激光焊接方法以及激光焊接装置与流程

1.本公开涉及激光焊接方法以及激光焊接装置。


背景技术：

2.激光焊接由于向作为被焊接物的工件照射的激光的功率密度较高，因此能够进行高速并且高品质的焊接。特别地，在工件的表面高速地扫描激光并进行焊接的扫描焊接中，在不进行焊接的期间中，能够将激光束高速地向下个焊接点移动，因此能够缩短总体的焊接时间(例如，参照专利文献1)。此外，关于激光的扫描方法，以往提出了扫描激光以使得在工件的表面描绘李萨如(lissajous)图形的方法(例如，参照专利文献2、专利文献3)。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2005-095934号公报
6.专利文献2：日本特开昭60-177983号公报
7.专利文献3：日本特开平11-104877号公报


技术实现要素：

[0008]-发明要解决的课题-[0009]
然而，在通过激光焊接而在工件形成焊道的情况下，在其始端部、终端部，热输入可能与除此以外的部分不同。在这种情况下，担心始端部、终端部处的焊道形状劣化。另外，在使用李萨如波形的焊接中，始端部、终端部的焊道形状受到李萨如波形的形状的影响，例如，从焊接接头的静态机械强度或者动态疲劳强度的视点出发可能需要改善。
[0010]
但是，在专利文献2、3中公开的现有的结构中，并未公开在焊道的始端部、终端部调整热输入量或者焊道形状。换句话说，并未公开用于在焊道的始端部、终端部使焊道形状良好的改善方法。
[0011]
本公开鉴于该情况而作出，其目的在于，提供一种包含始端部以及终端部而得到良好的形状的焊道的激光焊接方法以及激光焊接装置。
[0012]-解决课题的手段-[0013]
为了实现上述目的，本公开所涉及的激光焊接方法至少具备焊接步骤，所述焊接步骤中，使激光在第1方向行进，并且将所述激光在工件的表面二维地扫描，在工件形成依次包含始端部、主焊接部和终端部的焊道，所述焊接步骤包含：第1扫描步骤，使所述激光沿着所述第1方向振动为具有第1频率的正弦波状，并且使其沿着与所述第1方向交叉的第2方向振动为具有第2频率的正弦波状，扫描所述激光以使得在所述主焊接部描绘一个李萨如图形；和第2扫描步骤，在所述始端部以及所述终端部，扫描所述激光以使得描绘与所述一个李萨如图形不同的其他的李萨如图形。
[0014]
本公开所涉及的激光焊接装置至少具备：激光振荡器，使激光产生；激光头，接受所述激光并向工件照射；和控制器，对所述激光头的动作进行控制，所述激光头具有在第1
方向和与所述第1方向交叉的第2方向分别扫描所述激光的激光扫描器，所述控制器通过使所述激光沿着所述第1方向振动为具有第1频率的正弦波状，并且沿着所述第2方向振动为具有第2频率的正弦波状，对所述激光扫描器进行驱动控制，以使得所述激光在所述工件的表面描绘一个李萨如图形，进一步地，对所述激光扫描器进行驱动控制，以使得在形成于所述工件的焊道的始端部以及终端部，所述激光描绘与所述一个李萨如图形不同的其他的李萨如图形。
[0015]-发明效果-[0016]
通过本公开的激光焊接方法以及激光焊接装置，能够包含始端部以及终端部而形成良好的形状的焊道。
附图说明
[0017]
图1是实施方式1所涉及的激光焊接装置的概要结构图。
[0018]
图2是激光扫描器的概要结构图。
[0019]
图3a是工件的示意图。
[0020]
图3b是另一工件的示意图。
[0021]
图4是焊道的平面示意图。
[0022]
图5a是向焊道的主焊接部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0023]
图5b是向焊道的始端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0024]
图5c是向焊道的终端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0025]
图5d是对李萨如波形的相位的变更方法进行说明的示意图。
[0026]
图6是表示使第2反射镜的旋转运动的相位阶段性地变化的情况下的激光的扫描图形的图。
[0027]
图7a是比较所涉及的焊道的平面示意图。
[0028]
图7b是比较所涉及的焊道的始端部的平面示意图。
[0029]
图7c是比较所涉及的焊道的终端部的平面示意图。
[0030]
图8是变形例所涉及的焊道的平面示意图。
[0031]
