焊接方法、焊接裝置以及電池的制造方法
【專利摘要】一種焊接工序(S1)，使用了焊接裝置(1)，所述焊接裝置(1)采用脈沖激光對焊接對象進行焊接，由第一受光裝置(20)只接收在所述焊接對象的焊接時從焊接部分放出的紅外線之中具有能夠檢測出形成于熔池中的小孔的波長的紅外線，解析裝置(40)基于由第一受光裝置(20)接收到的紅外線的強度，判定所述焊接部分的狀態(tài)是否良好。
【專利說明】焊接方法、焊接裝置以及電池的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及檢測激光焊接中的焊接部分的不良的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，在激光焊接中，作為用于確保比較大的熔深(例如0.3mm以上)的方法，小孔型焊接廣為人知。
[0003]小孔型焊接，是使用高的功率密度的激光的焊接法，通過利用因金屬蒸氣的壓力而在熔池中形成的孔(小孔:keyhole)來實現(xiàn)比較大的熔深。
[0004]小孔型焊接，被應(yīng)用于汽車用電池的殼體等的、要求焊接部分的長期的耐久性的制品。
[0005]可是，在小孔型焊接中，由于激光的輸出值高，因此有可能因熔融金屬吹飛而發(fā)生焊接部分凹陷的不良(未焊滿)。
[0006]另一方面，在為了抑制未焊滿的發(fā)生而降低了激光的輸出值的情況下，有可能沒有形成小孔從而不能夠確保所希望的熔深(產(chǎn)生未焊透)。
[0007]由于在制品的焊接部分中發(fā)生了上述那樣的不良的情況下不能夠確保所希望的耐久性，因此需要檢查制品的焊接部分。
[0008]制品的焊接部分的檢查，一般是操作者用肉眼進行，因此需要極多的時間。
[0009]在專利文獻I中公開了一種縮短上述那樣的檢查所需的時間的技術(shù)。
[0010]專利文獻I中記載的技術(shù)，是基于激光焊接時從母材放出的等離子體光、以及激光的反射光的強度，檢測焊接部分的不良的技術(shù)。
[0011]可是，專利文獻I中記載的技術(shù)，由于以下的原因而難以檢測出上述的未焊滿等的不良。
[0012]S卩，等離子體光是通過母材的成分以及保護氣體被加熱而產(chǎn)生的，沒有與未焊滿以及小孔的相關(guān)性。
[0013]另外，反射光根據(jù)反射面的狀態(tài)、以及熔池的行為等，偏差大，與未焊滿以及小孔的相關(guān)性低。
[0014]在先技術(shù)文獻
[0015]專利文獻
[0016]專利文獻1:日本特開2000-153379號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的課題是提供能夠用短時間檢測出激光焊接中的焊接部分的不良的技術(shù)。
[0018]本發(fā)明涉及的焊接方法，是采用脈沖激光對焊接對象進行焊接的焊接方法，其特征在于，在上述焊接對象的焊接時，選擇從焊接部分放出的紅外線之中、具有能夠檢測出形成于熔池中的小孔的波長的紅外線，基于上述選擇了的紅外線的強度，判定上述焊接部分的狀態(tài)是否良好。
[0019]在本發(fā)明涉及的焊接方法中，優(yōu)選：基于上述脈沖激光的I脈沖輸出中的、上述選擇了的紅外線的強度，檢測在上述焊接部分中產(chǎn)生的未焊透。
[0020]在本發(fā)明涉及的焊接方法中，優(yōu)選：通過將上述脈沖激光的I脈沖輸出中的、上述選擇了的紅外線的強度對時間進行積分，算出第一積分值，將上述第一積分值與第一閾值比較，在上述第一積分值大于上述第一閾值的情況下，判定為在上述焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊透，在上述第一積分值為上述第一閾值以下的情況下，判定為在上述焊接部分中產(chǎn)生了未焊透。
[0021]在本發(fā)明涉及的焊接方法中，優(yōu)選：基于從上述脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后的、上述選擇了的紅外線的強度，檢測在上述焊接部分中產(chǎn)生的未焊滿。
[0022]在本發(fā)明涉及的焊接方法中，優(yōu)選：通過將從上述脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后的、上述選擇了的紅外線的強度對時間進行積分，算出第二積分值，將上述第二積分值與第二閾值比較，在上述第二積分值小于上述第二閾值的情況下，判定為在上述焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊滿，在上述第二積分值為上述第二閾值以上的情況下，判定為在上述焊接部分中產(chǎn)生了未焊滿。
