(57)【要約】【課題】メッキ加工された金属における溶接加工の効率を向上させることができ、また、接合の深さが適切になるようにレーザの照射を終了させることにより、接合品質の保証精度を向上させることができ、さらに、短時間かつ安価に溶接条件を設定することが可能となる、レーザ加工方法、及び、レーザ加工装置を提供する。【解決手段】低出力のレーザビームを照射している最中に、反射光の強度が、一旦上昇してから第一の所定値以下に低下した状態が第一の所定時間だけ継続したことに基づいてレーザビームの出力強度を高出力に調整し、高出力のレーザビームを照射している最中に、反射光の強度が、再度上昇してから第二の所定値以下に低下した状態が第二の所定時間だけ継続したことに基づいて、レーザビームの出力強度を０に調整する。【選択図】図２
2010125502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対して照射するレーザビームの出力強度を低出力又は高出力に調整可能なレーザビーム照射手段と、
前記ワークにおける、前記レーザビームの反射光の強度を測定する、反射光強度測定手段と、
前記反射光強度測定手段で測定された前記反射光の強度に基づいて、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を調整する、レーザビーム出力強度調整手段と、を備えるレーザ加工装置で行われるレーザ加工方法であって、
前記ワークは母材の表面にメッキ部分を形成して構成され、
前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段が、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を高出力に調整し、
前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワークの母材が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段が、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を０に調整する、
ことを特徴とする、レーザ加工方法。
【請求項２】
前記レーザビーム出力強度調整手段は、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第一の所定値以下に、第一の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を高出力に調整し、
前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記母材が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第二の所定値以下に、第二の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を０に調整する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
ワークに対して照射するレーザビームの出力強度を低出力又は高出力に調整可能なレーザビーム照射手段と、
前記ワークにおける、前記レーザビームの反射光の強度を測定する、反射光強度測定手段と、
前記反射光強度測定手段で測定された前記反射光の強度に基づいて、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を調整する、レーザビーム出力強度調整手段と、を備えるレーザ加工装置であって、
前記ワークは母材の表面にメッキ部分を形成して構成され、
前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段によって、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が高出力に調整され、
前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワークの母材が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段によって、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が０に調整される、
ことを特徴とする、レーザ加工装置。
【請求項４】
前記レーザビーム出力強度調整手段は、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第一の所定値以下に、第一の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が高出力に調整され、
前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記母材が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第二の所定値以下に、第二の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が０に調整される、