图9a是向图8所示的焊道的主焊接部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0032]
图9b是向图8所示的焊道的始端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0033]
图9c是向图8所示的焊道的终端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0034]
图10是变形例所涉及的另一焊道的平面示意图。
[0035]
图11a是向图10所示的焊道的主焊接部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0036]
图11b是向图10所示的焊道的始端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0037]
图11c是向图10所示的焊道的终端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0038]
图12是表示使第1反射镜的振幅变化的情况下的激光的扫描图形的图。
[0039]
图13是实施方式2所涉及的焊道的平面示意图。
[0040]
图14a是向焊道的主焊接部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0041]
图14b是向焊道的始端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0042]
图14c是向焊道的终端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0043]
图15是表示使第1反射镜以及第2反射镜的旋转频率比变化的情况下的激光的扫
描图形的图。
具体实施方式
[0044]
以下，基于附图来对本公开的实施方式进行说明。另外，以下的优选的实施方式的说明本质上仅仅是示例，并不意图限制本公开、其应用物或者其用途。
[0045]
[激光焊接装置以及激光扫描器的结构]
[0046]
图1表示本实施方式所涉及的激光焊接装置的结构的示意图，图2表示激光扫描器的概要结构图。图3a表示工件的示意图，图3b表示另一工件的示意图。
[0047]
另外，在以下的说明中，有时将与从反射镜33向激光扫描器40的激光lb的行进方向平行的方向称为x方向，将与从激光头30出射的激光lb的光轴平行的方向称为z方向，将与x方向以及z方向分别正交的方向称为y方向。在工件200的表面是平坦面的情况下，将x方向和y方向包含在面内的xy平面可以与该表面大致平行，也可以具有一定的角度。
[0048]
如图1所示，激光焊接装置100具备：激光振荡器10、光纤20、激光头30、控制器50、机械手60。
[0049]
激光振荡器10是从未图示的电源提供电力并产生激光lb的激光源。另外，激光振荡器10可以包含单一的激光源，也可以包含多个激光模块。在后者的情况下，将从多个激光模块分别出射的激光耦合并出射为激光lb。此外，激光振荡器10中使用的激光源或者激光模块根据工件200的材质、焊接部位的形状等而适当选择。
[0050]
例如，也能够将光纤激光器、盘式激光器或者yag(yttrium aluminum garnet)激光器设为激光源。该情况下，激光lb的波长被设定为1000nm～1100nm的范围。此外，也可以将半导体激光器设为激光源或者激光模块。该情况下，激光lb的波长被设定为800nm～1000nm的范围。此外，也可以将可见光激光器设为激光源或者激光模块。该情况下，激光lb的波长被设定为400nm～600nm的范围。
[0051]
光纤20与激光振荡器10光学地耦合，激光振荡器10中产生的激光lb入射到光纤20，在其内部被向激光头30传送。
[0052]
激光头30被安装于光纤20的端部，将从光纤20传送的激光lb向工件200照射。
[0053]
此外，激光头30作为光学部件，具有准直透镜32、反射镜33、聚光透镜34、激光扫描器40，在壳体31的内部，这些光学部件保持规定的配置关系而被容纳。
[0054]
准直透镜32接受从光纤20出射的激光lb，转换为平行光，并使其向反射镜33入射。此外，准直透镜32与未图示的驱动部连结，根据来自控制器50的控制信号，构成为可在z方向位移。通过使准直透镜32在z方向位移，使激光lb的焦点位置变化，能够根据工件200的形状来适当地照射激光lb。换句话说，准直透镜32通过与未图示的驱动部的组合，也作为激光lb的焦点位置调整机构而发挥功能。另外，也可以通过驱动部来使聚光透镜34位移，使激光lb的焦点位置变化。
