JP2019063852A - Brazing device and brazing method - Google Patents

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康太郎 松
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Abstract

To provide a technology that allows for controlling of temperature in a part to be irradiated with a laser beam that is used as a heat source for brazing.SOLUTION: A brazing device includes: a laser source for emitting a laser beam for irradiating a member to be brazed; temperature measurement means for measuring temperature of the member to be brazed; and control means for controlling the laser source so as to perform laser beam radiation and non-radiation depending on a temperature measurement value of the member to be brazed which is acquired by the temperature measurement means.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、ろう付装置及びろう付方法に関する。   The present invention relates to a brazing apparatus and a brazing method.

近年、熱源にレーザを用いてろう付を行う装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。熱源にレーザを用いたろう付装置の用途としては、例えば、自動車用のボディを構成する外板同士の接合が挙げられる。   In recent years, an apparatus for performing brazing using a laser as a heat source has been proposed (see, for example, Patent Document 1). As a use of the brazing apparatus which used the laser for the heat source, joining of the outer plates which comprise the body for motor vehicles is mentioned, for example.

特開２００６−３２０９６１号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-320961

熱源にレーザを用いたろう付装置では、ろう材が溶解する温度となるようにレーザ光の強度の調整が行われる。その調整は、例えば、自動車用ボディの外板に使われる高張力鋼板（ハイテン材とも呼ばれる）のような高温に耐える素材同士を接合する場合には、熱による素材の変質を憂慮する必要性に乏しいので粗調整で済ますことも可能である。しかし、例えば、切削工具等に用いられるダイヤモンドのような高温に耐えない素材を接合する場合には、熱による素材の変質を可及的に抑制するべく、高度な調整が必要とされる。   In a brazing apparatus using a laser as a heat source, adjustment of the intensity of laser light is performed so as to achieve a temperature at which the brazing material melts. The adjustment is, for example, when joining materials that withstand high temperatures, such as high-tensile steel plates (also called high-tensile materials) used for outer plates of automobile bodies, it is necessary to worry about deterioration of materials due to heat. Since it is scarce, it is also possible to do rough adjustment. However, for example, when joining a material that does not withstand high temperature such as diamond used for cutting tools etc., a high degree of adjustment is required to suppress deterioration of the material due to heat as much as possible.

そこで、レーザ光が照射される部位の温度を計測する温度計を併用し、当該温度計の指示値が設定値になるようにレーザ光の強度をＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Differential Control）することが考えられる。しかし、レーザ光は素材を局部的に加熱するものであるため、レーザ光の強度変化による照射箇所の温度変動が著しい。また、ろう材として使われるものには溶融温度が１０００℃に達するものもあるため、生産性を考慮すると、常温から溶融温度への速やかな到達を可能にする必要がある。したがって、これらの要求をＰＩＤ制御で実現するには、高度なゲイン調整が必要となるが、ゲインの設定値は接合する素材にも依存するため、ＰＩＤ制御を使ったレーザ光の強度調整は事実上、実現が困難であった。   Therefore, using a thermometer that measures the temperature of the site to which the laser beam is applied, and using PID control (Proportional-Integral-Differential Control) of the intensity of the laser beam so that the indicated value of the thermometer becomes a set value. Is considered. However, since the laser light locally heats the material, the temperature variation of the irradiated portion due to the intensity change of the laser light is significant. Moreover, since what is used as a brazing material may have a melting temperature reaching 1000 ° C., it is necessary to make it possible to rapidly reach the melting temperature from normal temperature in consideration of productivity. Therefore, in order to realize these requirements by PID control, advanced gain adjustment is required, but since the set value of gain also depends on the material to be joined, the intensity adjustment of laser light using PID control is in fact Above, it was difficult to realize.

そこで、本発明は、ろう付の熱源として用いられるレーザ光の照射箇所の温度制御を可能にする技術を提供する。   Therefore, the present invention provides a technology that enables temperature control of the irradiation point of laser light used as a heat source of brazing.

上記課題を解決するため、本発明では、温度測定手段によって得られるろう付対象の部材の温度の測定値に応じてレーザ光の照射と非照射が行われるようにレーザ光源を制御することにした。   In order to solve the above problems, in the present invention, the laser light source is controlled to perform irradiation and non-irradiation of laser light according to the measurement value of the temperature of the member to be brazed obtained by the temperature measurement means. .

詳細には、本発明は、ろう付装置であって、ろう付対象の部材に照射するレーザ光を出射するレーザ光源と、ろう付対象の部材の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段によって得られるろう付対象の部材の温度の測定値に応じてレーザ光の照射と非照射が行われるようにレーザ光源を制御する制御手段と、を備える。   More specifically, the present invention is a brazing apparatus, which is a laser light source for emitting a laser beam to be irradiated to a member to be brazed, a temperature measuring means for measuring the temperature of the member to be brazed, and a temperature measuring means And control means for controlling the laser light source such that irradiation of the laser light and non-irradiation are performed according to the measured value of the temperature of the member to be brazed obtained by

上記のろう付装置では、ろう付対象の部材の温度が温度測定手段で測定されており、レーザ光の照射と非照射が測定値に応じて行われるようにレーザ光源が制御される。よって、上記のろう付装置では、測定値が目標温度を上回ればレーザ光が非照射となり、測定値
が目標温度を下回ればレーザ光が照射される。したがって、上記のろう付装置では、例えば、測定値が目標温度を大幅に下回っている加熱初期の段階においてはレーザ光の連続的な照射が行われ、ろう付対象の部材が速やかに昇温される。また、例えば、測定値が目標温度の付近にある場合は、レーザ光の照射と非照射が繰り返され、或いは、レーザ光の非照射状態が継続されることにより、ろう付対象の部材が適正な温度に維持される。 In the above-mentioned brazing apparatus, the temperature of the member to be brazed is measured by the temperature measuring means, and the laser light source is controlled such that the irradiation and non-irradiation of the laser light are performed according to the measured value. Therefore, in the above-mentioned brazing apparatus, if the measured value exceeds the target temperature, the laser beam is not irradiated, and if the measured value is lower than the target temperature, the laser beam is irradiated. Therefore, in the above-mentioned brazing apparatus, for example, the laser beam is continuously irradiated at the initial stage of heating where the measured value is significantly lower than the target temperature, and the member to be brazed is rapidly heated. Ru. Further, for example, when the measured value is near the target temperature, the irradiation and non-irradiation of the laser light are repeated, or the non-irradiation state of the laser light is continued, and the member to be brazed is appropriate. Maintained at temperature.

