(57)【要約】  レーザ溶接において、溶融池の深部に酸化皮膜が残存することなく、所望の溶け込み深さを達成可能な技術を提供する。加工点(Ｐ)に集光するレーザを照射する溶接装置(１)であって、前記加工点において、前記レーザは、第一レーザと、前記第一レーザよりも小さいビーム径を有する第二レーザと、が重畳されて成る重畳レーザと同様のプロファイルを有し、前記レーザのプロファイルにおける、前記第一レーザに対応する部分は、熱伝導型溶接を行える程度のパワー密度を有し、前記レーザのプロファイルにおける、前記第二レーザに対応する部分は、キーホール型溶接を行える程度のパワー密度を有する。
2013186862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工点に集光するレーザを照射する溶接装置であって、  前記加工点において、前記レーザは、第一レーザと、前記第一レーザよりも小さいビーム径を有する第二レーザと、が重畳されて成る重畳レーザと同様のプロファイルを有し、  前記レーザのプロファイルにおける、前記第一レーザに対応する部分は、熱伝導型溶接を行える程度のパワー密度を有し、  前記レーザのプロファイルにおける、前記第二レーザに対応する部分は、キーホール型溶接を行える程度のパワー密度を有する、  ことを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
前記レーザのプロファイルにおいて、光強度がピーク値の５０％となる部分のパワー密度は、２０００ｋＷ／ｃｍ２以上である、  ことを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
前記レーザのプロファイルにおいて、光強度がピークとなる位置は、前記レーザのビーム径を直径とする円の中心から、当該ビーム径の１／４以内の範囲にある、  ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶接装置。
【請求項４】
前記レーザのプロファイルにおいて、半値幅は、前記レーザのビーム径の３０％以下である、  ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の溶接装置。
【請求項５】
前記レーザのプロファイルにおいて、光強度がピークである部分を基点として算出された、前記レーザの総出力の２０％を占める領域、を除く部分の総出力が１５００Ｗ以上である、  ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の溶接装置。
【請求項６】
前記第一レーザを照射する第一トーチと、前記第二レーザを照射する第二トーチと、を具備し、  前記第一レーザ及び前記第二レーザを前記加工点に集光して前記重畳レーザを得る、  ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の溶接装置。
【請求項７】
複数の母材同士をレーザによって接合する溶接方法であって、  前記加工点において、前記レーザは、第一レーザと、前記第一レーザよりも小さいビーム径を有する第二レーザと、が重畳されて成る重畳レーザと同様のプロファイルを有し、  前記レーザのプロファイルにおける、前記第一レーザに対応する部分は、熱伝導型溶接を行える程度のパワー密度を有し、  前記レーザのプロファイルにおける、前記第二レーザに対応する部分は、キーホール型溶接を行える程度のパワー密度を有する、  ことを特徴とする溶接方法。
【請求項８】
前記レーザのプロファイルにおける、光強度がピークとなる位置が、前記複数の母材の境界部分に位置しないように、前記レーザを照射する、  ことを特徴とする請求項７に記載の溶接方法。
【請求項９】
一面が開口した収納部、及び前記収納部の開口した面を塞ぐ蓋部から成るケースを具備する電池の製造方法であって、  前記収納部と前記蓋部とをレーザによって接合する溶接工程を具備し、  前記加工点において、前記レーザは、第一レーザと、前記第一レーザよりも小さいビーム径を有する第二レーザと、が重畳されて成る重畳レーザと同様のプロファイルを有し、  前記レーザのプロファイルにおける、前記第一レーザに対応する部分は、熱伝導型溶接を行える程度のパワー密度を有し、  前記レーザのプロファイルにおける、前記第二レーザに対応する部分は、キーホール型溶接を行える程度のパワー密度を有する、  ことを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１０】
