(57)【要約】【課題】２つの金属部をレーザ溶接する場合に溶融する領域の肉厚が確保されやすい方法を提供する。【解決手段】レーザ溶接方法は、レーザ光を照射して第１対向部１１及び第２対向部２１に溶融領域を生じさせつつレーザ光の照射位置を所定の移動方向に移動させる照射工程と、照射工程の際に第１金属部１０を通電する第１通電動作と第２金属部２０を通電する第２通電動作とを交互に行う切替工程と、を含む。切替工程では、少なくとも第１通電動作のときに第１対向部１１の溶融領域において第２金属部２０側に向かうローレンツ力を生じさせる磁界を発生させ、少なくとも第２通電動作のときに第２対向部２１の溶融領域において第１金属部１０側に向かうローレンツ力を生じさせる磁界を発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属部における第１対向部と第２金属部における第２対向部とを対向させた状態で、前記第１対向部と前記第２対向部とをレーザ光の照射によって溶融させて接合するレーザ溶接方法であって、
前記レーザ光を照射して前記第１対向部及び前記第２対向部に溶融領域を生じさせつつ前記レーザ光の照射位置を所定の移動方向に移動させる照射工程を有し、
前記照射工程は、
前記第１対向部の溶融領域に電流が流れるように前記第１金属部を通電する第１通電動作と、前記第２対向部の溶融領域に電流が流れるように前記第２金属部を通電する第２通電動作とを、交互に行う切替工程を含み、
前記切替工程では、
前記第１通電動作のときに、前記第１対向部の溶融領域に前記第２対向部側へ向かうローレンツ力を作用させるように磁界を発生させて、前記第１対向部の溶融領域を前記第２対向部側へ変形させ、
前記第２通電動作のときに、前記第２対向部の溶融領域に前記第１対向部側に向かうローレンツ力を作用させるように磁界を発生させて、前記第２対向部の溶融領域を前記第１対向部側へ変形させる
レーザ溶接方法。
【請求項２】
前記切替工程では、前記第１対向部と前記第２対向部とが対向する方向及び前記移動方向と交差する方向の磁界を、常に発生させる
請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項３】
前記照射工程では、前記第１対向部と前記第２対向部とを突合せて対向させた状態で、前記レーザ光を前記第１対向部及び前記第２対向部に対して直接的に照射しつつ前記レーザ光の照射位置を前記第１対向部と前記第２対向部との境界に沿って移動させる
請求項１又は請求項２に記載のレーザ溶接方法。
【請求項４】
前記照射工程では、前記第１対向部と前記第２対向部とを鉛直方向と略垂直な方向に突合せて対向させた状態で、前記第１対向部及び前記第２対向部に対して鉛直方向の上方側から前記レーザ光を照射する
請求項３に記載のレーザ溶接方法。
【請求項５】
前記切替工程では、
前記第１金属部における前記第１対向部側の前記境界の方向における一方側に第１電極を接触させ、前記境界の方向における前記一方側と反対の他方側に第２電極を接触させ、前記第１電極から前記第２電極へと電流を流すように前記第１通電動作を行い、
前記第２金属部における前記第２対向部側の前記他方側に第３電極を接触させ、前記一方側に第４電極を接触させ、前記第３電極から前記第４電極へと電流を流すように前記第２通電動作を行い、
前記照射工程では、前記境界の方向における前記第１電極と前記第２電極との間の領域且つ前記第３電極と前記第４電極との間の領域で前記レーザ光の照射位置を前記境界の方向に移動させる
請求項３又は請求項４に記載のレーザ溶接方法。
【請求項６】
少なくとも表面部に孔部又は切欠き部のいずれかからなる隙間部が形成されてなる金属部材が溶接対象物であり、
前記照射工程では、少なくとも前記隙間部の内縁部に対して前記レーザ光を照射しつつ前記レーザ光の照射位置を前記移動方向に移動させる動作を行い、
前記金属部材における前記隙間部の位置での厚さ方向及び前記移動方向のいずれの方向とも直交する所定の直交方向において、前記金属部材のうちの前記隙間部よりも一方側の部位が前記第１金属部であり、前記隙間部よりも他方側の部位が前記第２金属部である
請求項１又は請求項２に記載のレーザ溶接方法。
【請求項７】
前記照射工程では、前記第１金属部と前記第２金属部とを重ねた状態で、前記第１金属部における前記第２金属部側とは反対側の表面に向けて前記第１金属部から前記第２金属部まで及ぶ溶融領域を生じさせる程度に前記レーザ光を照射する
請求項１又は請求項２に記載のレーザ溶接方法。
【請求項８】
前記切替工程では、
前記第１金属部における前記第１対向部側の前記移動方向における一方側に第１電極を接触させ、前記移動方向における前記一方側と反対の他方側に第２電極を接触させ、前記第１電極から前記第２電極へと電流を流すように前記第１通電動作を行い、
前記第２金属部における前記第２対向部側の前記他方側に第３電極を接触させ、前記一方側に第４電極を接触させ、前記第３電極から前記第４電極へと電流を流すように前記第２通電動作を行い、
前記照射工程では、前記移動方向における前記第１電極と前記第２電極との間の領域且つ前記第３電極と前記第４電極との間の領域で前記レーザ光の照射位置を前記移動方向に移動させる
請求項７に記載のレーザ溶接方法。
【請求項９】
前記第１金属部のほうが前記第２金属部よりも溶融状態のときの粘性が大きく、
前記切替工程では、前記第１通電動作のときに前記第１対向部の溶融領域に作用するローレンツ力を、前記第２通電動作のときに前記第２対向部の溶融領域に作用するローレンツ力よりも大きくする
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１０】
前記第１金属部のほうが前記第２金属部よりも溶融状態のときの粘性が大きく、
前記レーザ光の照射位置の中心を前記第２金属部よりも前記第１金属部に近い側に寄せつつ前記レーザ光の照射位置を前記移動方向に移動させるように前記照射工程を行う
請求項１から請求項６、請求項９のいずれか一項に記載のレーザ溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、上下に重ね合わされた状態で対向する平板状の二枚の金属板を溶接する方法が開示されている。この溶接方法では、上側の金属板表面に向けてレーザ光を照射しつつ、レーザ光を所定の溶接経路に沿って移動させながらレーザ光の被照射部位にフィラーワイヤを供給する。このような方法では、上側の金属板のレーザ光被照射部を溶融させ、上下に貫通する溶融穴部を形成するとともにフィラーワイヤの端部を溶融させることにより、これらの溶融金属が溶融穴部に貯留されてなる溶融池を溶接経路後方に形成する。更に、これらの溶融金属に下向き（重力方向）のローレンツ力が作用するように磁界の形成及び通電を行い、溶融金属が二枚の金属板の間の隙間を越えて下方に垂下することを促進させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８８３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で開示される溶接方法は、上側の金属板に対するレーザ光の照射によって生じた溶融金属に下向き（重力方向）のローレンツ力のみを作用させ、重力だけでなくローレンツ力も付加して溶融金属の垂下を促進している。このような方法では、溶融金属の移動に偏りが生じやすく、上側の金属板の溶接領域において適正な肉厚が確保されにくいという問題がある。特に、特許文献１の溶接方法は、上側の金属板で生じた溶融金属をローレンツ力によって強制的に下方向に移動させ、その溶融金属を２つの金属板間の隙間に入り込ませるようにして隙間を埋めるため、上側の金属板において溶融金属が大きく減少しやすい。従って、上側の金属板において肉厚が低下しやすくなり、大きな凹みや穴などが生じやすくなる。
【０００５】
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、２つの金属部をレーザ溶接する場合に接合領域の肉厚が確保されやすい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】
【０００６】
本発明の一つであるレーザ溶接方法は、
第１金属部における第１対向部と第２金属部における第２対向部とを対向させた状態で、前記第１対向部と前記第２対向部とをレーザ光の照射によって溶融させて接合するレーザ溶接方法であって、
前記レーザ光を照射して前記第１対向部及び前記第２対向部に溶融領域を生じさせつつ前記レーザ光の照射位置を所定の移動方向に移動させる照射工程を有し、
前記照射工程は、
前記第１対向部の溶融領域に電流が流れるように前記第１金属部を通電する第１通電動作と、前記第２対向部の溶融領域に電流が流れるように前記第２金属部を通電する第２通電動作とを、交互に行う切替工程を含み、
前記切替工程では、
前記第１通電動作のときに、前記第１対向部の溶融領域に前記第２対向部側へ向かうローレンツ力を作用させるように磁界を発生させて、前記第１対向部の溶融領域を前記第２対向部側へ変形させ、
前記第２通電動作のときに、前記第２対向部の溶融領域に前記第１対向部側に向かうローレンツ力を作用させるように磁界を発生させて、前記第２対向部の溶融領域を前記第１対向部側へ変形させる。
【０００７】
上記レーザ溶接方法は、レーザ光の照射位置を移動させて溶融領域を順次生成する過程で、第１金属部の第１対向部で生じる溶融金属を第２金属部側へ変形させるように作用するローレンツ力と、第２金属部の第２対向部で生じる溶融金属を第１金属部側へ変形させるように作用するローレンツ力とを交互に生じさせる。その結果、第１金属部と第２金属部との間の隙間を第１金属部で生じた溶融金属と第２金属部で生じた溶融金属とによって交互に埋めるように接合することができる。そして、このように隙間の両側の溶融金属を交互に移動させて接合すれば、片側の溶融金属のみを移動させて接合する方法と比較して、より大きな隙間をバランス良く埋めて接合しやすくなる。
