焊接裝置、焊接方法、以及電池的制造方法
【專利摘要】提供在激光焊接中，在熔池的深部不會殘存氧化皮膜，能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的熔深的技術(shù)。一種焊接裝置(1)，其照射激光，所述激光聚光于加工點(P)，在所述加工點處，所述激光具有與第一激光和第二激光重疊而成的重疊激光同樣的輪廓，所述第二激光具有比所述第一激光小的束徑，所述激光的輪廓中的與所述第一激光對應(yīng)的部分，具有能進行熱傳導(dǎo)型焊接的程度的功率密度，所述激光的輪廓中的與所述第二激光對應(yīng)的部分，具有能進行小孔型焊接的程度的功率密度。
【專利說明】焊接裝置、焊接方法、以及電池的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及抑制激光焊接中的焊接不良的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]以往通過采用激光使相互接觸的多個母材的邊界部分熔融來將該母材彼此接合的激光焊接已廣為人知。
[0003]在激光焊接中，將在表面形成的氧化皮膜的熔點與該氧化皮膜的內(nèi)側(cè)部分(非氧化部分)的熔點之差大的金屬(例如鋁)作為母材使用的情況下，將該氧化皮膜本身用激光直接熔融是困難的，但由于非氧化部分容易地熔融，因此氧化皮膜會因由該熔融的非氧化部分形成的熔池的表面張力、以及起因于熱梯度而在熔池中產(chǎn)生的對流而被破壞。
[0004]然而，隨著趨向熔池的深部，上述的對流的力變小，因此位于母材的邊界部分的氧化皮膜有在熔池的深部未被破壞而殘存之虞。
[0005]因此，產(chǎn)生不能確保所希望的熔深的問題。
[0006]專利文獻I中公開了下述技術(shù):通過向熔池的規(guī)定位置照射激光來除去在母材的表面形成的氧化皮膜。
[0007]然而，在專利文獻I所記載的技術(shù)中，由于向熔池的表面照射激光，因此不能夠除去殘存于熔池的深部的氧化皮膜。
[0008]在先技術(shù)文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:特開2012-6028號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的課題是提供在激光焊接中，在熔池的深部不會殘存氧化皮膜，能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的熔深的技術(shù)。
[0012]本發(fā)明涉及的焊接裝置，是照射激光的焊接裝置，所述激光聚光于加工點，
[0013]在所述加工點處，所述激光具有與第一激光和第二激光重疊而成的重疊激光同樣的輪廓，所述第二激光具有比所述第一激光小的束徑，
[0014]所述激光的輪廓中的與所述第一激光對應(yīng)的部分，具有能進行熱傳導(dǎo)型焊接的程度的功率密度，
[0015]所述激光的輪廓中的與所述第二激光對應(yīng)的部分，具有能進行小孔(key hole)型焊接的程度的功率密度。
[0016]在本發(fā)明涉及的焊接裝置中，優(yōu)選:在所述激光的輪廓中，光強度變?yōu)榉逯档?0%的部分的功率密度為2000kW/cm2以上。
[0017]在本發(fā)明涉及的焊接裝置中，優(yōu)選:在所述激光的輪廓中，光強度變?yōu)榉逯档奈恢锰幱谙率龇秶校龇秶菑囊运黾す獾氖鴱綖橹睆降膱A的中心起算的、該束徑的1/4以內(nèi)的范圍。
[0018]在本發(fā)明涉及的焊接裝置中，優(yōu)選:在所述激光的輪廓中，半值寬度為所述激光的束徑的30%以下。
[0019]在本發(fā)明涉及的焊接裝置中，優(yōu)選:在所述激光的輪廓中，以光強度為峰值的部分為基點算出的、將占所述激光的總輸出的20%的區(qū)域除外的部分的總輸出為1500W以上。
