JP2012125829A - Laser jointing method and jointing part - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、２つの素材をレーザ光により強固に接合するレーザ溶接方法ならびにそれによって形成された接合部品に関するものである。とりわけ、二次電池のような溶接時の熱影響を抑える必要のある製品に用いる技術に関する。 The present invention relates to a laser welding method for firmly joining two materials with laser light, and a joining component formed thereby. In particular, the present invention relates to a technique used for a product such as a secondary battery that needs to suppress the thermal effect during welding.
従来の熱影響を抑えたレーザ溶接方法としては、被溶接素材のそれぞれの厚みや材料を調整しながら被溶接素材を貫通しないようにレーザの出力を調整するが、その一例として、接合材の融点の違いを利用してレーザ接合している技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a conventional laser welding method that suppresses the influence of heat, the laser output is adjusted so as not to penetrate the material to be welded while adjusting the thickness and material of the material to be welded. There is known a technique in which laser bonding is performed using the difference between the two (see, for example, Patent Document 1).
図３と図４は、上記特許文献１に記載された、従来のレーザ溶接方法を示すものである。 以下、上記従来のレーザ接合方法を説明する。
3 and 4 show a conventional laser welding method described in
まず、融点の異なる２種類の材質からなる被溶接素材（Ｗ１、Ｗ２）に対して、レーザ光の光軸を融点の高い素材（Ｗ１）側に照射して、この素材の溶融物が持つ熱により融点の低い素材（Ｗ２）を融解させ、両被溶接素材を溶融接合することで異材の溶接が実施される。図３において、溶接ヘッド１０１は多関節ロボット（ 図示せず）のアーム先端部又は直交移動する三次元直交移動体（ 図示せず）の先端に取り付けられている。そして、溶接ヘッド１０１は先端のレーザ照射部１０２からレーザ光１０３が放射される。レーザ光１０３の光軸は、２枚の被溶接素材（Ｗ１、Ｗ２）となる融点の高い素材（Ｗ１）と、融点の低い素材（Ｗ２）の重ね合せ部（Ｗ１が上側であり、Ｗ１にレーザ光１０３が照射される）の溶接線１０５ に沿って移動するように照射され、溶接部（溶接ビード）１０４が形成される。
First, with respect to the material to be welded (W1, W2) made of two kinds of materials having different melting points, the optical axis of the laser beam is irradiated to the material (W1) side having a high melting point, and the heat of the melt of this material By melting the material (W2) having a low melting point and melting and joining the two materials to be welded, welding of the different materials is performed. In FIG. 3, a
そしてレーザ光１０３ の光軸は、図３を背面側から見た図４のように、融点の高い素材（Ｗ１）の端部位置Ｏから中央側へ適宜、離れた溶接位置Ｏ１に合わせられ、溶接部に照射される。その結果、溶接部１０４Ａの溶接形状が得られる。レーザ光１０３の出力値は、融点の高い素材（Ｗ１）側の溶融液が金属間化合物や酸化膜を破って融点の低い側の素材（Ｗ２）内部まで適宜深さの楔状に溶け込んで両素材（Ｗ１、Ｗ２）の原子が融合して混ざり合う半練状態になるとされている。
The optical axis of the
このように、異種金属材料間の接合にレーザを使用した結果、上記従来の技術は、レーザ光による熱が局所的に存在することで必要な部分以外に熱影響を与えにくく、かつ、薄板の溶接が効率的に行える技術であるとされている。 As described above, as a result of using a laser for bonding between different kinds of metal materials, the above-described conventional technique is less likely to be affected by heat except for a necessary part due to the presence of heat by laser light, and a thin plate It is said that this is a technology that enables efficient welding.