前記溶接工程において、  前記レーザのプロファイルにおける、光強度がピークとなる位置が、前記収納部と前記蓋部との境界部分より前記ケースの内側に位置するように、前記レーザを照射する、  ことを特徴とする請求項９に記載の電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、レーザ溶接における溶接不良を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、互いに接触させた複数の母材の境界部分をレーザによって溶融させることにより、当該母材同士を接合するレーザ溶接が広く知られている。【０００３】  レーザ溶接において、表面に形成される酸化皮膜の融点と、当該酸化皮膜の内側部分（非酸化部分）の融点との差が大きい金属（例えば、アルミニウム）を母材として用いた場合、当該酸化皮膜そのものをレーザで直接溶融することは困難であるが、非酸化部分は容易に溶融するため、溶融した非酸化部分によって形成される溶融池の表面張力、及び熱勾配に起因して溶融池に生じる対流によって酸化皮膜が破壊されることとなる。【０００４】  しかしながら、溶融池の深部に行くに従って、上記のような対流の力が小さくなるため、母材の境界部分に位置する酸化皮膜が溶融池の深部において破壊されず、残存するおそれがある。  そのため、所望の溶け込み深さを確保できないという問題が生じる。【０００５】  特許文献１には、溶融池の所定位置にレーザを照射することによって、母材の表面に形成される酸化皮膜を除去する技術が開示されている。  しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、溶融池の表面にレーザを照射するため、溶融池の深部に残存する酸化皮膜を除去することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−６０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  本発明は、レーザ溶接において、溶融池の深部に酸化皮膜が残存することなく、所望の溶け込み深さを達成可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明に係る溶接装置は、加工点に集光するレーザを照射する溶接装置であって、前記加工点において、前記レーザは、第一レーザと、前記第一レーザよりも小さいビーム径を有する第二レーザと、が重畳されて成る重畳レーザと同様のプロファイルを有し、前記レーザのプロファイルにおける、前記第一レーザに対応する部分は、熱伝導型溶接を行える程度のパワー密度を有し、前記レーザのプロファイルにおける、前記第二レーザに対応する部分は、キーホール型溶接を行える程度のパワー密度を有する。【０００９】  本発明に係る溶接装置においては、前記レーザのプロファイルにおいて、光強度がピーク値の５０％となる部分のパワー密度は、２０００ｋＷ／ｃｍ２以上であることが好ましい。【００１０】  本発明に係る溶接装置においては、前記レーザのプロファイルにおいて、光強度がピークとなる位置は、前記レーザのビーム径を直径とする円の中心から、当該ビーム径の１／４以内の範囲にあることが好ましい。【００１１】  本発明に係る溶接装置においては、前記レーザのプロファイルにおいて、半値幅は、前記レーザのビーム径の３０％以下であることが好ましい。【００１２】  本発明に係る溶接装置においては、前記レーザのプロファイルにおいて、光強度がピークである部分を基点として算出された、前記レーザの総出力の２０％を占める領域、を除く部分の総出力が１５００Ｗ以上であることが好ましい。【００１３】  本発明に係る溶接装置において、前記第一レーザを照射する第一トーチと、前記第二レーザを照射する第二トーチと、を具備し、前記第一レーザ及び前記第二レーザを前記加工点に集光して前記重畳レーザを得ることが好ましい。【００１４】  本発明に係る溶接方法は、複数の母材同士をレーザによって接合する溶接方法であって、前記加工点において、前記レーザは、第一レーザと、前記第一レーザよりも小さいビーム径を有する第二レーザと、が重畳されて成る重畳レーザと同様のプロファイルを有し、前記レーザのプロファイルにおける、前記第一レーザに対応する部分は、熱伝導型溶接を行える程度のパワー密度を有し、前記レーザのプロファイルにおける、前記第二レーザに対応する部分は、キーホール型溶接を行える程度のパワー密度を有する。