[0055]
反射镜33对透射准直透镜32的激光lb进行反射，使其入射到激光扫描器40。反射镜33的表面被设置为与透射准直透镜32的激光lb的光轴成约45度。
[0056]
聚光透镜34使被反射镜33反射并被激光扫描器40扫描的激光lb聚光于工件200的表面。
[0057]
如图2所示，激光扫描器40是具有第1电流镜41和第2电流镜42的公知的电流扫描
器。第1电流镜41具有第1反射镜41a、第1旋转轴41b、第1驱动部41c，第2电流镜42具有第2反射镜42a、第2旋转轴42b、第2驱动部42c。透射聚光透镜34的激光lb被第1反射镜41a反射，进一步被第2反射镜42a反射，并向工件200的表面照射。
[0058]
例如，第1驱动部41c以及第2驱动部42c是电马达，第1旋转轴41b以及第2旋转轴42b是马达的输出轴。虽未图示，但通过第1驱动部41c利用根据来自控制器50的控制信号而动作的驱动器而旋转驱动，从而被安装于第1旋转轴41b的第1反射镜41a围绕第1旋转轴41b的轴线而旋转。同样地，通过第2驱动部42c利用根据来自控制器50的控制信号而动作的驱动器而旋转驱动，从而安装于第2旋转轴42b的第2反射镜42a围绕第2旋转轴42b的轴线而旋转。
[0059]
通过第1反射镜41a围绕第1旋转轴41b的轴线进行旋转动作直到规定的角度，从而激光lb在x方向扫描。此外，通过第2反射镜42a围绕第2旋转轴42b的轴线进行旋转动作直到规定的角度，从而激光lb在y方向扫描。换句话说，激光扫描器40构成为将激光lb在xy平面内二维地扫描并向工件200照射。
[0060]
控制器50对激光振荡器10的激光振荡进行控制。具体地说，通过向与激光振荡器10连接的未图示的电源提供输出电流、接通断开时间等的控制信号，从而进行激光振荡控制。
[0061]
此外，控制器50根据被选择的激光焊接程序的内容，控制激光头30的动作。具体地说，进行设置于激光头30的激光扫描器40以及准直透镜32的未图示的驱动部的驱动控制。进一步地，控制器50对机械手60的动作进行控制。另外，激光焊接程序被保存于在控制器50的内部或者其他的场所设置的存储部(未图示)，通过来自控制器50的命令而被调出到控制器50。
[0062]
控制器50具有未图示的lsi或者微型计算机等的集成电路，通过在该集成电路上执行作为软件的激光焊接程序，可实现所述的控制器50的功能。
[0063]
机械手60是多关节机器人，被安装于激光头30的壳体31。此外，机械手60与控制器50可授受信号地被连接，使激光头30移动以使得根据所述的激光焊接程序来描绘规定的轨迹。另外，也可以设置对机械手60的动作进行控制的其他控制器(未图示)。
[0064]
图1所示的激光焊接装置100能够对各种形状的工件200进行激光焊接。例如，如图3a所示，对将第1板材210和第2板材220在端面彼此对接的工件200的接头照射激光lb来进行对接焊接。此外，如图3b所示，也可以对将第3板材230和第4板材240错开端面而重叠的工件200的接头的角部照射激光lb来进行搭接角焊。但是，可以说进行激光焊接的工件200的形状并不限定于图3a、图3b所示的例子。
[0065]
[激光焊接方法]
[0066]
图4表示焊道的平面示意图。图5a表示向焊道的主焊接部照射的激光的扫描图形的一个例子，图5b表示向焊道的始端部照射的激光的扫描图形的一个例子，图5c表示向焊道的终端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0067]
如图4所示，焊道300依次具有始端部301、主焊接部302、终端部303，例如，对板材的工件200，通过机械手60来使激光头30在x方向直线地以一定的速度移动，并照射激光lb，从而形成焊道300。此外，激光lb的照射中，通过激光扫描器40，激光lb在工件200的表面二维地扫描。另外，将始端部301的x方向的长度设为l1，将终端部303的x方向的长度设为l2，
将主焊接部302的y方向的宽度设为w。宽度w相当于焊道300的y方向的宽度。
[0068]
如图5a所示，在xy平面内、该情况下为工件200的表面，激光lb被扫描为描绘李萨如图形。另外，在以下的说明中，有时将不同形状的多种李萨如图形分别称为图案i(i＝1，2，3
···
)。图5a所示的李萨如图形称为图案4。
[0069]