[0023]在本發(fā)明涉及的焊接方法中，優(yōu)選：使連續(xù)波激光重疊到上述脈沖激光中，基于從上述脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后的、在上述焊接部分中反射了的上述連續(xù)波激光的強度，檢測在上述焊接部分中產(chǎn)生的未焊滿。
[0024]在本發(fā)明涉及的焊接方法中，優(yōu)選：在上述脈沖激光的I脈沖輸出中，上述選擇了的紅外線的強度急劇地上升時，使上述脈沖激光的輸出值降低。
[0025]本發(fā)明涉及的焊接裝置，是采用脈沖激光對焊接對象進行焊接的焊接裝置，其特征在于，具備：
[0026]光學系統(tǒng)，其在對上述焊接對象照射上述脈沖激光的同時，使從上述焊接對象的焊接部分放出的紅外線反射；
[0027]第一受光裝置，其只接收由上述光學系統(tǒng)反射了的紅外線之中、具有能夠檢測出形成于熔池中的小孔的波長的紅外線；和
[0028]解析裝置，其基于由上述第一受光裝置接收的紅外線的強度，判定上述焊接部分的狀態(tài)是否良好。
[0029]在本發(fā)明涉及的焊接裝置中，優(yōu)選：進一步具備第二受光裝置，上述光學系統(tǒng)構(gòu)成為，在對上述脈沖激光重疊連續(xù)波激光的同時，使在上述焊接對象中反射了的上述連續(xù)波激光向上述第二受光裝置反射，上述第二受光裝置接收由上述光學系統(tǒng)反射了的上述連續(xù)波激光，上述解析裝置基于由上述第二受光裝置接收了的上述連續(xù)波激光的強度，檢測在上述焊接部分中產(chǎn)生的未焊滿。
[0030]本發(fā)明涉及的電池的制造方法，其特征在于，具備采用權(quán)利要求I?7的任一項所述的焊接方法對上述殼體進行焊接的工序。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，能夠以短時間檢測出激光焊接中的焊接部分的不良。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖I是表示本發(fā)明涉及的焊接裝置的圖。
[0033]圖2是表示紅外線強度的波形、反射光強度的波形、以及脈沖激光的輸出值的波形的圖。
[0034]圖3是表示在本發(fā)明涉及的焊接方法中解析裝置進行的工序的圖。
[0035]圖4是表示未焊透檢測工序的圖。
[0036]圖5是表示脈沖激光的I脈沖輸出中的、沒有產(chǎn)生未焊透的情況的紅外線強度的波形、和產(chǎn)生了未焊透的情況的紅外線強度的波形的圖。
[0037]圖6是表示未焊滿檢測工序的圖。
[0038]圖7是表示脈沖激光的I脈沖輸出結(jié)束后的、沒有產(chǎn)生未焊滿的情況的紅外線強度的波形、和產(chǎn)生了未焊滿的情況的紅外線強度的波形的圖。
[0039]圖8是表示脈沖激光的I脈沖輸出中的、沒有產(chǎn)生未焊滿的情況的反射光強度的波形、和產(chǎn)生了未焊滿的情況的反射光強度的波形的圖。
[0040]圖9是表示基于脈沖激光的I脈沖輸出中的紅外線強度的、脈沖激光的輸出值的控制的圖。
[0041]圖10是表示本發(fā)明涉及的電池的圖。

【具體實施方式】
[0042]以下參照圖1以及圖2對作為本發(fā)明涉及的焊接裝置的一實施方式的焊接裝置I進行說明。
[0043]焊接裝置I是在對焊接對象進行激光焊接的同時，檢測焊接部分的不良的裝置。
[0044]再者，為了方便說明，將圖1中的上下方向定義為焊接裝置I的上下方向。
[0045]如圖1所示，焊接裝置I具備:焊炬10、第一受光裝置20、第二受光裝置30、和解析裝置40。
[0046]焊炬10，是向作為焊接對象的工件W照射規(guī)定的激光的裝置。
[0047]焊炬10，通過光纖而與脈沖激光振蕩器以及CW激光振蕩器連接(未圖示)，且構(gòu)成為，能夠照射由上述脈沖激光振蕩器激振出的脈沖激光、和由上述CW激光振蕩器激振出的連續(xù)波(Continuous Wave CW)激光重疊而成的激光(以下記為「重疊激光」)。
[0048]在本實施方式中，作為上述脈沖激光，可采用YAG激光(波長:1064nm)，作為上述CW激光，可采用半導體激光(波長:808nm)。
[0049]焊炬10具備筐體11、準直透鏡12、聚光透鏡13、和鏡14。
[0050]筐體11，是下端部開放的中空的構(gòu)件，作為焊炬10的外裝發(fā)揮作用。在筐體11的內(nèi)部，收納有準直透鏡12、聚光透鏡13、以及鏡14，從上方開始，按準直透鏡12、鏡14、聚光透鏡13的順序相互空開規(guī)定的間隔地配置。
[0051]準直透鏡12，是將從上方入射的重疊激光變換成平行光的透鏡。
[0052]聚光透鏡13，是將由準直透鏡12變換成平行光的重疊激光聚光的透鏡。
