JP2009248154A - Lap laser welding equipment and lap laser welding method - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で、被溶接部材が傾いている場合であっても、加圧する部分を確実にその傾きに倣わせて被溶接部材を密着させてレーザビームにより接合する。
【解決手段】本発明の重ねレーザ溶接装置は、重ね合わせた複数の被溶接部材W1,W2を加圧して互いに密着させ、レーザビームLBを溶接箇所に照射するもので、重ね合わせた複数の被溶接部材W1,W2に対して移動可能に設けられており内部にレーザビームLBが案内されるノズル1と、このノズル1の先端に保持された球状部材2とを備え、ノズル1の先端内側には、球状部材2を摺動可能に保持するための球状部材保持部10が形成されており、球状部材2は、ノズル1内に案内されたレーザビームLBを透過させるレーザビーム透過部20と、その先端開口周囲にわずかに突出するよう形成されて、重ね合わせた複数の被溶接部材W1,W2に当接され加圧する加圧部21とを有している。
【選択図】図1Even when a member to be welded is inclined with a simple configuration, a portion to be pressed is made to closely follow the inclination and the member to be welded is brought into close contact and joined by a laser beam.
The lap laser welding apparatus of the present invention pressurizes a plurality of overlapped members to be welded W1 and W2 so that they are brought into close contact with each other, and irradiates a laser beam LB to a welding portion. The nozzle 1 is provided so as to be movable with respect to the welding members W1 and W2 and the laser beam LB is guided therein, and the spherical member 2 held at the tip of the nozzle 1. Is formed with a spherical member holding portion 10 for slidably holding the spherical member 2, and the spherical member 2 includes a laser beam transmitting portion 20 that transmits the laser beam LB guided into the nozzle 1, and A pressurizing portion 21 is formed so as to slightly protrude around the tip opening and presses against and presses against the plurality of overlapped welded members W1 and W2.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、重ねレーザ溶接装置、および重ねレーザ溶接方法に関し、特に、重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧して互いに密着させ、レーザビームを溶接箇所に照射する重ねレーザ溶接装置、および、重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧して互いに密着させた状態でレーザビームを溶接箇所に照射して、前記重ね合わせた複数の被溶接部材を重ね溶接する重ねレーザ溶接方法に関するものである。 The present invention relates to a lap laser welding apparatus and a lap laser welding method, and in particular, a lap laser welding apparatus that pressurizes a plurality of overlapped members to be in close contact with each other and irradiates a laser beam onto a welding site, and a lap laser welding apparatus. The present invention relates to a lap laser welding method in which a plurality of welded members combined are pressed and brought into close contact with each other to irradiate a laser beam onto a welding site and lap weld the overlapped welded members.
重ねレーザ溶接される被溶接部材として、例えば半導体を構成する基板上に実装されたパッドとリボンとを重ね溶接する場合、これらのパッドとリボンの間に隙間が生じていると、重ね溶接した両者の間で所定の剥離強度を得ることができない。そのため、一般に図4に示すように、ノズル100の先端面101を重ね合わせたパッドW1とリボンW2に対して加圧して(図4の矢印を参照)両者W1,W2を密着させて隙間をなくした状態とし、ノズル100内に案内されたレーザビームLBを照射して接合している。
As a member to be welded by lap laser welding, for example, when a pad and a ribbon mounted on a substrate constituting a semiconductor are lap welded, if there is a gap between the pad and the ribbon, A predetermined peel strength cannot be obtained. Therefore, as shown in FIG. 4, generally, the pad W1 and the ribbon W2 on which the
ところで、パッドW1が実装される基板W3においては、セラミックにより成形されたものがあり、その成形時に歪が生じており、基板W3を設置するベースとなるハウジングHのH1面に対して基板W3の表面W3bが傾斜していることがある(以下、この傾斜を基板傾きJという)。この基板傾きJは、基板W3の誤差として例えば最大1°まで許容されている。また、基板W3に実装されるパッドW1においては、ハンダSが均一に介装されておらず、基板W3の表面W3bに対してパッドW1が傾斜している場合がある(以下、この傾斜をハンダ傾きKという)。このパッドW1のハンダ傾きKは、誤差として例えば最大3°まで許容されている。したがって、基板傾きJとハンダ傾きKが同じ方向である場合には、リボンW2を接合するパッドW1の表面が最大で4°傾斜していることになる。さらにまた、これらの傾きJ,K以外にも、被溶接部材W1,W2に凹凸が生じていることもある。 By the way, there is a substrate W3 on which the pad W1 is mounted, which is formed of ceramic, and distortion occurs at the time of the formation, and the substrate W3 has a distortion with respect to the H1 surface of the housing H serving as a base on which the substrate W3 is installed. The surface W3b may be inclined (hereinafter, this inclination is referred to as substrate inclination J). The substrate tilt J is allowed to be, for example, a maximum of 1 ° as an error of the substrate W3. Further, in the pad W1 mounted on the substrate W3, the solder S is not evenly interposed, and the pad W1 may be inclined with respect to the surface W3b of the substrate W3 (hereinafter, this inclination is referred to as solder). Inclination K). The solder inclination K of the pad W1 is allowed up to, for example, 3 ° as an error. Therefore, when the substrate inclination J and the solder inclination K are in the same direction, the surface of the pad W1 to which the ribbon W2 is bonded is inclined by 4 ° at the maximum. Furthermore, in addition to these inclinations J and K, the welded members W1 and W2 may be uneven.
ここで、図6は、ノズル100の先端面101で加圧したときのパッドW1とリボンW2の間の圧力(図6の矢印を参照)を調べるために、パッドW1とリボンW2の間に感圧紙102を介装した状態を示した図である。また、図7は、図6に示したようにノズル100の先端面101で加圧したときの感圧紙102の圧痕PM’を示したものである。
Here, FIG. 6 shows the sensitivity between the pad W1 and the ribbon W2 in order to examine the pressure between the pad W1 and the ribbon W2 (see the arrow in FIG. 6) when the
上述したように傾きJ,Kや凹凸が生じている状態で、パッドW1の表面にリボンW2を重ね合わせてノズル100の先端面101により加圧すると、図7に示すように従来のノズル100の加圧による圧痕PM’は、ノズル100の先端面101の形状の一部分しか現れないことから、パッドW1の表面にリボンW2が均一な力で加圧されておらず、パッドW1とリボンW2の間に部分的に隙間M(図4)が生じている。
When the ribbon W2 is superimposed on the surface of the pad W1 and pressed by the
図5は、被溶接部材W1,W2間に隙間Mが生じていない場合(0mm)と、隙間Mが0.02mmで生じている場合と、隙間が0.04mmで生じている場合とにおける重ね溶接の剥離強度をそれぞれ示したものである。この図5に示した例では、被溶接部材W1,W2間の隙間が0.02mm以上生じると、剥離する方向に対する溶接強度がない(ゼロN)、すなわち、被溶接部材W1,W2が互いに重ね溶接されないこととなる。 FIG. 5 shows a case where the gap M is not generated between the welded members W1 and W2 (0 mm), a case where the gap M is generated at 0.02 mm, and a case where the gap is generated at 0.04 mm. The peel strength of welding is shown respectively. In the example shown in FIG. 5, when the gap between the welded members W1 and W2 is 0.02 mm or more, there is no welding strength in the peeling direction (zero N), that is, the welded members W1 and W2 overlap each other. It will not be welded.