图案4的x方向的宽度与y方向的宽度相等，图案4的y方向的宽度在焊接速度非常快的情况下，与焊道300的y方向的宽度w大致相等。另一方面，在焊接速度慢的情况下，受到热传导的影响，焊道的宽度增加，因此图案4的y方向的宽度比焊道300的y方向的宽度w稍窄。另外，在本技术说明书中，所谓“大致相等”或者“大致相同”，是指包含控制系统的误差地控制对象的控制结果相同或者同一，不严格要求作为比较对象的两者相同或者同一。此外，所谓“大致相等”或者“大致相同”，也用于包含各部件等的制造公差、组装公差地相同或者同一这一意思。
[0070]
图案4可通过使激光lb在x方向振动为规定的频率的正弦波状、并且在y方向振动为与x方向不同的频率(x方向的频率的1/2)的正弦波状而得到。此外，如所述那样，基于第1反射镜41a以及第2反射镜42a的旋转运动，激光lb的x方向以及y方向的扫描图形被确定。一般地，李萨如波形在将通过第1反射镜41a的驱动而得到的李萨如波形的位置坐标设为x1、将通过第2反射镜42a的驱动而得到的李萨如波形的位置坐标设为y1时，位置坐标x1、y1分别通过以下的式(1)、(2)来表示。
[0071]
x1＝a
×
sin(nt)
···
(1)
[0072][0073]
在此，
[0074]
a：李萨如波形的x方向上的振幅
[0075]
b：李萨如波形的y方向上的振幅
[0076]
n：第1反射镜41a的频率
[0077]
m：第2反射镜42a的频率
[0078]
t：时间
[0079]
第1反射镜41a或者第2反射镜42a驱动时的相位差，具体地说，第1反射镜41a与第2反射镜42a的旋转运动时设置的角度偏差量。
[0080]
另外，式(1)、(2)所示的位置坐标x1、y1可通过将激光头30的位置固定的状态下的李萨如波形的静止坐标系来表现。
[0081]
此外，第1反射镜41a的振幅a以及第2反射镜42a的振幅b分别对应于激光lb的x方向以及y方向的扫描振幅。频率n和频率m分别对应于第1反射镜41a和第2反射镜42a的驱动频率。
[0082]
图案4是在式(1)、(2)中，设为a＝1、b＝1、n＝2、m＝1、图案4是在式(1)、(2)中，设为a＝1、b＝1、n＝2、m＝1、的情况下对应的8字形状的李萨如图形。a和b通过1而标准化。在实际的焊接中，根据工件200的材质、接头形状、需要的焊道形状宽度等，适当变更所述的参数a、b、n、m。为了得到图案4，设为a＝b、|n|＝|2m|。关于n和m，两者的符号(换句话说，是正(+)还是负(-))表示第1反射镜41a和第2反射镜42a的驱动方向，可以将两者设为相同的方向(符号)，也可以设为不同方向(符号)的组合。另外，第1反射镜41a的驱动频率一直设为第2反射镜42a的驱动频率的2倍。式(1)、(2)的相位差也可以是0度或者180度的任一者。
[0083]
在图4所示的焊道300，在对始端部301与终端部303的中间部分即主焊接部302进行激光焊接时，一边将激光lb扫描为描绘图5a所示的图案4一边进行。
[0084]
另一方面，在对焊道300的始端部301进行焊接的情况下，使激光头30在x方向以一定的速度移动，并且如图5b所示，使激光lb的扫描图形连续地变化为图案1
→
图案2
→
图案3
→
图案4而进行。在对焊道300的终端部303进行焊接的情况下，使激光头30在x方向以一定的速度移动，并且如图5c所示，使激光lb的扫描图形连续地变化为图案4
→
图案5
→
图案6
→
图案7而进行。图案1是在xy平面内单峰的抛物线状的图形，随着从图案2进展到图案3，变化为双峰状的连续的图形，最终成为图案4。同样地，随着从图案4进展为图案5、进而图案6，8字形状的图形变形从而成为双峰状的连续的图形。最终地，如图案7所示，在xy平面内成为单峰的抛物线状的图形。
[0085]
在图案4和其以外的图案1～3、5～7中，式(1)、(2)所示的参数之中、第1反射镜41a以及第2反射镜42a的振幅a、b和第1反射镜41a以及第2反射镜42a的频率n、m都是相同的值(a＝b＝1，n＝2，m＝1)。换句话说，图案4和其以外的图案的形状的差异通过式(2)所示的相位之差而产生。
[0086]
图6表示使第2反射镜的旋转运动的相位阶段性地变化的情况下的激光的扫描图形，根据图6可知，在图案4中，相位是0度，与此相对地，在图案1以及图案2中，相位分别被设定为45度、30度。另外，虽未图示，但在图5b所示的图案3中，当然相位是0度与30度之间的值。
[0087]
