TWI694882B - 雷射熔接方法及雷射熔接設備 - Google Patents

Abstract

一種能夠防止氣孔(blowhole)並獲得絕佳的熔接狀態的雷射熔接方法和雷射熔接設備被提供。一實施例是一用於待熔接的構件(40)的雷射熔接方法，該待熔接的構件包括一被夾設在第一和第二金屬構件(40a)和(40b)之間的第三金屬構件(40c)，其中該等金屬構件係藉由將一雷射束掃描於一第一方向上而被彼此熔接在一起，該第一方向係垂直於該第三金屬構件(40c)被夾設的方向，其中一被熔接的部分(42)是藉由在將一第一雷射束(12a)掃描於該第一方向並藉此將該待熔接的構件(40)熔化然後固化的同時施加該第一雷射束來形成的。

Description

雷射熔接方法及雷射熔接設備

本發明係有關於一種雷射熔接方法及雷射熔接設備。例如，本揭露內容係關於一種雷射熔接方法及雷射熔接設備，其中一箔片疊層板被夾設在兩片板材端板之間，其該箔片疊層板和板材端板在該被加設的箔片疊層板的一端面處被熔接在一起。

日本未審查專利申公開案第2015-217422號(下文中被稱為專利文獻1)揭露一種用來一待熔接的構件的雷射熔接方法，其包括使用一雷射束以集成的方法將一疊層式的箔片夾設在上及下電荷收集板之間。揭露在專利文獻1中的該雷射熔接方法中，一具有相對低的功率的第一雷射束從該上電荷收集板上方被施加。此外，具功率高於該第一雷射束的功率的第二和第三雷射束被包括在該第一雷射光的內側。該第二和第三雷射束被用於鑰匙孔式熔接(keyhole welding)，使得一熔池(molten pool)被散佈在深 度方向上。揭露於專利文獻1中的技術藉由上述第二及第三雷射束施加至該熔池來防止焊濺物及空穴(氣孔)的形成。

本案發明人發現了下列的問題。在雷射束被施加至一待熔接的構件的雷射熔接方法中，接合部分的狀態會變成金屬氧化物膜的片塊在一介於一熔池和圍繞在該熔池周圍的固體金屬之間的界面處被分離。此外，當在該金屬氧化物膜內有水氣時，氣孔就會被形成。當數片金屬氧化物膜出現在該被熔接的部分的金屬界面中時或當氣孔保留在該金屬界面內時，諸如熔接強度的惡化及電阻的升高等問題就會發生。

本揭露內容是要用來解決上述的問題且本揭露內容的目的是要提供一種能夠防止氣孔形成且獲得絕佳的接合界面的雷射熔接方法及雷射熔接設備。

第一示範性態樣是一種用於待熔接的構件的雷射熔接方法，該待熔接的構件包括一第一金屬構件、一第二金屬構件、及一被夾設在該第一和第二金屬構件之間的第三金屬構件，其中該待熔接的構件的該等金屬構件係藉由在該待熔接的構件的端面處將一雷射束掃描於一和該第三金屬構件被夾設在該第一和第二金屬構件之間的方向垂直的第一方向上並用該雷射束照射該第三金屬構件的至少一端面部分而被彼此熔接在一起，其中一被熔接的部分係藉由在將一第一雷射束掃描於該第一方向上的同時將該第一雷射束施加至該第三金屬構件的該端面部分上將該待熔接的構件熔化，然後將其固化來形成，該第一雷射束在該端面上具有一預定的集中的射束直徑，且該待熔接的構件是在將一第二雷射束掃描於一不同於該第一方向的方向上以及掃描在該第一方向上橫過(across)該被熔接的部分的該端面部分的同時，在將該第二雷射束施加至該被熔接的部分的一端面之後被固化並藉此被熔接，並藉此將一熔池巔簸(jolt)，該熔池是在該被熔接的部分因該第二雷射束的施加而熔化的時候被形成的，該第二雷射束具有一集中的射束直徑，其小於該第一雷射束在該端面上的該集中的射束直徑且具有一讓該熔池的一從該端面算起的深度變成大致等於該被熔接的部分的深度的輸出功率。藉由上述的組態，可防止氣孔形成並獲得一接合狀態，在此接合狀態中在該接合界面周圍的金屬氧化物膜的屑片被熔池的巔簸所驅散，因而可獲得絕佳的熔接狀態。

另一個示範性態樣是一種雷射熔接設備，其被建構來為一包括一第一金屬構件，一第二金屬構件，及一被夾設在該第一和第二金屬構件之間的第三金屬構件的待熔接構件將一雷射束在該待熔接的構件的端面處掃描於一和該第三金屬構件被夾設在該第一和第二金屬構件之間的方向垂直的第一方向上、用該雷射束照射該第三金屬構件的至少一端面部分藉以將該等金屬構件彼此熔接在一起，該雷射熔接設備包含：一第一熔接頭，其被建構來將一第一雷射束施加至該第三金屬構件的該端面部分，該第一雷射束在該端面上具有一預定的集中的射束直徑；一第二熔接頭，其被建構來將一第二雷射束施加至該待熔接的構件，該第二雷射束具有一集中的射束直徑，其小於該第一雷射束在該端面上的該集中的射束直徑；一第一雷射頭控制單元，其被建構來控制該第一熔接頭；及一第二雷射頭控制單元，其被建構來控制該第二熔接頭，其中該第一雷射頭控制單元控制該第一熔接頭使得一被熔接的部分是在該第一雷射束掃描於該第一方向上的同時藉由施加該第一雷射束至該第三金屬構件的該端面部分來將該待熔接的構件熔化，然後將該待熔接的部分固化而被形成，該第二雷射頭控制單元控制該第二雷射頭的輸出功率，使得一熔池的一從該端面算起的深度變成大致等於該被熔接的部分的深度，其中該熔池是在該被熔接的部分因該第二雷射束的施加而熔化的時候被形成，及該第二雷射頭控制單元控制該第二熔接頭使得在將該第二雷射束掃描於一不同於該第一方向的方向上以及掃描在該第一方向上橫過該被熔接的部分的該端面部分的同時，該待熔接的構件在將該第二雷射束施加至該被熔接的部分的該端面之後被固化並藉此被熔接，並藉此巔簸該熔池。藉由上述的組態，可防止氣孔形成並獲得一接合狀態，在此接合狀態中在該接合界面周圍的金屬氧化物膜的屑片被熔池的巔簸所驅散，因而可獲得絕佳的熔接狀態。

依據本揭露內容，可提供一種能夠防止氣孔形成並獲得絕佳的熔接狀態的雷射熔接方法及雷射熔接設備。

被揭露內容的上述及其它目的、特徵及優點從下文及附圖提供的詳細描述可更完整地瞭解，它們只是為了舉例而被提供，因此不應被視為是本揭露內容的限制。

用來實施本揭露內容的最佳模式參照附圖於下文中被加以說明。然而，本揭露內容並不侷限於下面所顯示的實施例。此外，下面的描述和圖式為了便於說明而被適當地簡化。

(實施例)

一種依據一實施例的雷射熔接方法和雷射熔接設備於下文中被說明。首先，說明依據此實施例的雷射熔接設備。之後，將說明雷射熔接方法。

(雷射熔接設備)