また、特許文献１で開示される溶接方法のように一方向のローレンツ力（一方の金属部側から他方の金属部側に向かうローレンツ力）しか生じない溶接方法では、一方の金属部の境界付近で局所的な肉厚低下を招きやすく、一方の金属部と他方の金属部とで肉厚の偏りも生じやすくなるが、上述したレーザ溶接方法を用いると、両側の溶融金属を交互に移動させて金属部間の隙間を埋めることができるため、一方の金属部のほうが他方の金属部よりも肉厚が極端に減少するといった肉厚の偏りが生じにくくなり、接合領域の肉厚が確保されやすくなる。
【０００８】
本発明の一つである上述のレーザ溶接方法において、切替工程では、第１対向部と第２対向部とが対向する方向及び移動方向と交差する方向の磁界を、常に発生させるようにしてもよい。
この方法を用いれば、第１通電動作及び第２通電動作のいずれのときにも、第１対向部と第２対向部とが対向する方向又はそれに近い方向のローレンツ力をより正確に生じさせやすい。また、第１通電動作及び第２通電動作のいずれにも対応し得る磁界を発生させるため、構成の簡素化を図ることができる。
【０００９】
本発明の一つである上述のレーザ溶接方法において、照射工程では、第１対向部と第２対向部とを突合せて対向させた状態で、レーザ光を第１対向部及び第２対向部に対して直接的に照射しつつレーザ光の照射位置を第１対向部と第２対向部との境界に沿って移動させるように動作させてもよい。
この方法を用いれば、両金属部の肉厚をより確保し得る形で突合せ溶接を行うことができる。
【００１０】
本発明の一つである上述のレーザ溶接方法において、上述したような突合せ溶接を行う場合、照射工程では、第１対向部と第２対向部とを鉛直方向と略垂直な方向に突合せて対向させた状態で、第１対向部及び第２対向部に対して鉛直方向の上方側からレーザ光を照射するように動作させてもよい。
第１金属部と第２金属部とが鉛直方向と略垂直な方向に対向するような状態でレーザ光を照射して突合せ溶接を行う場合、特許文献１の溶接方法（溶融金属をより長い距離移動させる必要がある溶接方法）を応用して適用すると、溶融金属に重力が作用して、溶融金属が下方に垂れるおそれがある、そして、金属部間の隙間が大きいほどこの問題は発生しやすい。これに対し、上記溶接方法は、各々の金属部から移動させる溶融金属の移動距離を短くできるため、重力の影響を受けて溶融金属が下方に垂れることを抑制できる。
【００１１】
本発明の一つである上述のレーザ溶接方法において、上述したような突合せ溶接を行う場合、切替工程では、第１金属部における第１対向部側の境界の方向における一方側に第１電極を接触させ、境界の方向における一方側と反対の他方側に第２電極を接触させ、第１電極から第２電極へと電流を流すように第１通電動作を行い、第２金属部における第２対向部側の他方側に第３電極を接触させ、一方側に第４電極を接触させ、第３電極から第４電極へと電流を流すように第２通電動作を行うようにしてもよい。そして、照射工程では、境界の方向における第１電極と第２電極との間の領域且つ第３電極と第４電極との間の領域でレーザ光の照射位置を境界の方向に移動させるように動作させてもよい。
このように第１通電動作及び第２通電動作を行えば、突合せ溶接を行う場合に、レーザ光照射位置の移動方向（境界の方向）に沿った方向の電流を第１対向部の溶融領域及び第２対向部の溶融領域のそれぞれにおいて良好に流すことができ、突合せ溶接を行う場合に特に有効となる向きのローレンツ力を各々の対向部において正確に生じさせやすくなる。
【００１２】
本発明の一つである上述のレーザ溶接方法は、少なくとも表面部に孔部又は切欠き部のいずれかからなる隙間部が形成されてなる金属部材が溶接対象物であってもよい。そして、照射工程は、少なくとも隙間部の内縁部に対してレーザ光を照射しつつレーザ光の照射位置を移動方向に移動させるように照射工程を行ってもよい。この場合、金属部材における隙間部の位置での厚さ方向及び移動方向のいずれの方向とも直交する所定の直交方向において、金属部材のうちの隙間部よりも一方側の部位を第１金属部とし、隙間部よりも他方側の部位を第２金属部とするように上述のレーザ溶接方法を適用すればよい。
このようにすれば、第１金属部と第２金属部とが一体的に構成されている金属部材を溶接対象とし、接合領域の肉厚が確保されやすい方法で両金属部を接合することができる。
【００１３】
本発明の一つである上述のレーザ溶接方法において、照射工程では、第１金属部と第２金属部とを重ねた状態で、第１金属部における第２金属部側とは反対側の表面に向けて第１金属部から第２金属部まで及ぶ溶融領域を生じさせる程度にレーザ光を照射するように動作させてもよい。
このレーザ溶接方法を用いれば、接合領域付近の肉厚をより確保し得る形で重ね合わせ溶接を行うことができる。
また、重ね合わせ溶接を行う場合、レーザ光照射側の金属部において凹みや孔などの薄肉部分が発生しやすく、特許文献１の溶接方法のように一方向（下方向）のローレンツ力によって一方側（上側）の溶融金属を一方向（下方向）に移動させる方法を用いると、この問題が顕著になるおそれがある。そして、この問題は、金属部間の隙間が大きいほど深刻になりやすい。これに対し、上記溶接方法は、両金属部の溶融金属を相手側へと交互に移動させうる方法を採用しているため、レーザ光照射側の金属部の溶融金属だけでなく反対側の金属部の溶融金属も隙間側へ移動させて隙間を埋めることができ、レーザ光照射側の金属部の薄肉化をより抑制しやすい。
【００１４】
本発明の一つである上述のレーザ溶接方法において、上述したような重ね合わせ溶接を行う場合、切替工程では、第１金属部における第１対向部側の移動方向における一方側に第１電極を接触させ、移動方向における一方側と反対の他方側に第２電極を接触させ、第１電極から第２電極へと電流を流すように第１通電動作を行い、第２金属部における第２対向部側の他方側に第３電極を接触させ、一方側に第４電極を接触させ、第３電極から第４電極へと電流を流すように第２通電動作を行い、照射工程では、移動方向における第１電極と第２電極との間の領域且つ第３電極と第４電極との間の領域でレーザ光の照射位置を移動方向に移動させてもよい。
このように照射工程及び切替工程を行えば、重ね合わせ溶接を行う場合に、レーザ光照射位置の移動方向に沿った方向の電流を第１対向部の溶融領域及び第２対向部の溶融領域のそれぞれにおいて良好に流すことができ、重ね合わせ溶接を行う場合に特に有効となる向きのローレンツ力を各々の対向部において正確に生じさせやすくなる。
【００１５】
本発明の一つである上述のレーザ溶接方法は、第１金属部のほうが第２金属部よりも溶融状態のときの粘性が大きくなるような第１金属部及び第２金属部を溶接対象としてもよい。そして、切替工程では、第１通電動作のときに第１対向部の溶融領域に作用するローレンツ力を、第２通電動作のときに第２対向部の溶融領域に作用するローレンツ力よりも大きくしてもよい。
第１金属部のほうが第２金属部よりも溶融状態のときの粘性が大きいと、粘性が小さい第２金属部の移動量が相対的に大きくなってしまうような移動量の偏りが生じやすく、このような移動量の偏りに起因して、第１金属部側よりも第２金属部側のほうが厚さが低下しやすくなるという問題がある。これに対し、上述のレーザ溶接方法は、第１金属部に対してより大きなローレンツ力を作用させるので、粘性が大きく移動しにくい第１金属部を移動させやすくして溶融金属の移動量の均等化を図ることができる。よって、第１金属部側の厚さと第２金属部側の厚さとの均一化を図ることができる。
【００１６】
本発明の一つである上述のレーザ溶接方法は、第１金属部のほうが第２金属部よりも溶融状態のときの粘性が大きくなるような第１金属部及び第２金属部を溶接対象としてもよい。そして、レーザ光の照射位置の中心を第２金属部よりも第１金属部に近い側に寄せつつレーザ光の照射位置を移動方向に移動させるように照射工程を行うようにしてもよい。
このようにすれば、第１金属部の溶融量を相対的に大きくすることができるため、粘性が大きく移動しにくい第１金属部を移動させやすくして溶融金属の移動量の均等化を図ることができる。よって、第１金属部側の厚さと第２金属部側の厚さとの均一化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、２つの金属部をレーザ溶接する場合に溶融する領域の肉厚が確保されやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】溶接対象物を平面視した構成を簡略的に示しつつ第１実施形態のレーザ溶接方法を概念的に説明する説明図である。
【図２】溶接対象物を図１とは異なる方向から見た構成を簡略的に示しつつ第１実施形態のレーザ溶接方法を概念的に説明する説明図である。
【図３】第１金属部と第２金属部との境界付近を平面視した構造をレーザ溶接装置の一部構成とともに概念的に説明する説明図である。
【図４】第１金属部と第２金属部の境界付近における照射工程が開始された直後の様子をレーザ溶接装置の一部構成とともに概念的に説明する説明図である。
【図５】第１通電装置のスイッチ部に与える第１信号及び第２通電装置のスイッチ部に与える第２信号の波形を例示するタイミングチャートである。
【図６】境界付近における第１通電動作時の様子をレーザ溶接装置の一部構成とともに概念的に説明する説明図である。
【図７】図６で示す第１通電動作の後に第２通電動作が行われたときの境界付近の様子をレーザ溶接装置の一部構成とともに概念的に説明する説明図である。
【図８】図７で示す第２通電動作の後に第１通電動作が行われたときの境界付近の様子をレーザ溶接装置の一部構成とともに概念的に説明する説明図である。