换句话说，对激光扫描器40进行驱动控制，以使得第2反射镜42a的旋转运动的相位换言之激光lb的y方向的振动的相位从45度到0度以规定的间隔变化，由此进行激光焊接，来形成焊道300的始端部301，
[0088]
此外，虽未图示，但在图5c所示的图案5中，相位是-15度，在图案6中，相位是-30度，在图案7中，相位是-45度。
[0089]
换句话说，对激光扫描器40进行驱动控制，以使得激光lb的y方向的振动的相位从0度到-45度以规定的间隔变化，由此进行激光焊接，来形成焊道300的终端部303。
[0090]
使用图5d来说明将图5b和图5c的相位以规定的间隔变化的方法。图5d是对李萨如波形的相位的变更方法进行说明的示意图。为了使说明简单，说明从图案1向图案2变化的方法，向其他图案也能够通过同样的方法来变更，因此省略说明。
[0091]
在图5d中，实线表示图案1(相位度)，虚线表示图案2(相位度)。
[0092]
为了使说明容易，将两者描绘于相同的图。在图案1中，描绘开始位置是p10，如之后箭头所示，按照p11、p10、p12、p13、p12、p10的顺序将李萨如图案1描绘1周期。另一方面，在图案2中，描绘开始位置是p20，如之后箭头所示，按照p21、p22、p23、p24、p25、p23、p20的顺序将李萨如图案2描绘1周期。在此，在图5d中，将各个描绘开始点设为p10和p20，但也可以设为其他点。
[0093]
在进行焊接时，相位的切换在将一个李萨如图案刚刚描绘完1周期后实施。在图示的定时，从图案1描绘结束后的p10点，将激光lb向下个描绘图案2的描绘开始点p20移动并切换为图案2。图案1与图案2之间的相位之差是15度，因此在图5d中，p10与p20之间的距离看起来较长。此时，在图案1与图案2的切换产生较大的光束移动的步长，因此在焊道残留较大的痕迹。在实际的焊接中，通过使该步长尽量小从而顺畅地移动激光lb，能够形成良好的
焊道。
[0094]
另外，该相位之差的间隔能够通过焊接试验而预先求取。在图案1的描绘结束后，接下来开始描绘的图案的相位与图案1的相位之差设为通过所述的焊接试验而预先决定的规定的间隔即可。即，如图5b所示，对激光扫描器40进行驱动控制，以使得激光lb的y方向的振动的相位从45度到0度以该预先决定的规定的间隔变化，由此进行激光焊接，能够形成良好的始端部301。
[0095]
另外，通过与以上所示的同样的原理，能够形成良好的终端部303，因此这里省略其详细说明。
[0096]
如此一来，如图4所示，在焊道300的始端部301以及终端部303，能够使焊道形状良好。
[0097]
[效果等]
[0098]
如以上说明那样，本实施方式所涉及的激光焊接方法至少具备焊接步骤，该焊接步骤中，使激光lb在x方向(第1方向)行进，并且向工件200的表面二维地扫描激光lb，在工件200形成依次包含始端部301、主焊接部302和终端部303的焊道300。
[0099]
在焊接步骤中，使激光lb沿着x方向振动为具有频率n所对应的第1频率的正弦波状，并且沿着y方向振动为具有频率m所对应的第2频率的正弦波状。由此，扫描激光lb以使得在主焊接部302描绘一个李萨如图形(图案4)(第1扫描步骤)。
[0100]
此外，在始端部301以及终端部303，扫描激光lb以使得描绘与图案4不同的其他的李萨如图形(图案1～3以及图案5～7)(第2扫描步骤)。
[0101]
通过将激光焊接方法设为这样，不仅在主焊接部302，而且分别在始端部301以及终端部303也能够使焊道形状良好。对此进一步进行说明。
[0102]
图7a表示比较所涉及的焊道的平面示意图，图7b表示焊道的始端部的平面示意图，图7c表示焊道的终端部的平面示意图。
[0103]
图7a所示的焊道310通过利用机械手60使激光头30在x方向直线地以一定的速度移动、并通过激光扫描器40将激光lb在工件200的表面二维地扫描而形成。这方面与图4所示的焊道300的形成方法相同。
[0104]
另一方面，与所述本公开的方法的不同点在于，在形成图7a所示的焊道310时，激光lb的扫描图形仅是图案4的一种。
[0105]
该情况下，如图7a～图7c所示，分别在焊道310的始端部311以及终端部313，激光lb的扫描图形被反映为焊道形状。换句话说，分别在焊道310的始端部311以及终端部313形成向x方向凹陷的凹部314，焊道310的外观受损。
[0106]