【００１５】  本発明に係る溶接方法においては、前記レーザのプロファイルにおける、光強度がピークとなる位置が、前記複数の母材の境界部分に位置しないように、前記レーザを照射することが好ましい。【００１６】  本発明に係る電池の製造方法は、一面が開口した収納部、及び前記収納部の開口した面を塞ぐ蓋部から成るケースを具備する電池の製造方法であって、前記収納部と前記蓋部とをレーザによって接合する溶接工程を具備し、前記加工点において、前記レーザは、第一レーザと、前記第一レーザよりも小さいビーム径を有する第二レーザと、が重畳されて成る重畳レーザと同様のプロファイルを有し、前記レーザのプロファイルにおける、前記第一レーザに対応する部分は、熱伝導型溶接を行える程度のパワー密度を有し、前記レーザのプロファイルにおける、前記第二レーザに対応する部分は、キーホール型溶接を行える程度のパワー密度を有する。【００１７】  本発明に係る電池���製造方法においては、前記溶接工程において、前記レーザのプロファイルにおける、光強度がピークとなる位置が、前記収納部と前記蓋部との境界部分より前記ケースの内側に位置するように、前記レーザを照射することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】  本発明によれば、レーザ溶接時に、溶融池の深部に酸化皮膜が残存することなく、所望の溶け込み深さを達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る溶接装置を示す図。
【図２】（ａ）は、本発明の第一実施形態に係る第一レーザのプロファイルを示す図、（ｂ）は、本発明の第一実施形態に係る第二レーザのプロファイルを示す図。
【図３】本発明の第一実施形態に係る重畳レーザの三次元のプロファイルを示す図。
【図４】本発明の第一実施形態に係る重畳レーザの二次元のプロファイルを示す図。
【図５】重畳レーザによって形成される、溶融池及びキーホールを示す図。
【図６】溶接部分にブローホールが形成された場合の好適な溶接例を示す図。
【図７】溶接部分にブローホールが形成された場合の溶接例を示す図。
【図８】（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る第一レーザのプロファイルを示す図、（ｂ）は、本発明の第二実施形態に係る第二レーザのプロファイルを示す図。
【図９】本発明の第二実施形態に係る重畳レーザのプロファイルを示す図。
【図１０】本発明の第三実施形態に係るレーザのプロファイルを示す図。
【図１１】本発明に係る電池を示す図。
【図１２】本発明に係る電池のケースの断面図。
【図１３】ケースの収納部が過剰に溶融された様子を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  ［第一実施形態］  以下では、図１〜図７を参照して、本発明に係る溶接装置の第一実施形態である溶接装置１について説明する。
【００２１】  図１に示すように、溶接装置１は、第一トーチ１１と、第二トーチ１２とを具備する。
【００２２】  第一トーチ１１及び第二トーチ１２は、それぞれ、所定のレーザを照射し、当該レーザを加工点Ｐに集光させる。  なお、以下では、第一トーチ１１から照射されるレーザを「第一レーザ」、第二トーチ１２から照射されるレーザを「第二レーザ」と記す。
【００２３】  図２（ａ）及び図２（ｂ）に、それぞれ、加工点Ｐにおける第一レーザのプロファイル（光強度分布）、及び加工点Ｐにおける第二レーザのプロファイル（光強度分布）を示す。  図２（ａ）及び図２（ｂ）における横軸は、位置を表し、縦軸は、当該位置における各レーザの光強度を表す。  なお、各レーザのビーム径は、各レーザの総出力の８６．５％に基づいて定義する。詳細には、各レーザのプロファイルにおいて、光強度がピーク（１００％）となる部分を基点として、各レーザの総出力の８６．５％を占める領域を算出し（図２（ａ）及び図２（ｂ）におけるハッチングパターン部分参照）、当該領域における最も光強度が小さい部分の幅を各レーザのビーム径とする。