首先，雷射熔接設備的組態被說明。圖1是一組態圖，其顯示依據一實施例的雷射熔接設備的組態的例子。

如圖1所示，雷射熔接設備1包括一第一雷射振盪器10a、一第二雷射振盪器10b、一第一雷射頭控制單元20a、一第二雷射頭控制單元20b、一第一熔接頭30a、 和一第二熔接頭30b。該第一雷射振盪器10a經由一光纖纜線11a而被連該第一熔接頭30a。該第二雷射振盪器10b經由一光纖纜線11b而被連該第二熔接頭30b。該第一雷射振盪器10a產生第一雷射束12a。該第二雷射振盪器10b產生第二雷射束12b。

應指出的是，為了要防止重複說明，當該第一和第二雷射振盪器10a，10b不需要彼此區別時，它們被統稱為雷射振盪器10。當它們需要彼此區分時，則分別被稱為第一雷射振盪器10a和第二雷射振盪器10b。類似地，第一和第二雷射頭控制單元20a和20b被統稱為雷射頭控制單元20。第一和第二熔接頭30a及30b被統稱為熔接頭30。光纖纜線11a及11b被統稱為光纖纜線11。第一及第二雷射束12a及12b被統稱為雷射束12。

該第一雷射振盪器10a經由一訊號線13被連接至該第一雷射頭控制單元20a，且該第一雷射頭控制單元20a經由一訊號線13被連接至該第一熔接頭30a。此外，該第二雷射振盪器10b經由一訊號線13被連接至該第二雷射頭控制單元20b，且該第二雷射頭控制單元20b經由一訊號線13被連接至該第二熔接頭30b。該雷射熔接設備1是一種藉由雷射(即，藉由用雷射束12照射一待熔接的構件40)來熔接該待熔接的構件40的設備。該雷射振盪器10例如產生雷射束12，其具有1070奈米的波長作為其中心波長。

該第一雷射振盪器10a所產生的該第一雷射束12a在該待熔接的構件40的端面41處具有一預定的集中 的射束直徑。為了要讓該第一雷射束12a具有該預定的集中的射束直徑，該光纖纜線11a的直徑例如被調整為一預定的直徑。或者該第一雷射束12a在光軸上的焦點被調整。在此實施例中，該雷射束12的該集中的射束直徑係指在端面41上的集中的射束直徑。

此外，該第一雷射束12a具有預定的輸出功率。該第一雷射束12a被施加至該待熔接的構件40的該端面41處。該待熔接的構件40的一被該第一雷射束12a照射的部分被熔化然後被固化，用以變成一被熔接的部分。該待熔接的構件40的該被熔接的部分具有一從該端面41算起的深度。該第一雷射束12a在監測從該被照射的部分發出的熱輻射線的強度的同時被施加，使得該待熔接的構件40的該被熔接的部分具有一從該端面41算起的該預定的深度。或者，被熔接的部分的深度和該第一雷射束12a的振盪條件之間的對應關係可被事先獲得。該振盪條件包括輸出功率、集中的射束直徑、波長等等。在此實施例中，該被熔接的部分的深度係指從該端面41算起的深度。

由該第二雷射振盪器10b所產生的該第二雷射束12b具有一比該第一雷射束12a的該集中的射束直徑小的集中的射束直徑。例如，該第二雷射束12b的該集中的射束直徑係藉由將該光纖纜線11b的直徑調整至一預定的直徑而被作成比該第一雷射束12a的集中的射束直徑小。或者，該第二雷射束12b在光軸上的焦點被調整。

此外，該第二雷射束12b具有預定的輸出功 率。該第二雷射束12b被施加至該端面41上已被該第一雷射束12a形成的該被熔接的部分上。被該第二雷射束12b照射的該被熔接的部分熔化並形成一熔池(molten pool)。在用該第二雷射束12b照射之後，該熔池固化並變成為被熔接的部分。該第二雷射束12b的輸出功率被調整，使得該熔池的一從該端面41算起的深度變成為大致等於被該第一雷射束12a形成的該被熔接的部分的深度。該第二雷射束12b係在監測從該熔池發射出的熱輻射線的強度的同時被施加，使得該熔池從該端面41算起的深度大致等於該被該第一雷射束12a形成的該被熔接的部分的深度。或者，該熔池的深度和該第二雷射束12b的振盪條件之間的對應關係可被事先獲得。在此實施例中，該熔池的深度係指從該端面41算起的深度。

應指出的是，雖然在上述的說明中，第一和第二雷射振盪器10a及10b分別產生第一和第二雷射束12a及12b，但本揭露內容並不侷限於此例子。一同時具有第一和第二雷射振盪器10a及10b的功能的雷射振盪器可產生第一和第二雷射束12a及12b。

該光纖纜線11將雷射振盪器10所產生的雷射束12引導至熔接頭30。訊號線13被用來將控制訊號輸出從雷射頭控制單元20傳送至雷射振盪器10和熔接頭30。應指出的是，控制訊號可被無線地傳送，而不是使用訊號線13。

每一個熔接頭30包括光學構件，譬如電流鏡(galvano-mirror)31、透鏡及面鏡。熔接頭30將光纖纜線11引導的雷射束12施加至該待熔接的構件40。熔接頭30藉由使用該電流鏡31來改變該端面41上將被施加該雷射束12的地方。熔接頭30可藉由使用光學構件來改變雷射束12的該集中的射束直徑。熔接頭30可藉由使用光學構件(譬如，光柵)來改變雷射束12的輸出功率。

該第一熔接頭30a把具有一預定的集中的射束直徑的第一雷射束12a施加至該待熔接的構件40。該第一熔接頭30a在該第一雷射束12a掃描於該該端面41上的一方向上的同時施加該第一雷射束12a(即，讓該第一雷射束12a在一個方向上橫越該端面41)。以此方式，該待熔接的構件40熔化然後固化，藉以形成被熔接的部分。

該第二熔接頭30b把第二雷射束12b(其具有比該第一雷射束12a的該集中的射束直徑小的集中的射束直徑)施加至該待熔接的構件40。該第二熔接頭30b把第二雷射束12b(其具有一輸出功率使得一因施加該第二雷射束12b而被熔化而形成為該被熔接的部分的熔池的深度變成大致等於該被熔接的部分的深度)施加至該待熔接的構件40。該第二熔接頭30b在將該第二雷射束12b掃描(亦即，讓該第二雷射束12b橫越)於一不是該一個方向上的方向上以及在該一個方向上掃描橫越該被熔接的部分的該端面部分的同時，將該第二雷射束12b施加至該被熔接的部分在該端面41上的端面部分。因此，該熔池被顛簸，然後，固化並且該待熔接的構件40因而被熔接。

應指出的是，雖然在上述的例子中該第一及第二熔接頭30a及30b分別將第一及第二雷射束12a及12b施加至該待熔接的構件40，但本揭露內容並不侷限於此例子。一同時具有該第一及第二熔接頭30a及30b功能的熔接頭可將第一及第二雷射束12a及12b施加至該待熔接的構件40。