[0020]在本發(fā)明涉及的焊接裝置中，優(yōu)選:
[0021]具備照射所述第一激光的第一焊炬、和照射所述第二激光的第二焊炬，
[0022]將所述第一激光以及所述第二激光聚光于所述加工點，得到所述重疊激光。
[0023]本發(fā)明涉及的焊接方法，是采用激光將多個母材彼此接合的焊接方法，
[0024]在所述加工點處，所述激光具有與第一激光和第二激光重疊而成的重疊激光同樣的輪廓，所述第二激光具有比所述第一激光小的束徑，
[0025]所述激光的輪廓中的與所述第一激光對應(yīng)的部分，具有能進行熱傳導(dǎo)型焊接的程度的功率密度，
[0026]所述激光的輪廓中的與所述第二激光對應(yīng)的部分，具有能進行小孔型焊接的程度的功率密度。
[0027]在本發(fā)明涉及的焊接方法中，優(yōu)選:以所述激光的輪廓中的光強度變?yōu)榉逯档奈恢貌晃挥谒龆鄠€母材的邊界部分的方式照射所述激光。
[0028]本發(fā)明涉及的電池的制造方法，是具備殼體的電池的制造方法，所述殼體包括一面開口的收納部、以及將所述收納部的開口了的面堵塞的蓋部，
[0029]該制造方法具備采用激光將所述收納部與所述蓋部接合的焊接工序，
[0030]在所述加工點處，所述激光具有與第一激光和第二激光重疊而成的重疊激光同樣的輪廓，所述第二激光具有比所述第一激光小的束徑，
[0031]所述激光的輪廓中的與所述第一激光對應(yīng)的部分，具有能進行熱傳導(dǎo)型焊接的程度的功率密度，
[0032]所述激光的輪廓中的與所述第二激光對應(yīng)的部分，具有能進行小孔型焊接的程度的功率密度。
[0033]在本發(fā)明涉及的電池的制造方法中，優(yōu)選:在所述焊接工序中，以所述激光的輪廓中的光強度變?yōu)榉逯档奈恢梦挥诒人鍪占{部與所述蓋部的邊界部分靠所述殼體的內(nèi)側(cè)的位置的方式照射所述激光。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，在激光焊接時，在熔池的深部不會殘存氧化皮膜，能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的熔深。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是表示本發(fā)明涉及的焊接裝置的圖。
[0036]圖2的(a)是表示本發(fā)明的第一實施方式涉及的第一激光的輪廓的圖，圖2的(b)是表示本發(fā)明的第一實施方式涉及的第二激光的輪廓的圖。
[0037]圖3是表示本發(fā)明的第一實施方式涉及的重疊激光的三維輪廓的圖。
[0038]圖4是表示本發(fā)明的第一實施方式涉及的重疊激光的二維輪廓的圖。
[0039]圖5是表示采用重疊激光形成的熔池以及小孔的圖。
[0040]圖6是表示在焊接部分中形成有氣孔(blow hole)的情況下的適合的焊接例的圖。
[0041]圖7是表示在焊接部分中形成有氣孔的情況下的焊接例的圖。
[0042]圖8的(a)是表示本發(fā)明的第二實施方式涉及的第一激光的輪廓的圖，圖8的(b)是表示本發(fā)明的第二實施方式涉及的第二激光的輪廓的圖。
[0043]圖9是表示本發(fā)明的第二實施方式涉及的重疊激光的輪廓的圖。
[0044]圖10是表示本發(fā)明的第三實施方式涉及的激光的輪廓的圖。
[0045]圖11是表示本發(fā)明涉及的電池的圖。
[0046]圖12是本發(fā)明涉及的電池的殼體的截面圖。
[0047]圖13是表示殼體的收納部被過量地熔融的樣子的截面圖。

【具體實施方式】
[0048][第一實施方式]