しかしながら、上記従来技術の構成では、重ね合わせた２つの薄板のうち、レーザ光が照射される面とは反対の面への熱影響が生じることになる。すなわち、上記反対の面への熱影響を抑えようとすると、被溶接素材の材質や、各々の厚みについての制約条件が多くなるという問題が生じることになる。特に近年では、省エネの観点から、利用が増加している二次電池（蓄電池）等の電極における接合では、電気抵抗が小さいが熱伝導率が高い銅やアルミニウムなどが使用されることが多く、このような熱伝導率の高い材料の使用により熱影響を与えたくない場所に伝熱してしまうことになる。例えば、レーザ光が照射側の薄板（素材）を厚くし、熱容量が大きくなったりするような接合では、熱影響を局所的に留めることが難しいという課題を有していた。 However, in the configuration of the above prior art, a thermal effect is generated on the surface of the two laminated thin plates opposite to the surface irradiated with the laser light. That is, if it is going to suppress the heat influence to the said opposite surface, the problem that the constraint condition about the material of a to-be-welded raw material and each thickness will increase will arise. Especially in recent years, from the viewpoint of energy saving, copper and aluminum, which have low electrical resistance but high thermal conductivity, are often used for joining in electrodes such as secondary batteries (storage batteries) that are increasingly used. By using such a material having high thermal conductivity, heat is transferred to a place where heat influence is not desired. For example, in the joining in which the laser beam is thickened on the irradiation side thin plate (material) and the heat capacity is increased, there is a problem that it is difficult to locally suppress the thermal effect.
ここで熱影響とは、例えば電池の場合であれば絶縁用の樹脂部品が溶接時の熱によって劣化してしまったり最悪の場合熔解してしまう、あるいは電解液が溶接時の熱によって化学変化が起こって劣化してしまったり最悪の場合気化してしまったりすることである。 In this case, for example, in the case of a battery, the resin component for insulation deteriorates due to heat during welding or melts in the worst case, or the electrolytic solution undergoes a chemical change due to heat during welding. It happens and deteriorates or in the worst case it vaporizes.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、熱伝導率の高い材料や照射側の板が厚く熱容量が大きくなったりするような接合でも、熱影響を抑えたレーザ溶接方法および接合部品を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a laser welding method and a joining component that suppresses the thermal effect even in joining in which a material having high thermal conductivity or a plate on the irradiation side is thick and heat capacity is increased. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明のレーザ接合方法は、第１および第２の素材を重ね合わせ、第１の素材側から前記第１の素材の表面にレーザ光を照射させることで、前記両素材を接合するレーザ接合方法において、第１および第２の素材との重ね合せ部に対して、前記レーザ光を移動させながら間欠的に照射させることで前記第１の素材の表面に溶接ビードを形成し、かつ、前記溶接ビードの長さは、徐々に短く形成されることで、熱影響を抑える形状となっている。 In order to achieve the above object, the laser joining method according to the present invention is configured such that the first and second materials are overlapped, and the surface of the first material is irradiated with laser light from the first material side. In the laser joining method for joining both materials, a weld bead is applied to the surface of the first material by intermittently irradiating the overlapping portion with the first and second materials while moving the laser beam. In addition, the length of the weld bead is gradually shortened so that the heat effect is suppressed.
本構成によって、溶接ビードの形成による温度が所定になったところで一端溶接ビードの形成を中断することになり、徐々に被溶接素材に蓄積されていくエネルギーを、レーザの出力調整によってではなく、形状によって制御することが可能となり、重ね合わせた薄板の照射面反対側への熱影響を抑えた接合を行うことができる。 With this configuration, once the temperature due to the formation of the weld bead becomes predetermined, the formation of the weld bead is interrupted, and the energy that is gradually accumulated in the material to be welded is not shaped by the laser output adjustment. Therefore, it is possible to perform bonding while suppressing the thermal influence on the opposite side of the irradiated surface of the stacked thin plates.