【図９】溶接対象物を平面視した構成を簡略的に示しつつ第２実施形態のレーザ溶接方法を概念的に説明する説明図である。
【図１０】溶接対象物を図９とは異なる方向から見た構成を簡略的に示しつつ第２実施形態のレーザ溶接方法を概念的に説明する説明図である。
【図１１】溶接対象物を平面視した構成を簡略的に示しつつ第３実施形態のレーザ溶接方法を概念的に説明する説明図である。
【図１２】溶接対象物を図１１とは異なる方向から見た構成を簡略的に示しつつ第３実施形態のレーザ溶接方法を概念的に説明する説明図である。
【図１３】重ね合わせ溶接を行う場合の溶接対象物を移動方向に沿った向きに見た構成を簡略的に示しつつ第４実施形態のレーザ溶接方法を概念的に説明する説明図である。
【図１４】溶接対象物を移動方向に沿って切断した切断面を概念的に示しつつ第４実施形態のレーザ溶接方法を概念的に説明する説明図である。
【図１５】溶接対象物を平面視した構成を簡略的に示しつつ第４実施形態のレーザ溶接方法を概念的に説明する説明図である。
【図１６】他の実施形態のレーザ溶接方法の一例を概念的に説明する説明図である。
【図１７】他の実施形態のレーザ溶接方法の別例を概念的に説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
１．第１実施形態
１−１．レーザ溶接装置
図１等を参照し、レーザ溶接方法の実施に用いられるレーザ溶接装置の一例を説明する。
図１で示すレーザ溶接装置１は、複数の金属部を溶接対象物として溶接し得る装置である。なお、図１の例では、第１金属板１１０と第２金属板１２０とによって溶接対象物Ｗが構成され、第１金属板１１０の全体が一方の溶接対象としての第１金属部１０に相当し、第２金属板１２０の全体が他方の溶接対象としての第２金属部２０に相当する。
【００２０】
レーザ溶接装置１は、図１のように第１金属部１０の第１対向部１１と第２金属部２０の第２対向部２１とを所定の対向方向に対向させた状態で、第１対向部１１と第２対向部２１とをレーザ光の照射によって溶融させ、第１金属部１０と第２金属部２０とを接合するように動作し得る。第１対向部１１とは、第１金属部１０において第２金属部２０に対向する部分である。第２対向部２１とは、第２金属部２０において第１金属部１０に対向する部分である。なお、図１では、溶接対象物Ｗのレーザ光照射側の表面におけるレーザ光照射位置Ｓｐをクロスハッチングにて示しており、レーザ溶接装置１は、このレーザ光照射位置Ｓｐを所定方向に移動させるように照射動作を行い得る。
【００２１】
図１のように、レーザ溶接装置１は、主に、制御装置６０と、磁界発生装置７０と、レーザ光照射装置８０と、通電装置９０と、を備える。
【００２２】
制御装置６０は、レーザ溶接装置１の各部を制御し得る情報処理装置である。制御装置６０は、ＣＰＵなどの演算装置、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶部、その他の周辺回路、等を備える。制御装置６０は、磁界発生装置７０、レーザ光照射装置８０、通電装置９０などを制御し得る。
【００２３】
通電装置９０は、第１通電装置９１と第２通電装置９２とを備え、第１金属部１０及び第２金属部２０に対して別個に電流を流し得る構成をなす。第１通電装置９１は、直流電源部９１Ｃと、スイッチ部９１Ｄと、一対の電極（第１電極９１Ａ及び第２電極９１Ｂ）と、配線部と、を備える。図１のように、第１通電装置９１は、第１電極９１Ａ及び第２電極９１Ｂがいずれも第１金属部１０に接触している状態でスイッチ部９１Ｄがオン状態となっているときに、第１電極９１Ａと直流電源部９１Ｃの正極とが導通し且つ第２電極９１Ｂと直流電源部９１Ｃの負極とが導通した状態となり、第１金属部１０内に直流電流を流す。つまり、第１電極９１Ａから第２電極９１Ｂに向かって、第１金属部１０内に直流電流を流す。スイッチ部９１Ｄがオフ状態となっているときには、第１電極９１Ａと第２電極９１Ｂとの間に電流が流れない通電停止状態となる。第２通電装置９２は、直流電源部９２Ｃと、スイッチ部９２Ｄと、一対の電極（第３電極９２Ａ及び第４電極９２Ｂ）と、配線部と、を備える。第２通電装置９２は、第３電極９２Ａ及び第４電極９２Ｂがいずれも第２金属部２０に接触している状態でスイッチ部９２Ｄがオン状態となっているときに、第３電極９２Ａと直流電源部９２Ｃの正極とが導通し且つ第４電極９２Ｂと直流電源部９２Ｃの負極とが導通した状態となり、第２金属部２０内に直流電流を流す。つまり、第３電極９２Ａから第４電極９２Ｂに向かって、第２金属部２０内に直流電流を流す。スイッチ部９２Ｄがオフ状態となっているときには、第３電極９２Ａと第４電極９２Ｂとの間に電流が流れない通電停止状態となる。なお、第１電極９１Ａから第２電極９１Ｂに向かう方向と、第３電極９２Ａから第４電極９２Ｂに向かう方向と、は逆向きとすることができる。スイッチ部９１Ｄ，９２Ｄは、半導体スイッチや機械式リレーなどの公知のスイッチとして構成されており、制御装置６０によってオンオフが制御される。
【００２４】
磁界発生装置７０は、磁界を発生し得る装置であり、例えば図２のような構成をなす。図２で示す磁界発生装置７０は、電磁石７２と駆動部７３とを備え、駆動部７３によって電磁石７２を駆動する構成をなす。電磁石７２は、軸状の磁性体７２Ａ（例えば、鉄心）とコイル７２Ｂとを備え、磁性体７２Ａの少なくとも一部は、コイル７２Ｂの中を通すように配置されている。駆動部７３は、直流電源部７６とスイッチ部７４とを備える。スイッチ部７４は、半導体スイッチや機械式リレーなどの公知のスイッチとして構成されており、制御装置６０によってオンオフが制御される。磁界発生装置７０は、スイッチ部７４がオン状態となっているときに、直流電源部７６と導通したコイル７２Ｂに電流が流れ、磁性体７２Ａを磁化させて所定の磁界を発生させる。具体的には、スイッチ部７４がオン状態となったときには、磁性体７２Ａのうち、溶接対象物Ｗに近い方の端部である一端部７２ＣがＮ極となり、この一端部７２Ｃ付近においては一端部７２Ｃから離れる方向に向かう磁界が生じるようになっている。なお、図２では、スイッチ部７４がオン状態となったときの一端部７２Ｃ付近の磁界の向きを矢印Ｆｂによって概念的に示す。
【００２５】
レーザ光照射装置８０は、図２のような概要をなし、レーザ光照射部８２と移動装置８４とを備える。レーザ光照射部８２は、レーザ光を発生させるとともに出射部８２Ａ（加工ヘッド）からレーザ光を出射するように構成された装置である。レーザ光照射部８２は、例えば、ＣＯ２レーザ発振器、ＹＡＧレーザ発振器、ファイバーレーザ発振器などによってレーザ発振器が構成され、レーザ発振器で生成されたレーザ光を伝送して出射部８２Ａから出射し得る。移動装置８４は、溶接対象物Ｗにおけるレーザ光照射位置を変化させ得る装置である。移動装置８４は、出射部８２Ａ（加工ヘッド）又は溶接対象物Ｗの少なくともいずれかを移動させる装置であってもよく、レーザ光を反射するガルバノミラーを変位させることでレーザ光の走査を行うような装置であってもよく、これらを組み合わせた装置として構成されていてもよい。以下の説明では、代表例として、移動装置８４が出射部８２Ａを移動させ得る装置として構成された例を挙げて説明する。
【００２６】
１−２．レーザ溶接方法
次に、上述したレーザ溶接装置を用いて行われるレーザ溶接方法について説明する。
以下で説明するレーザ溶接方法は、接合体（第１金属部１０と第２金属部２０とが接合されてなる接合体）の製造方法の一工程として適用される方法である。
【００２７】
まず、照射工程及び切替工程の前段階で行われる配置工程について説明する。
この配置工程では、図２のように、溶接対象物Ｗを構成する第１金属部１０及び第２金属部２０を所定の対向方向に対向させた状態で保持する。図２では、第１金属部１０と第２金属部２０とは離間した状態で対向しているが、接触する部分を有した状態で対向していてもよい。第１金属部１０及び第２金属部２０の保持は、図示しない保持器具によって行えばよい。「対向方向」は、第１金属部１０と第２金属部２０とが向かい合う方向を意味し、図２のように突合せ溶接を行う場合、突合せ方向が対向方向の一例に相当する。図２の例では、それぞれが板状に構成された第１金属部１０及び第２金属部２０のそれぞれの厚さ方向と直交する方向が「対向方向」となっており、この「対向方向」は、鉛直方向に対して交差する方向（具体的には、鉛直方向に対して直交した水平方向）となっている。図２の例では、第１金属部１０の厚さ方向（板厚方向）と第２金属部２０の厚さ方向（板厚方向）とが同方向とされており、それぞれの厚さ方向が鉛直方向となる状態で配置されている。そして、第１金属部１０の一方側の板面と第２金属部２０の一方側の板面とが同一の仮想平面上に位置する状態（即ち、面一の状態）で配置されている。なお、図２では「対向方向」が水平方向に沿う例を示すが、「対向方向」は水平方向に対して傾斜してもよい。
【００２８】
図２のように対向状態で配置された第１金属部１０及び第２金属部２０の境界部付近を平面視し且つ拡大した図を図３で概念的に示している。図３では、第１金属部１０及び第２金属部２０の一部を省略して示しており、具体的には、第１金属部１０及び第２金属部２０の各々において境界部付近以外を省略し、対向方向と直交する方向においても、一部の領域を省略して示している。また、図３では、通電装置９０についても概念的に示している。
【００２９】
図３のように、第１金属部１０において第２金属部２０に対向する部分が第１対向部１１であり、板状に構成された第１金属部１０の板面方向の端部が第１対向部１１となっている。同様に、第２金属部２０において第１金属部１０に対向する部分が第２対向部２１であり、板状に構成された第２金属部２０の板面方向の端部が第２対向部２１となっている。第１対向部１１及び第２対向部２１はいずれも、図３のように平面視したときに直線状に延びる外縁をなしており、第１金属部１０と第２金属部２０とを図３のように対向させた状態では、第１対向部１１の外縁と第２対向部２１の外縁とが略平行になっている。図３の例では、第１対向部１１と第２対向部２１の間の隙間が所定方向（第１対向部１１の外縁及び第２対向部２１の外縁が延びる方向）に延びており、このような隙間の方向に沿った方向が「境界の方向」である。
