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公開番号2025044754
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-02
出願番号2023152508
出願日2023-09-20
発明の名称レーザ溶接方法
出願人パナソニックホールディングス株式会社
代理人個人
主分類B23K 26/32 20140101AFI20250326BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】銅系材料を想定したレーザ加工の容易化とレーザ光による熱拡散の抑制とを両立する。
【解決手段】銅系材料のレーザ溶接方法は、銅系材料をレーザ溶接システムの治具上に配置する工程と、レーザ溶接システムを構成する1台以上の電源によるパルス駆動に基づいて、青色レーザ光を発振する工程と、発振された青色レーザ光を、伝送ファイバ及び加工ヘッドを介して銅系材料の加工箇所にパルス照射する工程と、を有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
銅系材料のレーザ溶接方法であって、
前記銅系材料をレーザ溶接システムの治具上に配置する工程と、
前記レーザ溶接システムを構成する１台以上の電源によるパルス駆動に基づいて、青色レーザ光を発振する工程と、
発振された前記青色レーザ光を、伝送ファイバ及び加工ヘッドを介して前記銅系材料の加工箇所にパルス照射する工程と、を有する、
レーザ溶接方法。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記青色レーザ光のパルス照射に基づいて前記加工箇所に形成される第１溶融部の溶融幅を示す第１溶融幅は、前記青色レーザ光が連続照射される場合の前記加工箇所に形成される第２溶融部の溶融幅を示す第２溶融幅に比べて小さい、
請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項３】
前記第１溶融部の溶け込み深さを示す第１深さは、前記第２溶融部の溶け込み深さを示す第２深さに比べて大きい、
請求項２に記載のレーザ溶接方法。
【請求項４】
前記青色レーザ光を前記パルス照射する時のパルス幅は所定値以下である、
請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項５】
前記パルス幅は、前記青色レーザ光を前記パルス照射する時のデューティ比に基づいて調整可能である、
請求項４に記載のレーザ溶接方法。
【請求項６】
前記パルス幅は、前記青色レーザ光を前記パルス照射する時のパルス周波数に基づいて調整可能である、
請求項４に記載のレーザ溶接方法。
【請求項７】
前記パルス周波数は２ｋＨｚよりも大きい、
請求項６に記載のレーザ溶接方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ溶接方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、無機物の被加工物に紫外線レーザビームをパルス照射して溝切り加工又は切断加工を行うレーザ加工方法が開示されている。このレーザ加工方法では、溝切り加工又は切断加工の加工深さが深い程、又は紫外線レーザビームの走査速度が速い程、紫外線レーザビームのパルス幅が長く設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－１２３００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、銅系材料を想定したレーザ加工の容易化とレーザ光による熱拡散の抑制とを両立するレーザ溶接方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、銅系材料のレーザ溶接方法であって、前記銅系材料をレーザ溶接システムの治具上に配置する工程と、前記レーザ溶接システムを構成する１台以上の電源によるパルス駆動に基づいて、青色レーザ光を発振する工程と、発振された前記青色レーザ光を、伝送ファイバ及び加工ヘッドを介して前記銅系材料の加工箇所にパルス照射する工程と、を有する、レーザ溶接方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、銅系材料を想定したレーザ加工の容易化とレーザ光による熱拡散の抑制とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本実施の形態に係るレーザ溶接システムの構成例を示す概略図
銅系材料をＣＷ発振に基づくレーザ照射による加工プロセスの一例を模式的に示す図
銅系材料をパルス発振に基づくレーザ照射による加工プロセスの一例を模式的に示す図
ＣＷ青色レーザ光と青色パルスレーザ光におけるパワーの時間特性例を模式的に示す図
ＣＷ青色レーザ光の照射により銅系材料に生じた溶融部の溶融幅及び溶け込み深さの一例を模式的に示す図
青色パルスレーザ光の照射により銅系材料に生じた溶融部の溶融幅及び溶け込み深さの一例を模式的に示す図
ＣＷ青色レーザ光と青色パルスレーザ光における加工パラメータの比較例を示す図
低周波パルスレーザの照射により銅系材料に生じた溶融部の溶融幅及び溶け込み深さの一例を模式的に示す図
高周波パルスレーザの照射により銅系材料に生じた溶融部の溶融幅及び溶け込み深さの一例を模式的に示す図
低周波パルスレーザと高周波パルスレーザとのパルス幅及びパワーの関係例を模式的に示す図
加工速度ごとのワーク厚２ｍｍの銅系材料の溶融部における溶融幅とパルス周波数との関係例を模式的に示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００８】
０．本開示に至る経緯
一般的に、銅を主成分とする銅系材料は高い反射率、高い熱伝導性及び高い熱容量を有する。このため、銅系材料のレーザ加工（レーザ溶接）は非常に難しいことが知られている。銅系材料の加工の容易化は、例えば近年普及しているＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ（ＥＶ：電気自動車）内に搭載されかつ大電流を扱うパワーコントロールユニット内或いはバッテリ内に設けられる１以上の電極の製造において求められている。これは、例えば銅系材料のランドと銅系材料の電極端子とを既存の半田によって接続する電極構成とすると、大電流による発熱によって半田が溶けランドと電極端子との接続が乖離することによって電気伝導度が劣化することに基づく。また、ランドを支持する樹脂等のベース板材は低耐熱材であることが多く、ランドからベース板材へのレーザ光による熱拡散によってベース板材が劣化或いは破損することも想定され、レーザ光による熱拡散をできる限り抑えることも求められている。
【０００９】
特許文献１には、無機物の被加工物に紫外線レーザビームをパルス照射する技術が開示されている。しかしながら、この文献で開示されているレーザ加工は上述した銅系材料を被加工物として想定したものではなく、更に、レーザ光による熱拡散を抑えるための技術的対策も開示されていない。つまり、上述した銅系材料を想定したレーザ加工の容易化とレーザ光による熱拡散の抑制を両立する技術は依然として確立されていないと想定される。
【００１０】
そこで、以下の実施の形態では、銅系材料を想定したレーザ加工の容易化とレーザ光による熱拡散の抑制とを両立するレーザ溶接方法の例を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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