性气体在第2筒状部60内扩散，进而能够通过从气体喷嘴6b喷射的惰性气体来进一步阻挡金属蒸气，因而能够更可靠地抑制焊接工件w时金属蒸气附着于激光透过窗20。

此外，在第一实施方式中，如上所述，使从气体喷嘴6b至排气口12为止的距离l1大于从气体喷嘴6b至激光透过窗20为止的距离l2。由此，能够抑制由真空泵9的排气产生的负压而引起的从喷射部162喷射的惰性气体的紊乱。因此，能够抑制由从喷射部162喷射的惰性气体形成的气体保护罩的屏蔽性的降低。

此外，在第一实施方式中，如上所述，通过将喷射部162的狭缝宽度s设为合适的宽度(约0.5mm)，能够减小从喷射部162喷射的惰性气体的流量。

(使用激光焊接装置的工件的焊接的实验结果)

接着，参照图6～图9，对示出了使用上述激光焊接装置1以及激光焊接装置201来进行工件w的焊接时的激光透过窗20的污垢的实施例以及比较例进行说明，该激光焊接装置201为对上述激光焊接装置1的结构施加变更后的装置。

<实施例>

参照图6以及图7对实施例进行说明。实施例为使用上述激光焊接装置1来进行工件w的焊接时的实验结果。

如图6所示，在激光焊接装置1中，通过从配置于第1筒状部50内的气体喷嘴6b喷射的惰性气体(保护气体)来遮挡从工件w的加工点p喷出的金属蒸气。

在实施例中，在下述条件下进行利用激光焊接装置1的工件w(变矩器100)的焊接。喷射部162的指定角度θ相对于激光l的光轴a成60度。喷射部162的狭缝宽度s为0.5mm。从喷射部162喷射的惰性气体的指定流量为5[l/min]。腔室3的内部空间3d的压力为0.1[kpa]。激光照射部2的输出功率为4.0[kw]。激光照射部2的焦距f为900[mm]。惰性气体为氮气。气体喷嘴6b与激光透过窗20的距离为50[mm]。

如图7所示，在实施例的实验结果中，由金属蒸气导致的污垢并未附着于激光透过窗20。由此可知，通过在筒状部5内由从气体喷嘴6b喷射的惰性气体形成的气体保护罩，能够有效地阻挡从工件w喷出的金属蒸气。

<比较例>

参照图8以及图9，对比较例进行说明。比较例为使用与上述实施例的激光焊接装置1的结构不同的激光焊接装置201来进行工件w的焊接时的实验结果。

如图8所示，在激光焊接装置201中，通过在第1筒状部250内充满从惰性气体贮存部6a供给的惰性气体(保护气体)，来遮挡从工件w的加工点p喷出的金属蒸气。

在比较例中，在如下条件下进行利用激光焊接装置201的工件w(变矩器100)的焊接。从惰性气体贮存部6a供给的惰性气体的流量为10[l/min]。腔室203的内部空间203d的压力为0.1[kpa]。激光照射部202的输出功率为4.0[kw]。激光照射部202的焦距f为250[mm]。惰性气体为氮气。

如图9所示，在比较例的实验结果中，在进行了一次利用激光照射部202的工件w的焊接后，由金属蒸气导致的污垢附着于激光透过窗20。由此可知，仅使第1筒状部250内充满从惰性气体贮存部6a供给的惰性气体并不能有效地阻挡从工件w喷出的金属蒸气。

[第二实施方式]

接着，参照图10，对根据本发明的第二实施方式的激光焊接装置301的结构进行说明。在该第二实施方式的激光焊接装置301中，对与第一实施方式的激光焊接装置1不同，将排气口312配置于第2筒状部360的例子进行说明，其。应予说明，对与第一实施方式的激光焊接装置1相同的结构标注相同的符号并省略说明。

(排气口)

排气口312与真空泵9连接，并形成于第2筒状部360的第1侧面部364a。

(气体喷嘴)