[0053]通過利用聚光透鏡13將重疊激光聚光，能夠?qū)?gòu)成重疊激光的脈沖激光的能量密度提高到能夠?qū)ぜ進行小孔型焊接的程度。
[0054]在此，所謂小孔型焊接，是使用高功率密度的激光的焊接法，通過利用因金屬蒸氣而在熔池中形成的孔(小孔)，來實現(xiàn)比較大的熔深(在本實施方式中，為0.4mm以上)。
[0055]鏡14，是在使由準直透鏡12變換成平行光的重疊激光透過的同時，使在工件W的焊接時從焊接部分放出的紅外線、以及在工件W上反射了的CW激光(以下記為「CWL反射光」)向第一受光裝置20以及第二受光裝置30反射的半透半反鏡。
[0056]這樣，準直透鏡12、聚光透鏡13、以及鏡14，作為下述光學系統(tǒng)發(fā)揮作用，所述光學系統(tǒng)用于：獲得具有能夠?qū)ぜ進行小孔型焊接的程度的高的能量密度的重疊激光，對工件W進行照射，并且使在工件W的焊接時產(chǎn)生的紅外線、以及CWL反射光向第一受光裝置20以及第二受光裝置30反射。
[0057]第一受光裝置20，是只接收被焊炬10的光學系統(tǒng)（準直透鏡12、聚光透鏡13、以及鏡14)反射了的紅外線之中、波長為1480nm的紅外線，并計測其強度的裝置。
[0058]第一受光裝置20具備第一鏡21、第一光學濾波器22、第一光電二極管23、以及第一放大器24。
[0059]第一鏡21，是將反射到鏡14的紅外線以及CWL反射光的一部分向第一光電二極管23反射，并且使其余部分透射的半透半反鏡。
[0060]第一光學濾波器22，是只使反射到第一鏡21的紅外線之中、波長為1480nm的紅外線透射的光學濾波器。在本實施方式中，作為第一光學濾波器22，可采用使波長為1480±30nm的光透射的帶通濾波器。
[0061]第一光學濾波器22,配置于第一鏡21與第一光電二極管23之間的、反射到第一鏡21的紅外線以及CWL反射光的路徑上。
[0062]第一光電二極管23，是接收透過第一光學濾波器22的紅外線（波長：1480nm)，并輸出與其強度相應(yīng)的電流信號的光電二極管。再者，優(yōu)選：在第一光電二極管23和第一光學濾波器22之間適當配置會聚透鏡，使到達第一光電二極管23的紅外線會聚。
[0063]第一光電二極管23與第一放大器24電連接。
[0064]第一放大器24,是將由第一光電二極管23輸出的電流信號變換成電壓信號的放大器。由第一放大器24輸出的電壓信號,表不由第一受光裝置20接收的紅外線（波長：1480nm)的強度（以下記為「紅外線強度」)。
[0065]第一放大器24，與解析裝置40電連接。
[0066]第二受光裝置30，是接收被焊炬10的光學系統(tǒng)（準直透鏡12、聚光透鏡13、以及鏡14)反射了的CWL反射光（波長：808nm)，并計測其強度的裝置。
[0067]第二受光裝置30，具備第二鏡31、第二光學濾波器32、第二光電二極管33、以及第二放大器34。
[0068]第二鏡31，是將透過第一鏡21的紅外線以及CWL反射光的一部向第二光電二極管33反射，并且使其余部分透射的半透半反鏡。
[0069]再者，作為第二鏡31，也能夠采用將透過第一鏡21的紅外線以及CWL反射光的全部向第二光電二極管33反射的鏡。
[0070]第二光學濾波器32，是只使反射到第二鏡31的CWL反射光（波長：808nm)透射的光學濾波器。在本實施方式中，作為第二光學濾波器32,可米用使波長為808±30nm的光透射的帶通濾波器。
[0071]第二光學濾波器32，配置于第二鏡31和第二光電二極管33之間的、反射到第二鏡
31的紅外線以及CWL反射光的路徑上。
[0072]第二光電二極管33，是接收透過第二光學濾波器32的CWL反射光，并輸出與其強度相應(yīng)的電流信號的光電二極管。再者，優(yōu)選：在第二光電二極管33和第二光學濾波器32之間適當配置會聚透鏡，使到達第二光電二極管33的CWL反射光會聚。
[0073]第二光電二極管33，與第二放大器34電連接。
[0074]第二放大器34,是將由第二光電二極管33輸出的電流信號變換成電壓信號的放大器。由第二放大器34輸出的電壓信號,表不由第二受光裝置30接收的CWL反射光的強度(以下記為「反射光強度」)。
[0075]第二放大器34，與解析裝置40電連接。
[0076]解析裝置40，是在工件W的焊接時判定焊接部分的狀態(tài)是否良好的裝置。解析裝置40，基于由第一受光裝置20計測出的紅外線強度、和由第二受光裝置30計測出的反射光強度進行上述判定。關(guān)于采用解析裝置40進行的判定的詳細情況在后面敘述。
[0077]另外，解析裝置40，與上述脈沖激光振蕩器以及上述CW激光振蕩器電連接(未圖示)，控制從上述脈沖激光振蕩器以及上述CW激光振蕩器激振出的各激光的輸出值。
[0078]圖2表示紅外線強度的波形、反射光強度的波形、以及脈沖激光的輸出值的波形。