すなわち、上記のろう付装置においては、レーザ光の強度を制御するのではなく、測定値に応じたレーザ光の照射と非照射の切り替えにより、ろう付対象の部材を適正な温度に維持することにしている。よって、上記のろう付装置では、光の強度に応じて著しい温度変化を招きやすいレーザ光を使ったろう付において、例えば、ＰＩＤ制御におけるゲインの設定ミス等に起因する過度な強度のレーザ光の照射といった著しく不安定な温度変動を与える要素もなく、安定的な温度制御が可能である。   That is, in the above-mentioned brazing apparatus, the temperature of the member to be brazed is maintained at an appropriate temperature by switching the irradiation of the laser light according to the measurement value and not irradiating the laser light, not controlling the intensity of the laser light. I have to. Therefore, in the above-mentioned brazing apparatus, in the brazing using the laser beam which is likely to cause a significant temperature change according to the light intensity, for example, the irradiation of the laser beam of the excessive intensity caused by the setting error of the gain in the PID control. Thus, stable temperature control is possible without an element that causes extremely unstable temperature fluctuations.

なお、制御手段は、ろう付対象の部材の温度の設定値を経過時間に応じて定めた設定情報を参照し、測定値が各経過時間で設定情報の定める設定値となるようにレーザ光源を制御するものであってもよい。また、設定情報には、レーザ光源が出射するレーザ光の強度が経過時間に応じて更に定められており、制御手段は、レーザ光源が出射するレーザ光の強度が各経過時間で設定情報の定める強度となるようにレーザ光源を制御するものであってもよい。また、設定情報には、ろう付対象の部材の性状が維持され且つろう材が溶融する温度が設定値として定められていてもよい。また、設定情報には、設定値がろう付対象の部材の種類毎に定められていてもよい。   The control means refers to setting information in which the setting value of the temperature of the member to be brazed is determined according to the elapsed time, and the laser light source is set so that the measured value becomes the setting value determined by the setting information at each elapsed time. It may be controlled. The setting information further defines the intensity of the laser beam emitted from the laser light source according to the elapsed time, and the control means determines the intensity of the laser beam emitted from the laser light source at each elapsed time. The laser light source may be controlled to have an intensity. In addition, in the setting information, the property of the member to be brazed may be maintained, and the temperature at which the brazing material melts may be defined as the setting value. Further, in the setting information, the setting value may be determined for each type of the brazing target member.

上記のろう付装置がこのような制御手段を備えていれば、ろう付の際の条件を予め設定することが可能となり、例えば、ろう付対象の素材に応じたろう付を容易に行うことができる。   If the above-mentioned brazing apparatus is equipped with such control means, it becomes possible to set in advance the conditions for brazing, and for example, it is possible to easily perform brazing according to the material to be brazed .

また、上記のろう付装置は、ろう付対象の部材が格納される容器と、容器内を真空引きするポンプと、を更に備えるものであってもよい。ろう付が真空引きされた容器内で行われれば、ろう付対象の部材の酸化を抑制することができる。   Further, the above-mentioned brazing apparatus may further include a container in which a member to be brazed is stored, and a pump for evacuating the container. If the brazing is performed in a vacuumed container, oxidation of the member to be brazed can be suppressed.

また、上記のろう付装置は、容器内へ不活性ガスを供給するガス供給手段を更に備えるものであってもよい。ろう付が行われる真空引きされた容器内に不活性ガスが供給されれば、真空引きが不足していてもろう付対象の部材の酸化を抑制することができ、且つ、ろう付対象の部材の冷却を速やかに行うことができる。   Further, the above-mentioned brazing apparatus may further include a gas supply means for supplying an inert gas into the container. If inert gas is supplied into a vacuumed container in which brazing is performed, oxidation of the member to be brazed can be suppressed even if the vacuuming is insufficient, and the member to be brazed Can be cooled quickly.

ところで、本発明は、方法の側面から捉えることもできる。例えば、本発明は、ろう付方法であって、レーザ光源から出射されるレーザ光をろう付対象の部材に照射する工程と、ろう付対象の部材の温度を測定する工程と、ろう付対象の部材の温度の測定値に応じてレーザ光の照射と非照射が行われるようにレーザ光源を制御する工程と、を有するものであってもよい。   By the way, the present invention can also be grasped from the aspect of the method. For example, the present invention relates to a brazing method, which comprises irradiating a laser beam emitted from a laser light source to a member to be brazed, measuring a temperature of the member to be brazed, and And controlling the laser light source to perform irradiation and non-irradiation of the laser light in accordance with the measured value of the temperature of the member.

上記のろう付装置及びろう付方法であれば、ろう付の熱源として用いられるレーザ光の照射箇所の温度制御を可能である。   If it is said brazing apparatus and brazing method, temperature control of the irradiation location of the laser beam used as a heat source of brazing is possible.

図１は、ろう付装置のシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram of a brazing apparatus. 図２は、ろう付装置の真空チャンバ付近を示した図である。FIG. 2 is a view showing the vicinity of a vacuum chamber of the brazing apparatus. 図３は、真空チャンバの内部構造を示した第１の図である。FIG. 3 is a first view showing the internal structure of the vacuum chamber. 図４は、真空チャンバの内部構造を示した第２の図である。FIG. 4 is a second view showing the internal structure of the vacuum chamber. 図５は、ろう付装置を使って行われるろう付のフローチャートを示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a flowchart of brazing performed using a brazing apparatus. 図６は、コントロールユニットの操作画面の一例を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an operation screen of the control unit. 図７は、ろう付が完了した被加熱物の一例を示した図である。FIG. 7 is a view showing an example of the object to be heated whose brazing is completed. 図８は、ろう付装置において実現される被加熱物の温度とレーザ光の強度の変化の一例を示したグラフである。FIG. 8 is a graph showing an example of changes in the temperature of the object to be heated and the intensity of the laser light realized in the brazing apparatus. 図９は、温度制御を行わない比較例における被加熱物の温度とレーザ光の強度の変化の一例を示したグラフである。FIG. 9 is a graph showing an example of changes in the temperature of the object to be heated and the intensity of the laser light in the comparative example in which the temperature control is not performed. 図１０は、試験片の形状および寸法を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing the shape and dimensions of the test piece. 図１１は、評価で用いた活性銀ろうの化学成分と溶融温度範囲を示した表である。FIG. 11 is a table showing chemical components and melting temperature ranges of activated silver solder used in the evaluation. 図１２は、レーザ照射位置、放射温度計の測定位置を示した図である。FIG. 12 is a diagram showing the laser irradiation position and the measurement position of the radiation thermometer. 図１３は、評価において作成した試験片の接合部分のＳＥＭ像を示した図である。FIG. 13 is a view showing an SEM image of the bonding portion of the test piece prepared in the evaluation. 図１４は、ろう付の保持時間と接合部のせん断強度の関係を示したグラフである。FIG. 14 is a graph showing the relationship between the brazing retention time and the shear strength of the joint.

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であり、本発明の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The embodiment shown below is an example of an embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the following modes.