气体喷嘴6b配置于第1筒状部50的比激光透过窗20更靠近腔室3侧。此外，气体喷嘴6b构成为在第1筒状部50的比激光透过窗20更靠近照射方向e侧的位置形成基于惰性气体的气体保护罩。具体而言，从气体喷嘴6b至排气口312为止的距离l1大于从气体喷嘴6b至激光透过窗20为止的距离l2。应予说明，第二实施方式的其他结构与第一实施方式相同，因而省略说明。

(第二实施方式的效果)

在第二实施方式中，能够获得如下效果。

在第二实施方式中，与第一实施方式相同，与仅使筒状部5内充满惰性气体的情况不同，通过使从喷射部162朝向激光l的照射方向e侧并且朝向光轴a侧喷射的惰性气体与焊接工件w时从工件w朝向激光透过窗20的金属蒸气接触，能够有效地阻挡从工件w朝向激光透过窗20的金属蒸气。由此，能够抑制焊接工件w时金属蒸气附着于激光透过窗20。

此外，在第二实施方式中，如上所述，通过将排气口312配置于第2筒状部60，与配置于腔室3内的情况相比，能够抑制惰性气体流入至工件w的加工点p附近。因此，能够稳定加工点p的真空度，因而能够提高工件w的焊接部分的质量。应予说明，第二实施方式的其他效果与第一实施方式相同。

[变形例]

应予说明，应该认为本次公开的实施方式在所有方面都只是例示，并没有限定作用。本发明的范围由权利要求书表示，而不是由上述实施方式的说明表示，并且进一步包含与权利要求书等同的含义以及在范围内的进行的所有变更(变形例)。

例如，在上述第一和第二实施方式中，示出了工件w为变矩器100的例子，但本发明不限于此。在本发明中，工件w也可以为变矩器以外的机械组件。

此外，在上述第一和第二实施方式中，示出了激光照射部2为长焦点(焦距f：约900[mm])的例子，但本发明不限于此。在本发明中，激光照射部也可以具有超过约900[mm]的焦距。

在第一和第二实施方式中，示出了气体喷嘴6b配置于第1筒状部50比激光透过窗20更靠近腔室3侧的例子，但本发明不限于此。在本发明中，如果能够使从气体喷嘴至排气口为止的距离大于从气体喷嘴至激光透过窗为止的距离，则气体喷嘴也可以配置于第2筒状部。

在第一和第二实施方式中，示出了喷射部162以与指定角度θ大致相同的角度倾斜的例子，但本发明不限于此。在本发明中，不一定是整个喷射部，也可以仅仅使喷射部的前端部以与指定角度大致相同的角度倾斜。

在上述第一和第二实施方式中，示出了喷射部162为狭缝形状的例子，但本发明不限于此。在本发明中，喷射部也可以由多个微小的孔形成。

在上述第一和第二实施方式中，示出了4个惰性气体导入部6f以大致90度的间隔配置的例子，但本发明不限于此。在本发明中，惰性气体导入部也可以为1～3个或5个以上，例如，可以以大致180度的间隔配置两个惰性气体导入部，配置惰性气体导入部的角度与个数不受限定。

在上述第一和第二实施方式中，示出了从照射方向e侧观察，光路孔161形成为大致圆形形状的例子，但本发明不限于此。在本发明中，只要不妨碍激光，从照射方向侧观察，光路孔也可以为四边形等多边形形状，从照射方向侧观察到的光路孔的形状不受限定。

符号说明

1、201、301激光焊接装置

2、202激光照射部

3、203腔室

3d、203d内部空间

5筒状部

6b气体喷嘴

6f惰性气体导入部

9真空泵(泵)

12、312排气口

20激光透过窗

50第1筒状部

60、360第2筒状部

161光路孔

162喷射部

164缓冲空间

a光轴

θ指定角度

e照射方向

l激光

l1、l2距离

w工件。