このような傾きJ,Kや凹凸が生じている被溶接部材W1,W2を均一な力で加圧するための従来の技術としては、特許文献1が知られている。特許文献1には、レーザ発振器から出力されたレーザ光を集光して照射し、ワークの切断や溶接等の加工を行なうレーザ加工光学系を形成し、このレーザ加工光学系をレーザ加工ヘッドに備えたレーザ加工装置において、上記レーザ加工ヘッドはレーザ発振器からのレーザ光が案内される固定ユニットと、この固定ユニットに設けられ、上記レーザ光を集光させる集光光学系を内蔵した可動ユニットと、上記固定ユニットと可動ユニットの間に設けられ、可動ユニットを弾力的に保持する弾性保持手段とを備え、上記可動ユニットは弾性保持手段によりワーク加工面の凹凸に追従する接触式ワーク倣い機構を構成し、このワーク倣い機構により集光光学系からワーク加工位置までの距離を常時略一定に保持したことを特徴とするレーザ加工装置が開示されている。そして、特許文献1には、このレーザ加工装置において、前記接触式ワーク倣い機構は、可動ユニットに備えられ、レーザ光を集光させる集光光学系を内蔵した光学トーチと、この光学トーチの先端部に設けられた接触式加工面倣いノズル手段とを有し、上記接触式加工面倣いノズル手段は、弾性保持手段によりワーク加工面を押圧し、ワーク加工面の凹凸に追従可能に構成し、さらに、接触式加工面倣いノズル手段は、光学トーチの先端部に球面軸受によりレーザ光光軸に対し傾斜可能に保持され、ワーク加工面の凹凸に追従可能に構成したものなどが開示されている。 Patent Document 1 is known as a conventional technique for pressurizing the members to be welded W1 and W2 having such inclinations J and K and unevenness with a uniform force. In Patent Document 1, a laser processing optical system that performs processing such as workpiece cutting and welding is formed by condensing and irradiating laser light output from a laser oscillator, and this laser processing optical system is used as a laser processing head. In the laser processing apparatus, the laser processing head includes a fixed unit that guides laser light from a laser oscillator, and a movable unit that is provided in the fixed unit and includes a condensing optical system that condenses the laser light. An elastic holding means provided between the fixed unit and the movable unit and elastically holding the movable unit, and the movable unit has a contact type work copying mechanism that follows the irregularities of the workpiece processing surface by the elastic holding means. The laser processing device is characterized in that the distance from the condensing optical system to the workpiece processing position is always kept substantially constant by this workpiece copying mechanism. There has been disclosed. In Patent Document 1, in the laser processing apparatus, the contact-type workpiece copying mechanism is provided in a movable unit, and includes an optical torch having a condensing optical system for condensing laser light, and a tip of the optical torch. Contact type machining surface copying nozzle means provided in the section, the contact type machining surface copying nozzle means is configured to press the workpiece machining surface by the elastic holding means and follow the unevenness of the workpiece machining surface, Further, the contact type machining surface copying nozzle means is configured to be held at the tip of the optical torch so as to be tiltable with respect to the laser beam optical axis by a spherical bearing, and to follow the unevenness of the workpiece machining surface. .
また、特許文献1には、レーザ発振器から出力されたレーザ光をレーザ加工ヘッドに案内し、案内されたレーザ光をレーザ加工ヘッド内のレーザ加工光学系を通して被加工物、試料等のワークに照射し、ワークをレーザ光により切断したりあるいは溶接するレーザ加工を施す際、レーザ加工ユニットの接触式ワーク倣い機構を弾性保持手段でワークに押圧接触させつつ、上記可動ユニットに備えた接触式加工面倣いノズル手段をワークにワーク加工方向に沿って倣わせ、しかも、可動ユニットに内蔵された集光光学系からワーク加工位置までの距離を常に略一定に保持してレーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工方法も開示されている。 In Patent Document 1, laser light output from a laser oscillator is guided to a laser processing head, and the guided laser light is irradiated to a workpiece such as a workpiece or a sample through a laser processing optical system in the laser processing head. When the workpiece is subjected to laser processing for cutting or welding with a laser beam, the contact processing surface of the movable unit is provided while the contact type workpiece copying mechanism of the laser processing unit is pressed against the workpiece by the elastic holding means. The scanning nozzle means is made to follow the workpiece along the workpiece machining direction, and the laser machining is performed while the distance from the condensing optical system built in the movable unit to the workpiece machining position is always kept substantially constant. A laser processing method is also disclosed.
しかしながら、上記特許文献1に開示されたレーザ加工装置にあっては、その図1に参照されるように、レーザ加工ノズルの基端部が球面軸受けにより接触式加工面倣いノズル手段に保持された構造であるため、ワークの加工面の傾きなどに倣ってレーザ加工ノズルの先端が大きく俯仰されると、下部ユニット内を案内されるレーザビームがレーザ加工ノズルの内面に照射されて、ワークの加工面に到達せず加工を行うことができないばかりでなく、レーザ加工ノズルが損傷したり、レーザ加工ノズルがワークに溶着されるなどの問題があった。また、特許文献1にあっては、レーザ加工ノズルの前方及び後方に接触式倣いローラ手段が設けられており、レーザ加工ノズルの先端面がワークの加工面から離れているために、加工面の傾きに対して正確にレーザ加工ノズルを俯仰させることができず、また、レーザビームを照射する部分を正確に加圧して互いに密着させることができず隙間が生じるという問題や、レーザ加工ノズルの先端周囲が複雑で大型化し設置面積を必要とするため、重ね溶接を行う加工面が比較的小さい場合には適用することができないという問題があった。 However, in the laser processing apparatus disclosed in Patent Document 1, the base end portion of the laser processing nozzle is held by the contact-type processing surface copying nozzle means by a spherical bearing, as shown in FIG. Due to the structure, when the tip of the laser processing nozzle is greatly lifted following the inclination of the work surface of the workpiece, the laser beam guided inside the lower unit is irradiated to the inner surface of the laser processing nozzle, and the workpiece is processed. In addition to not being able to perform processing without reaching the surface, there were problems such as damage to the laser processing nozzle and welding of the laser processing nozzle to the workpiece. Further, in Patent Document 1, contact type scanning roller means are provided in front and rear of the laser processing nozzle, and the tip surface of the laser processing nozzle is separated from the processing surface of the workpiece. The laser processing nozzle cannot be raised and raised accurately with respect to the inclination, and the laser beam irradiation part cannot be accurately pressed and brought into close contact with each other. Since the surrounding area is complicated and requires a large installation area, there is a problem in that it cannot be applied when the work surface on which lap welding is performed is relatively small.