図１は、ろう付装置１のシステム構成図である。ろう付装置１は、真空チャンバ２に格納された被加熱物をレーザ光照射装置３のレーザ光で加熱することにより、被加熱物のろう付を行う装置であり、真空チャンバ２やレーザ光照射装置３、その他の周辺機器を備える。すなわち、ろう付装置１は、被加熱物が格納される真空チャンバ２、被加熱物に照射するレーザ光を発生させるレーザ光照射装置３、真空チャンバ２に格納されている被加熱物の温度を測る放射温度計４、真空チャンバ２内を真空引きする真空排気ポンプ５、真空チャンバ２内へ不活性ガス（例えば、アルゴンガス）を供給するガスボンベ６、レーザ光照射装置３を制御するコントロールユニット７を備える。   FIG. 1 is a system configuration diagram of the brazing apparatus 1. The brazing apparatus 1 is an apparatus for brazing the object to be heated by heating the object to be heated stored in the vacuum chamber 2 with the laser light of the laser light irradiation device 3, and the vacuum chamber 2 and the laser light irradiation Device 3 and other peripherals are provided. That is, the brazing apparatus 1 includes the temperature of the object to be heated stored in the vacuum chamber 2 in which the object to be heated is stored, the laser beam irradiation device 3 generating laser light for irradiating the object to be heated, and the vacuum chamber 2 A radiation thermometer 4 to be measured, a vacuum evacuation pump 5 for evacuating the vacuum chamber 2, a gas cylinder 6 for supplying an inert gas (for example, argon gas) into the vacuum chamber 2, and a control unit 7 for controlling the laser light irradiation device 3. Equipped with

レーザ光照射装置３は、真空チャンバ２に格納されている被加熱物へ向けてレーザ光を出射するガルバノ駆動レーザ光出力ユニット３２、ガルバノ駆動レーザ光出力ユニット３２へ送るレーザ光を発振するレーザ発振器３４、レーザ発振器３４を冷却する冷却ユニット３５、ガルバノ駆動レーザ光出力ユニット３２やレーザ発振器３４を制御するレーザ制御ＰＣ３６、レーザ光の矩形波を生成するファンクションジェネレータ３７を有する。ろう付装置１では後述するように放射温度計４を使ったフィードバック制御を行っているため、ファンクションジェネレータ３７は、発振周波数が最小値に設定されており、デューティー比も最大値に設定されている。したがって、ファンクションジェネレータ３７は、実質的に連続波（ＣＷ：continuous wave）を発振する。   The laser beam irradiation device 3 is a laser oscillator that oscillates a laser beam to be sent to a galvano-driven laser beam output unit 32 emitting a laser beam toward the object to be heated stored in the vacuum chamber 2 and a galvano-driven laser beam output unit 32 34, a cooling unit 35 for cooling the laser oscillator 34, a laser control PC 36 for controlling the galvano-driven laser light output unit 32 and the laser oscillator 34, and a function generator 37 for generating a rectangular wave of laser light. Since the brazing apparatus 1 performs feedback control using the radiation thermometer 4 as described later, the oscillation frequency of the function generator 37 is set to the minimum value, and the duty ratio is also set to the maximum value. . Therefore, the function generator 37 oscillates a substantially continuous wave (CW: continuous wave).

ろう付装置１では、被加熱物が真空チャンバ２内へ格納された後、真空排気ポンプ５を使って真空チャンバ２内の真空引きが行われる。真空チャンバ２内は、例えば、ろう材等の被加熱物の酸化現象において支配的な役割を果たす酸素の濃度を測定可能なピラニー真空計によって測定される真空度が、レーザ光による加熱中に被加熱物が酸化しない程度の真空度となるように調整される。また、真空チャンバ２内には、ガスボンベ６から不活性ガスが適当な流量で供給される。そして、ろう付装置１では、レーザ発振器３４や冷却ユニット３５が起動されてレーザ光による加熱の準備が整うと、コントロールユニット７やレーザ制御ＰＣ３６の制御信号に従ってガルバノ駆動レーザ光出力ユニット３２やレーザ発振器３４、ファンクションジェネレータ３７が作動し、真空チャンバ２内の被加熱物へレーザ光が照射される。   In the brazing apparatus 1, after the object to be heated is stored in the vacuum chamber 2, the vacuum evacuation pump 5 is used to evacuate the vacuum chamber 2. In the vacuum chamber 2, for example, the degree of vacuum measured by a Pirani vacuum gauge capable of measuring the concentration of oxygen which plays a dominant role in the oxidation phenomenon of the object to be heated such as brazing material is heated during heating by laser light. The degree of vacuum is adjusted so as not to oxidize the heating material. In addition, an inert gas is supplied from the gas cylinder 6 at an appropriate flow rate into the vacuum chamber 2. Then, in the brazing apparatus 1, when the laser oscillator 34 and the cooling unit 35 are activated and the preparation for heating by the laser beam is completed, the galvano drive laser beam output unit 32 and the laser oscillator are controlled according to the control signal of the control unit 7 and the laser control PC 36. 34, the function generator 37 operates to irradiate the object in the vacuum chamber 2 with laser light.

ろう付装置１の概要については以上の通りである。以下、ろう付装置１の詳細について説明する。   The outline of the brazing apparatus 1 is as described above. Hereinafter, the details of the brazing apparatus 1 will be described.

図２は、ろう付装置１の真空チャンバ２付近を示した図である。真空チャンバ２は、被加熱物が格納される筒状の容器２１と、容器２１を密閉する蓋２２とを有する。蓋２２には、真空チャンバ２の上方に設置されているガルバノ駆動レーザ光出力ユニット３２から放たれるレーザ光を容器２１内へ透過させるためのレーザ光照射窓２３が設けられている。   FIG. 2 is a view showing the vicinity of the vacuum chamber 2 of the brazing apparatus 1. The vacuum chamber 2 has a cylindrical container 21 in which the object to be heated is stored, and a lid 22 for sealing the container 21. The lid 22 is provided with a laser beam irradiation window 23 for transmitting the laser beam emitted from the galvano-driven laser beam output unit 32 installed above the vacuum chamber 2 into the container 21.