雷射頭控制單元20藉由將控制訊號傳送至雷射振盪器10來控制雷射振盪器10。雷射頭控制單元20經由訊號線13將控制訊號傳送至雷射振盪器10並藉以控制雷射振盪器10，用以控制雷射束12的產生、停止、輸出功率等等。

應指出的是，第一及第二雷射頭控制單元20a及20b可分別控制第一及第二雷射振盪器10a及10b。或者，一同時具有第一及第二雷射頭控制單元20a及20b功能的雷射頭控制單元可控制第一及第二雷射振盪器10a及10b。此外，一同時具有第一及第二雷射頭控制單元20a及20b功能的雷射頭控制單元可控制一同時具有第一及第二雷射振盪器10a及10b功能的雷射振盪器。

該雷射頭控制單元20藉由將控制訊號傳送至熔接頭30來控制熔接頭30。該雷射頭控制單元20控制熔接頭30用以將雷射束12掃描於該端面41上。該雷射頭控制單元20藉由使用熔接頭30的光學構件(譬如，光柵)來控制雷射束12的施加、停止、輸出功率。

應指出的是，該第一及第二雷射頭控制單元20a及20b可分別控制第一及第二熔接頭30a及30b。或者，一同時具有第一及第二雷射頭控制單元20a及20b功能的雷射頭控制單元可控制第一及第二熔接頭30a及30b。此外，一同時具有第一及第二雷射頭控制單元20a及20b功能的雷射頭控制單元可控制一同時具有第一及第二熔接頭30a及30b功能的熔接頭。 (雷射熔接方法)

接下來，將說明一種雷射熔接方法。在依據此實施例的雷射熔接方法中，一待熔接的構件40的金屬構件係藉由將雷射束12施加至該待熔接的構件40而被彼此熔接在一起。圖2是一流程圖，其顯示依據此實施例的雷射熔接方法的例子。該雷射熔接方法被分成待熔接的構件40的準備(步驟S11)、第一雷射束的施加(步驟S12)、以及第二雷射束的施加(步驟S13)。這些步驟將於下文中一個接一個地加以說明。 (步驟S11：待熔接的構件的準備)

該待熔接的構件40的準備將被說明。圖3是一剖面圖，其顯示依據此實施例的待熔接的構件40的例子，即，圖1的平面A上的剖面。

如圖2的步驟S11及圖1及圖3中所示，該待熔接的構件40首先被準備。該待熔接的構件40包括一第一金屬構件40a、一第二金屬構件40b、及一第三金屬構件40c。該第三金屬構件40c被夾設在該第一金屬構件40a和該第二金屬構件40b之間。

該待熔接的構件40例如是一裝EV(電動車)或一HEV(油電混合車)內的鋰離子電池的電極構件。該第一和第二金屬構件40a及40b例如是板端子。該第三金屬構件40c例如是積累箔片(foil aggregation)。依據此實施例的雷射熔接方法是一種該待熔接的構件40(其中的積累箔片被夾設在板端子之間)的構件係藉由T型對接焊而被彼此熔接在一起。應指出的是，該第一和第二金屬構件40a及40b並不侷限於板端子。該第三金屬構件40c並不侷限於該積累箔片。該待熔接的構件40並不侷限於鋰離子電池的電極構件。

一端面41被形成在該待熔接的構件40上。在該待熔接的構件40的該端面41上，該第三金屬構件40c的一端面部分41c延伸於一個方向上且介於該第一金屬構件40a的一端面部分41a和該第二金屬構件40b的一端面部分41b之間。

在此處，XYZ直角座標系統為了說明該待熔接的構件40而被導入。一垂直於該待熔接的構件40的該端面41的方向被界定為Z軸方向。在於該Z軸方向垂直的平面上兩個彼此正交的方向被界定X軸和Y軸方向。

該第一金屬構件40a包括一面向該Z軸方向的端面部分41a。該第一金屬構件40a例如是延伸在X軸方向上的方棒形板端子。應指出的是，該第一金屬構件40a的形狀並不侷限於該方棒形，只要它包括一面向Z軸方向的端面部分41a即可。該第二金屬構件40b包括一面向該Z軸方向的端面部分41b。該第二金屬構件40b例如是延伸在X軸方向上的方棒形板端子。應指出的是，該第二金屬構件40b的形狀並不侷限於該方棒形，只要它包括一面向Z軸方向的端面部分41b即可。

該第三金屬構件40c包括一面向該Z軸方向的端面部分41c。該第三金屬構件40c例如是一積累箔片，其內有多片箔片彼此層疊且積累在Y軸方向上。應指出的是，該第三金屬構件40c並不侷限於該積累箔片，只要它包括一面向Z軸方向的端面部分41c即可。

包括該第一、第二及第三金屬構件40a，40b及40c的該待熔接的構件40例如包含鋁或鋁合金座為在該鋰離子電池的正電側上的構件。或者該待熔接的構件40包含銅或銅合金作為在該鋰離子電池的負電側上的構件。應指出的是，該待熔接的構件40並不侷限於包含鋁、銅或類此者的構件。

該第一和第二金屬構件40a及40b被配置在Y軸方向上且其間有間距隔開。此外，該第一和第二金屬構件40a及40b將該第三金屬構件40c夾設於它們之間。例如，它們將該第三金屬構件40c夾設在Y軸方向上。該第三金屬構件40c的該端面部分41c延伸在X軸方向上且介於該第一金屬構件40a的該端面部分41a和該第二金屬構件40b的該端面部分41b之間。其內形成有上述的端面41的該待熔接的構件40被製備。然後，該待熔接的構件40被設置成使得該端面41面向該熔接頭30的發射埠，雷射束12係從該發射埠發出。 (步驟S12：第一雷射束的施加)

接下來，第一雷射束12a的施加被說明。圖4是一平面圖(即，圖1的平面B上的平面圖)，其顯示依據一實施例用第一雷射束12a照射的該待熔接的構件40的該端面41的例子。圖5是一剖面圖(即，沿著圖4的線V-V所取的剖面)，其顯示依據一實施例用第一雷射束12a照射的該待熔接的構件40的例子。

如圖2的步驟S12及圖1、4及5所示，該第一雷射束12a被施加。詳言之，該第一雷射頭控制單元20a傳送控制訊號至該第一雷射振盪器10a致使它產生該第一雷射束12a。當接收到該控制訊號時，該第一雷射振盪器10a產生該第一雷射束12a。從該第一雷射振盪器10a發出的該第一雷射束12a通過該光纖纜線11a並到達該第一熔接頭30a。

該第一雷射頭控制單元20a傳送一控制訊號至該第一熔接頭30a致使它把具有一預定的集中的射束直徑L1的第一雷射束12a施加到至少該端面部分41c處。當接收到該控制訊號時，該第一熔接頭30a被具有該預定的集中的射束直徑L1的第一雷射束12a施加到至少該待熔接的構件40的該端面部分41c處。

應指出的是，該第一雷射頭控制單元20a可將該控制訊傳送至該第一雷射振盪器10a，而不是傳送至該第一熔接頭30a。在此情況中，當接收到該控制訊號時，該第一雷射振盪器10a產生具有該預定的集中的射束直徑L1的第一雷射束12a。