【００３０】
図３では、あるタイミングでのレーザ光照射位置の外縁を符号Ｓｐで概念的に示しており、後述する照射工程では、このようなレーザ光照射位置Ｓｐが所定の移動方向に移動するように照射動作がなされる。図３の例では、レーザ光照射位置Ｓｐの移動方向と平行な方向が上述の「境界の方向」となっており、レーザ光照射位置Ｓｐの移動方向と直交する方向が「対向方向」となっている。
【００３１】
このように第１金属部１０と第２金属部２０とを対向状態で配置しつつ、更に、通電装置９０の電極（第１電極９１Ａ、第２電極９１Ｂ、第３電極９２Ａ、第４電極９２Ｂ）を所定位置に接触させるように配置する。図３のように、第１電極９１Ａ及び第２電極９１Ｂは、上述の「境界の方向」に離間させつつ第１金属部１０における第１対向部１１側の２位置にそれぞれ接触させた状態とする。また、第３電極９２Ａ及び第４電極９２Ｂは、「境界の方向」に離間させつつ第２金属部２０における第２対向部２１側の２位置にそれぞれ接触させた状態とする。
【００３２】
このように配置工程が行われることにより、第１対向部１１の外縁の方向と第２対向部２１の外縁の方向とが同方向に揃った対向状態で第１金属部１０及び第２金属部２０が保持され、後述する第１通電動作に用いられる第１電極９１Ａ及び第２電極９１Ｂと、後述する第２通電動作に用いられる第３電極９２Ａ及び第４電極９２Ｂとが、それぞれ接触状態で配置される。
【００３３】
配置工程の後には、図３のように対向状態で配置された第１金属部１０及び第２金属部２０に対してレーザ光を照射する照射工程を行う。そして、この照射工程と並行して後述の切替工程を行う。
【００３４】
照射工程は、レーザ光を照射して第１対向部１１及び第２対向部２１に溶融領域を生じさせつつレーザ光の照射位置を所定の移動方向に移動させる工程であり、制御装置６０がこのような動作をレーザ光照射装置８０に行わせる。
【００３５】
照射工程では、図３のような対向状態（第１対向部１１と第２対向部２１とを突合せて対向させた状態）で配置された第１金属部１０及び第２金属部２０に対して第１対向部１１及び第２対向部２１に跨るように上方側から直接的にレーザ光を照射する。このように第１対向部１１及び第２対向部２１に跨るようにレーザ光を照射すると、図４のように、第１対向部１１及び第２対向部２１のそれぞれにおいてレーザ光照射位置Ｓｐ内に溶融領域３１，３２が生じる。なお、第１対向部１１の溶融領域３１とは、第１対向部１１の溶融した領域であって、且つ、第２対向部２１と離間している状態のものである。第２対向部２１の溶融領域３２とは、第２対向部２１の溶融した領域であって、且つ、第１対向部１１と離間している状態のものである。照射工程では、このように第１対向部１１及び第２対向部２１のそれぞれにおいて溶融領域３１，３２が生じさせながら、レーザ光の照射位置Ｓｐを第１対向部１１と第２対向部２１との境界に沿った方向（上述の境界の方向）の一方側に移動させる。具体的には、境界の方向における第１電極９１Ａと第２電極９１Ｂとの間の領域ＡＲ１内且つ境界の方向における第３電極９２Ａと第４電極９２Ｂとの間の領域ＡＲ２内でレーザ光の照射位置Ｓｐを境界の方向の一方側に移動させるように照射動作を行う。制御装置６０は、このような照射動作をレーザ光照射装置８０に行わせる。
【００３６】
そして、このような照射工程を行っている最中に並行して切替工程を行う。
切替工程は、図４のように照射工程が行われている期間（レーザ光の照射が連続的又は断続的に継続している照射継続期間）に、第１対向部１１の溶融領域３１においてレーザ光照射位置の移動方向に沿った向き（境界の方向に沿った向き）で一方側から他方側へ向かう電流が流れるように第１金属部１０を通電する第１通電動作と、第２対向部２１の溶融領域３２において移動方向に沿った向き（境界の方向に沿った向き）で他方側から一方側へ向かう電流が流れるように第２金属部２０を通電する第２通電動作とを交互に行う工程である。以下の説明において、移動方向に沿った向きの「一方側」はレーザ光の照射位置が向かう側であり、「他方側」はレーザ光の照射位置が離れる側である。具体的には、制御装置６０が第１通電装置９１のスイッチ部９１Ｄに対して第１の制御信号（第１信号）を出力し、第２通電装置９２のスイッチ部９２Ｄに対して第２の制御信号（第２信号）を出力することで第１通電装置９１及び第２通電装置９２の通電動作を制御する。
【００３７】
図５には、第１信号及び第２信号の信号波形（電圧波形）を例示している。図５のように、第１信号及び第２信号のいずれも、オン信号であるハイレベル信号とオフ信号であるローレベル信号とを一定周期で交互に切り替える信号である。図５の例では、第１信号におけるオン信号の周期及びオン期間と第２信号におけるオン信号の周期及びオン期間とが同一であり、第１信号におけるオン信号の立ち下りタイミングで第２信号におけるオン信号が立ち上がるように位相がずれている。そして、第１信号がオン信号の期間には第２信号がオフ信号となり、第１信号がオフ信号の期間には第２信号がオン信号となるように各信号が生成される。この例では、第１信号がオン信号となっている期間が第１通電動作の期間となり、第２信号がオン信号となっている期間が第２通電動作の期間となる。
【００３８】
図６には、レーザ光の照射開始後に第１通電動作が行われている状態を概念的に示している。図６の例では、制御装置６０からスイッチ部９１Ｄにオン信号が与えられているときに第１通電動作がなされ、この第１通電動作の期間は第２通電動作が停止する。上述した配置工程により、第１金属部１０における第１対向部１１側の２位置（具体的には、第１対向部１１における境界の方向の両端部又はこれら両端部の近傍の各部位）に第１電極９１Ａ及び第２電極９１Ｂがそれぞれ接触しているため、スイッチ部９１Ｄにオン信号が与えられているオン期間中は、第１電極９１Ａ側から第２電極９１Ｂ側へと上述の移動方向に沿った向き（境界の方向に沿った向き）の電流が流れる。更に、制御装置６０は、少なくとも第１通電動作を行っているときに磁界発生装置７０を駆動し、所定の向きの磁界（具体的には、第１対向部１１の溶融領域３１において第２金属部２０側に向かうローレンツ力を生じさせる磁界）を発生させる動作を磁界発生装置７０に行わせる。なお、磁界発生装置７０は、図示しない移動装置を備えており、溶接対象物Ｗにおけるレーザ光照射位置の真下に電磁石７２が位置するようにレーザ光の照射位置に合わせて電磁石７２の位置を移動するように構成されている。なお、図６等では、電磁石７２を破線にて概念的に示す。
【００３９】
図６の例では、電磁石７２の軸方向は、上述の対向方向及び移動方向と直交する上下方向に沿っている。電磁石７２の軸方向の端部（上端部）からは上向きの磁界が生じるようになっており、第１対向部１１及び第２対向部２１の溶融領域３１，３２の位置でも上向きの磁界となっている。図６で示す第１通電動作のときには、矢印Ｉｆ１で示すように第１対向部１１の外縁に沿って上述の移動方向の向き（境界の方向に沿った向き）に電流が流れるようになっている。溶融領域３１において磁界方向と電流方向とがこのような直交関係であるため、溶融領域３１の金属（第１金属部１０の溶融金属）には磁界方向及び電流方向と直交する向きのローレンツ力が作用する。図６には、このローレンツ力の向きを矢印Ｆ１によって概念的に示している。このローレンツ力の向きは、上述の対向方向に沿った向きであり且つ第１対向部１１側から第２対向部２１側に向かう向きであるため、図６のように、溶融領域３１内の溶融金属は第２対向部２１側に引き付けられるように移動する。
【００４０】
図６のような第１通電動作が行われた後、第１通電動作の開始から一定時間経過したタイミングで第１通電動作から第２通電動作に切り替わる。図７には第２通電動作がなされている状態を概念的に示す。なお、図７で示す第２通電動作の時期は、図６で示す第１通電動作の時期からある程度時間が経過しているため、レーザ光の照射位置Ｓｐが上述の移動方向にある程度移動している。
【００４１】
図７の例では、制御装置６０からスイッチ部９２Ｄにオン信号が与えられているときに第２通電動作がなされ、この第２通電動作の期間は第１通電動作が停止する。上述した配置工程により、第２金属部２０における第２対向部２１側の２位置（具体的には、第２対向部２１における境界の方向の両端部又はこれら両端部の近傍の各部位）に第３電極９２Ａ及び第４電極９２Ｂがそれぞれ接触しているため、スイッチ部９２Ｄにオン信号が与えられているオン期間中は、第３電極９２Ａ側から第４電極９２Ｂ側へと上述の移動方向に沿った向き（具体的には、レーザ光照射位置の移動方向と逆方向となる向き）の電流が流れる。更に、制御装置６０は、少なくとも第２通電動作を行っているときにも磁界発生装置７０を駆動し、所定の向きの磁界（具体的には、第２対向部２１の溶融領域３２において第１金属部１０側に向かうローレンツ力を生じさせる磁界）を発生させる動作を磁界発生装置７０に行わせる。本構成では、第１通電動作及び第２通電動作において共通の磁界発生装置７０が用いられ、制御装置６０は、第１通電動作及び第２通電動作のいずれのときにも磁界発生装置７０を駆動させ、上述の対向方向及び上述の移動方向と交差する方向の磁界（具体的には、第１金属部１０及び第２金属部２０の厚さ方向に沿った上向きの磁界）を第１対向部１１及び第２対向部２１の溶融領域を通るように発生させるようになっている。
【００４２】