容器２１は、レーザ光による加熱中に位置ずれが生じることの無いよう、台座２５に固定されている。また、容器２１の側面には、加熱中の被加熱物を観察するための覗き窓２４が設けられている。また、容器２１の側面には、加熱中の被加熱物から放たれる熱放射を放射温度計４で感知可能にするための温度測定窓２８が設けられている。また、容器２１の側面には、容器２１の内部と真空排気ポンプ５とを連通する排気管２６が接続されている。また、容器２１の側面には、容器２１の内部とガスボンベ６とを連通するガス供給管２７が接続されている。排気管２６とガス供給管２７の途中には流量調整弁や仕切弁が設けられている。   The container 21 is fixed to the pedestal 25 so as not to be displaced during heating by laser light. In addition, an observation window 24 for observing the object to be heated during heating is provided on the side surface of the container 21. Further, on the side surface of the container 21, a temperature measurement window 28 is provided to allow the radiation thermometer 4 to sense thermal radiation emitted from the heating object. Further, an exhaust pipe 26 communicating the inside of the container 21 with the vacuum exhaust pump 5 is connected to the side surface of the container 21. Further, a gas supply pipe 27 which connects the inside of the container 21 and the gas cylinder 6 to each other is connected to the side surface of the container 21. A flow control valve and a gate valve are provided in the middle of the exhaust pipe 26 and the gas supply pipe 27.

真空チャンバ２の上方に設置されているガルバノ駆動レーザ光出力ユニット３２には、レーザ発振器３４に繋がる光ファイバ３１が接続されている。そして、ガルバノ駆動レーザ光出力ユニット３２は、光ファイバ３１を通じてレーザ発振器３４から送られるレーザ光を真空チャンバ２へ出射する。ガルバノ駆動レーザ光出力ユニット３２は、Ｘ軸とＹ軸に各々対応する２つのミラーの角度をモータで制御し、レーザヘッド３３から真空チャンバ２へ向けて放たれるレーザ光の照射方向を調整する。ガルバノ駆動レーザ光出力ユニット３２が調整するレーザ光の照射方向は、レーザ制御ＰＣ３６から指示された照射パターンに沿うように調整される。レーザヘッド３３から真空チャンバ２へ向けて放たれたレーザ光は、蓋２２のレーザ光照射窓２３を透過し、容器２１に格納されている被加熱物に照射される。   An optical fiber 31 connected to a laser oscillator 34 is connected to the galvano-driven laser beam output unit 32 installed above the vacuum chamber 2. Then, the galvano drive laser light output unit 32 emits the laser light sent from the laser oscillator 34 through the optical fiber 31 to the vacuum chamber 2. The galvano drive laser light output unit 32 controls the angle of two mirrors respectively corresponding to the X axis and the Y axis by a motor, and adjusts the irradiation direction of the laser light emitted from the laser head 33 toward the vacuum chamber 2 . The irradiation direction of the laser light adjusted by the galvano-driven laser light output unit 32 is adjusted to follow the irradiation pattern instructed from the laser control PC 36. The laser beam emitted from the laser head 33 toward the vacuum chamber 2 passes through the laser beam irradiation window 23 of the lid 22 and is applied to the object to be heated stored in the container 21.

図３は、真空チャンバ２の内部構造を示した第１の図である。また、図４は、真空チャンバ２の内部構造を示した第２の図である。容器２１の内部には、被加熱物Ｐを載せる台座２９が設けられている。そして、台座２９に搭載されている被加熱物Ｐには、レーザ光照射装置３から出射されたレーザ光が、レーザ光照射窓２３を通じて真上から投射される。台座２９に搭載されている被加熱物Ｐの加熱状態は、容器２１の側方から覗き窓２４を通じて目視で観察することができる。また、台座２９に搭載されている被加熱物Ｐの温度は、被加熱物Ｐから斜め上方に放たれる熱放射を、温度測定窓２８を通じて放射温度計４で感知することにより測定することができる。   FIG. 3 is a first view showing the internal structure of the vacuum chamber 2. FIG. 4 is a second view showing the internal structure of the vacuum chamber 2. A pedestal 29 on which the object to be heated P is placed is provided inside the container 21. Then, the laser beam emitted from the laser beam irradiation device 3 is projected onto the object to be heated P mounted on the pedestal 29 from directly above through the laser beam irradiation window 23. The heating state of the object to be heated P mounted on the pedestal 29 can be visually observed from the side of the container 21 through the observation window 24. Further, the temperature of the object P mounted on the pedestal 29 can be measured by sensing the thermal radiation emitted obliquely upward from the object P by the radiation thermometer 4 through the temperature measurement window 28. it can.

以下、ろう付装置１を使ったろう付のプロセスについて説明する。図５は、ろう付装置１を使って行われるろう付のフローチャートを示した図である。   Hereinafter, a process of brazing using the brazing apparatus 1 will be described. FIG. 5 is a diagram showing a flowchart of brazing performed using the brazing apparatus 1.

ろう付装置１の使用に際しては、まず、加熱温度や加熱時間といった加熱時に参照されるプロファイルの設定が行われる（Ｓ１０１）。ステップＳ１０１で行われるプロファイルの設定は、コントロールユニット７の操作画面を通じて行われる。図６は、コントロールユニット７の操作画面の一例を示した図である。コントロールユニット７の操作画面には、加熱を開始した場合にろう付装置１で実行される各加熱工程におけるプロファイルが表示される。例えば、図６では、第１番目に行われる「工程１」において、レーザ発振器３４の出力電圧が５．１Ｖ、被加熱物Ｐの温度設定が２５１℃の状態で１００秒間維持される旨の設定がなされている様子が示されている。ステップＳ１０１で設定されるプロフ
ァイルは、加熱する被加熱物Ｐの材質や形状、作業者が有する知見、その他の各種情報に基づいて、設定操作を行う作業者らによって設定される。 When using the brazing apparatus 1, first, setting of a profile referred to at the time of heating, such as heating temperature and heating time, is performed (S101). The setting of the profile performed in step S101 is performed through the operation screen of the control unit 7. FIG. 6 is a diagram showing an example of an operation screen of the control unit 7. As shown in FIG. The operation screen of the control unit 7 displays a profile in each heating process performed by the brazing apparatus 1 when heating is started. For example, in FIG. 6, in the first process “step 1”, the setting that the output voltage of the laser oscillator 34 is 5.1 V and the temperature setting of the object P is maintained at 251 ° C. for 100 seconds It is shown that it is being done. The profile set in step S101 is set by the operator who performs the setting operation based on the material and shape of the object P to be heated, the knowledge of the operator, and other various information.

また、ろう付装置１の使用に際しては、プロファイルの設定作業に前後して、容器２１内に被加熱物Ｐがセットされる（Ｓ１０２）。被加熱物Ｐの接合部分には適宜のろう材が塗布されている。そして、容器２１の開口部分が蓋２２に閉鎖され、真空チャンバ２が密閉状態になる（Ｓ１０３）。なお、ろう材としては、例えば、金ろう、銀ろう、銅ろう、黄銅ろう、ニッケルろう、パラジウムろう等の適宜のろう材が挙げられる。また、被加熱物Ｐの部材としては、炭素鋼、合金鋼等の鉄鋼材料、タングステン、モリブデン等の非鉄金属材料、合金類、セラミックス、ダイヤモンド、その他、ろう材を介して互いに接合されるあらゆる異種素材同士の組み合わせを挙げることができる。   Further, when using the brazing apparatus 1, the object P to be heated is set in the container 21 before and after the profile setting operation (S102). An appropriate brazing material is applied to the joint portion of the object P to be heated. Then, the opening of the container 21 is closed to the lid 22, and the vacuum chamber 2 is sealed (S103). Examples of the brazing material include suitable brazing materials such as gold braze, silver braze, copper braze, brass braze, nickel braze, and palladium braze. Moreover, as members of the object to be heated P, steel materials such as carbon steel and alloy steel, non-ferrous metal materials such as tungsten and molybdenum, alloys, ceramics, diamond, etc., all different kinds joined together via brazing material A combination of materials can be mentioned.