該第一雷射束12a的該預定的集中的射束直徑L1例如是一等於該第三金屬構件40c在Y軸方向上於該端面41上量到的長度的60至100%的直徑。例如，該第一雷射束12a的該預定的集中的射束直徑L1是該積累箔片的厚度60至100%。該第一雷射束12a係以該預定的集中的射束直徑L1(其為該第三金屬構件40c的該端面部分41c在該Y軸方向上的長度的60至100%)被施加到該端面41。

藉由把具有預定的集中的射束直徑L1的第一雷射束12a施加到該端面41處，該待熔接的構件40即藉由熱傳導而被熔接。

熱傳導熔接是下面所述的方法。亦即，該第一雷射束12a被吸收到該端面41內並藉此被轉變成熱。因此，該熱從該端面41被傳遞至該待熔接的構件40且該待熔接的構件40因而被熔化。然後，該被熔化的部分被冷卻且被固化，該待熔接的構件40因而被熔接。例如，藉由將該第一雷射束12a的該集中的射束直徑調整到該預定的集中的射束直徑L1，該待熔接的構件40即被該熱傳導所熔接。如上文討論的，該第一雷射束12a在該端面41上的該集中的射束直徑L1是該待熔接的構件40被熱傳導熔接的集中的射束直徑L1。

此外，該第一雷射頭控制單元20a傳送一控制訊號至該第一雷射振盪器10a，使得該第一雷射束12a具有一輸出功率，其可讓該待熔接的構件40被熔化至一從該端面41算起的預定的深度D1。在接收到該控制訊號時，該第一雷射振盪器10a調整該第一雷射束12a的輸出功率，使得該待熔接的構件40被熔化至該預定的深度D1。

應指出的是，該第一雷射頭控制單元20a可傳送至一控制訊號至該第一熔接頭30a，使得該該第一雷射束12a具有一輸出功率，其可讓該待熔接的構件40被熔化至一從該端面41算起的預定的深度D1。在此情況中，在接收到該控制訊號時，該第一熔接頭30a調整該第一雷射束12a的輸出功率，使得該待熔接的構件40被熔化至該預定的深度D1。

此外，該第一雷射頭控制單元20a傳送一控制訊號至該第一熔接頭30a，致使它在將該第一雷射束12a掃描於一第一方向(即，讓該第一雷射束12a於第一方向上橫越)的同時將該第一雷射束12a施加至該第三金屬構件40c的該端面部分41c。

該第一方向是該待熔接的構件40的該端面41上的一垂直於該第三金屬構件40c被夾設在該第一金屬構件40a和該第二金屬構件40b之間的方向的方向。例如，該端面41平行於XY平面且該夾設方向平行於該Y軸方向。因此，該第一方向平行於該X軸方向。應指出的是，垂直於夾設方向的方向並不侷限於與該夾設方向形成90度角的方向。亦即，就技術的觀點而言，它可包括一特定範圍的角度。此外，該第一方向是一垂直於該第三金屬構件40c被夾設在被該雷射束照射的區域內的方向。因此，取決該第三金屬構件40c和該第一和第二金屬構件40a及40b之間的界面的形狀，該第一方向可根據該被照射的區域而改變。

當接收到該控制訊號時，該第一熔接頭30a在將該第一雷射束12a掃描於該第一方向上的同時將該第一雷射束12a施加至該第三金屬構件40c的該端面部分41c。例如，該第一熔接頭30a藉由操作該電流鏡31來在該第三金屬構件40c的該端面部分41c上將該第一雷射束12a掃描於第一方向上。以此方式，該待熔接的構件40被熔化然後被固化，並因而形成一被熔接的部分42。該第一方向例如是一該端面部分41c延伸且平行於X軸方向的方向。該被熔接的部分42的深度變成為深度D1。

此外，該第一雷射頭控制單元20a傳送一控制訊號至該第一熔接頭30a，致使它將該第一雷射束12a施加於該端面部分41c在Y軸方向上的整個寬度上。當接收到該控制訊號時，該第一熔接頭30a將該第一雷射束12a施加於該端面部分41c在Y軸方向上的整個寬度上。例如，當該第一雷射束12a的該集中的射束直徑L1小於該端面部分41c在Y軸方向上的寬度時，該第一熔接頭30a除了將該第一雷射束12a掃描在該第一方向上之外較佳地亦藉由實施轉動掃描或類此者來將該第一雷射束12a掃描於Y軸方向上。當該第一雷射束12a的該集中的射束直徑L1等於該端面部分41c在Y軸方向上的寬度時，該第一熔接頭30a可將該第一雷射束12a掃描在X軸方向的一直線上。 (步驟S13：第二雷射束的施加)

接下來，第二雷射束12b的施加被說明。圖6是一平面圖(即，圖1的平面B上的平面圖)，其顯示依據一實施例用第二雷射束12b照射的該待熔接的構件40的該端面41的例子。圖7是一剖面圖(即，沿著圖6的線VII-VII所取的剖面)，其顯示依據一實施例用第二雷射束12b照射的該待熔接的構件40的例子。

如圖2的步驟S13及圖1、6及7所示，該第二雷射束12b被施加。詳言之，該第二雷射頭控制單元20b傳送控制訊號至該第二雷射振盪器10b致使它產生該第二雷射束12b。當接收到該控制訊號時，該第二雷射振盪器10b產生該第二雷射束12b。從該第二雷射振盪器10b發出的該第二雷射束12b通過該光纖纜線11b並到達該第二熔接頭30b。

該第二雷射頭控制單元20b傳送控制訊號至該第二熔接頭30b致使它將該第二雷射束12b(其具有一比該第一雷射束12a的該集中的射束直徑L1小的集中的射束直徑L2(L2＜L1))施加至該被熔接的部分42。當接收到該控制訊號時，該第二熔接頭30b把具有比該第一雷射束12a的該集中的射束直徑L1小的集中的射束直徑L2的該第二雷射束12b施加至該被熔接的部分42。

應指出的是，該第二雷射頭控制單元20b傳送控制訊號至該第二雷射振盪器10b，致使它產生具有一比該第一雷射束12a的該集中的射束直徑L1小的集中的射束直徑L2的第二雷射束12b。在此情狀中，當接收到該控制訊號時，該第二雷射振盪器10b產生具有比該第一雷射束12a的該集中的射束直徑L1小的集中的射束直徑L2的第二雷射束12b。

該第二雷射束12b的該集中的射束直徑L2是一等於該第三金屬構件40c在該端面41上的Y軸方向上的長度的5至25%的直徑。例如，該第二雷射束12b的該預定的集中的射束直徑L2是該積累箔片的厚度5至25%。因此，該第二雷射束12b係以該集中的射束直徑L2(其為該端面部分41c在該Y軸方向上的長度的5至25%)被施加到該端面41。

該被熔接的部分42因該第二雷射束12b的施加而被熔化。因此，一熔池43被形成。鑰匙孔式熔接(keyhole welding)係藉由使用具有該集中的射束直徑L2的該第二雷射束12b來實施。