此外，在凹部314，工件200的熔深未充分进行，可能产生焊接不良。例如，在图3b所示的搭接角焊中，若在第3板材230以及第4板材240的与纸面垂直的方向上的端部，形成图7a～7c所示的凹部314，则可能第3板材230与第4板材240的接合变得不充分，产生焊接不良。
[0107]
另一方面，通过本实施方式的激光焊接方法，在焊接步骤中，通过执行所述的第2扫描步骤，能够抑制分别在焊道300的始端部301以及终端部303形成图7a～7c所示的凹部314。由此，能够从始端到终端使焊道300的形状良好。此外，能够使焊道300的外观的美观性良好。
[0108]
此外，在形成焊道300时，通过扫描激光lb以使得描绘李萨如图形，能够减少激光lb的照射区域中的热输入不均，能够得到良好的焊道形状。
[0109]
例如，可能一边控制第1反射镜41a的振幅a以及第2反射镜42a一边移动机械手60以使得激光lb成为圆形图案，进行激光焊接以使得工件200的表面处的激光lb描绘螺旋轨迹。该情况下，根据该轨迹在顺时针方向旋转还是在逆时针方向旋转，向工件200焊接的左右两侧的热输入量不同。如本实施方式所示，通过扫描激光lb，能够消除这种热输入的不平衡，得到良好的焊道形状。
[0110]
在第2扫描步骤中，优选扫描激光lb以使得沿着y方向的正弦波的相位连续地变化。
[0111]
更加优选地，在第2扫描步骤中，在形成始端部301的情况下，扫描激光lb以使得沿着y方向的正弦波的相位从45度到0度以规定的间隔变化，在形成终端部303的情况下，扫描激光lb以使得沿着y方向的正弦波的相位从0度到-45度以规定的间隔变化。
[0112]
通过这样，从焊道300的始端到主焊接部302，此外，从主焊接部302到焊道300的终端，分别能够使焊道300的y方向的宽度连续地变化。由此，不仅在主焊接部302，而且分别在始端部301以及终端部303，也能够使焊道形状良好。此外，能够使焊道300的外观的美观性良好。
[0113]
始端部301以及终端部303的x方向的长度l1、l2分别大致等于图案4的x方向的宽度的1/2与焊道300的y方向的宽度w的和，或者为其以上即可。
[0114]
通过这样设定长度l1、l2，能够可靠地抑制在焊道300的始端部301以及终端部303分别形成凹部314。
[0115]
本实施方式所涉及的激光焊接装置100至少具备：使激光lb产生的激光振荡器10、接受激光lb并向工件200照射的激光头30、对激光头30的动作进行控制的控制器50。
[0116]
激光头30具有将激光lb分别在x方向(第1方向)和与x方向交叉的y方向(第2方向)扫描的激光扫描器40。
[0117]
控制器50使激光lb沿着x方向振动为具有第1频率的正弦波状，并且使其沿着y方向振动为具有第2频率的正弦波状。由此，控制器50对激光扫描器40进行驱动控制，以使得激光lb在工件200的表面描绘一个李萨如图形(图案4)。
[0118]
进一步地，控制器50对激光扫描器40进行驱动控制，以使得在形成于工件200的焊道300的始端部301以及终端部303，激光lb描绘与一个李萨如图形不同的另一李萨如图形(图案1～3以及图案5～7)。
[0119]
通过本实施方式的激光焊接装置100，不仅在主焊接部302，而且分别在始端部301以及终端部303，也能够使焊道形状良好。
[0120]
优选控制器50对激光扫描器40进行驱动控制，以使得在焊道300的始端部301以及终端部303，使沿着y方向的正弦波的相位连续地变化。
[0121]
更加优选地，在形成始端部301的情况下，控制器50对激光扫描器40进行驱动控制，以使得沿着y方向的正弦波的相位从45度到0度以规定的间隔变化。
[0122]
此外，在形成终端部303的情况下，对激光扫描器40进行驱动控制，以使得沿着y方向的正弦波的相位从0度到-45度以规定的间隔变化。
[0123]
通过这样构成控制器50，不仅在主焊接部302，而且分别在始端部301以及终端部
303，也能够使焊道形状良好。此外，能够使焊道300的外观的美观性良好。
[0124]
激光焊接装置100还具备安装有激光头30的机械手60，控制器50对机械手60的动作进行控制。机械手60使激光头30相对于工件200的表面，在规定的方向移动。
[0125]
通过这样设置机械手60，能够使激光lb的焊接方向变化。此外，能够对复杂的形状、例如立体形状的工件200，容易地进行激光焊接。
[0126]
激光振荡器10与激光头30通过光纤20而连接，激光lb通过光纤20，从激光振荡器10向激光头30传送。
[0127]