真空チャンバ２が密閉された後は、真空排気ポンプ５が起動され、真空チャンバ２内の真空引きが行われる（Ｓ１０４）。そして、真空チャンバ２内の真空引きが完了した後は、レーザ光照射装置３の起動操作やガスボンベ６からの不活性ガスの供給開始操作が行われ、レーザ加熱の準備が整う（Ｓ１０５）。レーザ加熱の準備が整ったら、作業者は、コントロールユニット７等を操作して加熱を開始する（Ｓ１０６）。   After the vacuum chamber 2 is sealed, the vacuum evacuation pump 5 is activated to evacuate the vacuum chamber 2 (S104). Then, after the evacuation in the vacuum chamber 2 is completed, the start operation of the laser beam irradiation device 3 and the supply start operation of the inert gas from the gas cylinder 6 are performed, and the preparation for the laser heating is completed (S105). When preparation for laser heating is completed, the operator operates the control unit 7 and the like to start heating (S106).

ステップＳ１０６で加熱開始操作が行われた場合にろう付装置１で実行される動作（Ｓ２０１〜Ｓ２０９）の説明については後述することにし、先に加熱終了後のフローについて説明する。被加熱物Ｐの加熱が終了した後は（Ｓ１０７）、レーザ光照射装置３の停止操作やガスボンベ６からの不活性ガスの供給停止操作が行われる（Ｓ１０８）。また、真空排気ポンプ５が停止され、真空チャンバ２内の真空破壊が行われて真空チャンバ２内が大気圧にされる（Ｓ１０９）。真空チャンバ２内が大気圧になった後は、蓋２２が外されて容器２１の開口部分が開かれ、真空チャンバ２が開放される（Ｓ１１０）。真空チャンバ２が開放された後は、ろう付が完了した被加熱物Ｐの取り出しが行われる（Ｓ１１１）。   Description of the operation (S201 to S209) performed by the brazing apparatus 1 when the heating start operation is performed in step S106 will be described later, and the flow after the heating is completed will be described first. After the heating of the article-to-be-heated P is completed (S107), the operation of stopping the laser beam irradiation device 3 and the operation of stopping the supply of inert gas from the gas cylinder 6 are performed (S108). Further, the vacuum evacuation pump 5 is stopped, vacuum destruction in the vacuum chamber 2 is performed, and the inside of the vacuum chamber 2 is brought to atmospheric pressure (S109). After the inside of the vacuum chamber 2 becomes atmospheric pressure, the lid 22 is removed, the opening of the container 21 is opened, and the vacuum chamber 2 is opened (S110). After the vacuum chamber 2 is opened, the object P whose brazing has been completed is taken out (S111).

図７は、ろう付が完了した被加熱物Ｐの一例を示した図である。上記一連の処理（Ｓ１０１〜Ｓ１１１）を経ることにより、母材に超硬材をろう付した被加熱物Ｐが完成する。   FIG. 7 is a view showing an example of the object to be heated P whose brazing is completed. By passing through the above-described series of treatments (S101 to S111), the object to be heated P in which the carbide material is brazed to the base material is completed.

以下、ステップＳ１０６で加熱開始操作が行われた場合にろう付装置１で実行される動作（Ｓ２０１〜Ｓ２０９）について説明する。   Hereinafter, operations (S201 to S209) executed by the brazing apparatus 1 when the heating start operation is performed in step S106 will be described.

ステップＳ１０６で加熱開始操作が行われると、コントロールユニット７において、工程数のカウンタ値（ｎ）を１にセットする内部処理が行われる（Ｓ２０１）。そして、コントロールユニット７では、ステップＳ１０１で設定されたプロファイルの参照が行われ、第ｎ番目の工程の温度設定値や出力電圧の設定値、キープ時間の設定値が読み出される（Ｓ２０２）。ステップＳ１０１に続けてステップＳ１０２が実行される場合、当該ステップＳ１０２では第１番目の工程の設定情報の読み出しが行われることになる。   When the heating start operation is performed in step S106, the control unit 7 performs an internal process of setting the counter value (n) of the number of steps to 1 (S201). Then, in the control unit 7, the profile set in step S101 is referred to, and the temperature setting value of the nth process, the setting value of the output voltage, and the setting value of the keep time are read (S202). When step S102 is performed following step S101, the setting information of the first step is read out in step S102.

ステップＳ２０２の処理が行われた後は内部タイマーやレーザ発振器３４が作動し、ステップＳ２０２で読み出された出力電圧の設定値でレーザ光が発振される。レーザ発振器３４で発信されたレーザ光は、レーザヘッド３３から出射され、レーザ光照射窓２３を通じて被加熱物Ｐへ照射される（Ｓ２０３）。また、放射温度計４による被加熱物Ｐの温度測定が行われる。そして、被加熱物Ｐの温度が、ステップＳ２０２で読み出された温度設定値よりも所定値（α）だけ高い温度に達すると（Ｓ２０４）、レーザ発振器３４によるレーザ光の発振が停止される（Ｓ２０５）。そして、被加熱物Ｐの温度が、ステップＳ２０２で読み出された温度設定値よりも所定値（α）だけ低い温度に達し（Ｓ２０６）、且つ、内部タイマーの経過時間がキープ時間の設定値を経過していなければ（Ｓ２０７）、
レーザ発振器３４によるレーザ光の発振が再開される（Ｓ２０３）。また、内部タイマーの経過時間がキープ時間の設定値を経過した場合（Ｓ２０７）、ステップＳ１０１で設定されたプロファイルの参照が行われ、次工程の有無の判定が行われる（Ｓ２０８）。そして、ステップＳ２０８で肯定判定が行われれば、工程数のカウンタ値（ｎ）が１カウント加算され（Ｓ２０９）、ステップＳ２０２以降の処理が再び実行される。また、ステップＳ２０８で否定判定が行われれば、既述したステップＳ１０７以降の処理が実行される。 After the process of step S202 is performed, the internal timer or the laser oscillator 34 operates, and the laser light is oscillated with the set value of the output voltage read out in step S202. The laser beam emitted by the laser oscillator 34 is emitted from the laser head 33 and irradiated onto the object P through the laser beam irradiation window 23 (S203). Moreover, the temperature measurement of the to-be-heated material P by the radiation thermometer 4 is performed. Then, when the temperature of the object P reaches a temperature higher than the temperature setting value read in step S202 by a predetermined value (α) (S204), the oscillation of the laser light by the laser oscillator 34 is stopped ( S205). Then, the temperature of the object P reaches a temperature lower than the temperature setting value read in step S202 by a predetermined value (α) (S206), and the elapsed time of the internal timer is the setting value of the keep time If it has not passed (S207),
The oscillation of the laser beam by the laser oscillator 34 is resumed (S203). When the elapsed time of the internal timer has passed the set value of the keep time (S207), the profile set in step S101 is referred to, and the presence or absence of the next process is determined (S208). Then, if an affirmative determination is made in step S208, the counter value (n) of the number of steps is incremented by 1 (S209), and the processes after step S202 are executed again. In addition, if a negative determination is made in step S208, the processes after step S107 described above are executed.