ことを特徴とする、請求項３に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工方法、及び、レーザ加工装置に関し、より詳しくは、レーザビームによる溶接加工において、接合品質の保証精度、及び、溶接加工の効率を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属をレーザビームによって加工する技術、例えば二種類の金属をレーザビームで溶接する技術が用いられているが、この際の加工効率を向上させるためには、金属表面におけるレーザビームの吸収率を上げる必要があり、換言すれば金属表面におけるレーザビームの反射率を低減させる必要がある。
上記のレーザビームによる加工において、金属表面が溶融することによって金属表面におけるレーザビームの吸収率が向上することが知られている。このため、加工の初期においては低出力のレーザビームを照射し、金属表面が溶融してレーザビームの吸収率が向上してから高出力のレーザビームを照射することにより、つまり段階的にレーザ出力を増加させることにより、加工効率を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、及び、特許文献３）。
【０００３】
前記従来技術において、例えば特許文献１には、短波長（低出力）のレーザビームを照射して金属表面を溶融させた後で、長波長（高出力）のレーザビームを照射することにより、加工効率を向上させる技術が記載されている。
また、特許文献２には、レーザビームを照射中に加工点からのレーザビームの反射光強度及び熱放射光強度を計測し、反射光強度が減少し且つ熱放射光強度の増加の程度が鈍化した時点でレーザビームの強度を増加させることにより、接合強度等の品質を確保する技術が記載されている。
さらに、特許文献３には、予め最適溶接条件下でのレーザビームの出力強度等とその反射率との関係を測定して補正係数を求めておき、レーザ溶接時にレーザビームの反射率を測定しながらレーザビームの出力強度等を制御することにより、加工効率を向上させ、かつ接合品質を確保する技術が記載されている。
【特許文献１】特開平５−１０４２７６号公報
【特許文献２】特開２００４−５８１４１号公報
【特許文献２】特開平３−２４８７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記レーザ溶接加工においては、例えば、溶接対象のうち、一方の金属の表面がメッキ加工されており、そのメッキ加工された金属の側からレーザ溶接を行う場合がある。この場合においても前記同様に、まずメッキ部分に低出力のレーザビームを照射して該メッキ部分を溶融させ、加工対象におけるレーザビームの吸収率を向上させてから高出力のレーザビームを照射して母材を溶融させることにより、加工効率を向上させることが可能となる。換言すれば、メッキ部分が溶融した時点で、加工対象におけるレーザビームの吸収率が高まって反射光の強度が一旦低下し、その後でレーザビームを高出力に変更することにより、短時間で効率良く溶接加工を行うことができるのである。
【０００５】
しかし、前記特許文献１に記載の技術によれば、レーザビームの反射光の強度変化に対応して短波長のレーザビームを長波長のレーザビームに変更する構成ではないため、加工対象におけるレーザビームの吸収率が高まったことに適切に対応してレーザビームの出力を変更できず、上記のような効率の良い溶接加工を行うことは困難であった。
【０００６】
また、レーザ溶接加工の接合品質には接合強度だけでなく、接合の深さや広さも影響する。ここで、レーザ溶接加工の接合の深さが浅ければ、溶け込みが不足して接合強度が小さくなる。一方、接合の深さが深すぎても、接合強度は確保できる反面、溶け込みによって他の電子部品が破損する可能性がある等の問題を生じるのである。つまり、接合品質の保証精度を確保するためには、レーザ溶接加工におけるレーザの照射を、接合対象である金属の母材が溶融した後の適切なタイミングで終了させることにより、接合の深さを調節する必要があるのである。
【０００７】
しかし、特許文献２、特許文献３に記載の技術によれば、レーザ光の反射光強度、又は反射率等の変化に基づいてレーザ照射の出力強度を制御する構成であるものの、レーザの照射を適切なタイミングで終了させる技術は開示されていないため、接合の深さが深くなりすぎるという前記の問題が発生する可能性があった。
また、従来技術におけるレーザ溶接加工においては、前記のように適切なタイミングで溶接を終了させる必要があり、そのような溶接条件を設定するために多くの予備実験を行う必要があるため、時間及び費用のコストが多大であった。
【０００８】