図７で示す第２通電動作のときにも、溶接対象物Ｗの下方側に配置された電磁石７２の軸方向の端部（上端部）から上向きの磁界が生じ、第２対向部２１の溶融領域３２の位置でも上向きの磁界となる。一方で、第２通電動作のときには、矢印Ｉｆ２で示すように第２対向部２１の外縁に沿って上述の移動方向とは逆向きに電流が流れる。溶融領域３２において磁界方向と電流方向とがこのような直交関係であるため、溶融領域３２の金属（第２金属部２０の溶融金属）には磁界方向及び電流方向と直交する向きのローレンツ力が作用する。図７には、このローレンツ力の向きを矢印Ｆ２によって概念的に示している。このローレンツ力の向きは、上述の対向方向に沿った向きであり且つ第２対向部２１側から第１対向部１１側に向かう向きであるため、図７のように、溶融領域３２内の溶融金属は第１対向部１１側に引き付けられるように移動する。但し、図７で示す第２通電動作の時期は、図６で示す第１通電動作の時期から少し時間が経過しているため、レーザ光の照射位置Ｓｐが図６のときよりも上述の移動方向にある程度移動しており、第２対向部２１において溶融金属が移動する位置は、図６で示す第１通電動作時に溶融金属が移動する位置よりも移動方向に若干ずれた位置となる。
【００４３】
図７のような第２通電動作が行われた後、この第２通電動作の開始から一定時間経過したタイミングで第２通電動作から第１通電動作に切り替わる。図７で示す第２通電動作の後、再び第１通電動作が行われた状態を図８にて概念的に示す。図８で示す第１通電動作は、図６を参照して説明した第１通電動作と同様の動作であり、第１対向部１１の溶融領域３１に第２金属部２０側に向かうようにローレンツ力を作用させる動作である。このローレンツ力の作用により、図８のように、溶融領域３１内の溶融金属が第２対向部２１側に引き付けられるように移動する。但し、図８で示す第１通電動作の時期は、図７で示す第２通電動作の時期から少し程度時間が経過しているため、レーザ光の照射位置Ｓｐが図７で示す第２通電動作のときよりも上述の移動方向にある程度移動しており、第１対向部１１において溶融金属が移動する位置は、図７で示す第２通電動作時に溶融金属が移動する位置よりも移動方向に若干ずれた位置となる。図８のような第１通電動作の後には、再び図７と同様の第２通電動作が行われ、その後も、照射工程が継続している間は、第１通電動作と第２通電動作とが交互に繰り返されることになる。
【００４４】
このように、第１対向部１１及び第２対向部２１に跨るようにレーザ光を照射しながらレーザ光を上述の移動方向に移動させるように照射工程を行いつつ、この照射工程と並行して第１通電動作と第２通電動作とを交互に切り替えるように切替工程を行う。このような工程がなされることで、第１金属部１０と第２金属部２０の境界部付近において溶融領域が上述した移動方向にシフトするように順次生成され、その生成過程で、第１金属部１０の溶融金属が第２金属部２０側に移動する作用と、第２金属部２０の溶融金属が第１金属部１０側に移動する作用とが交互に繰り返される。照射工程で順次生成される溶融金属は、レーザ光の照射位置から外れると固化してビードとなる。このようにして第１金属部１０と第２金属部２０との間の隙間が埋められつつ両金属部が接合される。
【００４５】
１−３．作用・効果
上述したレーザ溶接方法は、レーザ光の照射位置を移動させて溶融領域を順次生成する過程で、第１金属部１０の第１対向部１１で生じる溶融金属を第２金属部２０側へ変形させるように作用するローレンツ力と、第２金属部２０の第２対向部２１で生じる溶融金属を第１金属部１０側へ変形させるように作用するローレンツ力とを交互に生じさせ、第１金属部１０と第２金属部２０との間の隙間を第１金属部１０で生じた溶融金属と第２金属部２０で生じた溶融金属とによって交互に埋めるように接合することができる。このように隙間の両側の溶融金属を交互に移動させて接合することができるため、片側の溶融金属のみを移動させて接合する方法と比較して、より大きな隙間をバランス良く埋めて接合しやすくなる。
【００４６】
特許文献１で開示される溶接方法のように一方向のローレンツ力（一方の金属部側から他方の金属部側に向かうローレンツ力）しか生じない溶接方法では、一方の金属部の境界付近で局所的な肉厚低下を招きやすく、一方の金属部と他方の金属部とで肉厚の偏りも生じやすくなるが、上述したレーザ溶接方法を用いると、両側の溶融金属を交互に移動させて金属部間の隙間を埋めることができるため、一方の金属部のほうが他方の金属部よりも肉厚が極端に減少するといった肉厚の偏りが生じにくくなり、接合領域の肉厚が確保されやすくなる。
【００４７】
また、切替工程では、上述の対向方向及び上述の移動方向と交差する方向の磁界を、常に発生させる。この方法を用いれば、第１通電動作及び第２通電動作のいずれのときにも、第１対向部１１と第２対向部２１とが対向する方向又はそれに近い方向のローレンツ力をより正確に生じさせやすい。また、第１通電動作及び第２通電動作のいずれにも対応し得る磁界を発生させるため、構成の簡素化を図ることができる。
【００４８】
上述したレーザ溶接方法では、第１対向部１１と第２対向部２１とを突合せて対向させた状態で、レーザ光を第１対向部１１及び第２対向部２１に対して直接的に照射しつつレーザ光の照射位置を第１対向部１１と第２対向部２１との境界に沿って移動させるように照射工程を行う。この方法を用いれば、両金属部の肉厚をより確保し得る形で突合せ溶接を行うことができる。
【００４９】
更に、上述したレーザ溶接方法では、第１対向部１１と第２対向部２１とを鉛直方向と略垂直な方向に突合せて対向させた状態で、第１対向部１１及び第２対向部２１に対して鉛直方向の上方側からレーザ光を照射するように照射工程を行う。このように第１金属部と第２金属部とを鉛直方向と略垂直な方向に突合せて対向させた状態でレーザ光を照射して突合せ溶接を行う場合、レーザ光の照射時に溶融金属が下方に垂れやすいという問題があるが、上述した方法を用いれば、各々の金属部から移動させる溶融金属の移動距離を短くできるため、重力の影響を受けて溶融金属が下方に垂れることを抑制できる。
【００５０】
また、上述したレーザ溶接方法では、第１金属部１０における第１対向部１１側の境界の方向における一方側に第１電極を接触させ、境界の方向における一方側と反対の他方側に第２電極を接触させ、第１電極９１Ａから第２電極９１Ｂへと電流を流すように第１通電動作を行う。更に、第２金属部２０における第２対向部２１側の他方側に第３電極を接触させ、一方側に第４電極を接触させ、第３電極９２Ａから第４電極９２Ｂへと電流を流すように第２通電動作を行う。そして、境界の方向において第１電極９１Ａと第２電極９１Ｂとの間の領域且つ第３電極９２Ａと第４電極９２Ｂとの間の領域でレーザ光の照射位置を境界の方向に移動させるように照射工程を行う。このように第１通電動作及び第２通電動作を行えば、突合せ溶接を行う場合に、レーザ光照射位置の移動方向に沿った方向（境界の方向に沿った方向）の電流を第１対向部１１の溶融領域３１及び第２対向部２１の溶融領域３２のそれぞれにおいて良好に流すことができ、突合せ溶接を行う場合に特に有効となる向きのローレンツ力を各々の対向部において正確に生じさせやすくなる。
【００５１】
２．第２実施形態
次に、第２実施形態について説明する。
図９で示すレーザ溶接装置１は、第１実施形態で説明したレーザ溶接装置１と同一の構成をなすものである。よって、レーザ溶接装置１の各部分については第１実施形態と同一の符号を付し、これらの詳細な説明は省略する。第２実施形態に関する構成は、レーザ溶接の対象となる溶接対象物Ｗの形状、構造のみが第１実施形態と異なり、この点以外は第１実施形態と同様である。溶接対象物Ｗは、第１実施形態で説明した第１金属板１１０及び第２金属板１２０を有し、これらが第１実施形態と同様の対向状態で配置され、保持されている。但し、第２実施形態に係るレーザ溶接方法を適用する前に、既に第１金属板１１０及び第２金属板１２０が第１実施形態で説明したレーザ溶接装置１または公知のレーザ溶接装置によって部分的に溶接され、これらが一体的な金属部材として構成されている点が第１実施形態と異なる。
【００５２】
図９の例では、第１金属板１１０の板面方向の一端部と第２金属板１２０の板面方向の一端部とが既に部分的に溶接されており、第１金属板１１０と第２金属板１２０との境界付近において境界の方向の一部領域（図９の例では領域ＡＲ３内の領域）が溶接されていない未接合領域となっている。なお、未接合領域は、溶接欠陥などによって生じたものであってもよく、正常な溶接方法（一部領域ＡＲ３を敢えて溶接せずに後工程で溶接する方法など）で生じたものであってもよい。図９で示す溶接対象物Ｗは、境界の方向の両側に溶接による接合部２２１，２２２（ビード部）が形成されており、これら接合部２２１，２２２の間には、厚さ方向に貫通した孔部２１１が存在する。この孔部２１１は、隙間部の一例に相当する。なお、図９では、接合部２２１，２２２は概念的に図示されている。
【００５３】
図９の例では、溶接対象物Ｗ（金属部材）における孔部２１１（隙間部）の位置での厚さ方向及び後述する移動方向のいずれの方向とも直交する方向が「直交方向」の一例に相当する。そして、この直交方向において、溶接対象物Ｗ（金属部材）における孔部２１１（隙間部）よりも一方側の部位が第１金属部１０であり、孔部２１１（隙間部）よりも他方側の部位が第２金属部２０である。そして、上述の「直交方向」は、第１金属部１０と第２金属部２０とが対向する方向（対向方向）の一例に相当する。図９の例では、第１金属板１１０のうち、境界の方向における一部領域（領域ＡＲ３内）の部分が第１金属部１０に相当し、第２金属板１２０のうち領域ＡＲ３内の部分が第２金属部２０に相当する。そして、第１金属部１０において第２金属部２０側の端部が第１対向部１１に相当し、孔部２１１における第１金属部１０側の内縁部が第１対向部１１となっている。第２金属部２０において第１金属部１０側の端部は第２対向部２１に相当し、孔部２１１における第２金属部側の内縁部が第２対向部２１となっている。図９の例でも、第１対向部１１の外縁と第２対向部２１の外縁とが略平行になっており、第１対向部１１と第２対向部２１の間の隙間が所定方向（第１対向部１１の外縁及び第２対向部２１の外縁が延びる方向）に延びている。第２実施形態でも、この隙間の方向に沿った方向を「境界の方向」とする。図９の例でも、第１金属部１０及び第２金属部２０の厚さ方向と直交する方向であって且つ第１金属部１０と第２金属部２０とが対向する方向（対向方向）と直交する方向が「境界の方向」であり、この「境界の方向」が、レーザ光照射位置の移動方向と平行な方向となっている。