【００２４】  図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第一レーザのビーム径は、第二レーザのビーム径よりも大きい。本実施形態においては、第一レーザのビーム径は、０．８５ｍｍであり、第二レーザのビーム径は、０．１ｍｍである。  また、第一レーザの光強度のピーク値は、第二レーザの光強度のピーク値よりも低い。  また、第一レーザの総出力（図２（ａ）におけるプロファイルの内部の面積）は、第二レーザの総出力（図２（ｂ）におけるプロファイルの内部の面積）よりも大きい。本実施形態においては、第一レーザの総出力は、２４００Ｗであり、第二レーザの総出力は、３００Ｗである。
【００２５】  加工点Ｐに集光された、第一レーザ及び第二レーザは、加工点Ｐにて重畳される。  なお、本実施形態においては、第一レーザ及び第二レーザを加工点Ｐにて重畳する際、第一レーザのビーム中心と、第二レーザのビーム中心とを一致させている。
【００２６】  図３及び図４に、第一レーザ及び第二レーザが加工点Ｐにて重畳することによって形成されたレーザ（以下、「重畳レーザ」と記す）のプロファイル（光強度分布）を示す。  図３は、重畳レーザの三次元のプロファイルを示す図である。図３におけるｘ軸及びｙ軸は、位置を表し、ｚ軸は、当該位置における重畳レーザの光強度を表す。  図４は、重畳レーザの二次元のプロファイルを示す図である。図４における横軸は、位置を表し、縦軸は、当該位置における重畳レーザの光強度を表す。  なお、重畳レーザのビーム径は、第一レーザ及び第二レーザと同様に、重畳レーザの総出力の８６．５％に基づいて定義する。  本実施形態においては、重畳レーザのビーム径は、０．８０ｍｍであり、重畳レーザの総出力は、２７００Ｗである。
【００２７】  図３及び図４に示すように、重畳レーザのプロファイルは、概ね第一レーザのプロファイルと第二レーザのプロファイルとが重なり合った形状を有しており、比較的幅の大きい、第一レーザに対応する部分と、比較的幅の小さい、第二レーザに対応する部分とによって構成されている。
【００２８】  重畳レーザのプロファイルにおいて、第一レーザに対応する部分は、熱伝導型溶接を行える程度のパワー密度を有し、第二レーザに対応する部分は、キーホール型溶接を行える程度のパワー密度を有している。  ここで、熱伝導型溶接とは、比較的低いパワー密度のレーザを用いた溶接法である。熱伝導型溶接においては、母材の表面に吸収されたレーザの熱によって当該母材を溶融する。  また、キーホール型溶接とは、比較的高いパワー密度のレーザを用いた溶接法である。キーホール型溶接においては、金属蒸気の圧力によって溶融池に形成される穴（キーホール）を利用して溶接を行う。
【００２９】  ここでは、重畳レーザを形成可能な溶接装置１によって、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２とを溶接する場合に奏する効果について説明する。  図５に示すように、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２は、溶接装置１の溶接対象であり、平板状に形成されている。第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２は、第一ワークＷ１の一側面（図５における第一ワークＷ１の右端面）と、第二ワークＷ２の一側面（図５における第二ワークＷ２の左端面）とが接触するように配置されている。
【００３０】  第一ワークＷ１と第二ワークＷ２とを溶接装置１によって溶接する際、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２における、重畳レーザが照射された部分には、溶融池Ｍが形成されると共に、溶融池ＭにキーホールＫが形成される。  前述のように、重畳レーザのプロファイルは、熱伝導型溶接を行える程度のパワー密度を有する、第一レーザに対応する部分を含むため、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２における、重畳レーザが照射された部分には、重畳レーザのビーム径に対応した大きさの溶融池Ｍが形成されることとなる。  更に、重畳レーザのプロファイルは、キーホール型溶接を行える程度のパワー密度を有する、第二レーザに対応する部分を含むため、溶融池ＭにキーホールＫが形成されることとなる。