以上のように、本発明のレーザ接合方法によれば、従来は難しかった電気抵抗は小さいが熱伝導率が高い銅やアルミニウムなどを使用した接合において、重ね合わせた薄板の照射面反対側への熱影響を抑えながら、十分な接合強度を有する接合を得ることができる。 As described above, according to the laser bonding method of the present invention, in the bonding using copper, aluminum or the like that has low electrical resistance but high heat conductivity, which has been difficult in the past, the laminated thin plate is irradiated to the opposite side of the irradiation surface. A bond having a sufficient bonding strength can be obtained while suppressing the influence of heat.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る丸型蓄電池に金属板を接合する際のレーザ接合方法の様子を示す模式斜視図である。なお、図１において、前述の図３および図４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a state of a laser joining method when joining a metal plate to the round battery according to
図１において、１０１は溶接ヘッドであり、溶接ヘッド１０１の先端にレーザ光１０３を照射するレーザ照射部１０２を備える。レーザ照射部１０２から照射されるレーザ光１０３ の光軸は、２枚の被溶接素材（Ｖ１：金属板、Ｖ２：丸型蓄電池）のうち、板状の溶接素材Ｖ１の表面に向けられている。このとき、溶接素材Ｖ１と溶接素材Ｖ２とは重ね合わせて配置されており、レーザ光１０３は、溶接素材Ｖ１と缶状の溶接素材Ｖ２（内部に熱影響を避けたい溶液を密閉した素材）との重ね合せ部（Ｖ１が上側）上を移動するように照射される。レーザ光１０３は、連続的に照射されるものではなく、間欠的に照射し、途切れ途切れの溶接部（間欠溶接ビード）１が形成される。
In FIG. 1,
レーザ光１０３を板状の溶接素材Ｖ１に照射することで、局所的に温度が上昇し、溶接素材Ｖ１の融点を超えると、溶接素材Ｖ２の素材内部まで適宜、深さの楔状に溶け込んで両金属の原子が融合して混ざり合う半練状態になる。図４に示す、溶接部１０４Ａ の溶接形状の通りである。レーザ光１０３の照射時間が長くなると、必然的に溶接部１が長くなり、溶接素材Ｖ１と溶接素材Ｖ２ともに蓄熱による温度上昇が起こることになる。このように、溶接部１０４Ａの楔形状の深さが大きくなって行くと、溶接素材Ｖ２のうち溶接素材Ｖ１と接する面とは反対側の面の温度が上昇して行くことになる。
By irradiating the plate-shaped welding material V1 with the
そこで、溶接素材Ｖ２のうち、溶接素材Ｖ１と接する面とは反対側の面の温度が所定になったところで、レーザ光１０３の照射を止めれば、蓄積した熱は放散されて、溶接素材Ｖ１と溶接素材Ｖ２に生じる温度は共に低下する。すなわち、レーザ光１０３を照射する時間を所定時間おいて、本実施の形態では、溶接ヘッド１０１を所定速度で移動させる。その際、所定距離を空けて、再びレーザ光１０３の照射を始めて、溶接素材Ｖ２のうち溶接素材Ｖ１と接する面とは反対側の面の温度が所定になったところで、レーザ光１０３を止めることを繰り返すことで溶接部１を形成する。よって、溶接素材Ｖ１の表面に、連続ではなく途切れ途切れの溶接部（間欠溶接ビード）１が形成されることになる。
Therefore, when the temperature of the surface of the welding material V2 opposite to the surface in contact with the welding material V1 becomes predetermined, if the irradiation of the
図２は、上述のように動作させた場合の溶接素材Ｖ２のうち溶接素材Ｖ１と接する面とは反対側の面の表面温度の変化を説明するための図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining changes in the surface temperature of the surface of the welding material V2 opposite to the surface in contact with the welding material V1 in the case where the welding material V2 is operated as described above.
なお、図２において、縦軸の温度は、最低測定温度４００℃の放射温度計の読み値をプロットしたものであり、特に４００℃未満の温度が測定されていないこともあり、この温度が意味を持つものではない。つまり、図２の縦軸の温度は、あくまで温度変化の様子を説明するために記載するものであり、表面温度も、図２の上で読み取れる温度以下になるように制御した訳ではない。 In FIG. 2, the temperature on the vertical axis is a plot of the reading value of a radiation thermometer with a minimum measurement temperature of 400 ° C., and in particular, a temperature below 400 ° C. may not be measured. It does not have. That is, the temperature on the vertical axis in FIG. 2 is described only for explaining the state of temperature change, and the surface temperature is not controlled to be equal to or lower than the temperature that can be read on FIG.