【００５４】
図９の例でも、第１実施形態と同様の照射工程及び切替工程を行うことで、境界の方向の所定領域ＡＲ３において第１金属部１０と第２金属部２０とを接合することができる。具体的には、孔部２１１（隙間部）における直交方向両側（対向方向両側）の内縁部である第１対向部１１及び第２対向部２１に跨るようにレーザ光を照射しつつ、上述の移動方向において第１電極９１Ａと第２電極９１Ｂとの間の領域且つ第３電極９２Ａと第４電極９２Ｂとの間の領域でレーザ光の照射位置を移動させるように照射工程を行う。そして、この照射工程と並行して第１通電動作と第２通電動作とを交互に切り替えるように切替工程を行う。
【００５５】
切替工程では、第１電極９１Ａと第２電極９１Ｂとを上述の移動方向に離間させつつ溶接対象物Ｗ（金属部材）に接触させた状態で、第１電極９１Ａ側から第２電極９１Ｂ側へと電流を流すように第１通電動作を行い、第３電極９２Ａと第４電極９２Ｂとを上述の移動方向に離間させつつ溶接対象物Ｗ（金属部材）に接触させた状態で、第３電極９２Ａ側から第４電極９２Ｂ側へと電流を流すように第２通電動作を行う。溶接対象物Ｗ（金属部材）に対する第１電極９１Ａ及び第２電極９１Ｂの各接触位置は、上述の直交方向（対向方向）において孔部２１１（隙間部）の中心位置Ｐよりも第１金属部１０側に位置する第１領域内であって且つ孔部２１１（隙間部）側の２位置とすればよい。図９の例では、第１金属板１１０の領域が第１領域であり、この第１領域内において、上述の直交方向（対向方向）における孔部２１１寄りの領域に第１電極９１Ａ及び第２電極９１Ｂが接触状態で配置されている。上述の境界の方向（移動方向に沿った方向）において、孔部２１１よりも一方側に第１電極９１Ａが配置され、孔部２１１よりも他方側に第２電極９１Ｂが配置されている。また、溶接対象物Ｗ（金属部材）に対する第３電極９２Ａ及び第４電極９２Ｂの各接触位置は、上述の直交方向（対向方向）において孔部２１１（隙間部）の中心位置Ｐよりも第２金属部２０側に位置する第２領域内であって且つ孔部２１１（隙間部）側の２位置とすればよい。図９の例では、第２金属板１２０の領域が第２領域であり、この第２領域内において、上述の直交方向（対向方向）における孔部２１１寄りの領域に第３電極９２Ａ及び第４電極９２Ｂが接触状態で配置されている。上述の境界の方向（移動方向に沿った方向）において、孔部２１１よりも他方側に第３電極９２Ａが配置され、孔部２１１よりも一方側に第４電極９２Ｂが配置されている。なお、図９の例では、第１電極９１Ａ及び第２電極９１Ｂを第１金属板１１０におけるレーザ光照射側の面に接触させているが、第１実施形態と同様の位置に接触させてもよい。第３電極９２Ａ及び第４電極９２Ｂについても、第２金属板１２０におけるレーザ光照射側の面に接触させているが、第１実施形態と同様の位置に接触させてもよい。
【００５６】
そして、第２実施形態でも、図１０のような共通の磁界発生装置７０が第１通電動作及び第２通電動作のいずれにおいても用いられ、この磁界発生装置７０は第１実施形態と同様に駆動される。制御装置６０は、第１通電動作及び第２通電動作のいずれのときにも磁界発生装置７０を駆動させ、上述の対向方向及び上述の移動方向（境界の方向）と交差する方向の磁界（具体的には、第１金属部１０及び第２金属部２０の厚さ方向に沿った上向きの磁界）を第１対向部１１及び第２対向部２１の溶融領域を通るように発生させる。なお、この例でも、レーザ光照射位置の真下に電磁石７２が位置するように、電磁石７２の相対位置をレーザ光照射位置の移動に合わせて図示しない移動装置によって移動させるようにすればよい。なお、図１０では、便宜上、接合部２２１，２２２は省略されている。
【００５７】
以上のような動作がなされるため、照射工程では、孔部２１１の内縁部付近において上述した移動方向にシフトするように溶融領域が順次生成され、この照射工程と並行して切替工程がなされるため、孔部２１１の内縁部付近に溶融領域を順次生成する生成過程で、第１対向部１１の溶融金属が第２金属部２０側に移動する作用と、第２対向部２１の溶融金属が第１金属部１０側に移動する作用とが交互に繰り返される。このようにして第１金属部１０と第２金属部２０との間の隙間が埋められつつ両金属部が接合される。
【００５８】
第２実施形態のレーザ溶接方法を用いれば、第１金属部１０と第２金属部２０とが一体的に構成されている金属部材を溶接対象とし、接合領域の肉厚が確保されやすい方法で両金属部を接合することができる。
【００５９】
３．第３実施形態
次に、第３実施形態について説明する。
図１１で示すレーザ溶接装置１は、第１実施形態で説明したレーザ溶接装置１と同一の構成をなすものである。よって、レーザ溶接装置１の各部分については第１実施形態と同一の符号を付し、これらの詳細な説明は省略する。第３実施形態に関する構成は、レーザ溶接の対象となる溶接対象物Ｗの形状、構造のみが第１実施形態と異なり、この点以外は第１実施形態と同様である。
【００６０】
第３実施形態では、第１実施形態で説明した第１金属板１１０及び第２金属板１２０が一体的に形成された金属部材である金属板３１０が溶接対象物Ｗの一例に相当する相当する。金属板３１０のうちの一部が第１金属部１０の一例に相当し、他の一部が第２金属部２０の一例に相当する。金属板３１０の一部には、所定方向に延びる孔部３１１が貫通状態で形成されており、この孔部３１１が隙間部の一例に相当する。図１１の例では、溶接対象物Ｗ（金属部材）における孔部３１１（隙間部）の位置での厚さ方向及び後述する移動方向のいずれの方向とも直交する方向が「直交方向」の一例に相当する。そして、この直交方向において、溶接対象物Ｗ（金属部材）における孔部３１１（隙間部）よりも一方側の部位が第１金属部１０であり、孔部３１１（隙間部）よりも他方側の部位が第２金属部２０である。そして、上述の「直交方向」は、第１金属部１０と第２金属部２０とが対向する方向（対向方向）の一例に相当する。また、図１１の例では、図１１のように金属板３１０を平面視したときに孔部３１１が延びる方向を「境界の方向」とする。そして、この境界の方向と直交する方向であって且つ金属板３１０の厚さ方向と直交する方向が「対向方向」であり、「対向方向」は上述の「直交方向」と一致する。領域ＡＲ４は、境界の方向において孔部３１１が存在する領域を指す。第１金属部１０は、金属板３１０における領域ＡＲ４内の部分のうち、対向方向において孔部３１１の一方側に配置された部分である。第２金属部２０は、金属板３１０における領域ＡＲ４内の部分のうち、対向方向において孔部３１１の他方側に配置された部分である。図１１の例では、境界の方向における孔部３１１の両側の領域（領域ＡＲ４外の各領域）において第１金属部１０と第２金属部２０とが一体的に連結されている。また、図１１の例では、第１金属部１０において第２金属部２０側の端部（孔部３１１の内縁部の一部）が第１対向部１１に相当し、第２金属部２０において第１金属部１０側の端部（孔部３１１の内縁部の一部）が第２対向部２１に相当する。
【００６１】
図１１の例でも、第１実施形態又は第２実施形態と同様の照射工程及び切替工程を行うことで、上述の境界の方向の所定領域ＡＲ４において第１金属部１０と第２金属部２０とを接合することができる。具体的には、上述の境界の方向を移動方向とし、第１対向部１１及び第２対向部２１に跨るようにレーザ光を照射しながら領域ＡＲ４内においてレーザ光照射位置を境界の方向の一方側に移動させるように照射工程を行う。そして、この照射工程と並行して第１通電動作と第２通電動作とを交互に切り替えるように切替工程を行う。
【００６２】
照射工程では、領域ＡＲ４内に存在する第１金属部１０及び第２金属部２０の境界部付近において溶融領域が上述した移動方向にシフトするように順次生成される。このような照射工程と並行して切替工程がなされるため、境界の方向に溶融領域を順次生成する生成過程で、第１金属部１０の溶融金属が第２金属部２０側に移動する作用と、第２金属部２０の溶融金属が第１金属部１０側に移動する作用とが交互に繰り返される。なお、この例でも、図１２のように、第１通電動作及び第２通電動作において共通の磁界発生装置７０が用いられ、制御装置６０は、第１通電動作及び第２通電動作のいずれのときにも磁界発生装置７０を駆動させ、上述の対向方向及び上述の移動方向（境界の方向）と交差する方向の磁界（具体的には、第１金属部１０及び第２金属部２０の厚さ方向に沿った上向きの磁界）を第１対向部１１及び第２対向部２１の溶融領域を通るように発生させるようになっている。このようにして第１金属部１０と第２金属部２０との間の隙間が埋められつつ両金属部が接合される。
【００６３】
４．第４実施形態
４−１．レーザ溶接装置
次に、第４実施形態について説明する。
第４実施形態では、図１３で示すようなレーザ溶接装置４０１を用いてレーザ溶接がなされる。図１３で示すレーザ溶接装置４０１は、第１実施形態と同様の構成をなす制御装置６０、レーザ光照射装置８０、通電装置９０を備える。これら制御装置６０、レーザ光照射装置８０、通電装置９０は、第１実施形態と同様に動作し、同様に機能する。制御装置６０、レーザ光照射装置８０、通電装置９０の構成部品については第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６４】