【００３１】  ここで、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２は、アルミニウムを主成分とする素材から成り、各ワークの表面には、酸化皮膜（アルミナ）が形成されている。各ワークの酸化皮膜であるアルミナの融点は、約２０２０℃であり、アルミニウムの融点（約６６０℃）よりも非常に高い。  そのため、一般的に、各ワークの酸化皮膜をレーザによって直接溶融することは困難であり、溶融池Ｍの深部（図５における楕円Ｄで囲まれた部分）においては、熱対流の力が小さく、各ワークの酸化皮膜を熱対流によって破壊することが困難である。  しかしながら、重畳レーザを用いることにより、重畳レーザのビーム径に対応した大きさの溶融池Ｍが形成されると共に、溶融池ＭにキーホールＫが形成されることとなり、金属蒸気の圧力によって形成されたキーホールＫによって溶融池Ｍが攪拌される。  これにより、溶融池Ｍの深部においても、溶融金属が流動し、良好に各ワークの酸化皮膜を破壊することが可能となる。  したがって、溶融池Ｍの深部に酸化皮膜が残存することなく、所望の溶け込み深さを達成することができる。  なお、本実施形態においては、第一ワークＷ１及び第二ワークＷ２の素材として、アルミニウムを主成分とする素材を採用したが、これに限定するものではない。特に、表面に形成される酸化皮膜の融点と、当該酸化皮膜の内側部分（非酸化部分）の融点との差が大きい金属が本発明に好適である。
【００３２】  本発明においては、一般的なキーホール型溶接のように、キーホールによって所望の溶け込み深さを達成するのではなく、所望の溶け込み深さ（酸化皮膜を考慮せず）を確保できる程度の大きさの溶融池Ｍを形成した上で、溶融池Ｍを攪拌するためのキーホールＫを形成している。  したがって、所望の溶け込み深さ（酸化皮膜を考慮せず）を確保できる程度の大きさの溶融池Ｍと、溶融池Ｍを攪拌可能なキーホールＫとを形成することができれば、重畳レーザのプロファイルは限定しない。
【００３３】  特に、重畳レーザのプロファイルにおいて、光強度がピーク値の５０％となる部分（図４参照）のパワー密度は、２０００ｋＷ／ｃｍ２以上であることが好ましい。  これは、重畳レーザのプロファイルにおける、第二レーザに対応する部分が、溶融池ＭにキーホールＫを形成可能なプロファイルであることを意味する。溶融池Ｍを攪拌可能なキーホールＫを形成することによって、溶融池Ｍの深部に残存する酸化皮膜を良好に破壊することができるのである。  本実施形態においては、重畳レーザのプロファイルにおける、光強度がピーク値の５０％となる部分のパワー密度は、４０００ｋＷ／ｃｍ２である。
【００３４】  また、重畳レーザのプロファイルにおいて、光強度がピークとなる位置（以下、「ピーク位置」と記す）は、ビーム径を直径とする円の中心から、ビーム径の１／４以内の範囲にあることが好ましい。  これは、重畳レーザのプロファイルにおける、第二レーザに対応する部分が、重畳レーザのプロファイルの中心近傍に位置することを意味する。溶融池Ｍの中心近傍にキーホールＫを形成することにより、溶融池Ｍを効率的に攪拌することができるのである。  本実施形態においては、前述のように、第一レーザ及び第二レーザを加工点Ｐにて重畳する際に、第一レーザのビーム中心と、第二レーザのビーム中心とを一致させているため、重畳レーザのプロファイルにおけるピーク位置は、重畳レーザのプロファイルにおけるビーム径を直径とする円の中心に一致する。
【００３５】  また、重畳レーザのプロファイルにおいて、半値幅は、ビーム径の３０％以下であること（０＜（半値幅／ビーム径）≦０．３が成り立つこと）が好ましい。なお、半値幅とは、レーザのプロファイルにおける、光強度がピーク値の５０％となる部分の幅である（図４参照）。  これは、重畳レーザのプロファイルにおいて、第一レーザに対応する部分の幅に対する、第二レーザに対応する部分の幅の比率の条件を表している。溶融池Ｍの大きさは、重畳レーザのプロファイルにおける、第一レーザに対応する部分の幅に比例し、キーホールＫの大きさは、重畳レーザのプロファイルにおける、第二レーザに対応する部分の幅に比例する。溶融池Ｍに対して、キーホールＫが大き過ぎると、溶融池Ｍの一部が飛散し、溶接不良を招く恐れがある。  そのため、重畳レーザのプロファイルにおいて、半値幅をビーム径の３０％以下にすることが好ましい。  本実施形態においては、半値幅が０．０５ｍｍであり、ビーム径が０．８０ｍｍであるため、半値幅／ビーム径は、０．０６２５である。