該鑰匙孔式熔接是一種熔接方法，在此熔接方法中，第二雷射束12b的能量密度很高。該鑰匙孔式熔接是一種熔接方法，在此熔接方法中，因為能量被集中在該熔池43內被該第二雷射束12b照射的部分上，所以會發生激烈的蒸發且一孔被形成在被該雷射的熱以及蒸發反應力處理的點。例如，可藉由將該第二雷射束12b的該集中的射束直徑調整到該預定的集中的射束直徑L2來在該待熔接的構件40上實施該鑰匙孔式熔接。在該熱傳導熔接狀態中，當該雷射束12的該集中的射束直徑被逐漸地縮小時，該熔接狀態在該集中的射束直徑變成一特定的直徑時突然地改變至該鑰匙孔式熔接。因此，該鑰匙孔式熔接是用預定的集中的射束直徑L2來實施，其小於上述熔接狀態改變至鑰匙孔式熔接的特定的集中的射束直徑。如上所述，該第二雷射束12b在該端面41上的該集中的射束直徑L2是該被熔接的部分42被鑰匙孔式熔接時的集中的射束直徑L2。

此外，該第二雷射頭控制單元20b傳送控制訊號至該第二雷射振盪器10b致使它產生該第二雷射束12b，其具有讓該熔池43的深度D2變成大致等於該被熔接的部分42的深度D1的輸出功率，該熔池43係在該被熔接的部分42因施加該第二雷射束12b而被熔化時被形成。當接收到該控制訊號時，該第二雷射振盪器10b產生該具有會讓該熔池43的深度D2變成大致等於該被熔接的部分42的深度D1的輸出功率的該第二雷射束12b。

應指出的是，該第二雷射頭控制單元20b可傳送控制訊號至該第二熔接頭30b致使它施加該具有會讓該熔池43的深度D2變成大致等於該被熔接的部分42的深度D1的輸出功率的第二雷射束12b。在此情況中，當接收到該控制訊號時，該第二熔接頭30b施加該具有會讓該熔池43的深度D2變成大致等於該被熔接的部分42的深度D1的輸出功率的第二雷射束12b。應指出的是，“大致相等的深度”的敘述並不侷限於完全相等的深度。亦即，從技術目的觀點，這些深度可包括某些誤差程度。

藉由讓施加該第二雷射束12b而形成的該熔池43的深度D2大致等於該被熔接的部分42的深度D1，該被熔接的部分42即可被完全重新熔化。

此外，該第二雷射頭控制單元20b傳送控制訊號至該第二熔接頭30b，致使它在將該第二雷射束12b掃描(即，讓該第二雷射束12b橫越)於一不同於該第一方向的方向上以及掃描於該第一方向上橫跨該被熔接的部分42的該端面部分的同時，將該第二雷射束12b施加至該被熔接的部分42在該端面41上的端面部分。當接收到該控制訊號時，該第二熔接頭30b在將該第二雷射束12b掃描於該不同於該第一方向的方向上以及掃描該第一方向上橫跨該被熔接的部分42的該端面部分的同時，將該第二雷射束12b施加至該被熔接的部分42在該端面41上的端面部分。

例如，該第二熔接頭30b係藉由實施編織照射(weaving irradiation)而在把該第二雷射束12b掃描於該不同於該第一方向的方向上以及該第一方向上的同時施加該第二雷射束12b。該編織照射是一種照射方法，在此方法中該第二雷射束12b是在橫越該被熔接的部分42的該端面部分的同時將該第二雷射束12b掃描於該第一方向上以及將該第二雷射束12b擺動於一和該第一方向相交的第二方向上時被施加的。例如，該第一方向是X軸方向且該第二方向是Y軸方向。例如，它是一種使用一掃描模式的照射方法，依據此模式，該第二雷射束12b以鋸齒模式被掃描(即，使它橫越)，致使它具有在X軸方向及Y軸方向上的組成。在該第二方向上的擺動寬度可以是該端面部分41c在Y軸方向上的長度的1.5至2.5倍。

該熔池43是在將該第二雷射束12b如上所述地掃描於該不同於該第一方向的方向上以及該第一方向上的同時藉由施加該第二雷射束12b而被巔簸，之後該熔池43被固化且該等金屬構件分而被彼此熔接。

“巔簸該熔池43”的敘述係指該熔池43因為該第二雷射束12b的掃描或因為該第二雷射束12b的輸出功率的改變而如同它被搖晃(即，被巔簸)般地移動。該熔池43的搖晃可例如藉由使用高速攝影機來觀察。例如，在該第二雷射束12b被逮動於該第二方向上的情況中，該熔池43在該被照射的部分保持在熔融狀態至少持續一段該第二雷射束12b在該第二方向上完成一趟來回的時間。由該第二雷射束12b實施的熔接是鑰匙孔式熔接。它亦可被解讀為由該鑰匙孔式熔接所造成的該熔池43內的被熔化的金屬的氣化所形成的蒸氣將該被熔化的金屬移動(即，巔簸)。因為被形成在該熔池43的液體表面上的孔(即，鑰匙孔)移動，所以該熔池43即如同它被搖晃(即，巔簸)般地移動。

以此方式，該待熔接的構件40的金屬構件可被彼此熔接。

接下來，此實施例的各式有利的效果被說明。使實施例的有利的效果係藉由將此實施例和對照例1至4相比較來說明。首先，對照例1及2被說明，然後上述實施例的有利的效果係藉由將該實施例與對照例1及2相比較來說明。 (與對照例1及2的比較)

圖8是一剖面圖，其顯示被依照對照例1的雷射熔接方法熔接的待熔接的構件140的例子。在該對照例1中，該第二雷射束12b的集中的射束直徑L2被調整為該第三金屬構件40c的該端面部分41c在Y軸方向上的長度的35%。如圖8所示，依照對照例1，不良融合(defective fusion)44在該待熔接的構件140的剖面中被發現。在對照例1中，該第二雷射束12b的該集中的射束直徑不在5至25%的範圍內。因此，熔接沒有變成鑰匙孔式熔接，因此該熔池43沒有被巔簸。因此，仍留有該不良融合44。

圖9是一剖面圖，其顯示被依照對照例2的雷射熔接方法熔接的待熔接的構件240的例子。在該對照例2中，該熔池43的深度D2(該熔池43是在該被熔接的部分42因該第二雷射束12b的施加而被熔化時所形成的)小於該被熔接的部分42的深度D1(該被熔接的部分42是在施加該第一雷射束12a時被熔接的)(D1＞D2)。如圖9所示，一氣孔45在依據對照例2的該待熔接的構件240的剖面被觀察到。在該對照例2中，熔池43的深度D2並沒有大致等於該被熔接的部分42的深度D1。因此，該被熔接的部分42包括沒有被該第二雷射束12b再次熔化的部分。因此，氣孔45仍留了下來。

圖10是一剖面圖，其顯示被依據本揭露內容的一實施例的雷射熔接方法熔接的待熔接的構件40的例子。如圖10所示，沒有不良融合44在該被依據本揭露內容的實施例的雷射熔接方法熔接的待熔接的構件40的剖面被觀察到。此外，沒有氣孔45被觀察到。如上所示，在此實施例中，可防止氣孔45的形成並防止不良融合44發生。

圖11是一圖表，其顯示被第一及第二雷射束12a及12b所形成的該被熔接的部分42的深度與其品質之間的關係，其中水平軸線代表熱輸入密度且垂直軸線代表被熔接的部分42的深度。該熱輸入密度係指被饋入到該被熔接的部分42中的每單位體積的熱量。