[0079]圖2所示的圖的縱軸表示紅外線強度、反射光強度、以及脈沖激光的輸出值，橫軸表示時間。
[0080]圖2中的各波形，為了方便而上下地排列來表示。
[0081]以下參照圖3?圖9對作為本發(fā)明涉及的焊接方法的一實施方式的使用焊接裝置I的焊接工序SI進行說明。
[0082]焊接工序SI，是使用焊接裝置1，對作為焊接對象的工件W進行激光焊接，并且檢測焊接部分的不良的工序。
[0083]在焊接工序SI中，由焊炬10對工件W照射重疊激光來對工件W進行焊接時，采用第一受光裝置20以及第二受光裝置30連續(xù)地計測紅外線強度以及反射光強度，并將這些強度傳送到解析裝置40。
[0084]如圖3所示，在焊接工序SI中，解析裝置40進行未焊透檢測工序S10、以及未焊滿檢測工序S20。
[0085]再者，在本實施方式中，在未焊透檢測工序SlO之后，進行未焊滿檢測工序S20，但也可以在未焊滿檢測工序S20之后進行未焊透檢測工序S10，也可以并列地進行這些工序。
[0086]未焊透檢測工序S10，是判定在工件W的焊接部分中是否產(chǎn)生了未焊透的工序。
[0087]在此，所謂「未焊透」，是意味著不能夠達到所希望的熔深(例如0.4mm以上)的不良。
[0088]如圖4所示，在未焊透檢測工序SlO中，解析裝置40進行步驟Sll?步驟S13的處理。
[0089]在步驟SI I中，解析裝置40，通過將脈沖激光的I脈沖輸出中的紅外線強度對時間進行積分，來算出積分值A(chǔ)。
[0090]解析裝置40,進行步驟Sll之后進行步驟S12。
[0091]在步驟S12中，解析裝置40對由步驟Sll算出的積分值A(chǔ)、和預先通過實驗等設(shè)定了的閾值Ta進行比較。
[0092]在積分值A(chǔ)大于閾值Ta的情況下，解析裝置40判定為在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊透，并結(jié)束未焊透檢測工序S10。
[0093]在積分值A(chǔ)為閾值Ta以下的情況下，解析裝置40判定為在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了未焊透，并進行步驟S13。
[0094]圖5表示脈沖激光的I脈沖輸出中的、在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊透的情況的紅外線強度的波形（圖5中的由橢圓El包圍的部分）、和在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了未焊透的情況的紅外線強度的波形（圖5中的由橢圓E2包圍的部分）。
[0095]如圖5所示，脈沖激光的I脈沖輸出中，在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊透的情況的紅外線強度的波形，相比于在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了未焊透的情況的紅外線強度的波形，峰值大，作為整體，值變大。
[0096]這是由于在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊透，能夠達到所希望的熔深的情況下，在工件W的焊接中形成了小孔的緣故。也就是說，通過在熔池中形成小孔，能夠達到比較大的熔深，在形成有小孔的情況下，其周邊的溫度大致達到工件W的沸點，而且，由于小孔而導致熔池的表面積增加，因此紅外線強度變得較大。
[0097]因此，基于通過將脈沖激光的I脈沖輸出中的紅外線強度對時間進行積分而算出的積分值A(chǔ)，能夠進行在工件W的焊接部分中是否產(chǎn)生了未焊透的判定。
[0098]再者，在本實施方式中，將由第一受光裝置20接收的紅外線的波長設(shè)為1480nm，但如果與焊接對象的沸點附近的溫度、也就是形成小孔時的溫度對應(yīng)，則能夠適當變更其波長。也就是說，只要選擇由第一受光裝置20接收的紅外線的波長，使得能夠檢測小孔的有無即可。
[0099]例如，在焊接對象為以鋁為主成分的金屬的情況下，優(yōu)選將用于不良的判定的紅外線的波長設(shè)為1200?1600nm。鋁的沸點為約2520°C，與該溫度對應(yīng)的紅外線的波長，根據(jù)維恩位移定律為約lOOOnm?？墒牵摬ㄩL與作為脈沖激光采用的YAG激光的波長(1064nm)接近，因此脈沖激光自身成為噪聲，檢測小孔的有無變得困難。另一方面，由于焊接時的鋁的表面溫度達到約1500°C，因此在紅外線的波長大于1600nm的情況下，熔融了的鋁的溫度、和形成小孔時的溫度的判別變得困難。
[0100]因此，在焊接對象為以鋁為主成分的金屬的情況下，通過將用于不良的判定的紅外線的波長設(shè)為1200?1600nm，能夠精度良好地判斷在焊接時是否形成了小孔。
