0造成的热效应使二待焊接物11和12的接合处13融化后再冷却固化，使二待 焊接物11和12的接合处13彼此产生冶金键结而焊接在一起，其中于焊接制作工艺进行至 末段时，控制器51控制激光30的能量使其以至少一阶缓步下降，以最后一阶的能量照射之 后关掉激光源31，即可消除孔洞现象。
[0044] 接着参阅图5,其说明本发明的激光焊接方法的流程图。在步骤S501中，令二待 焊接物以各自的焊接面彼此接合以形成接合处，接着进至步骤S502 ;在步骤S502中，以一 激光照射二待焊接物的接合处以进行焊接制作工艺，接着进至步骤S503 ;在步骤S503中， 在焊接制作工艺进行时提供保护气体至接合处，并令二待焊接物同步转动以供激光照射二 待焊接物的接合处，接着进至步骤S504 ;在步骤S504中，在焊接制作工艺进行至末段即将 完成二待焊接物转动一圈时，控制激光的能量以至少一阶的方式递减。此外，步骤S503至 S504包括：在激光照射接合处时，提供保护气体该接合处；在激光照射接合处一圈后，先停 止照射激光再停止提供保护气体。此外，步骤S501至S504还包括：设定该激光的一初阶能 量及一末阶能量，以根据该初阶能量及该末阶能量获得一中间值能量，进而将该中间值能 量设定为第一阶能量；还包括设定阶数，以根据该阶数将该中间值能量至该末阶能量的能 量范围平均分配到第一阶至最后一阶，其中，激光的初阶能量是在400瓦至750瓦的范围， 二待焊接物的转动速度是在2. 6mm/s至10mm/s的范围，各阶的时间维持0. 03秒以上。
[0045] 以下显示本发明的比较例（如表一所示）及实验例（如表二所示），其中，比较例 为失败案例，在焊接制作工艺末段时会产生孔洞，如图6a中（照片一）所示，而本发明实 验例为经克服失败案例的问题，才获得成功，在焊接制作工艺末段时不会产生孔洞，如图6b 中（照片二）所示。需说明的是，表格中以N表示无阶梯下降。
[0046] 表一
[0047]
[0050] 在表一的比较例1中，激光能量350W至650W，转动速度2至4. 4mm/s，照射至少一 圈后，激光能量并无阶梯下降，故在焊接制作工艺末段时会产生孔洞。在比较例2中，激光 能量400至600W，转动速度2mm/s，照射至少一圈后，末段逐阶降低能量至300W，各阶时间 维持0. 5s以下，仍产生孔洞。在比较例3中，激光能量540W，转动速度4. 4mm/s，照射至少 一圈后，末段逐阶降低能量，第1阶能量420W，第2阶能量300W，各阶时间维持0. 05s以下， 仍产生孔洞。在比较例4中，激光能量600W，转动速度5mm/s，照射至少一圈后，末段逐阶降 低能量，第1阶能量500W，第2阶能量400W，各阶时间维持0.1 s以下，仍产生孔洞。在比较 例5中，激光能量450W，转动速度4. 4mm/s，照射至少一圈后，末段逐阶降低能量，第1阶能 量300W、第2阶能量250W，第3阶能量200W，各阶时间维持0. 2s以下，仍产生孔洞。在比较 例6中，激光能量500W至750W，转动速度lOmm/s，照射至少一圈后，末段逐阶降低能量，第 1阶能量400W，第2阶能量350W，第3阶能量300W，各阶时间维持0.1 s以下，仍产生孔洞。 在比较例7中，激光能量400W至750W，转动速度4. 4mm/s，照射至少一圈后，末段逐阶降低 能量，第1阶能量350W，第2阶能量330W，第3阶能量310W、第4阶能量280W，第5阶能量 250W，各阶时间维持0.1 s以下，仍产生孔洞。
[0051 ] 在表二的实验例1中，激光能量400W至600W，转动速度2. 6至4. 4mm/s，照射至少 一圈后，末段降低能量至350W，维持时间0. 5s以上，可消除孔洞。在实验例2中，激光能量 400W，转动速度2. 6mm/s，照射至少一圈后，末段逐阶降低能量，第1阶能量350W，第2阶能 量300W，各阶维持时间0.03s以上，可消除孔洞。在实验例3中，激光能量600W，转动速度 4. 4mm/s，照射至少一圈后，尾端逐阶降低能量，第1阶能量450W，第2阶能量375W，第3阶 能量300W，各阶时间维持0.1 s以上，可消除孔洞。在实验例4中，激光能量540W，转动速度 4. 4mm/s，照射至少一圈后，末段逐阶降低能量，第1阶能量500W，第2阶能量460W，第3阶能 量420W，第4阶能量380W，第5阶能量340W，第6阶能量300W，各阶时间维持0. 05s以上， 可消除孔洞。
[0052] 另外，本发明的激光焊接设备及方法并不限于上述实验数据，激光的能量可达 3000W以下，转动速度可1mm/以上，各阶维持时间可0. 5 y s以上皆可。
[0053] 综上所述，本发明的激光焊接设备及方法主要于焊接制作工艺末段时控制激光能 量以至少一阶的方式缓步下降，由此能避免悉知技术为了避免焊接表面不平整而执行的车 修手段，又能避免以往激光焊接会在焊接末段时产生孔洞的问题。
[0054] 上述实施例仅例示性说明本发明的功效，而非用于限制本发明，任何熟悉此项技 术的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述该些实施例进行修饰与改变。此外， 在上述该些实施例中的结构的数目仅为例示性说明，也非用于限制本发明。因此本发明的 权利保护范围，应如权利要求书所列。