図１３で示すように、レーザ溶接装置４０１は磁界発生装置４７０を備える。磁界発生装置４７０は、電磁石７２の代わりに電磁石４７２を用いている点のみが第１実施形態の磁界発生装置７０と異なり、具体的には、磁性体７２Ａを磁性体部材４７３に変更した点のみが異なる。磁界発生装置４７０は、第１実施形態の磁界発生装置７０と同様のスイッチ部７４及び直流電源部７６を備え、スイッチ部７４のオンオフが制御装置６０によって制御される。磁界発生装置４７０は、スイッチ部７４がオン状態となっているときに磁性体部材４７３の一端部４７３ＡがＮ極となり、他端部４７３ＢがＳ極となる。このときには、一端部４７３Ａから他端部４７３Ｂに向かう方向の磁界が生じるようになっている。
【００６５】
４−２．レーザ溶接方法
第４実施形態に係るレーザ溶接方法は、レーザ溶接の対象となる溶接対象物Ｗの配置が第１実施形態と異なる。溶接対象物Ｗは、第１実施形態と同様の第１金属板１１０及び第２金属板１２０を有し、第１金属板１１０の全体が第１金属部１０の一例に相当し、第２金属板１２０の全体が第２金属部２０の一例に相当する。
【００６６】
照射工程及び切替工程の前段階で行われる配置工程では、図１３のように、溶接対象物Ｗを構成する第１金属部１０及び第２金属部２０を所定の対向方向に対向させた状態で保持する。「対向方向」は、第１金属部１０と第２金属部２０とが向かい合う方向を意味する。図１３の例では、板状に構成された第１金属部１０及び第２金属部２０を重ね合わせた状態で配置され、第１金属板１１０及び第２金属板１２０の厚さ方向が重なり方向となっており、この重なり方向が「対向方向」の一例に相当する。図１３の例では、第１金属部１０の板厚方向片側の表面部（下面部）が第２金属部２０に対向する部分となっており、第１金属部１０の下面部が第１対向部１１となっている。また、第２金属部２０の板厚方向片側の表面部（上面部）が第１金属部１０に対向する部分となっており、第２金属部２０の上面部が第２対向部２１となっている。
【００６７】
配置工程の後には、図１３のように対向状態で配置された第１金属部１０及び第２金属部２０に対してレーザ光を照射する照射工程を行う。そして、この照射工程と並行して後述の切替工程を行う。
【００６８】
本実施形態のレーザ溶接方法でも、レーザ光を照射して第１対向部１１及び第２対向部２１に溶融領域を生じさせつつレーザ光の照射位置を所定の移動方向に移動させるように照射工程を行う。制御装置６０は、このような動作をレーザ光照射装置８０に行わせる。具体的には、図１４のように、第１金属部１０と第２金属部２０とを重ねた状態で、レーザ光照射装置８０を動作させ、第１金属部１０における第２金属部２０側とは反対側の表面（図１３では上面）に向けて第１金属部１０から第２金属部２０まで及ぶ溶融領域３０を生じさせる程度にレーザ光を照射しつつ、レーザ光の照射位置を所定の移動方向に移動させる。図１４のように所定位置に溶融領域３０を生じさせているタイミングでのレーザ光照射位置を図１５では符号Ｓｐで示しており、照射工程では、このレーザ光照射位置Ｓｐを予め定められた照射予定領域ＡＲ５に沿って移動させる。レーザ光照射位置Ｓｐの移動方向は、第１金属部１０と第２金属部２０の対向方向（重なり方向）と直交する方向の仮想平面と平行な所定の一方向であり、図１５の例では、磁界発生装置４７０の一端部４７３Ａと他端部４７３Ｂとが向かい合う方向と直交する方向となっている。
【００６９】
図１５で示す照射予定領域ＡＲ５は、上述の「移動方向」に延びる領域として第１金属部１０において予め定められた領域であり、照射工程では、レーザ光の照射を連続的又は断続的に継続しながら照射予定領域ＡＲ５に沿ってレーザ光照射位置Ｓｐを移動させることで照射予定領域ＡＲ５に存在する金属を順次溶融させる。また、図１４のように、第２金属部２０には、照射予定領域ＡＲ５の溶融に伴って溶融する領域として溶融予定領域ＡＲ６が予め定められている。溶融予定領域ＡＲ６は、上述の移動方向に延びる領域であり、且つ照射予定領域ＡＲ５の下方に隣接する領域である。照射工程では、図１４のように第１金属部１０から第２金属部２０まで及ぶ溶融領域３０を生じさせる程度のレーザ光を照射しながらレーザ光照射位置を上述の移動方向に移動させることで、照射予定領域ＡＲ５及び溶融予定領域ＡＲ６の金属を順次溶融させる。
【００７０】
そして、このような照射工程を行っている最中に並行して切替工程を行う。
切替工程は、上述した照射工程が行われている期間（レーザ光の照射が連続的又は断続的に継続している照射継続期間）に第１通電動作と第２通電動作とを交互に行う。第１通電動作は、第１対向部１１の溶融領域においてレーザ光照射位置の移動方向に沿った向きで一方側から他方側へ向かう電流（具体的には、移動方向とは逆向きの電流）が流れるように第１金属部１０を通電する動作である。第２通電動作は、第２対向部２１の溶融領域において移動方向に沿った向きで他方側から一方側へ向かう電流（具体的には移動方向の向きの電流）が流れるように第２金属部２０を通電する動作である。第１通電動作は第１実施形態と同様の方法で第１通電装置９１を動作させて行い、第２通電動作は第１実施形態と同様の方法で第２通電装置９２を動作させて行う。図１４の例では、第１金属部１０に対し、移動方向に沿った方向において照射予定領域ＡＲ５よりも一方側（レーザ光照射位置の移動側）の部位に第１電極９１Ａを接触させるとともに照射予定領域ＡＲ５よりも他方側（レーザ光照射位置の移動側とは反対側）の部位に第２電極９１Ｂを接触させる。そして、このような状態で、第１金属部１０において第１電極９１Ａ側から第２電極９１Ｂ側へと電流を流すように第１通電動作を行う。また、図１４のように、第２金属部２０に対し、移動方向に沿った方向において溶融予定領域ＡＲ６よりも他方側（レーザ光照射位置の移動側とは反対側）の部位に第３電極９２Ａを接触させるとともに溶融予定領域ＡＲ６よりも一方側（レーザ光照射位置の移動側）の部位に第４電極９２Ｂを接触させ、第３電極９２Ａ側から第４電極９２Ｂ側へと電流を流すように第２通電動作を行う。
【００７１】
更に、この例では、図１３のように、第１通電動作及び第２通電動作において共通の磁界発生装置４７０が用いられ、制御装置６０は、第１通電動作及び第２通電動作のいずれのときにも磁界発生装置４７０を駆動させ、上述の対向方向及び上述の移動方向と交差する方向の磁界を第１対向部１１及び第２対向部２１の溶融領域を通るように発生させる。図１３の例では、磁界発生装置４７０の一端部４７３Ａと他端部４７３Ｂとが第１金属部１０の上面に接触又は近接しつつ上述の移動方向と直交する方向に向かい合い、一端部４７３Ａと他端部４７３Ｂの間に、上述の移動方向と直交する向き且つ第１金属部１０及び第２金属部２０の対向方向（厚さ方向）と直交する向きの磁界を発生させるようになっている。磁界発生装置４７０は、図示しない移動装置を備えており、レーザ光照射位置が上述の移動方向において一端部４７３Ａと他端部４７３Ｂの間に位置するように、レーザ光照射位置に合わせて電磁石４７２の位置を移動するように構成されている。
【００７２】
このような磁界発生動作により、第１金属部１０及び第２金属部２０においてレーザ光照射位置の真下に位置する溶融領域に、上述の移動方向と直交する向き且つ第１金属部１０及び第２金属部２０の対向方向（厚さ方向）と直交する向きの磁界が発生するようになっている。なお、図１３では、第１金属部１０においてレーザ光照射位置の真下に位置する磁界の方向を矢印Ｆｂ１で示し、第２金属部２０においてレーザ光照射位置の真下に位置する磁界の方向を矢印Ｆｂ２で示す。また、図１４での溶接対象物Ｗの図は、図１３におけるＡ−Ａ位置の断面（具体的には、上述の移動方向及び第１金属部１０と第２金属部２０の対向方向（重なり方向）に沿った断面）を概念的に示すものであり、図１４での磁界の向きは、図１４の図面と直交する向き（即ち、図１４の切断面と直交する向き）であって図面手前側から図面奥側に向かう向きとなっている。このような磁界を発生させるため、第１通電動作のときには第１対向部１１の溶融領域において第２金属部２０側に向かうローレンツ力（即ち、下向きのローレンツ力）が生じ、第２通電動作のときには第２対向部２１の溶融領域において第１金属部１０側に向かうローレンツ力（即ち、上向きのローレンツ力）が生じる。
【００７３】
このように、第１対向部１１及び第２対向部２１に跨るようにレーザ光の照射による溶融領域を生成しながらレーザ光の照射位置を上述の移動方向に移動させるように照射工程を行いつつ、この照射工程と並行して第１通電動作と第２通電動作とを交互に切り替えるように切替工程を行う。このような工程がなされることで、第１金属部１０と第２金属部２０の境界部付近において溶融領域が上述した移動方向にシフトするように順次生成され、その生成過程で、第１金属部１０の溶融金属が第２金属部２０側に移動する作用と、第２金属部２０の溶融金属が第１金属部１０側に移動する作用とが交互に繰り返される。照射工程で順次生成される溶融金属は、レーザ光の照射位置から外れると固化してビードとなる。このようにして第１金属部１０と第２金属部２０との間の隙間が埋められつつ両金属部が接合される。
【００７４】
４−３．効果
本実施形態のレーザ溶接方法を用いれば、接合領域付近の肉厚をより確保し得る形で重ね合わせ溶接を行うことができる。
【００７５】
また、重ね合わせ溶接を行う場合、レーザ光照射側の金属部において凹みや孔などの薄肉部分が発生しやすいという問題があるが、本実施形態のレーザ溶接方法では、両金属部の溶融金属を相手側へと交互に移動させうる方法を採用しているため、レーザ光照射側の金属部の溶融金属だけでなく反対側の金属部の溶融金属も隙間側へ移動させて隙間を埋めることができ、レーザ光照射側の金属部の薄肉化をより抑制しやすい。