図８は、ろう付装置１において実現される被加熱物Ｐの温度とレーザ光の強度の変化の一例を示したグラフである。ろう付装置１では、上述したように、ステップＳ１０１で設定された各工程において、被加熱物Ｐの温度が温度設定値から所定値（α）の範囲内となるようにレーザ光の照射と非照射が繰り返される。よって、ろう付装置１では、図８に示すような被加熱物Ｐの温度とレーザ光の発振強度の変化が実現される。図８に示すグラフは、各工程の温度設定値や出力電圧の設定値、キープ時間の設定値が図６のように設定され、被加熱物Ｐの温度が温度設定値から１℃（すなわち、α＝１）の範囲内となるようにレーザ光の照射と非照射が繰り返された場合の被加熱物Ｐの温度とレーザ光の発振強度の変化を示している。   FIG. 8 is a graph showing an example of changes in the temperature of the object to be heated P and the intensity of the laser light which are realized in the brazing apparatus 1. In the brazing apparatus 1, as described above, in each process set in step S101, the irradiation of the laser beam and the non-irradiation of the laser light are performed so that the temperature of the object P is within the range of the predetermined value (α) from the temperature setting value. Irradiation is repeated. Therefore, in the brazing apparatus 1, changes in the temperature of the object P and the oscillation intensity of the laser light as shown in FIG. 8 are realized. In the graph shown in FIG. 8, the temperature set value of each process, the set value of the output voltage, and the set value of the keep time are set as shown in FIG. 6, and the temperature of the object P is 1 ° C. from the temperature set value (that is, The changes in the temperature of the object P and the oscillation intensity of the laser light are shown when the laser light irradiation and non-irradiation are repeated so as to be in the range of α = 1).

ろう付装置１では各工程において被加熱物Ｐの温度が温度設定値から所定値（α）の範囲内となるようにレーザ光の照射と非照射が繰り返されるため、被加熱物Ｐの温度が温度設定値よりも大幅に低い加熱開始初期においては、ステップＳ２０４で否定判定が継続され、図８のグラフにおいて「※１」で示されるように連続的なレーザ照射が行われる。そして、被加熱物Ｐの温度が温度設定値から所定値（α）の範囲内になると、図８のグラフにおいて「※２」で示されるようなパルス状のレーザ照射が行われたり、或いは、図８のグラフにおいて「※３」で示されるようなレーザ光の非照射状態が継続されたりする。レーザ光のパルス幅や間隔は、被加熱物Ｐの大きさやレーザ光の出力電圧、被加熱物Ｐから台座２９への熱移動量、真空チャンバ２内にガスボンベ６から供給される不活性ガスの供給量等に応じて変化する。   In the brazing apparatus 1, since the laser light irradiation and non-irradiation are repeated so that the temperature of the object P to be heated is within the range of the predetermined value (α) from the temperature setting value in each process, the temperature of the object P is At the initial stage of heating start, which is significantly lower than the temperature set value, the negative determination is continued in step S204, and continuous laser irradiation is performed as indicated by "* 1" in the graph of FIG. Then, when the temperature of the object to be heated P falls within the range of the predetermined value (α) from the temperature setting value, pulsed laser irradiation as shown by “* 2” in the graph of FIG. 8 is performed, or The non-irradiated state of the laser light as indicated by “* 3” in the graph of FIG. 8 is continued. The pulse width and interval of the laser beam are the size of the object P to be heated, the output voltage of the laser beam, the amount of heat transfer from the object P to the pedestal 29, and the inert gas supplied from the gas cylinder 6 into the vacuum chamber 2. It changes according to the supply amount etc.

図８のグラフからも判るように、被加熱物Ｐの温度データに基づくフィードバック制御によって行われるレーザ光の照射および非照射の繰り返しにより、被加熱物Ｐの適正な温度制御を実現できることが判る。これは、コントロールユニット７に設定されたプロファイルに基づくレーザ光の照射と、真空チャンバ２内にガスボンベ６から供給される不活性ガスの供給による被加熱物Ｐの温度降下との相互作用によるものである。   As can be seen from the graph of FIG. 8, it can be seen that appropriate temperature control of the object to be heated P can be realized by repetition of irradiation and non-irradiation of laser light performed by feedback control based on temperature data of the object to be heated P. This is due to the interaction between the laser light irradiation based on the profile set in the control unit 7 and the temperature drop of the object P due to the supply of the inert gas supplied from the gas cylinder 6 into the vacuum chamber 2. is there.

図９は、温度制御を行わない比較例における被加熱物Ｐの温度とレーザ光の強度の変化の一例を示したグラフである。例えば、上記のろう付装置１においてステップＳ２０１からステップＳ２０９までの一連の処理が省略され、被加熱物Ｐの様子を監視しながらレーザ光の強度を徐々に上げて超硬材を母材にろう付する方法が採られる場合、図９のグラフに示されるように、被加熱物Ｐの温度は徐々に上昇し、レーザ光の強度はステップ状に上昇することになる。すなわち、温度制御を行わない比較例においては、超硬材が炭化しないように慎重な操作が行われることになる。よって、比較例においては、上記実施形態よりも多くの時間を費やすことになる。   FIG. 9 is a graph showing an example of changes in the temperature of the object to be heated P and the intensity of the laser light in the comparative example in which the temperature control is not performed. For example, in the above-described brazing apparatus 1, a series of processes from step S201 to step S209 are omitted, and while monitoring the appearance of the object to be heated P, the intensity of the laser beam is gradually increased to braze the carbide material to the base material When the method of attaching is employed, as shown in the graph of FIG. 9, the temperature of the object to be heated P gradually rises, and the intensity of the laser light rises stepwise. That is, in the comparative example in which the temperature control is not performed, a careful operation is performed so as to prevent the carbide material from being carbonized. Therefore, in the comparative example, more time will be spent than the above embodiment.