図２において、第一照射開始点Ｓ１で温度が上昇し、第一照射終了点Ｓ２で温度が下降している。そして、所定間隔を空けて第２照射開始点Ｓ３で再び温度が上昇しているが、放熱が十分では無いため第一照射開始点Ｓ１での温度上昇よりも急峻に温度上昇している。そのため、所定温度に達するまでの時間が短縮されて、第一照射開始点Ｓ１と第一照射終了点Ｓ２の間隔よりも、第２照射開始点Ｓ３と第２照射終了点Ｓ４との間隔の方が短くなっている。つまり、照射開始時の溶接ビードの長さに比べて、２つ目、３つ目の溶接ビードの長さは短く構成されることとなる。また、それぞれの溶接ビードは、照射開始時は細く、段々太くなるように照射条件を調整する。これは、短時間で材料内へ十分な蓄熱をさせて、後になるほど接合強度と接合面積を稼ぐためである。 In FIG. 2, the temperature increases at the first irradiation start point S1, and the temperature decreases at the first irradiation end point S2. The temperature rises again at the second irradiation start point S3 with a predetermined interval, but since the heat release is not sufficient, the temperature rises more rapidly than the temperature rise at the first irradiation start point S1. Therefore, the time to reach the predetermined temperature is shortened, and the interval between the second irradiation start point S3 and the second irradiation end point S4 is more than the interval between the first irradiation start point S1 and the first irradiation end point S2. Is shorter. That is, the length of the second and third weld beads is configured to be shorter than the length of the weld bead at the start of irradiation. Also, the irradiation conditions are adjusted so that each weld bead is thin at the start of irradiation and gradually thickens. This is because sufficient heat is stored in the material in a short time, and the strength and area of the joint are increased later.
かかる構成によれば、上記の動作を繰り返すことにより、熱影響を最小限にしながら十分な接合強度を持つ、具体的には所定の強度を得るために十分な長さの溶接ビードを持つレーザ接合が可能となる。また、従来のレーザ接合方法では、熱影響を避けるために投入熱量を減少させることが必要になり、溶接素材Ｖ２に比較して照射側の溶接素材Ｖ１の熱容量が小さい、具体的には材料厚みが十分に小さいか材料の熱容量が小さいことが重要であったが、本実施の形態では溶接素材Ｖ２よりも照射側の溶接素材Ｖ１の材料厚みが大きかったにも拘らず、缶内部の温度上昇を最小限に抑えた接合が実現できている。 According to such a configuration, by repeating the above-described operation, the laser bonding has a sufficient bonding strength while minimizing the thermal influence, specifically, a welding bead having a sufficient length to obtain a predetermined strength. Is possible. Further, in the conventional laser joining method, it is necessary to reduce the amount of input heat in order to avoid a thermal effect, and the heat capacity of the irradiation side welding material V1 is smaller than the welding material V2, specifically, the material thickness. It is important that the heat capacity of the material is small or the heat capacity of the material is small in this embodiment, although the material thickness of the welding material V1 on the irradiation side is larger than the welding material V2, the temperature inside the can increases. It is possible to achieve bonding that minimizes this.
なお、本実施の形態において、溶接部（間欠溶接ビード）１のそれぞれのビードを徐々に短くして行くことで、溶接素材Ｖ２のうち、溶接素材Ｖ１と接する面と反対の面の温度を所定以下に保つようにしたが、溶接部（間欠溶接ビード）１の非照射部を徐々に長くして、放熱時間を確保することで溶接部（間欠溶接ビード）１のそれぞれのビードを徐々に短くしていく割合を減らすようにしても良い。また、この実施例では溶接部（間欠溶接ビード）１は直線で構成されているが、曲線で構成されていても同じ効果を有する。 In the present embodiment, by gradually shortening each bead of the welded portion (intermittent weld bead) 1, the temperature of the surface opposite to the surface in contact with the welding material V1 in the welding material V2 is predetermined. Although it was made to keep below, each bead of the welding part (intermittent welding bead) 1 is gradually shortened by gradually lengthening the non-irradiation part of the welding part (intermittent welding bead) 1 and ensuring heat dissipation time. You may make it reduce the ratio to do. Further, in this embodiment, the welded portion (intermittent weld bead) 1 is constituted by a straight line, but the same effect is obtained even if constituted by a curve.