そこで本発明では、反射光の強度変化に基づいてレーザ照射の出力を制御することにより、メッキ加工された金属における溶接加工の効率を向上させることができ、また、接合の深さが適切になるようにレーザの照射を終了させることにより、接合品質の保証精度を向上させることができ、さらに、短時間かつ安価に溶接条件を設定することが可能となる、レーザ加工方法、及び、レーザ加工装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、ワークに対して照射するレーザビームの出力強度を低出力又は高出力に調整可能なレーザビーム照射手段と、前記ワークにおける、前記レーザビームの反射光の強度を測定する、反射光強度測定手段と、前記反射光強度測定手段で測定された前記反射光の強度に基づいて、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を調整する、レーザビーム出力強度調整手段と、を備えるレーザ加工装置で行われるレーザ加工方法であって、前記ワークは母材の表面にメッキ部分を形成して構成され、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段が、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を高出力に調整し、前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワークの母材が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段が、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を０に調整するものである。
【００１１】
請求項２においては、前記レーザビーム出力強度調整手段は、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第一の所定値以下に、第一の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を高出力に調整し、前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記母材が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第二の所定値以下に、第二の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を０に調整するものである。
【００１２】
請求項３においては、ワークに対して照射するレーザビームの出力強度を低出力又は高出力に調整可能なレーザビーム照射手段と、前記ワークにおける、前記レーザビームの反射光の強度を測定する、反射光強度測定手段と、前記反射光強度測定手段で測定された前記反射光の強度に基づいて、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度を調整する、レーザビーム出力強度調整手段と、を備えるレーザ加工装置であって、前記ワークは母材の表面にメッキ部分を形成して構成され、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段によって、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が高出力に調整され、前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、前記ワークの母材が溶融することにより、前記反射光強度測定手段で測定される前記反射光の強度が、一旦上昇した状態から低下したことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段によって、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が０に調整されるものである。
【００１３】
請求項４においては、前記レーザビーム出力強度調整手段は、前記レーザビーム照射手段が低出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記ワーク表面のメッキ部分が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第一の所定値以下に、第一の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が高出力に調整され、前記レーザビーム照射手段が高出力のレーザビームを照射している最中に、一旦上昇した反射光の強度が、実験結果により予め得られた、前記母材が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定される、第二の所定値以下に、第二の所定時間だけ低下すると、前記レーザビーム照射手段からのレーザビームの出力強度が０に調整されるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
本発明により、レーザ溶接加工において、メッキ加工された金属における溶接加工の効率を向上させることができ、また、接合の深さが適切になるようにレーザの照射を終了させることにより、接合品質の保証精度を向上させることができ、さらに、短時間かつ安価に溶接条件を設定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係るレーザ加工装置を示す概略図である。