[0049]以下參照圖1?圖7對作為本發(fā)明涉及的焊接裝置的第一實施方式的焊接裝置I進行說明。
[0050]如圖1所示，焊接裝置I具備第一焊炬11和第二焊炬12。
[0051]第一焊炬11以及第二焊炬12，分別照射規(guī)定的激光，并使該激光聚光于加工點P。
[0052]再者，以下將從第一焊炬11照射的激光記為「第一激光」，將從第二焊炬12照射的激光記為「第二激光」。
[0053]圖2 (a)以及圖2(b)分別示出加工點P處的第一激光的輪廓(光強度分布)、以及加工點P處的第二激光的輪廓(光強度分布)。
[0054]圖2(a)以及圖2(b)中的橫軸表示位置，縱軸表示該位置的各激光的光強度。
[0055]再者，各激光的束徑，基于各激光的總輸出的86.5%來定義。詳細(xì)地講,在各激光的輪廓中，以光強度變?yōu)榉逯?100% )的部分為基點，算出占各激光的總輸出的86.5%的區(qū)域(參照圖2(a)以及圖2(b)中的陰影圖案部分)，將該區(qū)域中的光強度最小的部分的寬度作為各激光的束徑。
[0056]如圖2(a)以及圖2(b)所示，第一激光的束徑比第二激光的束徑大。在本實施方式中，第一激光的束徑為0.85mm,第二激光的束徑為0.1mm。
[0057]另外，第一激光的光強度的峰值，比第二激光的光強度的峰值低。
[0058]另外，第一激光的總輸出(圖2(a)中的輪廓的內(nèi)部的面積)，比第二激光的總輸出(圖2(b)中的輪廓的內(nèi)部的面積)大。在本實施方式中，第一激光的總輸出為2400W，第二激光的總輸出為300W。
[0059]聚光于加工點P的第一激光以及第二激光，在加工點P重疊。
[0060]再者，在本實施方式中，將第一激光以及第二激光在加工點P重疊時，使第一激光的束中心和第二激光的束中心一致。
[0061]圖3以及圖4示出通過第一激光以及第二激光在加工點P重疊而形成的激光(以下記為「重疊激光」)的輪廓(光強度分布)。
[0062]圖3是表示重疊激光的三維輪廓的圖。圖3中的X軸以及y軸表示位置，z軸表示該位置的重疊激光的光強度。
[0063]圖4是表示重疊激光的二維輪廓的圖。圖4中的橫軸表示位置，縱軸表示該位置的重疊激光的光強度。
[0064]再者，重疊激光的束徑，與第一激光以及第二激光同樣地基于重疊激光的總輸出的86.5%來定義。
[0065]在本實施方式中，重疊激光的束徑為0.80mm，重疊激光的總輸出為2700W。
[0066]如圖3以及圖4所示，重疊激光的輪廓，大致具有第一激光的輪廓與第二激光的輪廓重疊而成的形狀，由寬度較大的與第一激光對應(yīng)的部分、和寬度較小的與第二激光對應(yīng)的部分構(gòu)成。
[0067]在重疊激光的輪廓中，與第一激光對應(yīng)的部分具有能進行熱傳導(dǎo)型焊接的程度的功率密度，與第二激光對應(yīng)的部分具有能進行小孔型焊接的程度的功率密度。
[0068]在此，所謂熱傳導(dǎo)型焊接，是使用了比較低的功率密度的激光的焊接法。在熱傳導(dǎo)型焊接中，利用被母材的表面吸收的激光的熱將該母材熔融。
[0069]另外，所謂小孔型焊接，是使用了比較高的功率密度的激光的焊接法。在小孔型焊接中，利用因金屬蒸氣的壓力而在熔池中形成的孔(小孔)進行焊接。
[0070]在此，對在采用能夠形成重疊激光的焊接裝置I將第一工件Wl與第二工件W2焊接的情況下取得的效果進行說明。
[0071]如圖5所示，第一工件Wl以及第二工件W2是焊接裝置I的焊接對象，形成為平板狀。第一工件Wl以及第二工件W2被配置為，第一工件Wl的一側(cè)面(圖5中的第一工件Wl的右端面)與第二工件W2的一側(cè)面(圖5中的第二工件W2的左端面)接觸。
[0072]在將第一工件Wl和第二工件W2采用焊接裝置I焊接時，在第一工件Wl以及第二工件W2的、被照射了重疊激光的部分中形成熔池M的同時，在熔池M中形成小孔K。