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２である通電する２枚の薄板を接合するときの模式斜視図である。図５において、図１および図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a schematic perspective view when joining two thin plates to be energized according to the second embodiment of the present invention. 5, the same components as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図５において、溶接ヘッド１０１は先端のレーザ照射部１０２から発射されるレーザ光１０３の光軸が、２枚の被溶接素材となる板状の溶接素材Ｕ１と裏側に熱影響を避けたい板状の溶接素材Ｕ２の重ね合せ部（Ｕ１が上側）上を移動するように照射される。このとき、レーザ光１０３は、連続ではなく途切れ途切れの溶接部（間欠溶接ビード）２Ａ，２Ｂ，２Ｃが形成される。
In FIG. 5, the
また、間欠溶接ビード２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、熱影響を避けたい部分（この実施の形態の場合には溶接素材Ｕ２の裏面）の温度を所定以下に保つ目的により、実施の形態１の溶接ビード１と同様に、連続ではなく途切れ途切れの溶接ビードを形成しており、照射開始時の溶接ビードの長さに比べて、２つ目、３つ目の溶接ビードの長さは同等もしくは短く構成されている。
In addition, the
但し、実施の形態１の溶接ビード１とは違って、一直線上ではなく、複数列に構成されている。電気接点３は、溶接素材Ｕ２上の通電時の電気接点を示している。例えば電池の場合には、蓄積されたあるいは発電された電流がここを通って溶接素材Ｕ２、照射側の溶接素材Ｕ１の順に流れていき、電池外部に流れていくこととなる。
However, unlike the
図５においては、溶接部（間欠溶接ビード）２Ａを形成した後、同等かより短い溶接ビードで構成された溶接部（間欠溶接ビード）２Ｂを形成し、更に、間欠溶接ビード２Ａ、２Ｂと同等かより短い溶接ビードで構成された溶接部（間欠溶接ビード）２Ｃを形成している。構成する順序は間欠溶接ビード２Ａ、間欠溶接ビード２Ｂ、間欠溶接ビード２Ｃの順であるが、構成する場所は、間欠溶接ビード２Ａ、間欠溶接ビード２Ｃ、間欠溶接ビード２Ｂの順のように時系列に合わせる必要は無い。
In FIG. 5, after forming the welded portion (intermittent weld bead) 2A, a welded portion (intermittent weld bead) 2B composed of an equivalent or shorter weld bead is formed, and is further equivalent to the
但し、一つ一つの構成溶接ビードがより長い間欠溶接ビード２Ａは、電気接点３により近い側に配置される。抵抗値をＲ、材料の電気抵抗率をρ、電気の流れる長さをｌ、断面積をＡとすると、
Ｒ ＝ ρ×ｌ／Ａ
であり、今後、特に蓄電池などでは軽量化、低コスト化のために外殻を薄くしていく可能性が高く、Ａは減っていく傾向にある。
However, the intermittent weld bead 2 </ b> A having a longer one-by-one configuration weld bead is disposed closer to the
R = ρ × l / A
In the future, especially in storage batteries and the like, there is a high possibility that the outer shell will be made thin in order to reduce weight and cost, and A tends to decrease.
逆に、流れる電流が大きくなる傾向にあるため、抵抗値Ｒは小さくしたいので、必然的にｌを短くする必要がある。電気接点３の近くに長いビードを配置することは、距離ｌを短くすることと同時に、電気の流路の断面積Ａを増やすことになり、抵抗値Ｒを減らす効果がある。これにより、複数の蓄電池の電極を接合する時には、電気接点に近い場所に長い溶接ビードを配置することで、蓄電池の放電時や充電時に大電流が流れたときの発熱を抑えることができる。
On the other hand, since the flowing current tends to increase, the resistance value R is desired to be reduced. Therefore, it is necessary to shorten l. Arranging a long bead near the
かかる構成によれば、上記の動作を繰り返すことにより、熱影響を最小限にしながら十分な接合強度を持つレーザ接合が可能となり、複数列に分割されていることで、実施の形態１に比較して、幅の狭い板の接合など適用できる範囲が広くなる。また、構成溶接ビードの長い列を電気接点側に配置することで、電気抵抗的にも有利になる。 According to such a configuration, by repeating the above-described operation, it becomes possible to perform laser bonding with sufficient bonding strength while minimizing the influence of heat, and since it is divided into a plurality of columns, compared to the first embodiment. Therefore, the applicable range such as joining of narrow plates is widened. Moreover, it becomes advantageous also in terms of electric resistance by arranging a long row of constituent weld beads on the electric contact side.