[0101]另外，在本實施方式中，使用積分值A(chǔ)判斷在工件W的焊接部分中是否產(chǎn)生了未焊透，但也能夠?qū)⑴c脈沖激光的I脈沖輸出中的紅外線強度相關(guān)的其他的值用于判定。
[0102]例如，也能夠利用在形成了小孔時紅外線強度急劇地增加的現(xiàn)象，將紅外線強度的微分值用于判定。另外，也能夠?qū)⒚}沖激光的I脈沖輸出中的紅外線強度的峰值、平均值、或者合計值用于判定。
[0103]如圖4所示，解析裝置40，在步驟S12中判定為在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了未焊透的情況下，在步驟S13中判定為在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了不良。
[0104]該情況下，進行將在焊接部分中產(chǎn)生了不良的工件W排除在外等等的規(guī)定的處理。
[0105]如以上那樣，在未焊透檢測工序SlO中，基于脈沖激光的I脈沖輸出中的紅外線強度，能夠以短時間檢測出在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了的未焊透。
[0106]未焊滿檢測工序S20(參照圖3)，是判定在工件W的焊接部分中是否產(chǎn)生了未焊滿的工序。
[0107]在此，所謂「未焊滿」，是在熔池中形成了小孔時，因熔融金屬吹飛而導致焊接部分凹陷的不良。
[0108]如圖6所示，在未焊滿檢測工序S20中，解析裝置40進行步驟S21?步驟S25的處理。
[0109]在步驟S21中，解析裝置40，通過將從脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間(比脈沖間的時間短的時間，例如I?5ms)后的紅外線強度對時間進行積分，來算出積分值B。
[0110]解析裝置40,進行步驟S21后進行步驟S22。
[0111]在步驟S22中，解析裝置40對由步驟S21算出的積分值B、和預先通過實驗等設(shè)定了的閾值Tb進行比較。
[0112]在積分值B低于閾值Tb的情況下，解析裝置40判定為在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊滿，并進行步驟S23。
[0113]在積分值B為閾值Tb以上的情況下，解析裝置40判定為在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了未焊滿，并進行步驟S25。
[0114]圖7表示在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊滿的情況的紅外線強度的波形(圖7中的由虛線表示的紅外線強度的波形)、和在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了未焊滿的情況的紅外線強度的波形(圖7中的由實線表示的紅外線強度的波形)。
[0115]如圖7所示，從脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后(圖7中的時間11)到經(jīng)過規(guī)定時間后，在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了未焊滿的情況的紅外線強度的波形，相比于在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊滿的情況的紅外線強度的波形，作為整體，值變大。
[0116]這是由于在焊接時因熔融金屬吹飛，焊接部分凹陷，導致該焊接部分的表面積增力口，與之相伴，所放出的紅外線的量增加的緣故。
[0117]因此，基于通過將從脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間(比脈沖間的時間短的時間，例如I?5ms)后的紅外線強度對時間進行積分而算出的積分值B，能夠進行在工件W的焊接部分中是否產(chǎn)生了未焊滿的判定。
[0118]再者，在未焊滿檢測工序S20中，也與未焊透檢測工序SlO同樣地，將由第一受光裝置20接收的紅外線的波長設(shè)為能夠檢測小孔的有無的值。由于未焊滿是在熔池中形成了小孔時產(chǎn)生的不良，因此通過使用具有能夠檢測小孔的有無的波長的紅外線的強度，能夠判定在工件W的焊接部分中是否產(chǎn)生了未焊滿。
[0119]再者，在本實施方式中，使用積分值B判定在工件W的焊接部分中是否產(chǎn)生了未焊滿，但也能夠?qū)⑴c從脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后的紅外線強度相關(guān)的其他的值用于判定。