[0073]如前所述，重疊激光的輪廓，包含具有能進行熱傳導(dǎo)型焊接的程度的功率密度的與第一激光對應(yīng)的部分，因此在第一工件Wl以及第二工件W2的、被照射了重疊激光的部分中會形成與重疊激光的束徑對應(yīng)的大小的熔池M。
[0074]而且，由于重疊激光的輪廓，包含具有能進行小孔型焊接的程度的功率密度的與第二激光對應(yīng)的部分，因此在熔池M中會形成小孔K。
[0075]在此，第一工件Wl以及第二工件W2，由以鋁為主成分的坯料形成，在各工件的表面形成有氧化皮膜(氧化鋁)。作為各工件的氧化皮膜的氧化鋁的熔點為約2020°C，相比于鋁的熔點(約660°C )非常高。
[0076]因此，一般地，將各工件的氧化皮膜采用激光直接熔融是困難的，在熔池M的深部(圖5中的由橢圓D包圍的部分)中，熱對流的力小，難以利用熱對流來破壞各工件的氧化皮膜。
[0077]然而，通過使用重疊激光，會在形成與重疊激光的束徑對應(yīng)的大小的熔池M的同時，在熔池M中形成小孔K，并利用因金屬蒸氣的壓力而形成的小孔K攪拌熔池M。
[0078]由此，即使在熔池M的深部中，熔融金屬也流動，能夠良好地破壞各工件的氧化皮膜。
[0079]因此，在熔池M的深部不會殘存氧化皮膜，能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的熔深。
[0080]再者，在本實施方式中，作為第一工件Wl以及第二工件W2的坯料，采用了以鋁為主成分的坯料，但并不限于此。特別是在表面形成的氧化皮膜的熔點與該氧化皮膜的內(nèi)側(cè)部分(非氧化部分)的熔點之差大的金屬很適合于本發(fā)明。
[0081]在本發(fā)明中，不是如一般的小孔型焊接那樣利用小孔實現(xiàn)所希望的熔深，而是在形成了能夠確保所希望的熔深(不考慮氧化皮膜)的程度的大小的熔池M的基礎(chǔ)上，形成用于攪拌熔池M的小孔K。
[0082]因此，如果能夠形成能確保所希望的熔深(不考慮氧化皮膜)的程度的大小的熔池M、和能攪拌熔池M的小孔K，則重疊激光的輪廓不進行限定。
[0083]特別地優(yōu)選:在重疊激光的輪廓中，光強度變?yōu)榉逯档?0%的部分(參照圖4)的功率密度為2000kW/cm2以上。
[0084]這意味著:重疊激光的輪廓中的、與第二激光對應(yīng)的部分是能夠在熔池M中形成小孔K的輪廓。通過形成能攪拌熔池M的小孔K，能夠良好地破壞在熔池M的深部殘存的氧化皮膜。
[0085]在本實施方式中，重疊激光的輪廓中的、光強度變?yōu)榉逯档?0%的部分的功率密度為 4000kW/cm2。
[0086]另外，優(yōu)選:在重疊激光的輪廓中，光強度變?yōu)榉逯档奈恢?以下記為「峰位置」)處于下述范圍中，所述范圍是從以束徑為直徑的圓的中心起算的、束徑的1/4以內(nèi)的范圍。
[0087]這意味著:重疊激光的輪廓中的、與第二激光對應(yīng)的部分位于重疊激光的輪廓的中心附近。通過在熔池M的中心附近形成小孔K，能夠高效率地攪拌熔池M。
[0088]在本實施方式中，如前所述，在將第一激光以及第二激光在加工點P重疊時，使第一激光的束中心和第二激光的束中心一致，因此重疊激光的輪廓中的峰位置,與以重疊激光的輪廓中的束徑為直徑的圓的中心一致。
[0089]另外，優(yōu)選:在重疊激光的輪廓中，半值寬度為束徑的30%以下(0< (半值寬度/束徑)<0.3成立)。再者，所謂半值寬度，是激光的輪廓中的、光強度變?yōu)榉逯档?0%的部分的寬度(參照圖4)。
[0090]這表示了:在重疊激光的輪廓中，與第二激光對應(yīng)的部分的寬度相對于與第一激光對應(yīng)的部分的寬度的比率的條件。熔池M的大小，與重疊激光的輪廓中的、與第一激光對應(yīng)的部分的寬度成比例，小孔K的大小與重疊激光的輪廓中的、與第二激光對應(yīng)的部分的寬度成比例。如果相對于熔池M，小孔K過大，則熔池M的一部分飛散，有可能招致焊接不良。