通过这样设置光纤20，能够对设置于远离激光振荡器10的位置的工件200进行激光焊接。由此，可提高配置激光焊接装置100的各部的自由度。
[0128]
激光扫描器40包含：将激光lb在x方向扫描的第1电流镜41、将激光lb在y方向扫描的第2电流镜42。
[0129]
通过这样构成激光扫描器40，能够简单地二维扫描激光lb。此外，由于将公知的电流扫描器用作为激光扫描器40，因此能够抑制激光焊接装置100的成本上升。
[0130]
《变形例》
[0131]
图8表示本变形例所涉及的焊道的平面示意图。图9a表示向图8所示的焊道的主焊接部照射的激光的扫描图形的一个例子，图9b表示向图8所示的焊道的始端部照射的激光的扫描图形的一个例子，图9c表示向图8所示的焊道的终端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0132]
图10表示本变形例所涉及的另一焊道的平面示意图。图11a表示向图10所示的焊道的主焊接部照射的激光的扫描图形的一个例子，图11b表示向图10所示的焊道的始端部照射的激光的扫描图形的一个例子，图11c表示向图10所示的焊道的终端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0133]
图12表示使第1反射镜的振幅变化的情况下的激光的扫描图形。
[0134]
实施方式1所示的激光焊接方法将第1反射镜41a的振幅a和第2反射镜42a的振幅b设定为相同的值(标准化为1)。此外，激光焊接装置100对激光扫描器40进行驱动控制，以使得满足该条件。由此，激光lb被扫描为x方向的扫描振幅与y方向的扫描振幅大致相等。
[0135]
但是，从外观所需的美观性的观点出发，要求在图4所示的焊道300的始端部301以及终端部303，使x方向的宽度的变化平缓，希望附有圆弧。此外，根据工件200的形状，从焊接品质的观点出发，也产生同样的要求。
[0136]
为了应对上述那样的要求，在本变形例中，使第1反射镜41a的振幅a小于1，使激光lb的x方向的扫描振幅小于y方向的扫描振幅。在图12的(b)图所示的例子(图案8)中，a＝0.5，在图12的(c)图所示的例子(图案9)中，a＝0.25。在此，将y方向的振幅标准化为1。
[0137]
使激光头30沿着x方向，以一定的速度移动，此外，通过如图9a～9c所示那样扫描激光lb，从而如图8所示，在焊道320的始端部321以及终端部323，能够使x方向的宽度的变化平缓，并附有圆弧。
[0138]
另外，如图9b所示，在始端部321，使激光lb的扫描图形连续地变化为图案11
→
图案12
→
图案13
→
图案8。此外，如图9c所示，在终端部323，使激光lb的扫描图形连续地变化为图案8
→
图案14
→
图案15
→
图案16。此外，如图9a所示，主焊接部322处的激光lb的扫描图形被固定为图案8。
[0139]
该情况下的第2反射镜42a的相位的变化与图5b、5c所示的同样。换句话说，在图案8，相位是0度，在图案11，相位是45度。在图案12，相位是15度，在图案13，相位是30度。此外，在图案14，相位是-15度，在图案15，相位是-30度，在图案16，相位是-45度。
[0140]
另外，在图案8以及图案11～16的任一者中，当然第1反射镜41a的振幅a均为0.5。
[0141]
此外，使激光头30沿着x方向以一定的速度移动，此外，通过如图11a～11c所示那样扫描激光lb，从而如图10所示，在焊道330的始端部331以及终端部333，能够使x方向的宽度的变化比图8所示的焊道320更加平缓，进一步附有圆弧。
[0142]
另外，如图11b所示，在始端部331，使激光lb的扫描图形连续变化为图案17
→
图案18
→
图案19
→
图案9。此外，如图11c所示，在终端部333，使激光lb的扫描图形连续变化为图案9
→
图案20
→
图案21
→
图案22。此外，如图11a所示，主焊接部332处的激光lb的扫描图形被固定为图案9。
[0143]
该情况下的第2反射镜42a的相位的变化也与图5b、5c所示的同样。换句话说，在图案9，相位是0度，在图案17，相位是45度。在图案18，相位是30度，在图案19，相位是15度。此外，在图案20，相位是-15度，在图案21，相位是-30度，在图案22，相位是-45度。
[0144]
另外，在图案9以及图案17～22的任一者中，当然第1反射镜41a的振幅a均为0.25。
[0145]
(实施方式2)
[0146]