[0120]例如，也能夠?qū)拿}沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后的紅外線強度的平均值或者合計值用于判定。
[0121]如圖6所示，解析裝置40，在步驟S22中判定為在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊滿的情況下，在步驟S23中，通過將從脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后(例如，直到熔融了的焊接對象凝固為止)的反射光強度對時間進行積分，來算出積分值C。
[0122]解析裝置40進行步驟S23后進行步驟S24。
[0123]在步驟S24中，解析裝置40對由步驟S23算出的積分值C、和預先通過實驗等設(shè)定了的閾值Tc進行比較。
[0124]在積分值C大于閾值Tc的情況下，解析裝置40判定為在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊滿，并結(jié)束未焊滿檢測工序S20。
[0125]在積分值C為閾值Tc以下的情況，解析裝置40判定為在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了未焊滿，并進行步驟S25。
[0126]圖8表示脈沖激光的I脈沖輸出中的、在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊滿的情況的反射光強度的波形(圖8中的由橢圓E3包圍的部分)、和在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了未焊滿的情況的反射光強度的波形(圖8中的由橢圓E4包圍的部分)。
[0127]如圖8所示，在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊滿的情況的反射光強度，在從脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后(圖8中的時間t2)到經(jīng)過規(guī)定時間后，激烈地反復增減，而在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了未焊滿的情況的反射光強度，從脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后(圖8中的時間t3)到經(jīng)過規(guī)定時間后，變動小。
[0128]這是由于在沒有產(chǎn)生未焊滿的情況下，因熔池振動而導致在該熔池中反射光散射，而在產(chǎn)生了未焊滿的情況下，熔融金屬吹飛，熔池的大部分沒有殘存，反射光不會散射的緣故。
[0129]因此，基于將從脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后(例如，直到熔融了的焊接對象凝固為止)的反射光強度對時間進行積分而算出的積分值C，能夠進行在工件W的焊接部分中是否產(chǎn)生了未焊滿的判定。
[0130]再者，在本實施方式中，使用積分值C判定在工件W的焊接部分中是否產(chǎn)生了未焊滿，但也能夠?qū)⑴c從脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后的反射光強度相關(guān)的其他的值用于判定。
[0131]例如，也能夠?qū)拿}沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后的反射光強度的平均值或者合計值用于判定。
[0132]如圖6所示，解析裝置40在步驟S22或者步驟S24中判定為在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了未焊滿的情況下，在步驟S25中判定為在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了不良。
[0133]該情況下，進行將在焊接部分中產(chǎn)生了不良的工件W排除在外等等的規(guī)定的處理。
[0134]如以上那樣，在未焊滿檢測工序S20中，進行使用了與紅外線強度相關(guān)的積分值B的判定(步驟S21以及步驟S22)、和使用了與反射光強度相關(guān)的積分值C的判定(步驟S23以及步驟S24)，通過通過兩方的判定，最終判定為在工件W的焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊滿。