[0091]因此，優(yōu)選:在重疊激光的輪廓中，使半值寬度為束徑的30%以下。
[0092]在本實施方式中，半值寬度為0.05mm,束徑為0.80mm,因此半值寬度/束徑為0.0625。
[0093]另外，優(yōu)選:在重疊激光的輪廓中，以光強度為峰值(100% )的部分為基點算出的、將占重疊激光的總輸出的20%的區(qū)域除外的部分的總輸出為1500W以上。
[0094]這意味著:重疊激光的輪廓中的、與第一激光對應(yīng)的部分是能夠形成能確保所希望的熔深(不考慮氧化皮膜)的程度的大小的熔池M的輪廓。
[0095]在本實施方式中，該部分的總輸出為2160W。
[0096]再者，形成重疊激光的第一激光以及第二激光，不管是連續(xù)波還是脈沖波都可以。
[0097]在至少一方的激光為脈沖波的情況下，脈沖輸出中的重疊激光的輪廓成為如圖3以及圖4所示的形狀即可。
[0098]如圖6所示，在將第一工件Wl和第二工件W2采用焊接裝置I進行焊接時，優(yōu)選以重疊激光的輪廓中的峰位置不位于第一工件Wl與第二工件W2的邊界部分(各工件的接觸面)的方式照射重疊激光。
[0099]一般地，小孔(key hole)與激光的輪廓中的峰位置一致地形成。另外，在焊接后有殘存于焊接部分中的可能性的氣孔(blow hole)，形成于在焊接中小孔所形成的位置。
[0100]如圖7所示，在以重疊激光的輪廓中的峰位置位于第一工件Wl與第二工件W2的邊界部分的方式照射重疊激光的情況下，因氣孔與該邊界部分中的微小空隙連通，熔深變得小于所希望的值，存在焊接部分的強度降低之虞。
[0101]與此相對，通過如圖6那樣，從第一工件Wl與第二工件W2的邊界部分，將重疊激光的輪廓中的峰位置錯開規(guī)定的距離(例如，0.2_)，氣孔就不會與該邊界部分中的微小的空隙連通，能夠抑制焊接部分的強度降低。
[0102][第二實施方式]
[0103]以下參照圖8以及圖9對作為本發(fā)明涉及的焊接裝置的第二實施方式的焊接裝置2進行說明。
[0104]焊接裝置2具備第一焊炬21和第二焊炬22 (未圖示)。
[0105]第一焊炬21以及第二焊炬22分別與焊接裝置I中的第一焊炬11以及第二焊炬12大致同樣地構(gòu)成，并使規(guī)定的激光聚光于加工點P。
[0106]再者，以下，將從第一焊炬21照射的激光記為「第一激光」，將從第二焊炬22照射的激光記為「第二激光」。
[0107]圖8 (a)以及圖8(b)分別示出加工點P處的第一激光的輪廓(光強度分布)、以及加工點P處的第二激光的輪廓(光強度分布)。
[0108]圖8(a)以及圖8(b)中的橫軸表示位置，縱軸表示該位置的各激光的光強度。
[0109]如圖8(a)以及圖8(b)所示，第一激光的束徑比第二激光的束徑大。在本實施方式中，第一激光的束徑為0.45mm,第二激光的束徑為0.1mm。
[0110]另外，第一激光的光強度的峰值比第二激光的光強度的峰值高。
[0111]另外，第一激光的總輸出(圖8(a)中的輪廓的內(nèi)部的面積)比第二激光的總輸出(圖8(b)中的輪廓的內(nèi)部的面積)大。在本實施方式中，第一激光的總輸出為2100W，第二激光的總輸出為150W。
[0112]聚光于加工點P的第一激光以及第二激光在加工點P重疊。
[0113]再者，在本實施方式中，將第一激光以及第二激光在加工點P重疊時，使第一激光的束中心和第二激光的束中心一致。
[0114]圖9示出通過第一激光以及第二激光在加工點P重疊而形成的重疊激光的輪廓(光強度分布)。
[0115]圖9是表示重疊激光的輪廓的圖。圖9中的橫軸表示位置，縱軸表示該位置的重疊激光的光強度。
[0116]在本實施方式中，重疊激光的束徑為0.42mm，重疊激光的總輸出為2250W。