なお、特許文献1には、「 また、接触式加工面倣いノズル手段35は下部ユニット13の光学トーチ22に球面軸受41を介して旋回かつ俯仰自在に支持されており、レーザ加工ノズル40はワークWの加工面の傾斜に対し、常に垂直にサポートされる。このとき、レーザ光の光軸は、ワークWに対して角度変化分だけ変化することになる。」などと記載されているが(0068)、光学トーチに設けられた集光レンズ38で集光されたレーザ光Lの光軸が、ワークの加工面の傾斜に応じて球面軸受41により俯仰されるレーザ加工ノズル40の角度変化分だけ変化することになるような具体的な構成は開示されていない。
In addition, in Patent Document 1, “contact type machining surface scanning nozzle means 35 is supported on the optical torch 22 of the lower unit 13 through a spherical bearing 41 so as to be rotatable and up and down. It is always supported perpendicularly to the inclination of the processed surface of W. At this time, the optical axis of the laser light changes by an angle change with respect to the workpiece W. 0068) The angle change of the
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、ノズルの加圧方向に対して被溶接部材が傾いている場合であっても、加圧する部分を確実にその傾きに倣わせて被溶接部材を密着させることができ、しかも、加圧する部分が熱によって被溶接部材に溶着したり変形することなく、また、品質が良好な重ね溶接を行うことができるよう構成された重ねレーザ溶接装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、ノズルの加圧方向に対して被溶接部材が傾いている場合であっても、加圧する部分を確実にその傾きに倣わせて被溶接部材を密着させることができ、もって、確実に重ね溶接を行うことができる重ねレーザ溶接方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems. Even when the member to be welded is inclined with respect to the pressurizing direction of the nozzle, the portion to be pressed is surely made to follow the inclination to be welded. A lap laser welding apparatus configured so that members can be brought into close contact with each other, and a portion to be pressed is welded or deformed to a member to be welded by heat, and lap welding with good quality can be performed. The purpose is to provide.
In addition, the present invention has been made in view of the above-described problem, and even when the member to be welded is inclined with respect to the pressurizing direction of the nozzle, the portion to be pressed is made to closely follow the inclination. It is an object of the present invention to provide a lap laser welding method capable of bringing a member to be welded into close contact and thus performing lap welding with certainty.
請求項1の重ねレーザ溶接装置に係る発明は、上記目的を達成するため、重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧して互いに密着させ、レーザビームを溶接箇所に照射する重ねレーザ溶接装置であって、先端内側に球状部材保持部が形成されており、内部にレーザビームが案内されるノズルと、該ノズルの球状部材保持部に摺動可能に保持された球状部材とを備え、該球状部材は、前記ノズル内に案内されたレーザビームを透過させるレーザビーム透過部と、該レーザビーム透過部の先端開口周囲に形成されて前記重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧する加圧部とを有していることを特徴とするものである。
請求項2の重ねレーザ溶接装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明において、前記球状部材が、20〜40重量%の銅と80〜60重量%のタングステンとの合金であることを特徴とするものである。
また、請求項3の重ねレーザ溶接方法に係る発明は、上記目的を達成するため、重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧して互いに密着させた状態でレーザビームを溶接箇所に照射して、前記重ね合わせた複数の被溶接部材を重ね溶接する重ねレーザ溶接方法であって、内部にレーザビームが案内されるノズルの先端内側に球状部材保持部を形成するとともに、前記ノズル内に案内されたレーザビームを透過させるレーザビーム透過部と、該レーザビーム透過部の先端開口周囲に形成されて前記重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧する加圧部とを有する球状部材を、前記ノズルの球状部材保持部に摺動可能に保持することにより、傾き倣い機構を構成し、前記複数の各被溶接部材の溶接箇所を重ね合わせ、前記ノズルを軸方向に移動させてその先端に保持させた球状部材の加圧部を前記重ね合わせた複数の被溶接部材に当接させて加圧し、前記ノズル内に案内されたレーザビームを、前記レーザビーム透過部を介して溶接箇所に照射し、重ね溶接することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an overlap laser welding apparatus that pressurizes a plurality of overlapped members to be in close contact with each other and irradiates a laser beam to a welding portion. A spherical member holding portion formed on the inner side of the tip, a nozzle for guiding a laser beam therein, and a spherical member slidably held by the spherical member holding portion of the nozzle, the spherical member Includes a laser beam transmitting portion that transmits the laser beam guided into the nozzle, and a pressurizing portion that is formed around the tip opening of the laser beam transmitting portion and pressurizes the plurality of welded members that are overlapped with each other. It is characterized by having.
In order to achieve the above object, the invention according to the lap laser welding apparatus according to
Further, in order to achieve the above object, the invention according to
請求項1のレーザ溶接装置に係る発明によれば、先端内側に球状部材保持部が形成されており、内部にレーザビームが案内されるノズルと、該ノズルの球状部材保持部に摺動可能に保持された球状部材とを備え、該球状部材は、前記ノズル内に案内されたレーザビームを透過させるレーザビーム透過部と、該レーザビーム透過部の先端開口周囲に形成されて前記重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧する加圧部とを有していることにより、重ね合わせた複数の被溶接部材を確実に加圧して互いに密着させ、レーザビームにより溶接箇所を確実に重ね溶接することができる。
請求項2のレーザ溶接装置に係る発明によれば、請求項1に記載の発明において、前記球状部材を、20〜40重量%の銅と80〜60重量%のタングステンとの合金で構成することにより、球状部材が熱によって被溶接部材に溶着したり変形することなく、また、良好な溶接強度で重ね溶接することができる。
請求項3の重ねレーザ溶接方法に係る発明によれば、内部にレーザビームが案内されるノズルの先端内側に球状部材保持部を形成するとともに、前記ノズル内に案内されたレーザビームを透過させるレーザビーム透過部と、該レーザビーム透過部の先端開口周囲に形成されて前記重ね合わせた被溶接部材を加圧する加圧部とを有する球状部材を、前記ノズルの球状部材保持部に摺動可能に保持して傾き倣い機構を構成することにより、前記重ね合わせた複数の各被溶接部材の溶接箇所を重ね合わせ、前記ノズルを軸方向に移動させてその先端に保持させた球状部材の加圧部を複数の被溶接部材に当接させて加圧し、前記ノズル内に案内されたレーザビームを、前記レーザビーム透過部を介して溶接箇所に照射すると、ノズルの加圧方向に対して被溶接部材が傾いている場合であっても、加圧する部分を確実にその傾きに倣わせて重ね合わされた複数の被溶接部材を密着させることができ、もって、確実に重ね溶接を行うことができる。
According to the invention relating to the laser welding apparatus of the first aspect, the spherical member holding portion is formed on the inner side of the tip, and the nozzle in which the laser beam is guided and the spherical member holding portion of the nozzle are slidable. A spherical member that is held, and the spherical member includes a laser beam transmitting portion that transmits the laser beam guided in the nozzle, and a plurality of the plurality of the plurality of the overlapped members formed around a tip opening of the laser beam transmitting portion. A pressurizing portion that pressurizes the welded member of the welding member, so that the plurality of superposed welded members can be reliably pressed and brought into close contact with each other, and the welding spot can be reliably overlapped and welded with a laser beam. it can.