图13表示本实施方式所涉及的焊道的平面示意图。图14a表示向焊道的主焊接部照射的激光的扫描图形的一个例子，图14b表示向焊道的始端部照射的激光的扫描图形的一个例子，图14c表示向焊道的终端部照射的激光的扫描图形的一个例子。
[0147]
图15表示使第1反射镜以及第2反射镜的旋转频率比变化的情况下的激光的扫描图形。
[0148]
在本实施方式中，焊道340沿着y方向形成。换句话说，在本实施方式所示的激光焊接方向，使激光头30沿着y方向(第1方向)以一定的速度移动，二维地扫描激光lb。此外，激光焊接装置100对激光扫描器40进行驱动控制，以使得满足该条件。
[0149]
此外，需要将激光lb的扫描图形从图15的(a)图所示的图案4变更为图15的(b)图所示的图案10。具体地说，将第1反射镜41a以及第2反射镜42a的各个频率n、m从n＝2、m＝1变更为n＝1、m＝2。换句话说，将第1反射镜41a以及第2反射镜42a的驱动频率比从2：1变更为1：2。虽未图示，但只要遵守该驱动频率的比率，则可以根据工件200的形状或者要求的焊道形状来适当地变更两者的驱动频率。
[0150]
使激光头30沿着y方向以一定的速度移动，此外，如图14a～14c所示，通过扫描激光lb，能够形成图13所示的焊道340。此外，该情况下，在始端部341以及终端部343和主焊接部342均能够得到良好的焊道形状。此外，能够使焊道340的外观的美观性良好。
[0151]
另外，如图14b所示，在始端部341，使激光lb的扫描图形连续变化为图案23
→
图案24
→
图案25
→
图案10。此外，如图14c所示，在终端部343，使激光lb的扫描图形连续变化为图案10
→
图案26
→
图案27
→
图案28。此外，如图14a所示，主焊接部342处的激光lb的扫描图形被固定为图案10。
[0152]
该情况下的第2反射镜42a的相位的变化与图5b、5c所示的同样。换句话说，在图案10中，相位是0度，在图案23中，相位是-90度。在图案24中，相位是-60度，在图案25中，相位是-30度。此外，在图案26中，相位是30度，在图案27中，相位是60度，在图案28
中，相位是90度。
[0153]
另外，在图案10以及图案21～26的任一个中，当然a＝b＝1并且n＝1并且m＝2的关系成立。另外，这里，a＝b是被标准化为1的值，n＝1并且m＝2是将频率的关系(1：2)标准化。
[0154]
(其他实施方式)
[0155]
也能够将实施方式1、2以及变形例所示的各结构要素适当组合，设为新的实施方式。
[0156]
例如，在实施方式2所示的结构中，通过使第2反射镜42a的振幅b小于1，如变形例所示，在焊道340的始端部341以及终端部343，能够使y方向的宽度的变化平缓，附上圆弧。由此，可提高焊道340的外观的美观性。此外，通过工件200的形状，能够提高焊接品质。
[0157]
另外，在图1所示的例子中，聚光透镜34被配置于激光扫描器40的前段，但也可以配置于激光扫描器40的后段、换句话说激光扫描器40与激光头30的光出射口之间。
[0158]
此外，也可以通过使激光lb沿着x方向振动为具有第1频率的余弦波状，并且使其沿着y方向振动为具有第2频率的余弦波状，从而激光lb的扫描图形成为李萨如图形。该情况下，第1反射镜41a以及第2反射镜42a的振幅a、b、第1反射镜41a以及第2反射镜42a的频率n、m、以及相位当然可适当变更。
[0159]
产业上的可利用性
[0160]
本公开的激光焊接方法以及激光焊接方法能够使包含始端部以及终端部的焊道的形状良好，是有用的。
[0161]-符号说明-[0162]
10激光振荡器
[0163]
20光纤
[0164]
30激光头
[0165]
31壳体
[0166]
32准直透镜
[0167]
33反射镜
[0168]
34聚光透镜
[0169]
40激光扫描器
[0170]
41第1电流镜
[0171]
41a第1反射镜
[0172]
41b第1旋转轴
[0173]
41c第1驱动部
[0174]
42第2电流镜
[0175]
42a第2反射镜
[0176]
42b第2旋转轴
[0177]
42c第2驱动部
[0178]
200工件
[0179]
300、310、320、330、340焊道
[0180]
301、311、321、331、341始端部
[0181]
302、312、322、332、342主焊接部
[0182]
303、313、323、333、343终端部
[0183]
314凹部。