【主权项】
1. 一种激光焊接设备，其特征为，该设备包括： 固定单元，用于固定二分别具有一焊接面的待焊接物，该固定单元并使该二待焊接物 以各该焊接面彼此接合且同步转动； 激光单元，其提供一激光照射该二待焊接物的彼此接合的焊接面的接合处，以进行焊 接制作工艺； 吹气单元，其于该焊接制作工艺进行时，用于对该二待焊接物的接合处提供一保护气 体；以及 控制单元，用于控制该激光的能量，以使该激光的能量于该焊接制作工艺进行至末段 时以至少一阶的方式递减。2. 如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征为，该控制单元为控制器，其电连接该激 光单元以控制该激光单元所提供的激光的能量。3. 如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征为，该控制单元包括光学镜组及控制器， 该光学镜组设置于该激光单元与该二待焊接物之间，以由该控制器调整该光学镜组来控制 该激光的能量。4. 如权利要求3所述的激光焊接设备，其特征为，该光学镜组还用于调整该激光的方 向及光斑尺寸。5. 如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征为，该控制单元还用于供设定该激光的 一初阶能量及一末阶能量，以根据该初阶能量及该末阶能量获得一中间值能量，进而将该 中间值能量设定为第一阶能量，以及供设定一阶数以根据该阶数将该中间值能量至该末阶 能量的能量范围平均分配到该阶数的第一阶至最后一阶。6. 如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征为，该固定单元包括二夹持装置，其分别 夹持该二待焊接物并使该二待焊接物以各自的焊接面彼此接合且同步转动。7. 如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征为，该固定单元包括一定位装置，该定位 装置供该二待焊接物插入至其中且以各自的焊接面彼此接合，该定位装置并包括焊接窗， 以外露该二待焊接物的接合处，进而供该激光对该接合处进行该焊接制作工艺。8. 如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征为，该激光的能量为3000W以下。9. 如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征为，该二待焊接物的转动速度为lmm/s以 上。10. 如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征为，各阶的时间维持〇. 5 μ s以上。11. 如权利要求1所述的激光焊接设备，其特征为，该保护气体为氦气、氖气、或氩气。12. -种激光焊接方法，其特征为，该方法包括以下步骤： 提供二分别具有一焊接面的待焊接物，令该二待焊接物以各自的焊接面彼此接合以形 成接合处； 以一激光照射该二待焊接物的接合处以进行焊接制作工艺； 在该焊接制作工艺进行时，提供一保护气体至该接合处，同时令该二待焊接物同步转 动以供该激光照射该接合处一圈；以及 在该焊接制作工艺进行至末段时，控制该激光的能量以至少一阶的方式递减。13. 如权利要求12所述的激光焊接方法，其特征为，提供一保护气体至该接合处的步 骤包括：在该激光照射该接合处时，提供该保护气体至该接合处；以及在该激光照射该接 合处一圈时，先停止照射该激光再停止提供该保护气体。14. 如权利要求12所述的激光焊接方法，其特征为，该方法还包括：设定该激光的一初 阶能量及一末阶能量，以根据该初阶能量及该末阶能量获得一中间值能量，进而将该中间 值能量设定为第一阶能量。15. 如权利要求14所述的激光焊接方法，其特征为，该方法还包括设定阶数，以根据该 阶数将该中间值能量至该末阶能量的能量范围平均分配到第一阶至最后一阶。16. 如权利要求12所述的激光焊接方法，其特征为，该激光的能量在3000W以下，该二 待焊接物的转动速度为lmm/s以上，各阶的时间维持0. 5 μ s以上。
【专利摘要】本发明公开一种激光焊接设备及其方法，该设备包括用于固定二待焊接物的固定单元、提供一激光的激光单元、提供一保护气体的吹气单元、以及控制激光的能量的控制单元。该方法包括令二待焊接物以各自的焊接面相互接合以形成接合处，利用激光单元执行焊接制作工艺，固定单元使二待焊接物同步转动以使激光照射接合处一圈同时吹气单元提供保护气体至接合处，控制单元于焊接制作工艺进行至末段时控制激光的能量以至少一阶的方式递减。由此避免激光焊接制作工艺中在待焊接物上产生孔洞。
【IPC分类】B23K37/053, B23K26/21, B23K26/14, B23K26/70, B23K26/06
【公开号】CN105728941
【申请号】CN201410753099
【发明人】陈坤坐, 黄光瑶, 郑晖达, 李闵凯
【申请人】财团法人工业技术研究院
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2014年12月10日