According to the invention relating to the laser welding apparatus of
According to the invention relating to the lap laser welding method of
(発明の態様)
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、(1)項が請求項1に相当し、(2)項が請求項2に相当し、(6)項が請求項3に相当する。
(Aspect of the Invention)
In the following, the invention that is claimed to be claimable in the present application (hereinafter referred to as “claimable invention”. The claimable invention is at least the “present invention” to the invention described in the claims. Some aspects of the present invention, including subordinate concept inventions of the present invention, superordinate concepts of the present invention, or inventions of different concepts) will be illustrated and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting the claimable invention to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention. In each of the following items, item (1) corresponds to claim 1, item (2) corresponds to claim 2, and item (6) corresponds to claim 3.
(1) 重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧して互いに密着させ、レーザビームを溶接箇所に照射する重ねレーザ溶接装置であって、
先端内側に球状部材保持部が形成されており、内部にレーザビームが案内されるノズルと、
該ノズルの球状部材保持部に摺動可能に保持された球状部材とを備え、
該球状部材は、前記ノズル内に案内されたレーザビームを透過させるレーザビーム透過部と、該レーザビーム透過部の先端開口周囲に形成されて前記重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧する加圧部とを有していることを特徴とする重ねレーザ溶接装置。
(1) An overlap laser welding apparatus that pressurizes a plurality of overlapped members to be welded to each other and irradiates a laser beam to a welding portion,
A spherical member holding portion is formed inside the tip, a nozzle that guides the laser beam inside,
A spherical member slidably held in the spherical member holding portion of the nozzle,
The spherical member includes a laser beam transmitting portion that transmits a laser beam guided into the nozzle, and a pressurization that pressurizes the plurality of welded members formed around the tip opening of the laser beam transmitting portion. And a lap laser welding apparatus characterized by comprising:
(1)項の発明では、内部にレーザビームが案内されるノズルの先端内側に球状部材保持部を形成し、ノズル内に案内されたレーザビームを透過させるレーザビーム透過部と、このレーザビーム透過部の先端開口周囲に形成されて前記重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧する加圧部とを有する球状部材を前記ノズルの球状部材保持部に摺動可能に保持することにより、重ね合わせた複数の被溶接部材がノズルの軸方向に対して傾いた状態であっても、球状部材の加圧部がその傾きに倣うように摺動するため、重ね合わせた複数の被溶接部材を確実に加圧して互いに密着させ、レーザビームにより溶接箇所を確実に重ね溶接することができる。 In the invention of (1), a spherical member holding portion is formed inside the tip of the nozzle to which the laser beam is guided, a laser beam transmitting portion that transmits the laser beam guided in the nozzle, and this laser beam transmission The spherical member formed around the tip opening of the part and having a pressurizing part that pressurizes the plurality of welded members superimposed on each other is overlapped by slidably holding the spherical member holding part of the nozzle Even when a plurality of members to be welded are inclined with respect to the axial direction of the nozzle, the pressurizing portion of the spherical member slides so as to follow the inclination. It is possible to apply pressure to bring them into close contact with each other and to reliably weld the welded portions with a laser beam.
(2) 前記球状部材が、20〜40重量%の銅と80〜60重量%のタングステンとの合金であることを特徴とする(1)項に記載の重ねレーザ溶接装置。 (2) The lap laser welding apparatus according to (1), wherein the spherical member is an alloy of 20 to 40% by weight of copper and 80 to 60% by weight of tungsten.
(2)項に記載の発明では、(1)項に記載の発明において、前記球状部材を、20〜40重量%の銅と80〜60重量%のタングステンとの合金とすることにより、レーザビームによる熱で、球状部材が被溶接部材に溶着したり変形することなく、また、良好な溶接強度で重ね溶接することができる。 In the invention described in the item (2), in the invention described in the item (1), the spherical member is an alloy of 20 to 40% by weight of copper and 80 to 60% by weight of tungsten. It is possible to perform lap welding with a good welding strength without causing the spherical member to be welded or deformed to the member to be welded by the heat generated by.
(3) 前記球状部材保持部に対する球状部材の摺動を規制する規制手段を有することを特徴とする(1)または(2)項に記載の重ねレーザ溶接装置。 (3) The lap laser welding apparatus according to the item (1) or (2), further including a restricting unit that restricts sliding of the spherical member with respect to the spherical member holding portion.
(3)項に記載の発明では、(1)または(2)項に記載の発明において、前記球状部材保持部に対する球状部材の摺動を規制する規制手段を有することにより、ノズル内に案内されたレーザビームが球状部材のレーザビーム透過部を確実に透過して被溶接部材の溶接箇所に照射され、被溶接部材の溶接箇所を重ね溶接する。 In the invention described in the item (3), in the invention described in the item (1) or (2), it is guided into the nozzle by having a regulating means for regulating sliding of the spherical member with respect to the spherical member holding portion. The laser beam is surely transmitted through the laser beam transmitting portion of the spherical member and irradiated to the welded part of the welded member, and the welded part of the welded member is lap welded.
(4) 前記球状部材保持部と球状部材との間に、直径で0.030〜0.035mmのクリアランスが形成されていることを特徴とする(1)〜(3)項のいずれか1項に記載の重ねレーザ溶接装置。 (4) Any one of the items (1) to (3), wherein a clearance of 0.030 to 0.035 mm in diameter is formed between the spherical member holding portion and the spherical member. The lap laser welding apparatus described in 1.