なお、それぞれの列は同じ長さである必要は無く、また一列に複数のビードを並べることが必要なわけでも無いので、１列に１つずつのビードとしても良いし、１列の中に存在するビード数を規定することは無い。また、この実施例では３列で構成されているが、２列でも、４列以上でも構わない。 Each row does not have to be the same length, and it is not necessary to arrange a plurality of beads in one row. Therefore, one bead per row may be used. There is no limit to the number of beads that exist. In this embodiment, the number of rows is three. However, the number of rows may be two or four or more.
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３である、丸型リチウムイオン蓄電池の正極端子に極板を接合するときの断面図である。また、図７はそのレーザ接合の様子を示す模式斜視図である。図６、図７において、図１および図３、図５と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a cross-sectional view when joining the electrode plate to the positive electrode terminal of the round lithium ion storage battery according to the third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic perspective view showing the state of the laser bonding. 6 and 7, the same components as those in FIGS. 1, 3, and 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
近年、充電容量の大きさと充放電繰返し回数の多さから着実に生産量が増加している丸型リチウムイオン蓄電池であるが、より大容量、大電圧が必要な分野では、この丸型リチウムイオン蓄電池を複数個まとめて電池パックとして利用することが多い。このとき丸型リチウムイオン蓄電池の正負の各電極に極板を接合して電気的に一体化させるのであるが、リチウムイオン蓄電池の内容液は熱影響を非常に嫌うため、接合時にも缶内の温度上昇を最小限に抑える必要があり、本発明のレーザ接合が効果的である。 In recent years, round lithium ion storage batteries have been steadily increasing in production capacity due to their large charge capacity and frequent charge / discharge cycles. In many cases, a plurality of storage batteries are used together as a battery pack. At this time, the electrode plates are joined to the positive and negative electrodes of the round lithium ion battery to be electrically integrated. However, since the liquid of the lithium ion battery is very disliked by the heat, The temperature rise needs to be minimized, and the laser bonding of the present invention is effective.
図６において、蓄電部１０は正負極板とセパレータが巻き取ってある構造で電解液１２に浸っており、充電されると蓄電部１０にリチウムイオンが蓄えられ、放電時にはこの蓄えられたリチウムイオンを用いて発電して電気が流れることになる。充放電時の電気はプラス側タブ１１を通って溶接素材（正極側端子）Ｕ２に電気接点３を介して流れて行く。本発明の実施の形態３では、板状の溶接素材Ｕ１をこの溶接素材（正極側端子）Ｕ２に接合する場合について、図７を用いて説明する。
In FIG. 6, the
図７において、レーザ照射部１０２から照射されるレーザ光１０３は、ガルバノミラー４０で反射して、対物レンズ４１で焦点を絞られて、板状の溶接素材Ｕ１と裏側に熱影響を避けたい溶接素材Ｕ２の重ね合せ部（Ｕ１が上側）上を移動するように照射され、連続ではなく途切れ途切れの溶接部（間欠溶接ビード）２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが形成される。時系列的には溶接ビードは２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの順に形成されるが、配置は時系列の順序と同じでなくても良い。
In FIG. 7, the
また、間欠溶接ビード２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、熱影響を避けたい部分（この実施の形態の場合には溶接素材Ｕ２の裏面）の温度を所定以下に保つ目的により、実施の形態１の溶接ビード１と同様に連続ではなく途切れ途切れの溶接ビードを形成している。照射開始時の溶接ビードの長さに比べて、２つ目、３つ目の溶接ビードの長さは同等もしくは短く構成されている。但し、実施の形態１の溶接ビード１とは違って、一直線上ではなく、円周上に構成されている。なお、循環する形状として円周上に構成された場合を例として挙げているが、これは多角形であっても構わない。
Further, the
また、最初の長い溶接ビード２０Ａは、電気接点３に近い側に配置されている。これは、実施の形態２と同様に、構成溶接ビードの長い列を電気接点側に配置することで、電気抵抗的にも有利になることからこのような配置となっている。
The first long weld bead 20 </ b> A is disposed on the side close to the
このとき、十分な接合強度を得るためにトータルの溶接ビード長さを長くしようとすると、円周上への配置では溶接素材Ｕ１と溶接素材Ｕ２の重ね合せ部の大きさが制約条件となってしまうが、溶接ビードを図８のように同心円上に配置したり、図９のように渦巻き状に配置したりすることで、長い溶接ビードを形成することができるようになる。 At this time, if an attempt is made to increase the total weld bead length in order to obtain sufficient joint strength, the size of the overlapping portion of the welding material U1 and the welding material U2 becomes a constraint condition in the arrangement on the circumference. However, a long weld bead can be formed by arranging the weld beads concentrically as shown in FIG. 8 or spirally as shown in FIG.