[0117]在本實施方式的重疊激光的輪廓中，光強度變?yōu)榉逯档?0%的部分的功率密度為2100kW/cm2。
[0118]在本實施方式的重疊激光的輪廓中，半值寬度為0.1mm，束徑為0.42mm,因此半值寬度/束徑為0.238。
[0119]在本實施方式的重疊激光的輪廓中，以光強度為峰值(100% )的部分為基點算出的、將占重疊激光的總輸出的20%的區(qū)域除外的部分的總輸出為1800W。
[0120]具有這樣的輪廓的重疊激光，與采用焊接裝置I形成的重疊激光同樣地，在將多個母材焊接時，在熔池的深部不會殘存氧化皮膜，能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的熔深。
[0121][第三實施方式]
[0122]以下參照圖10對作為本發(fā)明涉及的焊接裝置的第三實施方式的焊接裝置3進行說明。
[0123]焊接裝置3具備衍射光學(xué)元件(Diffractive Optical Element:D0E)(未圖示)。焊接裝置3構(gòu)成為，能夠利用上述衍射光學(xué)元件照射在加工點P處具有所希望的輪廓的激光。
[0124]再者，作為焊接裝置3，除了一般用于激光焊接的焊炬之外，能夠采用檢流掃描器(galvano scanner)等。從提高焊接速度以及掃描軌跡的自由度的觀點出發(fā),作為焊接裝置3，優(yōu)選采用檢流掃描器。
[0125]以下將從焊接裝置3照射的激光記為「單一激光」。
[0126]圖10示出單一激光的輪廓(光強度分布)。
[0127]圖10是表示單一激光的輪廓的圖。圖10中的橫軸表示位置，縱軸表示該位置的單一激光的光強度。
[0128]在本實施方式中，單一激光的束徑為0.8mm，單一激光的總輸出為2200W。
[0129]在本實施方式的單一激光的輪廓中，光強度變?yōu)榉逯档?0%的部分的功率密度為3500kW/cm2。
[0130]在本實施方式的單一激光的輪廓中，峰位置與以束徑為直徑的圓的中心一致。
[0131]在本實施方式的單一激光的輪廓中，半值寬度為0.05mm，束徑為0.8mm,因此半值寬度/束徑為0.0625。
[0132]在本實施方式的單一激光的輪廓中，以光強度為峰值(100% )的部分為基點算出的、將占重疊激光的總輸出的20%的區(qū)域除外的部分的總輸出為1760W。
[0133]焊接裝置3，由于具備上述衍射光學(xué)元件，因此能夠形成具有與利用焊接裝置I和焊接裝置2形成的重疊激光同樣的輪廓的單一激光。
[0134]因此，在利用焊接裝置3對多個母材進行焊接時，在熔池的深部不會殘存氧化皮膜，能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的熔深。
[0135]在此，所謂「與重疊激光同樣的輪廓」，除了與重疊激光完全相同的輪廓以外，還包括如利用焊接裝置3形成的單一激光那樣取得與重疊激光相同的效果的激光的輪廓。
[0136]再者，單一激光，不論是連續(xù)波還是脈沖波都可以。
[0137]以下參照圖11?圖13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。
[0138]電池100的制造工序具備使用焊接裝置I的焊接工序。
[0139]首先，對電池100進行說明。
[0140]電池100為密閉型的電池。
[0141]如圖8所示，電池100具備殼體110。
[0142]殼體110是將電極體(未圖示)與電解液一起收納的容器，是焊接裝置I的焊接對象。
[0143]上述電極體，通過將形成為片狀的一對電極(正極和負(fù)極)隔著隔板而層疊、卷繞來制成。上述電極體通過被浸滲上述電解液來作為發(fā)電要素發(fā)揮作用。
[0144]殼體110具備收納部111和蓋部112。