(4)項の発明では、(1)〜(3)項のいずれか1項に記載の発明において、前記球状部材保持部と球状部材との間に、直径で0.030〜0.035mmのクリアランスが形成されていることにより、ノズルの球状部材保持部に対して球状部材が確実且つ適切に摺動することができる。 In the invention of item (4), in the invention of any one of items (1) to (3), a diameter of 0.030 to 0.035 mm is provided between the spherical member holding portion and the spherical member. By forming the clearance, the spherical member can slide reliably and appropriately with respect to the spherical member holding portion of the nozzle.
(5) 前記球状部材保持部の先端開口に対する球状部材の圧入代が、直径で0.05〜0.06mmであることを特徴とする(1)〜(4)項のいずれか1項に記載の重ねレーザ溶接装置。 (5) The press-fitting allowance of the spherical member to the tip opening of the spherical member holding part is 0.05 to 0.06 mm in diameter, and any one of the items (1) to (4) is characterized. Lap laser welding equipment.
(5)項に記載の発明では、(1)〜(4)項のいずれか1項に記載の発明において、前記球状部材保持部の先端開口に対する球状部材の圧入代が、直径で0.05〜0.06mmであることにより、ノズルの球状部材保持部に対して球状部材を着脱・交換することができる。 In the invention described in the item (5), in the invention described in any one of the items (1) to (4), a pressure allowance of the spherical member with respect to the tip opening of the spherical member holding portion is 0.05 in diameter. By being 0.06 mm, the spherical member can be attached to and detached from the spherical member holding portion of the nozzle.
(6) 重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧して互いに密着させた状態でレーザビームを溶接箇所に照射して、前記重ね合わせた複数の被溶接部材を重ね溶接する重ねレーザ溶接方法であって、
内部にレーザビームが案内されるノズルの先端内側に球状部材保持部を形成するとともに、前記ノズル内に案内されたレーザビームを透過させるレーザビーム透過部と、該レーザビーム透過部の先端開口周囲に形成されて前記重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧する加圧部とを有する球状部材を、前記ノズルの球状部材保持部に摺動可能に保持することにより、傾き倣い機構を構成し、
前記複数の各被溶接部材の溶接箇所を重ね合わせ、
前記ノズルを軸方向に移動させてその先端に保持させた球状部材の加圧部を前記重ね合わせた複数の被溶接部材に当接させて加圧し、
前記ノズル内に案内されたレーザビームを、前記レーザビーム透過部を介して溶接箇所に照射し、重ね溶接することを特徴とする重ねレーザ溶接方法。
(6) A lap laser welding method in which a plurality of overlapped members to be welded are pressed and brought into close contact with each other to irradiate a laser beam to a welding location, and the plurality of overlapped members to be welded are lap welded. And
A spherical member holding portion is formed inside the tip of the nozzle to which the laser beam is guided, a laser beam transmitting portion that transmits the laser beam guided into the nozzle, and a periphery of the tip opening of the laser beam transmitting portion. By forming a spherical member having a pressurizing part that pressurizes the plurality of welded members formed and slidably held on the spherical member holding part of the nozzle, a tilt copying mechanism is configured,
Superimposing the welding locations of each of the plurality of members to be welded,
A pressure member of a spherical member that is moved in the axial direction and held at the tip of the nozzle is brought into contact with the plurality of welded members that are overlapped and pressurized,
A lap laser welding method, wherein a laser beam guided into the nozzle is irradiated to a welding portion through the laser beam transmitting portion and lap welding is performed.
(6)項に記載の発明では、内部にレーザビームが案内されるノズルの先端内側に球状部材保持部を形成するとともに、前記ノズル内に案内されたレーザビームを透過させるレーザビーム透過部と、該レーザビーム透過部の先端開口周囲に形成されて前記重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧する加圧部とを有する球状部材を、前記ノズルの球状部材保持部に摺動可能に保持して傾き倣い機構を構成することにより、前記複数の各被溶接部材の溶接箇所を重ね合わせ、前記ノズルを軸方向に移動させてその先端に保持させた球状部材の加圧部を重ね合わせた複数の被溶接部材に当接させて加圧し、前記ノズル内に案内されたレーザビームを、前記レーザビーム透過部を介して溶接箇所に照射すると、ノズルの加圧方向に対して重ね合わせた複数の被溶接部材が傾いている場合であっても、加圧する部分を確実にその傾きに倣わせて重ね合わせた複数の被溶接部材を密着させることができ、もって、確実に重ね溶接を行うことができる。 In the invention described in (6), a spherical member holding portion is formed inside the tip of the nozzle to which the laser beam is guided, and a laser beam transmitting portion that transmits the laser beam guided in the nozzle; A spherical member formed around the tip opening of the laser beam transmitting portion and having a pressurizing portion that pressurizes the plurality of overlapped members to be welded is slidably held on the spherical member holding portion of the nozzle. By constructing an inclination copying mechanism, a plurality of welded portions of the plurality of members to be welded are overlapped, and a plurality of pressure members of spherical members that are held at the tips of the nozzles are moved in the axial direction are overlapped. When a laser beam guided in the nozzle is pressed against the member to be welded and irradiated with a laser beam through the laser beam transmitting portion, the overlap is performed in the pressure direction of the nozzle. Even when the welded member is inclined, a plurality of welded members can be brought into close contact with each other by reliably following the inclination of the portion to be pressed, and thus lap welding can be performed reliably. Can do.
(7) 前記ノズルの球状部材保持部の先端開口に対して球状部材を圧入することを特徴とする(6)項に記載の重ねレーザ溶接方法。 (7) The lap laser welding method according to (6), wherein a spherical member is press-fitted into the tip opening of the spherical member holding portion of the nozzle.
(7)項に記載の発明では、(6)項に記載の発明において、前記ノズルの球状部材保持部の先端開口に対して球状部材を圧入することにより、ノズルの球状部材保持部に対して球状部材を着脱・交換することができる。 In the invention described in item (7), in the invention described in item (6), a spherical member is press-fitted into the tip opening of the spherical member holding portion of the nozzle, whereby the spherical member holding portion of the nozzle is pressed. A spherical member can be attached and detached.
最初に、本発明の重ねレーザ溶接装置の実施の一形態を、基板上に実装されたパッドとリボンを重ねスポット溶接する場合により、図1および図2に基づいて詳細に説明する。
本発明の重ねレーザ溶接装置は、概略、重ね合わせた複数の被溶接部材W1,W2を加圧して互いに密着させ、レーザビームLBを溶接箇所に照射するものであって、重ね合わせた複数の被溶接部材W1,W2に対して少なくとも軸方向に移動可能に設けられており内部にレーザビームLBが案内されるノズル1と、このノズル1の先端に保持された球状部材2とを備えている。ノズル1の先端内側には、球状部材2を摺動可能に保持するための球状部材保持部10が形成されている。球状部材2は、ノズル1内に案内されたレーザビームLBを透過させるレーザビーム透過部20と、このレーザビーム透過部20の先端開口周囲にわずかに突出するよう形成されて重ね合わせた複数の被溶接部材W1,W2に当接され加圧する加圧部21とを有している。そして、球状部材2は、20〜40重量%の銅と80〜60重量%のタングステンとの合金により構成されている。さらに、ノズル1の球状部材保持部10に対して球状部材2の摺動を規制する規制手段3を有している。
First, an embodiment of the lap laser welding apparatus of the present invention will be described in detail based on FIG. 1 and FIG. 2 by the case where a pad and a ribbon mounted on a substrate are spot-welded.