如圖11所示，當第二雷射束12b的熱輸入密度從數值0增加時，被該第二雷射束12b形成的該被熔接的部分42的深度D2以固定的速率增加。

同時，在第一雷射束12a在一範圍內從數值0增加至一預定的數值時，被該第一雷射束12a形成的該被熔接的部分42的深度D1大於被該第二雷射束12b形成的該被熔接的部分42的深度D2((第一雷射束12a形成的深度D1)＞(第二雷射束12b形成的深度D2))。此範圍對應於圖9所示的對照例2，該氣孔45仍留在該被熔接的部分42中。

當該第一及第二雷射束12a及12b的熱輸入密度是預定的數值時，被該第一雷射束12a形成的該被熔接的部分42的深度D1大致等於被該第二雷射束12b形成的該被熔接的部分42的深度D2((第一雷射束12a形成的深度D1)=(第二雷射束12b形成的深度D2))。此範圍對應於圖10所示的該實施例，沒有氣孔存在於該被熔接的部分42中。

當該第一雷射束12a的熱輸入密度超過該預定的數值時，被該第一雷射束12a形成的該被熔接的部分42的深度D1小於被該第二雷射束12b形成的該被熔接的部分42的深度D2((第一雷射束12a形成的深度D1)＜(第二雷射束12b形成的深度D2))。在此情況中，一新的氣孔45被形成在該被熔接的部分42的一比深度D1深的部分中。

接下來，在對照例1及2中被觀察到的不良融合44及/或氣孔45發生及存留的機制將被說明，然後依據本揭露內容的雷射熔接方法的機制將被說明。

圖12顯示關於不良融合44發生及存留的機制的例子。如圖12所示，一待熔接的構件40包括一第一金屬構件40a、一第二金屬構件40b、及一第三金屬構件40c。該待熔接的構件40包含鋁或銅作為其材料。一金屬氧化物膜46被形成在鋁或銅的表面上。當雷射束12被施加至該待熔接的構件40時，被照射的部分會熔化。在此位置點，該金屬氧化物膜46的屑片被懸浮在該熔池43中以及在該熔池43周圍的界面中。然後，當該熔池43固化時，該等金屬氧化物膜46的屑片在該界面中依偎在一起並積累於該界面中。然後，當該熔池43固化且一被熔接的部分42被形成時，不良融合44被形成在該被熔接的部分42中以及在該被熔接的部分42周圍的界面中。如上文描述的，不良融合44被形是是因為金屬氧化物膜46的屑片積累在該被熔接的部分42的該界面中。

在依據對照例1的雷射熔接方法中，該第二雷射束12b的該集中的射束直徑不在該第三金屬構件40c的厚度的5至25%的範圍內。因此，該熔接沒有變成是鑰匙孔式熔接，因此該熔池43不能像它被搖晃般地被移動。因此，該不良融合44存留下來。

與此相反地，在本揭露內容的實施例中，該第二雷射束12b的該集中的射束直徑是在該第三金屬構件40c的厚度的5至25%的範圍內。因此，該熔接變成是鑰匙孔式熔接，且該熔池43可如同它被搖晃般地被移動。此外，被該第二雷射束12b形成的該熔池43的深度D2大致等於該被熔接的部分42的深度D1。因此，該第二雷射束12b可到達留在該被熔接的部分42及該被熔接的部分42的界面內的該金屬氧化物膜46。因此，可驅散該金屬氧化物膜46並藉以防止金屬氧化物膜46被積累。因此，可防止不良融合44存留下來。

圖13顯示氣孔被形成及存留下來的機制的例子。如圖13所示，在一些情況中，濕氣47、油等等會黏附或被被吸收至形成在該第一、第二及第三金屬構件40a，40b及40c的表面上的金屬氧化物膜46中。當雷射束12被施加至其內形成有該金屬氧化物膜46的該待熔接的構件40時，孔隙48會因為濕氣47的存在而被形成在該熔池43內。該等孔隙48例如包含氫。此外，其內含有孔隙48的氣孔45最終會留存在該被熔接的部分42中，該氣孔是在該熔池43固化時形成的。

在依據對照例2的雷射熔接方法中，被該第二雷射束12b形成的該熔池43的深度D2並沒有大致等於該被熔接的部分42的深度D1。因此，該被熔接的部分42包括一沒有被該第二雷射束12b再熔化的部分。因此，不可能防止氣孔45存留下來。

與此相反地，在本揭露內的實施例中，被該第二雷射束12b形成的該熔池43的深度D2大致等於該被熔接的部分42的深度D1。因此，該被熔接的部分42被該第二雷射束12b再熔化。因此，可防止氣孔45存留下來。

當該不良融合44及氣孔45留在該被熔接的部分42內時，熔接強度會裂化且該被熔接的部分42的電阻會變大。因此，不可能改善該待熔接的構件的品質。然而，因為本揭露內容的實施例可防止該不良融合44及氣孔45留存，所以可獲得絕佳的接合界面。此外，本揭露內容的實施例可改善熔接強度、防止該被熔接的部分42的電阻的改變、及改善該待熔接的構件40的品質。 (與對照例3比較)

接下來，對照例3將被說明。對照例3首先被說明，然後本揭露內容的實施例的有利效果將藉由該實施例與該對照例3來說明。

圖14顯示用依據對照例3的熔接方法熔接的待熔接的構件340的例子。圖15是一剖面圖(即，沿著圖14的線XV-XV所取的剖面)，其顯示用依據對照例3的熔接方法熔接的待熔接的構件340的例子。圖16顯示用依據本揭露內容的實施例的雷射熔接方法熔接的待熔接的構件40的例子。圖17是一剖面圖(即，沿著圖16的線XVII-XVII所取的剖面)，其顯示用依據本揭露內容的實施例的雷射熔接方法熔接的待熔接的構件40的例子。

如圖14及15所示，依據對照例3的熔接方法是一種使用電阻或超音波的熔接方法。待熔接的構件40被夾設在一工具300的尖端之間。該夾設的待熔接的構件40係藉由將電流饋送通過該工具300的尖端而被熔接的。或者，該待熔接的構件40係藉由在該工具300的尖端之間產生超音波而被熔接。在依據對照例3的熔接方法中，必須將該待熔接的構件40夾設在該工具300的尖端之間且它需要一用於接合之重疊區的寬度H，其對應於該工具300的尖端的直徑。因此，在第三金屬構件340c內的非電氣的產生部分(non-electric-generating part)340d的尺寸很大。

與此相反地，如圖16及17所示，在本揭露內容的實施例中，該待熔接的構件40是藉由將雷射束12施加至該待熔接的構件40的該端面41而被熔接。因此，不須讓該待熔接的構件40被該工具300或類此者夾住。用於接合的該重疊區的寬度H是一等於該被熔接的部分42從該端面41算起的深度的寬度。因此，可減小在該第三金屬構件40c內的非電氣的產生部分40d的尺寸。

此外，該掃描是藉由使用具有不同的集中的射束直徑的雷射束12而被實施兩次。以此方式，可弭平在該端面部分41c內箔片積累的箔片的端面41之間的差異必藉此讓該被熔接的部分42的表面均勻一致。因此，可改善熔接強度並讓電阻均勻一致。 (與對照例4比較)