【００７６】
更に、本実施形態のレーザ溶接方法では、重ね合わされた第１金属部１０及び第２金属部２０に対して第１電極９１Ａ、第２電極９１Ｂ、第３電極９２Ａ、第４電極９２Ｂを特徴的な位置関係で接触させているため、重ね合わせ溶接を行う場合に、レーザ光照射位置の移動方向に沿った方向の電流を第１対向部１１の溶融領域及び第２対向部２１の溶融領域のそれぞれにおいて良好に流すことができ、重ね合わせ溶接を行う場合に特に有効となる向きのローレンツ力を各々の対向部において正確に生じさせやすくなる。
【００７７】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上述した実施形態や後述する実施形態の様々な特徴は、矛盾しない組み合わせであればどのように組み合わせてもよい。
【００７８】
上述したいずれの実施形態のレーザ溶接方法も、様々な接合体を製造する際の一工程として適用でき、接合体の用途、種類などは特に限定されない。
【００７９】
上述したいずれの実施形態のレーザ溶接方法も、第１金属部１０及び第２金属部２０の材質は限定されず、両者は同種金属であってもよく、異種金属であってもよい。
【００８０】
上述したいずれの実施形態のレーザ溶接方法も、接合対象となる第１金属部及び第２金属部の境界の方向は、直線に限定されない。例えば、レーザ光照射側の面を平面視したときに第１金属部と第２金属部の境界の方向が若干湾曲していてもよい。なお、このように境界の方向が若干湾曲している場合、湾曲した境界の一部を溶接範囲とする形で、第１電極及び第２電極の電極間距離、及び、第３電極及び第４電極の電極間距離を短く配置しつつ上述のいずれかの実施形態のレーザ溶接方法を適用した部分的な溶接を行い、このような部分的な溶接を複数回繰り返すことで湾曲した境界の全体を溶接してもよい。
【００８１】
第１〜第３実施形態のように突合せ溶接を行う場合、鉛直方向と交差する方向に対向する第１対向部及び第２対向部に対して下方側からレーザ光を照射してもよい。或いは、第１対向部及び第２対向部を鉛直方向に沿った向きに対向させ、第１対向部及び第２対向部に対して側方からレーザ光を照射してもよい。
【００８２】
第１〜第３実施形態のように突合せ溶接を行う場合、磁界発生装置は第１対向部及び第２対向部の上方側に配置された状態で第１〜第３実施形態と同様の向きの磁界を溶融領域に発生させるようにしてもよい。第４実施形態のように重ね合わせ溶接を行う場合、磁界発生装置は、一端部４７３Ａ及び他端部４７３Ｂが第２金属部２０の下面側に配置された状態で第４実施形態と同様の向きの磁界を溶融領域に発生させるようにしてもよい。
【００８３】
第１〜第３実施形態のように突合せ溶接を行う場合、磁界発生装置が第１〜第３実施形態とは逆向きの磁界を溶融領域に発生させるようにしてもよく、この場合、第１対向部及び第２対向部に流れる電流の向きをそれぞれ第１〜第３実施形態とは逆向きとすればよい。第４実施形態のように重ね合わせ溶接を行う場合も、磁界発生装置が第４実施形態とは逆向きの磁界を溶融領域に発生させるようにしてもよく、この場合、第１対向部及び第２対向部に流れる電流の向きをそれぞれ第４実施形態とは逆向きとすればよい。
【００８４】
上述したいずれの実施形態のレーザ溶接方法も、レーザ光のスポット形状は円形に限定されず、矩形形状やその他の形状であってもよい。また、レーザ光のスポットは１つに限定されず、複数のスポットが生じるようにレーザ光を照射する多点スポット方式であってもよい。
【００８５】
上述したいずれの実施形態のレーザ溶接方法も、接合対象となる第１金属部及び第２金属部は金属板に限定されず、いずれか一方又は両方がパイプ材などの湾曲した部材であってもよい。
【００８６】
上述したいずれの実施形態のレーザ溶接方法も、レーザ光照射装置の出射部及び電磁石を固定状態とし、溶接対象物となる第１金属部及び第２金属部を移動させるようにして、レーザ光照射位置及び磁界を加える位置を相対的に移動させてもよい。
【００８７】
第２、第３実施形態では、貫通状態の孔部２１１，３１１によって隙間部が構成されていたが、貫通しない有底状の孔部によって隙間部が構成されていてもよい。また、切欠き部によって隙間部が構成されていてもよい。例えば、第２実施形態の溶接対象物に代えて図１６のような溶接対象物Ｗを対象としてもよい。図１６で示す溶接対象物Ｗは、図９の溶接対象物Ｗから一方の接合部２２１（ビード部）を省略した構成をなし、接合部２２２（ビード部）の位置から両金属部の端部（境界の方向において接合部２２２とは反対側の端部）にまで及ぶような切欠き部２１３が形成されている。このような溶接対象物Ｗを対象とし、切欠き部２１３を隙間部として第２実施形態と同様のレーザ溶接方法で溶接を行ってもよい。或いは、図１１で示す第３実施形態の溶接対象物Ｗに代えて孔部３１１が境界の方向における一方側の端部にまで達するような切欠き部となっている溶接対象物を対象として、この切欠き部（隙間部）に対して第３実施形態と同様のレーザ溶接方法で溶接を行ってもよい。
【００８８】
上述したいずれの実施形態のレーザ溶接方法も、第１金属部１０のほうが第２金属部２０よりも溶融状態のときの粘性が大きくなるような溶接対象物Ｗを溶接対象としてもよい。この場合、第１金属部１０及び第２金属部２０は、第１金属部１０のほうが第２金属部２０よりも溶融状態のときの粘性が大きい関係であれば、どのような異種金属の組み合わせとしてもよい。
【００８９】
上述したいずれの実施形態のレーザ溶接方法も、第１金属部１０のほうが第２金属部２０よりも溶融状態のときの粘性が大きくなるような溶接対象物Ｗを対象とする場合、切替工程では、第１通電動作のときに第１対向部１１の溶融領域に発生させるローレンツ力を、第２通電動作のときに第２対向部２１の溶融領域に発生させるローレンツ力よりも大きくするように通電装置９０や磁界発生装置７０，４７０を動作させてもよい。このようにすれば、粘性が大きく移動しにくい第１金属部１０を移動させやすくして溶融金属の移動量の均等化を図ることができ、粘性が小さい第２金属部２０側の厚さが小さくなりやすいという問題を解消することができる。具体的には、第１通電装置９１によって第１対向部１１の溶融金属に流す電流を、第２通電装置９２によって第２対向部２１の溶融金属に流す電流よりも大幅に大きくすることで、第１通電動作のときに第１対向部１１の溶融領域に発生させるローレンツ力を、第２通電動作のときに第２対向部２１の溶融領域に発生させるローレンツ力よりも大きくしてもよい。或いは、磁界発生装置７０によって第１対向部１１の溶融金属に加える磁界を、第２対向部２１の溶融金属に加える磁界よりも大幅に大きくすることで、第１通電動作のときに第１対向部１１の溶融領域に発生させるローレンツ力を、第２通電動作のときに第２対向部２１の溶融領域に発生させるローレンツ力よりも大きくしてもよい。
【００９０】
第１〜第３実施形態又はこれらの変更例において、第１金属部１０のほうが第２金属部２０よりも溶融状態のときの粘性が大きくなるような溶接対象物Ｗを対象とする場合、レーザ光の照射位置の中心を第２金属部２０よりも第１金属部１０に近い側に寄せつつレーザ光の照射位置を上述した移動方向に移動させるように照射工程を行ってもよい。図１７は、このような照射工程の一例を示しており、図３で示した第１実施形態の照射工程のうち、レーザ光の照射位置のみを変更した例を示している。具体的には、第１対向部１１及び第２対向部２１に跨るようにレーザ光を照射しながらレーザ光照射位置（照射スポット）を所定の移動方向（図１７の例では、第１実施形態と同様の境界の方向）に移動させるように連続的又は断続的に照射を継続している期間において、いずれの位置でもレーザ光照射位置（照射スポット）の中心が第２金属部２０よりも第１金属部１０に近くなるように照射工程を行えばよい。このようにすれば、粘性が相対的に大きい第１金属部１０の溶融量を相対的に大きくすることができ、粘性が大きく移動しにくい第１金属部１０を移動させやすくして溶融金属の移動量の均等化を図ることができ、粘性が小さい第２金属部２０側の厚さが小さくなりやすいという問題を解消することができる。
【００９１】
上述したいずれの実施形態のレーザ溶接方法も、第１通電動作と第２通電動作とを切り替えるタイミングは、適宜調整すればよく、積極的に変形させようとする領域が溶融状態のときに、その領域に電流が流れるように通電が行われればよい。例えば、所定領域が既に通電されている状態で、その通電領域に対してレーザ光を照射して後から溶融領域を形成するような方法であってもよく、レーザ光の照射による溶融領域が既に形成されている状態で、その溶融領域に対して後から通電するような方法であってもよい。
【００９２】
上述したいずれの実施形態のレーザ溶接方法も、第１通電動作における通電方向と第２通電動作における通電動作とを同じ方向にするかわりに、第１通電動作における磁界の向きと第２通電動作における磁界の向きとを逆向きにするようにしてもよい。
【００９３】
上述したいずれの実施形態のレーザ溶接方法も、切替工程では、第１対向部と第２対向部とが対向する方向及び移動方向と交差する方向の磁界を、常に発生させてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１０…第１金属部
１１…第１対向部
２０…第２金属部
２１…第２対向部
７０，４７０…磁界発生装置
９１Ａ…第１電極
９１Ｂ…第２電極
９２Ａ…第３電極
９２Ｂ…第４電極
２１１，３１１…孔部（隙間部）
２１３…切欠き部（隙間部）
ＡＲ５…照射予定領域
ＡＲ６…溶融予定領域
Ｗ…溶接対象物
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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