The lap laser welding apparatus of the present invention is generally configured to pressurize a plurality of superposed welded members W1 and W2 so that they are brought into close contact with each other and irradiate a laser beam LB on a welding site. A nozzle 1 is provided so as to be movable at least in the axial direction with respect to the welding members W1 and W2, and a laser beam LB is guided therein, and a
被溶接部材の一つであるパッドW1は、セラミックからなる基板W3上にハンダ付けされている。基板W3は、パッドW1とリボンW2を重ね溶接する際に、ハウジングH上に位置決め固定される。尚、ハウジングHの上面H1は、ハウジングHの下面H2に対してこの製品の場合には平行に(つまり、ハウジングHの上面H1が溶接テーブル4の上面と平行に)加工されている。したがって、この製品の場合には、基板W3を位置決め固定するハウジングHの上面H1が後述する傾きJ,Kの基準面となる。しかしながら、ハウジングHの上面H1が下面H2に対して平行に加工されていない場合には、ハウジングHを位置決め支持する溶接テーブル4が基準面となる。そして、基板W3は、その成形時の歪などにより、パッドW1をハンダ付けされた上面(表面)W3bが基準面に対して傾斜している基板傾きJが生じている場合がある。この基板傾きJは、誤差として最大で1°まで許容されている。また、基板W3上にハンダ付けされたパッドW1は、ハンダSが基板W3とパッドW1の間に均一に拡がらず、基板W3の表面W3bに対して傾斜しているハンダ傾きKが生じている場合がある。このハンダ傾きKは、誤差として最大で3°まで許容されている。そのため、リボンW2をスポット溶接するパッドW1の表面の基準面に対する傾きは、最大で4°傾斜していることになる。 A pad W1, which is one of the members to be welded, is soldered onto a substrate W3 made of ceramic. The substrate W3 is positioned and fixed on the housing H when the pad W1 and the ribbon W2 are overlap-welded. The upper surface H1 of the housing H is processed in parallel with the lower surface H2 of the housing H in the case of this product (that is, the upper surface H1 of the housing H is parallel to the upper surface of the welding table 4). Therefore, in the case of this product, the upper surface H1 of the housing H for positioning and fixing the substrate W3 becomes a reference surface with inclinations J and K described later. However, when the upper surface H1 of the housing H is not processed parallel to the lower surface H2, the welding table 4 that positions and supports the housing H serves as a reference surface. The substrate W3 may have a substrate inclination J in which the upper surface (front surface) W3b soldered to the pad W1 is inclined with respect to the reference surface due to distortion during molding. The substrate inclination J is allowed to be 1 ° at maximum as an error. Further, the pad W1 soldered on the substrate W3 does not spread the solder S uniformly between the substrate W3 and the pad W1, and a solder inclination K is generated that is inclined with respect to the surface W3b of the substrate W3. There is a case. This solder inclination K is allowed up to 3 ° as an error. Therefore, the inclination of the surface of the pad W1 for spot welding the ribbon W2 with respect to the reference plane is inclined by 4 ° at the maximum.
一方、リボンW2は、例えば薄板帯状の銅の表面に錫をメッキしたもので、先端近傍を屈曲成形することにより、パッドW1とスポット溶接される部分W2aが形成されており、かかる部分W2aがパッドW1の上面とほぼ平行となるよう支持されている。リボンW2は、その表面が錫メッキされていることによりレーザビームLBを吸収し易くなっており、その熱エネルギによってパッドW1と溶け込み接合される。 On the other hand, the ribbon W2 is made of, for example, tin plated on the surface of a thin strip-shaped copper, and a portion W2a spot-welded with the pad W1 is formed by bending the vicinity of the tip, and the portion W2a is formed as a pad. It is supported so as to be substantially parallel to the upper surface of W1. The ribbon W2 has a tin-plated surface so that it can easily absorb the laser beam LB, and is melted and joined to the pad W1 by the thermal energy.
ノズル1は、重ね合わされた被溶接部材W1,W2の所定の溶接箇所に対して軸方向に移動して加圧することができるよう、例えばロボットのアームにより任意の位置に移動可能に支持されている。ノズル1は、円形状となる中空の略筒状に形成されたもので、レーザ発振装置から出力され所定の焦点に集光されたレーザビームLBが先端に向かって照射されるよう案内される。ノズル1は、例えばアルミナ分散銅などにより構成することができる。また、ノズル1には、必要に応じて不活性ガスあるいは反応性ガス、アシストガス、シールドガスなどを内部に供給し溶接箇所に向かって噴出させることができるよう構成することもできる。レーザ発振装置の種類や出力されるレーザビームLBのモード、発信時間、出力などは、被溶接部材W1,W2の種類や厚さなどに応じて適当に選択されるため、本発明では特に限定されることはない。ノズル1の先端内側には、球状部材保持部10が形成されている。球状部材保持部10の開口部10aの内径は、球状部材2の外径よりもわずかに小さく、所定の圧入代が形成されている。また、この開口部10aから図1の下方の内周側壁30は、後述するように、球状部材2の摺動を規制する規制手段3を構成している。
The nozzle 1 is supported so as to be movable to an arbitrary position by, for example, an arm of a robot so as to be able to move and pressurize a predetermined welding location of the overlapped welded members W1 and W2 in the axial direction. . The nozzle 1 is formed in a hollow, substantially cylindrical shape having a circular shape, and is guided so that a laser beam LB output from the laser oscillation device and condensed at a predetermined focal point is irradiated toward the tip. The nozzle 1 can be made of alumina-dispersed copper, for example. Further, the nozzle 1 can be configured so that an inert gas or a reactive gas, an assist gas, a shield gas, or the like can be supplied into the nozzle 1 and ejected toward the welding location as required. Since the type of the laser oscillation device, the mode of the laser beam LB to be output, the transmission time, the output, and the like are appropriately selected according to the types and thicknesses of the members to be welded W1, W2, the present invention is particularly limited. Never happen. A spherical