【００３６】  また、重畳レーザのプロファイルにおいて、光強度がピーク（１００％）である部分を基点として算出された、重畳レーザの総出力の２０％を占める領域、を除く部分の総出力が１５００Ｗ以上であることが好ましい。  これは、重畳レーザのプロファイルにおける、第一レーザに対応する部分が、所望の溶け込み深さ（酸化皮膜を考慮せず）を確保できる程度の大きさの溶融池Ｍを形成可能なプロファイルであることを意味する。  本実施形態においては、当該部分の総出力は、２１６０Ｗである。
【００３７】  なお、重畳レーザを成す、第一レーザ及び第二レーザは、連続波であるかパルス波であるかを問わない。  少なくとも一方のレーザがパルス波である場合には、パルス出力中における重畳レーザのプロファイルが、図３及び図４に示すような形状となればよい。
【００３８】  図６に示すように、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２とを溶接装置１によって溶接する際には、重畳レーザのプロファイルにおけるピーク位置が、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２との境界部分（各ワークの接触面）に位置しないように、重畳レーザを照射することが好ましい。  一般的に、キーホールは、レーザのプロファイルにおけるピーク位置に合わせて形成される。また、溶接後に、溶接部分に残存する可能性があるブローホール（気孔）は、溶接中にキーホールが形成された位置に形成される。  図７に示すように、重畳レーザのプロファイルにおけるピーク位置が、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２との境界部分に位置するように、重畳レーザを照射した場合には、当該境界部分における微小な空隙にブローホールが連結することによって、溶け込み深さが所望の値よりも小さくなり、溶接部分の強度が低下するおそれがある。  これに対して、図６の如く、第一ワークＷ１と第二ワークＷ２との境界部分から、重畳レーザのプロファイルにおけるピーク位置を所定の距離（例えば、０．２ｍｍ）ずらすことにより、当該境界部分における微小な空隙にブローホールが連結することなく、溶接部分の強度が低下することを抑制することができるのである。
【００３９】  ［第二実施形態］  以下では、図８及び図９を参照して、本発明に係る溶接装置の第二実施形態である溶接装置２について説明する。
【００４０】  溶接装置２は、第一トーチ２１と、第二トーチ２２とを具備する（不図示）。
【００４１】  第一トーチ２１及び第二トーチ２２は、それぞれ、溶接装置１における第一トーチ１１及び第二トーチ１２と略同様に構成され、所定のレーザを加工点Ｐに集光させる。  なお、以下では、第一トーチ２１から照射されるレーザを「第一レーザ」、第二トーチ２２から照射されるレーザを「第二レーザ」と記す。
【００４２】  図８（ａ）及び図８（ｂ）に、それぞれ、加工点Ｐにおける第一レーザのプロファイル（光強度分布）、及び加工点Ｐにおける第二レーザのプロファイル（光強度分布）を示す。  図８（ａ）及び図８（ｂ）における横軸は、位置を表し、縦軸は、当該位置における各レーザの光強度を表す。
【００４３】  図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第一レーザのビーム径は、第二レーザのビーム径よりも大きい。本実施形態においては、第一レーザのビーム径は、０．４５ｍｍであり、第二レーザのビーム径は、０．１ｍｍである。  また、第一レーザの光強度のピーク値は、第二レーザの光強度のピーク値よりも高い。  また、第一レーザの総出力（図８（ａ）におけるプロファイルの内部の面積）は、第二レーザの総出力（図８（ｂ）におけるプロファイルの内部の面積）よりも大きい。本実施形態においては、第一レーザの総出力は、２１００Ｗであり、第二レーザの総出力は、１５０Ｗである。
【００４４】  加工点Ｐに集光された、第一レーザ及び第二レーザは、加工点Ｐにて重畳される。  なお、本実施形態においては、第一レーザ及び第二レーザを加工点Ｐにて重畳する際、第一レーザのビーム中心と、第二レーザのビーム中心とを一致させている。