[0135]這樣，在未焊滿檢測工序S20中，基于從脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后的紅外線強度以及反射光強度，能夠以短時間檢測出在工件W的焊接部分中產(chǎn)生了的未焊滿。
[0136]再者，在未焊滿檢測工序S20中，也可以通過不進行使用與反射光強度相關(guān)的積分值C的判定(步驟S23以及步驟S24)，只進行使用與紅外線強度相關(guān)的積分值B的判定(步驟S21以及步驟S22)，來判斷在工件W的焊接部分中是否產(chǎn)生了未焊滿。該情況下，也可以將焊接裝置I設(shè)為不進行反射光強度的計測的構(gòu)成(將上述CW激光振蕩器以及第二受光裝置30等除外的構(gòu)成)。
[0137]在焊接工序SI中，也可以基于脈沖激光的I脈沖輸出中的紅外線強度控制脈沖激光的輸出值。
[0138]如圖9所示，解析裝置40判斷為在脈沖激光的I脈沖輸出中，紅外線強度急劇地上升時，使脈沖激光的輸出值降低（參照圖9中的時間t4以后的脈沖激光的輸出值）。
[0139]作為用于判斷為紅外線強度急劇地上升的指標，能夠采用紅外線強度的微分值。
[0140]在脈沖激光的I脈沖輸出中紅外線強度急劇地上升意味著在熔池中形成了小孔。在熔池中形成了小孔的情況下，該熔池的振動變得激烈，產(chǎn)生未焊滿的可能性提高。
[0141]因此，如上所述，通過在紅外線強度急劇地上升時，使脈沖激光的輸出值降低，能夠縮短小孔的保持時間，與之相伴，能夠抑制未焊滿的發(fā)生。
[0142]本發(fā)明涉及的焊接方法，能夠應(yīng)用于密閉型的電池的制造工序中。
[0143]以下參照圖10對作為本發(fā)明涉及的電池的制造方法的一實施方式的、電池100的制造工序進行說明。
[0144]電池100的制造工序，具備使用焊接裝置I的焊接工序。
[0145]首先，對電池100進行說明。
[0146]電池100為密閉型的電池。
[0147]如圖10所示，電池100具備殼體110。
[0148]殼體110，是將電極體（未圖示）與電解液一同進行收納的容器，是焊接裝置I的焊接對象。
[0149]上述電極體，通過將片狀地形成的一對電極（正極以及負極)隔著隔板層疊并卷繞來制作出。上述電極體，通過上述電解液浸滲而作為發(fā)電要素發(fā)揮作用。
[0150]殼體110具備收納部111和蓋部112。
[0151]收納部111，為大致長方體狀的箱體，其一面（圖10中的上面）開放。在收納部111中，收納有上述電極體以及上述電解液。
[0152]蓋部112，是具有與收納部111的開放面相應(yīng)的形狀的平板。蓋部112，通過采用焊接裝置I的激光焊接而與收納部111接合。詳細地講，利用從焊接裝置I照射出的重疊激光，蓋部112與收納部111的邊界部分熔融，該熔融部分凝固，由此形成焊接區(qū)120，從而蓋部112和收納部111被接合。
[0153]另外，在蓋部112中形成有端子130 · 130能夠貫通的兩個開口部，在這些開口部固定了端子130 · 130。
[0154]端子130是與上述電極體電連接的構(gòu)件。
[0155]一個端子130被配置為，其一端部與上述電極體的正極電連接，另一端部朝向殼體Iio的外部從蓋部112突出。
[0156]另一個端子130被配置為，其一端部與上述電極體的負極電連接，另一端部朝向殼體Iio的外部從蓋部112突出。
[0157]在電池100的制造工序中，向殼體110的收納部111內(nèi)收納上述電極體后，進行上述焊接工序。
[0158]上述焊接工序，是使用焊接裝置I對殼體110進行激光焊接的工序。
[0159]在上述焊接工序中，在采用蓋部112堵塞了收納部111的開放面的狀態(tài)下，利用焊接裝置I將收納部111與蓋部112焊接。
[0160]此時，在焊接裝置I的解析裝置40檢測出收納部111與蓋部112的焊接部分的不良的情況下，將具有該不良的構(gòu)件（殼體110等）作為不良品排除在外。
[0161]在沒有檢測出不良而在收納部111與蓋部112的邊界部分形成了焊接區(qū)120的情況下，依次進行后面的工序（向殼體110內(nèi)注入上述電解液的工序等等），制造出電池100。
[0162]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
[0163]本發(fā)明能夠在檢測激光焊接中的焊接部分的不良的技術(shù)中利用。
[0164]附圖標記說明
[0165]I 焊接裝置
[0166]10 焊炬
[0167]11 筐體
[0168]12準直透鏡（光學系）
[0169]13聚光透鏡（光學系）
[0170]14鏡（光學系）
[0171]20第一受光裝置
[0172]21 第一鏡
[0173]22第一光學濾波器
[0174]23第一光電二極管
[0175]24第一放大器