図２は本発明に係るレーザ加工方法におけるレーザビーム出力強度、及び、レーザビームの反射光強度の推移を示した図である。
図３は本発明に係るレーザ加工方法におけるフローチャートを示した図である。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施形態に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００１７】
［レーザ加工装置１０］
まず始めに、本発明に係るレーザ加工装置１０について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明に係るレーザ加工装置１０は、レーザビーム照射手段１１、反射光強度測定手段１２、及び、レーザビーム出力強度調整手段１３、を備える。
【００１８】
ワークＷに対してレーザビームＬを照射する前記レーザビーム照射手段１１は、例えばＹＡＧレーザであり、ワークＷに対して照射するレーザビームＬの波長を変更すること等により、その出力強度を低出力又は高出力に調整可能に構成されている。
前記反射光強度測定手段１２は、例えば光センサーであり、前記ワークＷにおける、前記レーザビームＬの反射光Ｒの強度を測定する。
前記レーザビーム出力強度調整手段１３は、入力機能、表示機能、記憶機能、通信機能、及び、各種演算機能等を備えた制御装置であり、前記反射光強度測定手段１２で測定された前記反射光Ｒの強度に基づいて、前記レーザビーム照射手段１１からのレーザビームＬの出力強度を調整する機能を有する。
【００１９】
即ち、レーザ加工装置１０においては、レーザビーム照射手段１１によってワークＷに対してレーザビームＬが照射され、反射光強度測定手段１２によって前記ワークＷにおける、前記レーザビームＬの反射光Ｒの強度が測定され、測定された該反射光Ｒの強度に基づいて、レーザビーム出力強度調整手段１３によって前記レーザビーム照射手段１１からのレーザビームＬの出力強度が調整されることにより、レーザ溶接加工を行うのである。
【００２０】
本実施形態におけるワークＷは、図１に示すように第一接合対象物Ａと第二接合対象物Ｂとで構成されている。即ち、本発明に係るレーザ加工装置１０から照射されるレーザビームＬによって、第一接合対象物Ａと第二接合対象物Ｂとが、図１中の破線で示した接合部で互いに接合されるのである。
ここで、レーザ加工装置１０側に配置される第一接合対象物Ａは、母材の表面がメッキ加工されている。即ち、メッキ加工された第一接合対象物Ａの側から本発明に係るレーザ溶接加工を行うのである。本実施形態における第一接合対象物Ａは、母材に用いられる素材には例えば銅、鉄、ステンレス等があり、メッキ部分に用いられる素材には例えば錫、ニッケル等がある。
【００２１】
［レーザ加工方法］
次に、本発明に係るレーザ加工方法について、図２及び図３を用いて説明をする。
図２は本発明に係るレーザ加工方法におけるレーザビームＬの出力強度、及び、レーザビームＬの反射光Ｒの強度、の推移を示したグラフである。
即ち、図２は横軸を時間とし、横軸の上側はレーザビーム照射手段１１によってワークＷに対して照射されるレーザビームＬの出力強度を示している。つまり、図２中の区間Ｐ１及び区間Ｐ２はレーザビーム照射手段１１によって低出力のレーザビームＬが照射されており、図２中の区間Ｐ３及び区間Ｐ４はレーザビーム照射手段１１によって前記区間Ｐ１及び区間Ｐ２の場合よりも高出力のレーザビームＬが照射されていることが示されている。
【００２２】
一方、横軸の下側は反射光強度測定手段１２によって測定される、ワークＷにおける、前記レーザビームＬの反射光Ｒの強度を示している。つまり、レーザ加工装置１０がワークＷに対してレーザ溶接加工を行う際における反射光Ｒの強度の推移であり、図２中の区間Ｐ１及び区間Ｐ３のそれぞれにおいて、反射光Ｒの強度が大きくなった後小さくなったことが示されている。
【００２３】
図２に示す如く、本発明に係るレーザ加工方法は、前記レーザビーム照射手段１１が低出力のレーザビームＬを照射している最中（区間Ｐ１）に、前記反射光強度測定手段１２で測定される前記反射光Ｒの強度が、一旦上昇してから第一の所定値Ｄ１以下に低下した状態（点Ａ１）が第一の所定時間Ｔ１だけ継続した（区間Ｐ２）ことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段１３が、前記レーザビーム照射手段１１からのレーザビームＬの出力強度を高出力に調整する（点Ｂ１）。
さらに、前記レーザビーム照射手段１１が高出力のレーザビームＬを照射している最中（区間Ｐ３）に、前記反射光強度測定手段１２で測定される前記反射光Ｒの強度が、再度上昇してから第二の所定値Ｄ２以下に低下した状態（点Ａ２）が第二の所定時間Ｔ２だけ継続した（区間Ｐ４）ことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段１３が、前記レーザビーム照射手段１１からのレーザビームＬの出力強度を０に調整する（点Ｂ２・区間Ｐ５）のである。