球状部材2は、ノズル1の球状部材保持部10内で回動するように摺動することができるよう全体が略球状に形成されているが、ノズル1の先端から露出する部分が円筒状にわずかに突出して、その先端面が重ね合わせた被溶接部材W2に当接され加圧する加圧部21を構成している。そして、加圧部21の、中心から反対側に貫通するように孔が穿設されていることによりレーザビーム透過部20が形成されている。なお、レーザビーム透過部20は、レーザビームLBをノズル1内から被溶接部材W1,W2に向かって照射させることができるものであれば、例えば円筒状の透明なガラス部材とするなど、球状部材2に穿設された孔に限定されることはない。レーザビーム透過部20の内径は、後述するように球状部材2がノズル1の球状部材保持部10内で摺動した際にレーザビームLBが干渉しないように、ノズル1内を案内されるレーザビームLBの径や、ノズル1の球状部材保持部10に対する球状部材2の摺動許容範囲などに応じて設定される。円筒状にわずかに突出する加圧部21の外周側壁31は、後述するように、球状部材保持部10の開口部10aから図1の下方の内周側壁30とともに、球状部材2の摺動を規制する規制手段3を構成している。
The
球状部材保持部10の内径と球状部材2の外径との差(すなわちクリアランス)は、この実施の形態の場合、直径で0.030〜0.035mm程度に設定されている。また球状部材2の表面は、その粗さがRa0.4以下で形成されている。このクリアランスと表面粗さにより、球状部材2は、溶接時の熱による膨張に影響されることなく、加圧部21の外周側壁31が球状部材保持部10の内周側壁30に当接されて規制される範囲で、リボンW2が重ね合わされたパッドW1の傾きに応じて、焼き付を起こすことなく、球状部材保持部10内で全方向に自在に摺動することができる。そのため、パッドW1が基準面に対して傾斜している場合であっても、ノズル1を軸方向(図では鉛直方向)に移動させて加圧する際に、その傾きに倣うように加圧部21が従動する傾き倣い機構が構成されている。
In this embodiment, the difference between the inner diameter of the spherical
また、球状部材保持部10の開口部10aの内径と球状部材2の外径との差(すなわち圧入代)は、この実施の形態の場合、直径で0.05〜0.06mm程度に設定されている。この圧入代により、球状部材2をノズル1の球状部材保持部10内に組み込み確実に保持させることができ、また、必要に応じて球状部材2をノズル1の球状部材保持部10内から確実に取り出し交換することができる。
Further, in this embodiment, the difference between the inner diameter of the
ここで、球状部材2を構成する材質について説明する。図2は、球状部材2を各種材料によって成形して実験を行なった場合の、それぞれ被溶接部材との溶着と、変形と、溶接強度との評価を示す図表である。溶接時のレーザビームLBの熱エネルギにより、球状部材2の特に加圧部21が、被溶接部材として錫メッキが施されたリボンW2と溶着したり、加圧により変形することなく、所定の強度で溶接することができた材質は、銅とタングステンの合金の場合だけであることが判明した。そのため、本発明では、球状部材2を、20〜40重量%の銅と80〜60重量%のタングステンとの合金により構成することとした。
Here, the material which comprises the
次に、本発明の重ねレーザ溶接方法の実施の一形態を、上述したように構成された重ねレーザ溶接装置を用いる場合によって、その作動とともに詳細に説明する。なお、上述した重ねレーザ溶接装置の実施の形態と重複する部分や相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略する。
本発明の重ねレーザ溶接方法は、概略、重ね合わせた複数の被溶接部材W1,W2を加圧して互いに密着させた状態でレーザビームLBを溶接箇所に照射して、重ね合わせた複数の被溶接部材W1,W2を重ね溶接するものであって、内部にレーザビームLBが案内されるノズル1の先端内側に球状部材保持部10を形成するとともに、ノズル1内に案内されたレーザビームLBを透過させるレーザビーム透過部20と、このレーザビーム透過部20の先端開口周囲に形成されて重ね合わせた複数の被溶接部材W1,W2を加圧する加圧部21とを有する球状部材2を形成して、この球状部材2をノズル1の球状部材保持部10に摺動可能に保持することにより、傾き倣い機構を構成する。そして、複数の各被溶接部材W1,W2の溶接箇所を重ね合わせ、ノズル1を軸方向に移動させてその先端に保持させた球状部材2の加圧部21を重ね合わせた複数の被溶接部材W1,W2に当接させて加圧して各被溶接部材W1,W2の溶接箇所の間の隙間Mを無くした状態で、ノズル1内に案内されたレーザビームLBを、球状部材2のレーザビーム透過部20を介して溶接箇所に照射し、重ね溶接するものである。
Next, one embodiment of the lap laser welding method of the present invention will be described in detail together with the operation thereof, depending on the case of using the lap laser welding apparatus configured as described above. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part which overlaps with embodiment of the overlap laser welding apparatus mentioned above, or the equivalent part, and the description is abbreviate | omitted.
The lap laser welding method according to the present invention generally includes a plurality of overlapped welded members by irradiating a welding spot with a laser beam LB in a state in which the overlapped welded members W1 and W2 are pressed and brought into close contact with each other. The members W1 and W2 are lap welded, and the spherical
基板W3上にハンダ付けされたパッドW1に対してリボンW2をスポット溶接するに際しては、基板W3をハウジングH上に固定し、さらにそのハウジングHを溶接テーブル4上に位置決め固定し、リボンW2のスポット溶接される部分W2aをパッドW1の上面に重ね合わせる。このとき、上述したようにパッドW2の上面は、ハンダ傾きKや基板傾きJなどによって、基準面であるハウジングHの上面H1あるいは溶接テーブル4の上面に対して傾斜している場合がある。 When spot welding the ribbon W2 to the pad W1 soldered on the substrate W3, the substrate W3 is fixed on the housing H, and the housing H is positioned and fixed on the welding table 4, and the spot of the ribbon W2 is fixed. The portion W2a to be welded is superimposed on the upper surface of the pad W1. At this time, as described above, the upper surface of the pad W2 may be inclined with respect to the upper surface H1 of the housing H or the upper surface of the welding table 4 as a reference surface due to the solder inclination K, the substrate inclination J, or the like.