[0176]30第二受光裝置
[0177]31 第二鏡
[0178]32第二光學濾波器
[0179]33第二光電二極管
[0180]34第二放大器
[0181]40解析裝置
[0182]100 電池
[0183]110 殼體
[0184]120焊接區(qū)
【權(quán)利要求】
1.一種焊接方法，是采用脈沖激光對焊接對象進行焊接的焊接方法，其特征在于， 在所述焊接對象的焊接時選擇從焊接部分放出的紅外線之中具有能夠檢測出形成于熔池中的小孔的波長的紅外線， 基于所述選擇出的紅外線的強度，判定所述焊接部分的狀態(tài)是否良好。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于，基于所述脈沖激光的I脈沖輸出中的所述選擇出的紅外線的強度，檢測在所述焊接部分中產(chǎn)生的未焊透。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接方法，其特征在于， 通過將所述脈沖激光的I脈沖輸出中的所述選擇出的紅外線的強度對時間進行積分，算出第一積分值， 將所述第一積分值與第一閾值比較， 在所述第一積分值大于所述第一閾值的情況下，判定為在所述焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊透， 在所述第一積分值為所述第一閾值以下的情況下，判定為在所述焊接部分中產(chǎn)生了未焊透。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3的任一項所述的焊接方法，其特征在于， 基于從所述脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后的所述選擇出的紅外線的強度，檢測在所述焊接部分中產(chǎn)生的未焊滿。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊接方法，其特征在于， 通過將從所述脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后的所述選擇出的紅外線的強度對時間進行積分，算出第二積分值， 將所述第二積分值與第二閾值比較， 在所述第二積分值小于所述第二閾值的情況下，判定為在所述焊接部分中沒有產(chǎn)生未焊滿， 在所述第二積分值為所述第二閾值以上的情況下，判定為在所述焊接部分中產(chǎn)生了未焊滿。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的焊接方法，其特征在于， 使連續(xù)波激光重疊到所述脈沖激光中， 基于從所述脈沖激光的I脈沖輸出剛結(jié)束后到經(jīng)過規(guī)定時間后的在所述焊接部分中反射了的所述連續(xù)波激光的強度，檢測在所述焊接部分中產(chǎn)生的未焊滿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6的任一項所述的焊接方法，其特征在于， 在所述脈沖激光的I脈沖輸出中，所述選擇出的紅外線的強度急劇地上升時，使所述脈沖激光的輸出值降低。
8.一種焊接裝置，是采用脈沖激光對焊接對象進行焊接的焊接裝置，其特征在于，具備: 光學系統(tǒng)，其在對所述焊接對象照射所述脈沖激光的同時，使從所述焊接對象的焊接部分放出的紅外線反射； 第一受光裝置，其只接收由所述光學系統(tǒng)反射的紅外線之中具有能夠檢測出形成于熔池中的小孔的波長的紅外線；和 解析裝置，其基于由所述第一受光裝置接收的紅外線的強度，判定所述焊接部分的狀態(tài)是否良好。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的焊接裝置，其特征在于， 進一步具備第二受光裝置， 所述光學系統(tǒng)構(gòu)成為，在對所述脈沖激光重疊連續(xù)波激光的同時，使在所述焊接對象中反射了的所述連續(xù)波激光向所述第二受光裝置反射， 所述第二受光裝置接收由所述光學系統(tǒng)反射的所述連續(xù)波激光， 所述解析裝置，基于由所述第二受光裝置接收的所述連續(xù)波激光的強度，檢測在所述焊接部分中產(chǎn)生的未焊滿。
10.一種電池的制造方法，是具備用于收納電極體的殼體的電池的制造方法，其特征在于，具備采用權(quán)利要求1?7的任一項所述的焊接方法對所述殼體進行焊接的工序。
【文檔編號】B23K26/00GK104302435SQ201280073198
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月15日
【發(fā)明者】中村秀生, 杉山徹, 松本清市, 山本紀明, 柴田義范 申請人:豐田自動車株式會社