また、上記実施形態のろう付装置１において、ガスボンベ６から真空チャンバ２内への不活性ガスの供給を停止した状態でろう付を試みたところ、ろう材の酸化が確認された。これは、真空チャンバ２内を真空引きする装置として現実的に選択可能なロータリーポンプを真空排気ポンプ５として用いたため、真空排気ポンプ５の排気能力の不足により真空チャンバ２内の酸素濃度が十分に低い値でなかった故である。また、上記実施形態のろう付装置１において、ガスボンベ６から真空チャンバ２内への不活性ガスの供給を停止した状態でろう付を試みたところ、加熱終了後の被加熱物Ｐの冷却に非常に長い時間がかかる
ことが判明した。これは、被加熱物Ｐの周囲を通過する不活性ガスの供給の停止により、真空の真空チャンバ２内に置かれている被加熱物Ｐが放熱されない故である。 Further, in the brazing apparatus 1 of the above-described embodiment, when an attempt was made to perform brazing in a state in which the supply of the inert gas from the gas cylinder 6 into the vacuum chamber 2 was stopped, oxidation of the brazing material was confirmed. This is because the rotary pump which can be practically selected as a device for evacuating the vacuum chamber 2 is used as the vacuum evacuation pump 5, so the oxygen concentration in the vacuum chamber 2 is sufficiently It is because it was not a low value. Further, in the brazing apparatus 1 of the above embodiment, when the brazing was attempted in a state where the supply of the inert gas from the gas cylinder 6 into the vacuum chamber 2 was stopped, it was extremely effective for cooling the object P after heating. Was found to take a long time to This is because the stop of the supply of the inert gas passing around the object P does not release the heat of the object P placed in the vacuum chamber 2 of the vacuum.

上記実施形態のろう付装置１を用いて実際にろう付を行い、ろう付性を評価したので、その結果を以下に示す。   The actual brazing was performed using the brazing apparatus 1 of the above embodiment to evaluate the brazability, and the results are shown below.

供試材料としては、母材に超硬合金（ＩＳＯ使用分類Ｋ１０相当材）を選択し、超硬材にＰＣＤ（多結晶ダイヤモンド）を選択した。図１０は、試験片の形状および寸法を示した図である。試験片は、既製品を利用したため、切削工具のニアネットシェイプとなっている。ＰＣＤチップは、超硬合金が裏打ちされている一般的なものである。試験片の作製においては、ろう付面がＰＣＤとなるようにした。これらの供試材はろう付前にアセトンで脱脂洗浄を行った。ろう材には東京ブレイズ株式会社製のペースト状の活性銀ろう「ＴＢ−６２９Ｔ」を使用した。ＴＢ−６２９Ｔの化学成分と溶融温度範囲を図１１に示す。チップ側接合部全面に一定量のろう材を塗布後、超硬合金にセットし、約１５０℃でバインダーの乾燥を十分に施してから上記実施形態のろう付装置１でろう付を行った。   As a test material, a cemented carbide alloy (ISO equivalent classification K10 equivalent material) was selected as a base material, and PCD (polycrystalline diamond) was selected as a cemented carbide material. FIG. 10 is a diagram showing the shape and dimensions of the test piece. Since the test pieces used off-the-shelf products, they have a near net shape of the cutting tool. PCD tips are commonly backed by cemented carbide. In preparation of the test piece, the brazed surface was made to be PCD. These samples were degreased with acetone before brazing. As a brazing material, a paste-like activated silver wax "TB-629T" manufactured by Tokyo Blaze Co., Ltd. was used. The chemical composition and melting temperature range of TB-629T are shown in FIG. After a certain amount of brazing material was applied to the entire surface of the chip-side joint, it was set in a cemented carbide, and the binder was sufficiently dried at about 150 ° C., and then brazing was performed using the brazing apparatus 1 of the above embodiment.

本評価においては、真空チャンバ２内を１．５Ｐａまで真空排気した後、排気を継続した状態で不活性ガスを導入し、真空チャンバ２内の圧力を１．５×１０３Ｐａにコントロールした状態でレーザ照射を行った。不活性ガスには高純度のＡｒ（アルゴン）キャリアガスを用いた。ろう付温度は７８０℃で一定とし、保持時間を５秒、３０秒、６０秒と変化させた。図１２は、レーザ照射位置、放射温度計の測定位置を示した図である。本評価では、ＰＣＤの周囲を周回しながら超硬合金が照射されるようにガルバノ駆動レーザ光出力ユニット３２でレーザを円形状に描画し、５００ｍｍ／秒の速度で移動させた。 In this evaluation, after evacuating the inside of the vacuum chamber 2 to 1.5 Pa, an inert gas is introduced while continuing the exhaust, and the pressure in the vacuum chamber 2 is controlled to 1.5 × 10 3 Pa. Laser irradiation was performed. A high purity Ar (argon) carrier gas was used as the inert gas. The brazing temperature was constant at 780 ° C., and the holding time was changed to 5, 30, and 60 seconds. FIG. 12 is a diagram showing the laser irradiation position and the measurement position of the radiation thermometer. In this evaluation, the laser was drawn in a circular shape by the galvano-driven laser beam output unit 32 so that the cemented carbide was irradiated while circulating around the PCD, and the laser was moved at a speed of 500 mm / sec.

また、本評価においては、比較のため、上記実施形態のろう付装置１ではない従来の一般的な真空炉による炉中ろう付試験片も作製した。ろう付条件は、炉内を１．０×１０−１Ｐａまで真空排気後、排気を継続した状態で高純度のＡｒキャリアガスを導入し、チャンバ内を約５０Ｐａにコントロールした。ろう付温度は、上記実施形態のろう付装置１を用いて試験片を作成した際と同じ７８０℃とし、保持時間を６００秒とした。 Further, in the present evaluation, for comparison, in-the- furnace brazed test pieces by the conventional general vacuum furnace other than the brazing apparatus 1 of the above embodiment were also produced. As for brazing conditions, after the inside of the furnace was evacuated to 1.0 × 10 −1 Pa, a high purity Ar carrier gas was introduced while continuing the exhaust, and the inside of the chamber was controlled to about 50 Pa. The brazing temperature was set to 780 ° C., which is the same as when the test piece was prepared using the brazing apparatus 1 of the above embodiment, and the holding time was set to 600 seconds.