かかる構成によれば、リチウムイオン蓄電池のような熱条件の厳しい製品においても、熱影響を最小限にしながら十分な接合強度を持つ、具体的には所定の強度を得るために十分な長さの溶接ビードを持つレーザ接合が可能となり、また、構成溶接ビードの長い列を電気接点側に配置することで、電気抵抗的にも有利になる。 According to such a configuration, even in a product with severe thermal conditions such as a lithium ion storage battery, it has a sufficient bonding strength while minimizing the thermal influence, specifically, a length sufficient to obtain a predetermined strength. Laser joining with weld beads is possible, and it is advantageous in terms of electrical resistance by arranging long rows of constituent weld beads on the electrical contact side.
なお、実施の形態３では、溶接ビードの形状が自由形状に近くなるので、そのようなレーザ照射に有利なガルバノミラーを使用した照射方式を用いて説明しているが、実施の形態１、２のように照射ヘッドを機械的に動作させて照射しても差し支えない。 In the third embodiment, since the shape of the weld bead is close to a free shape, an explanation is given using an irradiation method using a galvanometer mirror that is advantageous for such laser irradiation. Irradiation may be performed by mechanically operating the irradiation head as described above.
本発明のレーザ接合方法は、熱影響を抑えながら十分な接合強度を持った接合できる効果を有する。特に、電気抵抗が小さいが熱伝導率が高い銅やアルミニウムなどが使用されることが多い蓄電池の正負極端子と、金属板の接合や複数の蓄電池を接続して使用する場合の蓄電池間の接合の用途、また熱影響により外観が悪化するためにこれまで溶接ができなかったような薄い金属製の外装カバーの接合等の用途にも適用できる。 The laser bonding method of the present invention has the effect of being able to bond with sufficient bonding strength while suppressing the influence of heat. In particular, copper and aluminum with low electrical resistance but high thermal conductivity are often used. The positive and negative terminals of the storage battery and the connection between the storage batteries when using a metal plate or multiple storage batteries connected It can also be applied to applications such as joining thin metal exterior covers that could not be welded so far due to the deterioration of the appearance due to the effects of heat.
１ 溶接ビード
１０１ 溶接ヘッド
１０２ 照射部
１０３ レーザ光
Ｖ１ 溶接素材
Ｖ２ 溶接素材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
第１および第２の素材との重ね合せ部に対して、前記レーザ光を移動させながら間欠的に照射させることで前記第１の素材の表面に溶接ビードを形成し、かつ、前記溶接ビードの長さは、徐々に短く形成されること、
を特徴とするレーザ接合方法。 In the laser joining method of joining the two materials by overlapping the first and second materials and irradiating the surface of the first material with laser light from the first material side,
A welding bead is formed on the surface of the first material by intermittently irradiating the laser beam while moving the overlapping portion with the first and second materials, and the welding bead The length should be gradually shortened,
A laser bonding method.
前記第１の素材および前記第２の素材とが重ね合う領域のうち、前記第１の素材表面に溶接ビードが間欠に複数形成され、かつ、前記溶接ビードの長さは徐々に短く形成されてなること、
を特徴とする接合部品。 In the joined part formed by joining the first material and the second material,
In the region where the first material and the second material overlap, a plurality of weld beads are intermittently formed on the surface of the first material, and the length of the weld beads is gradually shortened. thing,
Joined parts characterized by
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