【００２４】
本発明に係るレーザ加工方法のフローを、図３を用いて詳細に説明する。
まず、レーザビーム照射手段１１がワークＷに対して低出力のレーザビームＬを照射する（ステップＳ１）。この際、同時に反射光強度測定手段１２が前記ワークＷにおける、前記レーザビームＬの反射光Ｒの強度を測定する。
【００２５】
次に、反射光強度測定手段１２によって測定された該反射光Ｒの強度が、一旦上昇してから第一の所定値Ｄ１以下に低下した状態が第一の所定時間Ｔ１だけ継続したか否かを、レーザビーム出力強度調整手段１３が判断する（ステップＳ２）。
ステップＳ２で、第一の所定時間Ｔ１だけ継続した、即ちメッキ部分が溶融したことにより加工対象におけるレーザビームＬの吸収率が高まって反射光Ｒの強度が一旦低下した、と判断した場合はステップＳ３に進む。第一の所定時間Ｔ１だけ継続していない、即ちメッキ部分が未だ溶融していない、と判断した場合はステップＳ１に進み、ステップＳ１〜ステップＳ２の処理を繰り返す。
【００２６】
ステップＳ３では、レーザビーム照射手段１１がワークＷに対するレーザビームＬを高出力に変更する（ステップＳ３）。この際、引き続き反射光強度測定手段１２は前記ワークＷにおける、前記レーザビームＬの反射光Ｒの強度を測定し続ける。
【００２７】
次に、反射光強度測定手段１２によって測定された該反射光Ｒの強度が、再度上昇してから第二の所定値Ｄ２以下に低下した状態が第二の所定時間Ｔ２だけ継続したか否かを、レーザビーム出力強度調整手段１３が判断する（ステップＳ４）。
ステップＳ４で、第二の所定時間Ｔ２だけ継続した、即ち金属の母材が溶融したことにより加工対象におけるレーザビームＬの吸収率が高まって反射光Ｒの強度が一旦低下し、適切な接合深さにまで母材が溶融した、と判断した場合はステップＳ５に進む。第二の所定時間Ｔ２だけ継続していない、即ち未だ適切な接合深さにまで母材が溶融していない、と判断した場合はステップＳ３に進み、ステップＳ３〜ステップＳ４の処理を繰り返す。
【００２８】
ステップＳ５では、レーザビーム照射手段１１からのレーザビームＬの照射を停止し（ステップＳ５）、その後に処理を終了するのである。
【００２９】
上記のレーザ加工方法において、第一の所定値Ｄ１、第一の所定時間Ｔ１は、実験結果により予め得られた、前記ワークＷの表面が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定する構成としている。具体的には、低出力のレーザビームＬを照射した際にメッキ部分が溶融し、ワークＷの表面におけるレーザビームＬの吸収率が高まる工程における、反射光Ｒの強度を実験によって測定する。その際に得られた、反射光Ｒの強度の数値に基づいて第一の所定値Ｄ１を設定し、反射光Ｒの強度がＤ１以下に低下して継続した時間に基づいて第一の所定時間Ｔ１を設定するのである。例えば、第一の所定値Ｄ１は、反射光Ｒの強度が一旦上昇してから低下して安定し始める状態（反射光Ｒの強度の変化が緩やかになる状態）、即ち図２中に示す区間Ｐ２の始まり部分に相当する状態における反射光Ｒの強度程度に設定すればよく、溶融状態のばらつきなどを考慮すると、区間Ｐ２に相当する状態に対して実験的に得られた反射光Ｒの強度よりも若干大きめの値に設定するとよい。また、第一の所定時間Ｔ１は、メッキ部分が溶融したことが確実に判断できる程度に設定すればよいため、反射光Ｒの強度が一旦上昇してから低下して安定している期間の全てではなく、図２のようにその期間の一部の時間として速やかにレーザビームＬの強度を高出力に移行させることにより、レーザ加工時間を短縮することができる。
また、第二の所定値Ｄ２、及び、第二の所定時間Ｔ２についても、実験結果により予め得られた、前記ワークＷの母材が所定の深さまで溶融した状態に対応する数値に基づいて設定する構成としている。具体的には、高出力のレーザビームＬを照射した際にワークＷの母材が溶融したことによりワークＷにおけるレーザビームＬの吸収率が高まって反射光Ｒの強度が一旦低下し、適切な接合深さにまで母材が溶融する工程における、反射光Ｒの強度を実験によって測定する。その際に得られた、反射光Ｒの強度の数値に基づいて第二の所定値Ｄ２を設定し、反射光Ｒの強度がＤ２以下に低下して継続した時間に基づいて第二の所定時間Ｔ２を設定するのである。例えば、第二の所定値Ｄ２は、高出力のレーザビームＬの照射中に反射光Ｒの強度が一旦上昇してから低下して安定し始める状態（反射光Ｒの強度の変化が緩やかになる状態）、即ち図２中に示す区間Ｐ４の始まり部分に相当する状態における反射光Ｒの強度程度に設定すればよく、溶融状態のばらつきなどを考慮すると、区間Ｐ４に相当する状態に対して実験的に得られた反射光Ｒの強度よりも若干大きめの値に設定するとよい。
上記のように第一の所定値Ｄ１、第一の所定時間Ｔ１、第二の所定値Ｄ２、及び第二の所定時間Ｔ２を設定することにより、加工対象や接合深さ・接合広さ等に対応して加工を行うことができるのである。例えば、レーザビーム照射手段１１による母材の接合深さが深く、あるいは接合広さが広くなるときは、適切な接合深さにまで母材が溶融するのに時間がかかるため、第二の所定時間Ｔ２は長く設定されるのである。逆に、接合深さが浅く、あるいは接合広さが狭くなるときは、第二の所定時間Ｔ２は短く設定されるのである。