図１３は、本評価において作成した試験片の接合部分のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）像を示した図である。ろう付後のろう材層の厚さは、保持時間の経過に関わらず一定にはならなかった。レーザろう付と真空炉による炉中ろう付の何れの場合においても、ろう材の厚みのギャップコントロールを行っていないのがろう材層の厚さに影響したものと推測される。ろう材の凝固組織は、図１３に示されるように、保持時間の増加に伴い粗大化していく傾向が見られた。   FIG. 13 is a view showing a SEM (Scanning Electron Microscope) image of a bonded portion of a test piece prepared in this evaluation. The thickness of the brazing material layer after brazing was not constant regardless of the retention time. In either case of laser brazing or in-furnace brazing with a vacuum furnace, it is presumed that the gap control of the thickness of the brazing material did not affect the thickness of the brazing material layer. The solidified structure of the brazing material tended to coarsen as the retention time increased, as shown in FIG.

図１４は、ろう付の保持時間と接合部のせん断強度の関係を示したグラフである。レーザろう付で接合した場合、保持時間が５秒の場合に１８４ＭＰａと最高強度を示し、ろう付時間が長くなるに従い接合部の強度は低下した。また、上記実施形態のろう付装置１ではない従来の一般的な真空炉によるろう付で６００秒間のろう付時間だった試験片に至っては、接合部の強度は１０７ＭＰａまで低下した。   FIG. 14 is a graph showing the relationship between the brazing retention time and the shear strength of the joint. In the case of joining by laser brazing, when the holding time was 5 seconds, the maximum strength was 184 MPa, and the strength of the joint decreased as the brazing time became longer. Further, in the case of the test piece which was brazed with a conventional general vacuum furnace other than the brazing apparatus 1 of the above embodiment and having a brazing time of 600 seconds, the strength of the joint decreased to 107 MPa.

本検証により、上記実施形態のろう付装置１によって精密な温度管理を行い、極短時間のろう付保持時間でも十分に接合を実現できることが確認された。したがって、上記実施形態のろう付装置１であれば、熱影響の大きい部材に対する適正なろう付の実現が可能になると言える。   Through this verification, it has been confirmed that precise temperature control is performed by the brazing apparatus 1 of the above-described embodiment, and bonding can be sufficiently realized even with a brazing holding time of a very short time. Therefore, with the brazing apparatus 1 of the above embodiment, it can be said that it is possible to realize appropriate brazing to a member having a large thermal effect.

Ｐ・・被加熱物：１・・ろう付装置：２・・真空チャンバ：３・・レーザ光照射装置：４
・・放射温度計：５・・真空排気ポンプ：６・・ガスボンベ：７・・コントロールユニット：２１・・容器：２２・・蓋：２３・・レーザ光照射窓：２４・・覗き窓：２５・・台座：２６・・排気管：２７・・ガス供給管：２８・・温度測定窓：２９・・台座：３１・・光ファイバ：３２・・ガルバノ駆動レーザ光出力ユニット：３３・・レーザヘッド：３４・・レーザ発振器：３５・・冷却ユニット：３６・・レーザ制御ＰＣ：３７・・ファンクションジェネレータ P · · · Object to be heated: 1 · · Brazing device: 2 · · Vacuum chamber: 3 · · Laser light irradiation device: 4
· · Radiation thermometer: 5 · · Vacuum evacuation pump: 6 · · Gas cylinder: 7 · · Control unit: 21 · · Container: 22 · · Lid: 23 · · Laser light irradiation window: 24 · · View window: 25 · · · · Base: 26 · · Exhaust pipe: 27 · · Gas supply pipe: 28 · · Temperature measurement window: 29 · · Base: 31 · · Optical fiber: 32 · · Galvano drive laser light output unit: 33 · · Laser head: 34 · · Laser oscillator: 35 · · Cooling unit: 36 · · Laser control PC: 37 · · Function generator

Claims (8)

ろう付対象の部材に照射するレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記ろう付対象の部材の温度を測定する温度測定手段と、
前記温度測定手段によって得られる前記ろう付対象の部材の温度の測定値に応じてレーザ光の照射と非照射が行われるように前記レーザ光源を制御する制御手段と、を備える、
ろう付装置。 A laser light source for emitting a laser beam to be irradiated to a member to be brazed;
Temperature measuring means for measuring the temperature of the member to be brazed;
Control means for controlling the laser light source such that irradiation and non-irradiation of laser light are performed according to the measurement value of the temperature of the member to be brazed obtained by the temperature measurement means;
Brazing device. 前記制御手段は、前記ろう付対象の部材の温度の設定値を経過時間に応じて定めた設定情報を参照し、前記測定値が各経過時間で前記設定情報の定める設定値となるように前記レーザ光源を制御する、
請求項１に記載のろう付装置。 The control means refers to setting information in which the setting value of the temperature of the member to be brazed is determined according to the elapsed time, and the measured value becomes the setting value determined by the setting information at each elapsed time. Control the laser light source,
The brazing apparatus according to claim 1. 前記設定情報には、前記レーザ光源が出射するレーザ光の強度が経過時間に応じて更に定められており、
前記制御手段は、前記レーザ光源が出射するレーザ光の強度が各経過時間で前記設定情報の定める強度となるように前記レーザ光源を制御する、
請求項２に記載のろう付装置。 In the setting information, the intensity of the laser beam emitted by the laser light source is further determined according to the elapsed time,
The control means controls the laser light source such that the intensity of the laser light emitted from the laser light source becomes an intensity determined by the setting information in each elapsed time.
The brazing apparatus according to claim 2. 前記設定情報には、前記ろう付対象の部材の性状が維持され且つろう材が溶融する温度が前記設定値として定められている、
請求項２または３に記載のろう付装置。 In the setting information, the property of the member to be brazed is maintained and the temperature at which the brazing material melts is defined as the setting value.
A brazing apparatus according to claim 2 or 3. 前記設定情報には、前記設定値が前記ろう付対象の部材の種類毎に定められている、
請求項２から４の何れか一項に記載のろう付装置。 In the setting information, the setting value is determined for each type of the brazing target member.
The brazing apparatus according to any one of claims 2 to 4. 前記ろう付対象の部材が格納される容器と、
前記容器内を真空引きするポンプと、を更に備える、
請求項１から５の何れか一項に記載のろう付装置。 A container in which the member to be brazed is stored;
And a pump for evacuating the container.
The brazing apparatus according to any one of claims 1 to 5. 前記容器内へ不活性ガスを供給するガス供給手段を更に備える、
請求項６に記載のろう付装置。 The apparatus further comprises gas supply means for supplying an inert gas into the container.
The brazing apparatus according to claim 6. レーザ光源から出射されるレーザ光をろう付対象の部材に照射する工程と、
前記ろう付対象の部材の温度を測定する工程と、
前記ろう付対象の部材の温度の測定値に応じてレーザ光の照射と非照射が行われるように前記レーザ光源を制御する工程と、を有する、
ろう付方法。 Irradiating a member to be brazed with a laser beam emitted from a laser light source;
Measuring the temperature of the component to be brazed;
Controlling the laser light source such that irradiation and non-irradiation of laser light are performed in accordance with the measured value of the temperature of the member to be brazed;
Brazing method.
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