[0145]收納部111為大致長方體狀的箱體，其一面(圖8中的上面)開口。在收納部111中收納有上述電極體以及上述電解液。
[0146]蓋部112是堵塞收納部111的開口面的平板。蓋部112具有與收納部111的開口面相應(yīng)的形狀，并被配置為與收納部111的內(nèi)側(cè)面接觸。蓋部112，通過采用焊接裝置I進行的激光焊接而與收納部111接合。詳細(xì)地講，采用從焊接裝置I照射的重疊激光，使蓋部112與收納部111的邊界部分熔融，并通過該熔融部分凝固，來形成焊接部120，從而將蓋部112和收納部111接合。
[0147]另外，在蓋部112上，形成有端子130.130能夠貫穿的兩個開口部，在這些開口部固定了端子130.130。
[0148]端子130.130是與上述電極體電連接的部件。
[0149]一方的端子130被配置為，其一端部與上述電極體的正極電連接，另一端部從蓋部112朝向殼體110的外部突出。
[0150]另一方的端子130被配置為，其一端部與上述電極體的負(fù)極電連接，另一端部從蓋部112朝向殼體110的外部突出。
[0151]在電池100的制造工序中，在殼體110的收納部111內(nèi)收納了上述電極體之后，進行上述焊接工序。
[0152]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。
[0153]在上述焊接工序中，以采用蓋部112堵塞了收納部111的開口面的狀態(tài)，利用焊接裝置I將收納部111與蓋部112焊接。
[0154]如圖9所示，在利用焊接裝置I將收納部111與蓋部112焊接時，優(yōu)選以重疊激光的輪廓中的峰位置位于比收納部111與蓋部112的邊界部分靠殼體110的內(nèi)側(cè)(圖9中的左側(cè))的位置的方式照射重疊激光。
[0155]詳細(xì)地講，優(yōu)選:使重疊激光的輪廓中的峰位置，沿著殼體110的、照射重疊激光的表面(圖9中的殼體110的上端面)，從收納部111與蓋部112的邊界部分向接近殼體110的內(nèi)部的方向錯開。
[0156]通過如前述那樣，使重疊激光的輪廓中的峰位置從收納部111與蓋部112的邊界部分錯開，能夠在焊接區(qū)120中殘存了氣孔的情況下抑制焊接區(qū)120的強度的降低。
[0157]然而，在如圖10所示，使重疊激光的輪廓中的峰位置從收納部111與蓋部112的邊界部分向殼體110的外側(cè)(圖10中的右側(cè))錯開的情況下，有收納部111過量熔融、熔融金屬垂落之虞。
[0158]這是由于，收納部111中的、被重疊激光熔融的部分是殼體110的角，在焊接時，熱沒有散逸到熱導(dǎo)率比殼體I1低的大氣中，熱容易積存的緣故。
[0159]另外，收納部111的厚度(圖10中的收納部111的左右尺寸)比蓋部112的厚度(圖10中的收納部111的上下尺寸)小也成為其一個因素。
[0160]因此，通過使重疊激光的輪廓中的峰位置從收納部111與蓋部112的邊界部分向殼體110的內(nèi)側(cè)錯開,能夠抑制收納部111過量地熔融。
[0161]再者，在上述焊接工序中，也能夠使用焊接裝置2或焊接裝置3來代替代替焊接裝置I。
[0162]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
[0163]本發(fā)明能夠利用于抑制激光焊接中的焊接不良的技術(shù)。
[0164]附圖標(biāo)記說明
[0165]I 焊接裝置
[0166]11 第一焊炬
[0167]12 第二焊炬
[0168]100 電池
[0169]110 殼體
[0170]111收納部
[0171]112 蓋部
[0172]120焊接部
【權(quán)利要求】