【００４５】  図９に、第一レーザ及び第二レーザが加工点Ｐにて重畳することによって形成された重畳レーザのプロファイル（光強度分布）を示す。  図９は、重畳レーザのプロファイルを示す図である。図９における横軸は、位置を表し、縦軸は、当該位置における重畳レーザの光強度を表す。  本実施形態においては、重畳レーザのビーム径は、０．４２ｍｍであり、重畳レーザの総出力は、２２５０Ｗである。
【００４６】  本実施形態の重畳レーザのプロファイルにおいて、光強度がピーク値の５０％となる部分のパワー密度は、２１００ｋＷ／ｃｍ２である。
【００４７】  本実施形態の重畳レーザのプロファイルにおいて、半値幅が０．１ｍｍであり、ビーム径が０．４２ｍｍであるため、半値幅／ビーム径は、０．２３８である。
【００４８】  本実施形態の重畳レーザのプロファイルにおいて、光強度がピーク（１００％）である部分を基点として算出された、重畳レーザの総出力の２０％を占める領域、を除く部分の総出力は、１８００Ｗである。
【００４９】  このようなプロファイルを有する重畳レーザは、溶接装置１によって形成される重畳レーザと同様に、複数の母材を溶接する際、溶融池の深部に酸化皮膜が残存することなく、所望の溶け込み深さを達成することを可能とする。
【００５０】  ［第三実施形態］  以下では、図１０を参照して、本発明に係る溶接装置の第三実施形態である溶接装置３について説明する。
【００５１】  溶接装置３は、回折光学素子（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ：ＤＯＥ）を具備する（不図示）。溶接装置３は、前記回折光学素子により、加工点Ｐにおいて所望のプロファイルを有するレーザを照射可能に構成されている。  なお、溶接装置３としては、一般的にレーザ溶接に用いられるトーチの他、ガルバノスキャナ等を採用可能である。溶接速度及び走査軌跡の自由度の向上の観点から、溶接装置３としてガルバノスキャナを採用することが好ましい。  以下では、溶接装置３から照射されるレーザを「単一レーザ」と記す。
【００５２】  図１０に、単一レーザのプロファイル（光強度分布）を示す。  図１０は、単一レーザのプロファイルを示す図である。図１０における横軸は、位置を表し、縦軸は、当該位置における単一レーザの光強度を表す。  本実施形態においては、単一レーザのビーム径は、０．８ｍｍであり、単一レーザの総出力は、２２００Ｗである。
【００５３】  本実施形態の単一レーザのプロファイルにおいて、光強度がピーク値の５０％となる部分のパワー密度は、３５００ｋＷ／ｃｍ２である。
【００５４】  本実施形態の単一レーザのプロファイルにおいて、ピーク位置は、ビーム径を直径とする円の中心に一致する。
【００５５】  本実施形態の単一レーザのプロファイルにおいて、半値幅が０．０５ｍｍであり、ビーム径が０．８ｍｍであるため、半値幅／ビーム径は、０．０６２５である。
【００５６】  本実施形態の単一レーザのプロファイルにおいて、光強度がピーク（１００％）である部分を基点として算出された、重畳レーザの総出力の２０％を占める領域、を除く部分の総出力は、１７６０Ｗである。
【００５７】  溶接装置３は、前記回折光学素子を備えているため、溶接装置１及び溶接装置２によって形成された重畳レーザと同様のプロファイルを有する単一レーザを形成することができる。  したがって、溶接装置３によって複数の母材を溶接する際、溶融池の深部に酸化皮膜が残存することなく、所望の溶け込み深さを達成することができる。  ここで、「重畳レーザと同様のプロファイル」とは、重畳レーザと完全に同一のプロファイルの他、溶接装置３によって形成された単一レーザのように、重畳レーザと同一の効果を奏するレーザのプロファイルを含む。  なお、単一レーザは、連続波であるかパルス波であるかを問わない。
【００５８】  以下では、図１１〜図１３を参照して、本発明に係る電池の製造方法の一実施形態である、電池１００の製造工程について説明する。  電池１００の製造工程は、溶接装置１を用いた溶接工程を具備する。
【００５９】  まず、電池１００について説明する。  電池１００は、密閉型の電池である。
【００６０】  図８に示すように、電池１００は、ケース１１０を具備する。
【００６１】  ケース１１０は、電極体（不図示）を電解液と共に収納する容器であり、溶接装置１の溶接対象である。  前記電極体は、シート状に形成された一対の電極（正極及び負極）がセパレータを介して積層され、捲回されることによって作製されている。前記電極体は、前記電解液が含浸されることにより発電要素として機能する。