接下來，對照例4將被說明。對照例4首先被說明，然後本揭露內容的實施例的有利效果將藉由該實施例與該對照例4來說明。

對照例4是一種揭露於專利文獻1內的雷射熔接方法，在該雷射熔接方法中，第一至第三雷射束被施用。第二及第三雷射束的每一者被設置在第一雷射束的內側且具有比第一雷射束的輸出功率高的輸出功率。此外，依照對照例4的雷射熔接方法包括一藉由將一第一雷射束施加至一待熔接的構件(在該待熔接的構件內，第一至第三構件從該第一構件側被層疊)來形成被熔化的部分的第一熔化步驟；一將第二雷射束施加至該被熔化的部分並藉以形成一沿著該第二雷射束有較高的溫度的第一鑰匙孔的第二熔化步驟；及一將第三雷射束施加至該被熔化的部分並藉以形成一沿著該第三雷射束有較高的溫度的第二鑰匙孔的第三熔化步驟。以此方式，在依據對照例4的該雷射熔接方法中，第一至第三構件被熔化且該待熔接的構件藉此被熔接。

然而，在依據對照例4的該雷射熔接方法中，必須在用第一至第三雷射束於每一構件中形成一被熔化的部分的同時實施在深度方向上的熔接。因此，它需要較長的處理時間。此外，因為一個被第一雷射束照射但沒有被第二和第三雷射束照射的部分並沒有被再熔化，所以氣孔仍存留在該處。此外，對照例4沒有採取任何措施來防止因為金屬氧化物膜的積累所造成的不良融合。因此，依據對照例4的雷射熔接方法不能防止氣孔的形成。此外，對照例4不能防止金屬氧化物膜的積累所造成的不良融合。

與此相反地，在本揭露內容的實施例中，被該第一雷射束12a熔接的該被熔接的部分42被該第二雷射束12b完全地再熔化。因此，可消除掉氣孔45，並可防止氣孔45被形成及留存。

此外，該第二雷射束12b(其具有比第一雷射束12a的集中的射束直徑L1小該第二雷射束12b的集中的射束直徑L2被施加至熔池43，使得該熔池43被巔簸。以此方式，可攪動該熔池43並藉以破壞會造成不良融合44的該金屬氧化物膜46。因此，本揭露內容的實施例可獲得絕佳的接合界面。 (實施例的變化例1)

接下來，該實施例的變化例1將被說明。圖18是一平面圖，其顯示依據該實施例的變化例1被第二雷射束12b照射的待熔接的構件40的端面41的例子。在上述的實施例中，在將該第二雷射束12b於該端面41上擺動(swinging)於和第一方向相交叉的第二方向上的同時，該被施加該第二雷射束12b的地方被移動於該第一方向上以作為巔簸該熔池43的方法。

如圖18所示，在該變化例1中，被施加該第二雷射束12b的地方被搖晃(即，被轉動地掃描)。亦即，該第二雷射束12b是在將該第二雷射束12b掃描於第一方向上並同時將其以圓圈的模式轉動於該被熔接的部分42的該端面部分上的時候被施加的。即使是在此例子中，該熔池43可被巔簸。因此，可攪動該熔池43並藉以破壞會造成不良融合44的該金屬氧化物膜46。此外，在此變化例中，雷射束12b被掃描一平行於該端面41的平面上的每一方向上，而不是只被掃描在該第一和第二方向上。此外，該熔池43被攪動使得它被旋渦狀旋轉。以此方式，可更有效地破壞會在積累在該界面內的該金屬氧化物膜46。因此，變化例1可防止因該金屬氧化物膜46的積累所造成的不良融合44。該變化例提供和上述的實施例的有利效果類似的其它有利效果。 (實施例的變化例2)

接下來，該實施例的變化例2將被說明。圖19是一平面圖，其顯示依據該實施例的變化例2被第二雷射束12b照射的待熔接的構件40的端面41的例子。

如圖19所示，在該變化例2中，該第二雷射束12b具有脈衝式輸出功率。亦即，該第二雷射束12b被間歇式地施加。換言之，該第二雷射束12b是在將它掃描於第一方向上並同時以間歇方式改變其輸出功率的時候被施加的。藉由改變該第二雷射束12b的輸出功率該熔池43亦可被巔簸於深度方向上。因此，該變化例2可改善破壞會造成不良融合的該金屬氧化物膜46的效果。應指出的是，當該第二雷射束12b的該集中的射束直徑L2小於該被熔接的部分42在Y軸方向上的長度時，該第二雷射束12b是在將它掃描於不是該第一方向的方向上以及掃描於該第一方向上的同時被施加的。該變化例提供和上述的實施例的有利效果類似的其它有利效果。

本揭露內容的實施例已於上文中被說明。然而，本揭露內並不侷限於上述的型態，且它們可被修改而不偏離本揭露內容的技術思想。

從被描述的揭露內容，很明顯的是，本揭露內容的實實施例可用許多方式修改。這些變化不應被視為偏離本揭露內容的精神和範圍，且對於熟習此技藝者而言將會是顯而易見的所有這些修改是包含在下面的申請專利範圍請求項的範圍內。

1‧‧‧雷射熔接設備10a‧‧‧第一雷射振盪器10b‧‧‧第二雷射振盪器20a‧‧‧第一雷射頭控制單元20b‧‧‧第二雷射頭控制單元30a‧‧‧第一熔接頭30b‧‧‧第二熔接頭11a‧‧‧光纖纜線11b‧‧‧光纖纜線12a‧‧‧第一雷射束12b‧‧‧第二雷射束10‧‧‧雷射振盪器11‧‧‧光纖纜線12‧‧‧雷射束13‧‧‧訊號線40‧‧‧待熔接的構件41‧‧‧端面30‧‧‧熔接頭20‧‧‧雷射頭控制單元31‧‧‧電流鏡40a‧‧‧第一金屬構件40b‧‧‧第二金屬構件40c‧‧‧第三金屬構件41a‧‧‧端面部分L1‧‧‧集中的射束直徑D1‧‧‧被熔接的部分的深度L2‧‧‧集中的射束直徑D2‧‧‧熔池的深度42‧‧‧被熔接的部分43‧‧‧熔池140‧‧‧待熔接的構件240‧‧‧待熔接的構件340‧‧‧待熔接的構件44‧‧‧不良融合45‧‧‧氣孔46‧‧‧金屬氧化物膜47‧‧‧濕氣48‧‧‧孔隙300‧‧‧工具340d‧‧‧非電氣的產生部分340a‧‧‧第一金屬構件340b‧‧‧第二金屬構件340c‧‧‧第三金屬構件