【００３０】
なお、本実施形態においては、ステップＳ２・ステップＳ４において、反射光Ｒの強度が、一旦上昇した状態から第一の所定値Ｄ１・第二の所定値Ｄ２以下に低下した状態が第一の所定時間Ｔ１・第二の所定時間Ｔ２だけ継続したか否かを判断したが、本構成とは異なる構成にすることも可能である。即ち、反射光Ｒの強度変化について減少した割合で判断し、前記第一の所定値Ｄ１・第二の所定値Ｄ２に代えて、ピーク値から第一の所定割合Ｒ１・第二の所定割合Ｒ２だけ低下した状態が第一の所定時間Ｔ１・第二の所定時間Ｔ２だけ継続したか否かを判断する構成にすることもできるのである。
ここで、第一の所定割合Ｒ１は、前記同様に実験結果により予め得られた、前記ワークＷの表面が溶融した状態に対応する数値に基づいて設定する構成としている。具体的には、低出力のレーザビームＬを照射した際にメッキ部分が溶融し、ワークＷの表面におけるレーザビームＬの吸収率が高まる工程における、反射光Ｒの強度を実験によって測定する。その際に得られた、反射光Ｒの強度がピーク値から低下した割合に基づいて第一の所定割合Ｒ１を設定するのである。
また、第二の所定割合Ｒ２についても、実験結果により予め得られた、前記ワークＷの母材が所定の深さまで溶融した状態に対応する数値に基づいて設定する構成としている。具体的には、高出力のレーザビームＬを照射した際にワークＷの母材が溶融したことによりワークＷにおけるレーザビームＬの吸収率が高まって反射光Ｒの強度が一旦低下し、適切な接合深さにまで母材が溶融する工程における、反射光Ｒの強度を実験によって測定する。その際に得られた、反射光Ｒの強度がピーク値から低下した割合に基づいて第二の所定割合Ｒ２を設定するのである。
【００３１】
上記のように、本発明に係るレーザ加工方法においては、加工当初（区間Ｐ１）は低出力のレーザを照射し、反射光Ｒの強度が一旦上昇してから、メッキ部分が溶融して第一の所定値Ｄ１以下に、又は、ピーク値から第一の所定割合Ｒ１だけ、低下した状態（点Ａ１）が第一の所定時間Ｔ１だけ継続（区間Ｐ２）してから高出力のレーザを照射する構成としている。
これにより、メッキ部分が溶融した時点でレーザビームＬの吸収率が高まり、反射光Ｒの強度が一旦低下するため、その段階で適切な時期にレーザビームＬを高出力に変更することにより、短時間で効率良く溶接加工を行うことができるのである。
【００３２】
また、レーザビーム照射手段１１が高出力のレーザビームＬを照射している最中（区間Ｐ３）に、前記反射光強度測定手段１２で測定される前記反射光Ｒの強度が、再度上昇してから、第二の所定値Ｄ２以下に、又は、ピーク値から第二の所定割合Ｒ２だけ、低下した状態（点Ａ２）が第二の所定時間Ｔ２だけ継続した（区間Ｐ４）ことに基づいて、前記レーザビーム出力強度調整手段１３が、前記レーザビーム照射手段１１からのレーザビームＬの照射を停止する構成としている。
上記のように第二の所定値Ｄ２、第二の所定割合Ｒ２、又は、第二の所定時間Ｔ２が設定されることにより、第一接合対象物Ａの母材が溶融した後で、より適切なタイミングでレーザビームＬの照射を終了させることが可能となる。即ち、レーザ溶接加工の接合の深さを適切にし、接合品質の保証精度を向上させることができるのである。
【００３３】
さらに、本発明に係るレーザ加工方法においては、前記のように第一の所定値Ｄ１、第一の所定割合Ｒ１、第一の所定時間Ｔ１、第二の所定値Ｄ２、第二の所定割合Ｒ２、及び、第二の所定時間Ｔ２を、実験結果により予め得られた数値及び割合に基づいて設定される構成としている。
これにより、レーザビームＬの出力を変更・終了するタイミングを適切にすることができ、様々な加工条件に適応してレーザ加工を行い、適切な接合の深さ及び広さ、即ち適切な接合強度を得ることが可能となるのである。つまり、加工対象となる部分が狭い範囲であっても、溶け込みによって他の電子部品を破損させることがなく、適切な範囲で加工することができるのである。
また、溶接条件を設定するために多くの予備実験を行う必要がなくなり、時間及び費用のコストを削減することが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るレーザ加工装置を示す概略図。
【図２】本発明に係るレーザ加工方法におけるレーザビーム出力強度、及び、レーザビームの反射光強度の推移を示した図。
【図３】本発明に係るレーザ加工方法におけるフローチャートを示した図。
【符号の説明】
【００３５】
１０    レーザ加工装置
１１    レーザビーム照射手段
１２    反射光強度測定手段
１３    レーザビーム出力強度調整手段
Ｌ    レーザビーム
Ｒ    反射光
Ｗ    ワーク
Ａ    第一接合対象物
Ｂ    第二接合対象物
【図１】
2010125502.tif 000003
【図２】
2010125502.tif 000004
【図３】
2010125502.tif 000005