【００６２】  ケース１１０は、収納部１１１と、蓋部１１２とを具備する。
【００６３】  収納部１１１は、略直方体状の箱体であり、その一面（図８における上面）が開口している。収納部１１１には、前記電極体及び前記電解液が収納されている。
【００６４】  蓋部１１２は、収納部１１１の開口面を塞ぐ平板である。蓋部１１２は、収納部１１１の開口面に応じた形状を有し、収納部１１１の内側面に接触するように配置される。蓋部１１２は、溶接装置１によるレーザ溶接によって、収納部１１１と接合されている。詳細には、溶接装置１から照射された重畳レーザによって、蓋部１１２と収納部１１１との境界部分が溶融し、当該溶融部分が凝固することで溶接部１２０が形成されて、蓋部１１２と収納部１１１とが接合される。  また、蓋部１１２には、端子１３０・１３０が貫通可能な二つの開口部が形成されており、これらの開口部に端子１３０・１３０が固定されている。
【００６５】  端子１３０・１３０は、前記電極体と電気的に接続された部材である。  一方の端子１３０は、その一端部が前記電極体の正極と電気的に接続され、他端部がケース１１０の外部に向けて蓋部１１２から突出するように配置されている。  他方の端子１３０は、その一端部が前記電極体の負極と電気的に接続され、他端部がケース１１０の外部に向けて蓋部１１２から突出するように配置されている。
【００６６】  電池１００の製造工程においては、ケース１１０の収納部１１１内に前記電極体を収納した後、前記溶接工程が行われる。
【００６７】  前記溶接工程は、溶接装置１を用いて、ケース１１０に対してレーザ溶接を行う工程である。  前記溶接工程においては、収納部１１１の開口面を蓋部１１２によって塞いだ状態で、溶接装置１によって収納部１１１と蓋部１１２とを溶接する。
【００６８】  図９に示すように、溶接装置１によって収納部１１１と蓋部１１２とを溶接する際には、重畳レーザのプロファイルにおけるピーク位置が、収納部１１１と蓋部１１２との境界部分よりケース１１０の内側（図９における左側）に位置するように、重畳レーザを照射することが好ましい。  詳細には、重畳レーザのプロファイルにおけるピーク位置を、ケース１１０における、重畳レーザを照射する表面（図９におけるケース１１０の上端面）に沿って、収納部１１１と蓋部１１２との境界部分から、ケース１１０の内部に接近する方向へずらすことが好ましい。
【００６９】  前述のように、重畳レーザのプロファイルにおけるピーク位置を、収納部１１１と蓋部１１２との境界部分からずらすことで、溶接部１２０にブローホールが残存した場合に、溶接部１２０の強度の低下を抑制することができる。  しかしながら、図１０に示すように、重畳レーザのプロファイルにおけるピーク位置を、収納部１１１と蓋部１１２との境界部分からケース１１０の外側（図１０における右側）へずらした場合、収納部１１１が過剰に溶融し、溶融金属が垂れ落ちるおそれがある。  これは、収納部１１１における、重畳レーザによって溶融される部分は、ケース１１０の角であり、溶接時に、熱伝導率がケース１１０よりも低い大気に熱が逃げず、熱が溜り易いためである。  また、収納部１１１の厚み（図１０における収納部１１１の左右寸法）が、蓋部１１２の厚み（図１０における収納部１１１の上下寸法）よりも小さいことも、その一因となる。  そのため、重畳レーザのプロファイルにおけるピーク位置を、収納部１１１と蓋部１１２との境界部分からケース１１０の内側へずらすことにより、収納部１１１が過剰に溶融することを抑制できるのである。
【００７０】  なお、前記溶接工程においては、溶接装置１に代えて、溶接装置２、又は溶接装置３を用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】  本発明は、レーザ溶接における溶接不良を抑制する技術に利用できる。
【符号の説明】
【００７２】  １      溶接装置  １１    第一トーチ  １２    第二トーチ  １００  電池  １１０  ケース  １１１  収納部  １１２  蓋部  １２０  溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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