圖1是一組態圖，其顯示依據一實施例的雷射熔接設備的組態的例子； 　　圖2是一流程圖，其顯示依據一實施例的雷射熔接方法的組態的例子； 　　圖3是一剖面圖(即，圖1的平面A的剖面)，其顯示依據一實施例的待熔接構件的例子； 　　圖4是一平面圖(即，在圖1的平面B上的平面圖)，其顯示依據一實施例之用第一雷射束照射的待熔接構件的一端面的例子； 　　圖5是一剖面圖(即，沿著圖4的V-V線所取的剖面)，其顯示依據一實施例之用第一雷射束照射的待熔接構件的例子； 　　圖6是一平面圖(即，在圖1的平面B上的平面圖)，其顯示依據一實施例之用第二雷射束照射的待熔接構件的端面的例子； 　　圖7是一剖面圖(即，沿著圖6的VII-VII線所取的剖面)，其顯示依據一實施例之用第二雷射束照射的待熔接構件的例子； 　　圖8是一剖面圖，其顯示用對照例1的雷射熔接方法熔接的待熔接構件的例子； 　　圖9是一剖面圖，其顯示用對照例2的雷射熔接方法熔接的待熔接構件的例子； 　　圖10是一剖面圖，其顯示用依據一實施例的雷射熔接方法熔接的待熔接構件的例子； 　　圖11是一圖表，其顯示用第一和第二雷射束形成的被熔接的部分的深度和其熔接品質之間的關係的例子，其中水平軸線代表熱輸入密度且垂直軸線代表被熔接部分的深度； 　　圖12顯示不良融合的發生機制及其餘部分的例子； 　　圖13顯示氣孔的發生機制及其餘部分的例子； 　　圖14顯示用對照例3的雷射熔接方法熔接的待熔接構件的例子； 　　圖15是一剖面圖(即，沿著圖14的XV-XV線所取的剖面)，其顯示用依據對照例3的雷射熔接方法熔接的待熔接構件的例子； 　　圖16顯示用依據一實施例的雷射熔接方法熔接的待熔接構件的例子； 　　圖17是一剖面圖(即，沿著圖16的XVII-XVII線所取的剖面)，其顯示用依據一實施例的雷射熔接方法熔接的待熔接構件的例子；圖18是一平面圖，其顯示用依據一實施例的修改例1的第二雷射束照射的待熔接構件的端面的例子；及圖19是一平面圖，其顯示用依據一實施例的修改例2的第二雷射束照射的待熔接構件的端面的例子。

1‧‧‧雷射熔接設備

10a‧‧‧第一雷射振盪器

10b‧‧‧第二雷射振盪器

11a‧‧‧光纖纜線

11b‧‧‧光纖纜線

12a‧‧‧第一雷射束

12b‧‧‧第二雷射束

13‧‧‧訊號線

20a‧‧‧第一雷射頭控制單元

20b‧‧‧第二雷射頭控制單元

30a‧‧‧第一熔接頭

30b‧‧‧第二熔接頭

31‧‧‧電流鏡

40‧‧‧待熔接的構件

40a‧‧‧第一金屬構件

40b‧‧‧第二金屬構件

40c‧‧‧第三金屬構件

41‧‧‧端面

Claims (6)

1. 一種用於待熔接的構件的雷射熔接方法，該待熔接的構件包括一第一金屬構件、一第二金屬構件、及一被夾設在該第一和第二金屬構件之間的第三金屬構件，在該雷射熔接方法中，該待熔接的構件的該等金屬構件係藉由在該待熔接的構件的端面處將一雷射束掃描於一和該第三金屬構件被夾設在該第一和第二金屬構件之間的方向垂直的第一方向上並用該雷射束照射該第三金屬構件的至少一端面部分而被彼此熔接在一起，其中一被熔接的部分係藉由在將一第一雷射束掃描於該第一方向上的同時將該第一雷射束施加至該第三金屬構件的該端面部分上將該待熔接的構件熔化，然後將其固化來形成，該第一雷射束在該端面上具有一預定的集中的射束直徑，且該待熔接的構件是在將一第二雷射束掃描於一不同於該第一方向的方向上以及在該第一方向上橫過(across)該被熔接的部分的該端面部分的同時，在將該第二雷射束施加至該被熔接的部分的一端面之後被固化並藉此被熔接，並藉此將一熔池巔簸(jolt)，該熔池是在該被熔接的部分因該第二雷射束的施加而熔化的時候被形成的，該第二雷射束具有一集中的射束直徑，其小於該第一雷射束在該端面上的該集中的射束直徑且具有一讓該熔池的一從該端面算起的深度變成大致等於該被熔接的部分的深度的輸出功 率。
2. 如申請專利範圍第1項之雷射熔接方法，其中該熔池是藉由在將該第二雷射束掃描於該第一方向上且同時將該第二雷射束擺動於一第二方向上橫越該被熔接的部分的該端面部分的時候將該第二雷射束施加至該被熔接的部分的該端面部分而被巔簸，其中該第二方向與該第一方向相文。
3. 如申請專利範圍第1項之雷射熔接方法，其中該熔池是藉由在將該第二雷射束掃描於該第一方向上且同時將該第二雷射束以圓圈的圖案轉動於該被熔接的部分的該端面部分的時候將該第二雷射束施加至該被熔接的部分的該端面部分而被巔簸。
4. 如申請專利範圍第1項之雷射熔接方法，其中該熔池是藉由在將該第二雷射束掃描於該第一方向上且同時以間歇方式改變該第二雷射束的輸出功率的時候施加該第二雷射束而被巔簸。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之雷射熔接方法，其中該第一雷射束在該端面上的該集中的射束直徑是該待熔接的構件藉以被熱傳導熔接之集中的射束直徑，且該第二雷射束在該端面上的該集中的射束直徑是該被熔接的部 分藉以被鑰匙孔式熔接之集中的射束直徑。
6. 一種雷射熔接設備，其被建構來為一包括一第一金屬構件，一第二金屬構件，及一被夾設在該第一和第二金屬構件之間的第三金屬構件的待熔接構件將一雷射束掃描於該待熔接的構件的端面上的一和該第三金屬構件被夾設在該第一和第二金屬構件之間的方向垂直的第一方向上、用該雷射束照射該第三金屬構件的至少一端面部分藉以將該等金屬構件彼此熔接在一起，該雷射熔接設備包含：一第一熔接頭，其被建構來將一第一雷射束施加至該第三金屬構件的該端面部分，該第一雷射束在該端面上具有一預定的集中的射束直徑；一第二熔接頭，其被建構來將一第二雷射束施加至該待熔接的構件，該第二雷射束具有一集中的射束直徑，其小於該第一雷射束在該端面上的該集中的射束直徑；一第一雷射頭控制單元，其被建構來控制該第一熔接頭；及一第二雷射頭控制單元，其被建構來控制該第二熔接頭，其中該第一雷射頭控制單元控制該第一熔接頭使得一被熔接的部分是在該第一雷射束掃描於該第一方向上的同時藉由施加該第一雷射束至該第三金屬構件的該端面部分來將該待熔接的構件熔化，然後將該待熔接的構件固化而被形 成，該第二雷射頭控制單元控制該第二雷射頭的輸出功率，使得一熔池的一從該端面算起的深度變成大致等於該被熔接的部分的深度，其中該熔池是在該被熔接的部分因該第二雷射束的施加而熔化的時候被形成，及該第二雷射頭控制單元控制該第二熔接頭使得在將該第二雷射束掃描於一不同於該第一方向的方向上以及掃描在該第一方向上橫過該被熔接的部分的該端面部分的同時，該待熔接的構件在將該第二雷射束施加至該被熔接的部分的該端面之後被固化並藉此被熔接，並藉此巔簸該熔池。

Images