次いで、ロボットのアームを駆動して、ノズル1の軸方向がハウジングHの上面あるいは溶接テーブル4の上面に対して鉛直となり、且つ、溶接箇所と対応するように配置し、ノズル1をハウジングHの上面あるいは溶接テーブル4の上面に対して鉛直方向に移動させて、球状部材2のノズル1先端から突出した加圧部21をリボンW2の溶接箇所に当接させ、溶接テーブル4に載置されたハウジングHと加圧部21との間で基板W3上のパッドW1とリボンW2との溶接箇所の隙間Mを無くするよう、すなわち両者W1,W2を密着させるよう加圧する。このとき、ノズル1の球状部材保持部10に球状部材2を保持させて倣い機構を構成していることにより、パッドW1が基準面であるハウジングHの上面H1あるいは溶接テーブル4の上面に対して傾斜している場合であっても、ノズル1を軸方向に移動させて加圧することにより(図1の矢印を参照)球状部材2がパッドW1の傾斜に応じてノズル1の球状部材保持部10内で摺動することとなる。そのため、図6に示した場合と同様に、パッドW1とリボンW2の間に感圧紙102(図6の符号102を参照)を介装してパッドW1とリボンW2の間の圧力を調べると、図3に示すように、加圧部21の形状のとおりの圧痕PMが感圧紙に現れたことから、溶接箇所の周囲が全周にわたって均等に加圧されていることが証明された。したがって、溶接箇所においてリボンW2がパッドW1の表面に対して密着した状態が保障されている。なお、ロボットの駆動による球状部材2の加圧部21の加圧力は、例えば2kgfとして、パッドW1に対してリボンW2が充分に密着し得る強さに設定することができる。また、ノズル1の基端側をその軸方向に移動可能に支持するとともに、ノズル1が伸張する方向(図1では下降する)への移動を規制し、且つ、ノズル1を伸張させる方向に付勢するばねを設けて、このばねの付勢力によって、例えば2kgfなど、所望の球状部材2の加圧部21の加圧力を得るように構成することもできる。
Next, the arm of the robot is driven so that the axial direction of the nozzle 1 is perpendicular to the upper surface of the housing H or the upper surface of the welding table 4 and corresponds to the welding location. Moved in the vertical direction with respect to the upper surface or the upper surface of the welding table 4, the pressurizing
この状態でレーザビームLBを出力すると、レーザビームLBはノズル1の内部を案内されて球状部材2のレーザビーム透過部20を通ってリボンW2上に照射され、リボンW2とパッドW1の溶接箇所がレーザビームLBの熱エネルギによって溶け込み接合される。このとき、例えば、レーザビームLBの径を、ノズル1内の所定の位置で0.63mm程度とし、リボンW2の表面上で0.60mm程度に集光されるものとすると、ノズル1の内径が1.8mmで、球状部材2のレーザビーム透過部20の内径が1.6mmで形成されている。そして、基準面に対してパッドW1が想定された角度以上に傾斜している場合には、球状部材2の加圧部21の外周側壁31が球状部材保持部10の開口部10aの内周側壁30に当接し、球状部材保持部10に対する球状部材2の回転するような摺動が規制される。そのため、球状部材2が球状部材保持部10内で過度に回転するよう摺動してレーザビーム透過部20がレーザビームLBに干渉することが防止される。
When the laser beam LB is output in this state, the laser beam LB is guided inside the nozzle 1 and irradiated onto the ribbon W2 through the laser
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることはなく、基板W3上にハンダ付けされたパッドW1とリボンW2を接合する場合以外にも、レーザビームLBによって複数の被溶接部材を重ね溶接するものであれば、適用することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and a plurality of members to be welded can be formed by the laser beam LB in addition to the case where the pad W1 soldered on the substrate W3 and the ribbon W2 are joined. Any lap welding can be applied.
W1:パッド(被溶接部材)、 W2:リボン(被溶接部材)、 LB:レーザビーム、 1:ノズル、 2:球状部材、 3:規制手段、 10:球状部材保持部、 20:レーザビーム透過部、 21:加圧部
W1: pad (member to be welded), W2: ribbon (member to be welded), LB: laser beam, 1: nozzle, 2: spherical member, 3: regulating means, 10: spherical member holding portion, 20: laser beam transmitting portion , 21: Pressurizing part
Claims (3)
先端内側に球状部材保持部が形成されており、内部にレーザビームが案内されるノズルと、
該ノズルの球状部材保持部に摺動可能に保持された球状部材とを備え、
該球状部材は、前記ノズル内に案内されたレーザビームを透過させるレーザビーム透過部と、該レーザビーム透過部の先端開口周囲に形成されて前記重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧する加圧部とを有していることを特徴とする重ねレーザ溶接装置。 A lap laser welding apparatus that pressurizes a plurality of overlapped members to be welded to closely contact each other and irradiates a welding spot with a laser beam,
A spherical member holding portion is formed inside the tip, a nozzle that guides the laser beam inside,
A spherical member slidably held in the spherical member holding portion of the nozzle,
The spherical member includes a laser beam transmitting portion that transmits a laser beam guided into the nozzle, and a pressurization that pressurizes the plurality of welded members formed around the tip opening of the laser beam transmitting portion. And a lap laser welding apparatus characterized by comprising:
内部にレーザビームが案内されるノズルの先端内側に球状部材保持部を形成するとともに、前記ノズル内に案内されたレーザビームを透過させるレーザビーム透過部と、該レーザビーム透過部の先端開口周囲に形成されて前記重ね合わせた複数の被溶接部材を加圧する加圧部とを有する球状部材を、前記ノズルの球状部材保持部に摺動可能に保持することにより、傾き倣い機構を構成し、
前記複数の各被溶接部材の溶接箇所を重ね合わせ、
前記ノズルを軸方向に移動させてその先端に保持させた球状部材の加圧部を前記重ね合わせた複数の被溶接部材に当接させて加圧し、
前記ノズル内に案内されたレーザビームを、前記レーザビーム透過部を介して溶接箇所に照射し、重ね溶接することを特徴とする重ねレーザ溶接方法。
A lap laser welding method in which a plurality of members to be welded are pressurized and irradiated with a laser beam in a state of being in close contact with each other, and the plurality of members to be welded are lap welded.
A spherical member holding portion is formed inside the tip of the nozzle to which the laser beam is guided, a laser beam transmitting portion that transmits the laser beam guided into the nozzle, and a periphery of the tip opening of the laser beam transmitting portion. By forming a spherical member having a pressurizing part that pressurizes the plurality of welded members formed and slidably held on the spherical member holding part of the nozzle, a tilt copying mechanism is configured,
Superimposing the welding locations of each of the plurality of members to be welded,
A pressure member of a spherical member that is moved in the axial direction and held at the tip of the nozzle is brought into contact with the plurality of welded members that are overlapped and pressurized,
A lap laser welding method, wherein a laser beam guided into the nozzle is irradiated to a welding portion through the laser beam transmitting portion and lap welding is performed.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014164950A (en) * | 2013-02-24 | 2014-09-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Method for manufacturing tube terminal and tube terminal |
-
2008
- 2008-04-08 JP JP2008100590A patent/JP2009248154A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014164950A (en) * | 2013-02-24 | 2014-09-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Method for manufacturing tube terminal and tube terminal |
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