1.一種焊接裝置，是照射激光的焊接裝置，所述激光聚光于加工點，該焊接裝置的特征在于， 在所述加工點處，所述激光具有與第一激光和第二激光重疊而成的重疊激光同樣的輪廓，所述第二激光具有比所述第一激光小的束徑， 所述激光的輪廓中的與所述第一激光對應(yīng)的部分，具有能進行熱傳導(dǎo)型焊接的程度的功率密度， 所述激光的輪廓中的與所述第二激光對應(yīng)的部分，具有能進行小孔型焊接的程度的功率密度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接裝置，其特征在于，在所述激光的輪廓中，光強度變?yōu)榉逯档?0%的部分的功率密度為2000kW/cm2以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焊接裝置，其特征在于，在所述激光的輪廓中，光強度變?yōu)榉逯档奈恢锰幱谙率龇秶?，所述范圍是從以所述激光的束徑為直徑的圓的中心起算的、該束徑的1/4以內(nèi)的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3的任一項所述的焊接裝置，其特征在于，在所述激光的輪廓中，半值寬度為所述激光的束徑的30%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4的任一項所述的焊接裝置，其特征在于，在所述激光的輪廓中，以光強度為峰值的部分為基點算出的、將占所述激光的總輸出的20%的區(qū)域除外的部分的總輸出為1500W以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5的任一項所述的焊接裝置，其特征在于， 具備照射所述第一激光的第一焊炬、和照射所述第二激光的第二焊炬， 將所述第一激光以及所述第二激光聚光于所述加工點，得到所述重疊激光。
7.一種焊接方法，是采用激光將多個母材彼此接合的焊接方法，其特征在于， 在所述加工點處，所述激光具有與第一激光和第二激光重疊而成的重疊激光同樣的輪廓，所述第二激光具有比所述第一激光小的束徑， 所述激光的輪廓中的與所述第一激光對應(yīng)的部分，具有能進行熱傳導(dǎo)型焊接的程度的功率密度， 所述激光的輪廓中的與所述第二激光對應(yīng)的部分，具有能進行小孔型焊接的程度的功率密度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焊接方法，其特征在于，以所述激光的輪廓中的光強度變?yōu)榉逯档奈恢貌晃挥谒龆鄠€母材的邊界部分的方式照射所述激光。
9.一種電池的制造方法，所述電池具備殼體，所述殼體包括一面開口的收納部、以及將所述收納部的開口了的面堵塞的蓋部，該制造方法的特征在于， 具備采用激光將所述收納部與所述蓋部接合的焊接工序， 在所述加工點處，所述激光具有與第一激光和第二激光重疊而成的重疊激光同樣的輪廓，所述第二激光具有比所述第一激光小的束徑， 所述激光的輪廓中的與所述第一激光對應(yīng)的部分，具有能進行熱傳導(dǎo)型焊接的程度的功率密度， 所述激光的輪廓中的與所述第二激光對應(yīng)的部分，具有能進行小孔型焊接的程度的功率密度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池的制造方法，其特征在于， 在所述焊接工序中，以所述激光的輪廓中的光強度變?yōu)榉逯档奈恢梦挥诒人鍪占{部與所述蓋部的邊界部分靠所述殼體的內(nèi)側(cè)的位置的方式照射所述激光。
【文檔編號】B23K26/26GK104364044SQ201280073896
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】杉山徹, 中村秀生, 成瀨洋一, 柴田義范 申請人:豐田自動車株式會社