(57)【要約】【課題】被溶接材の皮膜からのガスの発生や爆飛がなく、冶具を用いる面倒な隙間管理も不要であり、再現性の高い安定した溶接品質を保証する。【解決手段】第１工程の皮膜除去工程では、スチール板１２の溶接ポイントＷと対応する部位に設定された各剥離領域Ｈ10に皮膜除去用のパルスレーザ光ＬＢａを集光照射し、剥離領域Ｈ10内の亜鉛メッキ皮膜１０をパルスレーザ光ＬＢａのエネルギーにより昇華させて除去する。第２工程のレーザスポット溶接工程では、被溶接材（１２，１４）の溶接ポイントＷに対して、ステンレス板１４の背後（上方）よりレーザ溶接用のパルスレーザ光ＬＢｂを集光照射し、ステンレス板１４とスチール板１２とをパルスレーザ光ＬＢｂのエネルギーによって溶接する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に皮膜を有する第１の金属部材に第２の金属部材を所望の溶接ポイントにてレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、
前記第１の金属部材の前記溶接ポイントおよびその近傍を含む剥離領域に第１のレーザ光を照射して、前記剥離領域内の前記皮膜を前記第１のレーザ光のエネルギーによって除去する第１の工程と、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを重ね合わせ、前記第１の金属部材もしくは前記第２の金属部材の背後から前記溶接ポイントに向けて第２のレーザ光を照射して、前記溶接ポイントにて前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを前記第２のレーザ光のエネルギーによって溶接する第２の工程と
を有するレーザ溶接方法。
【請求項２】
前記第１および第２のレーザ光のいずれもパルスレーザ光である請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項３】
前記第１および第２のレーザ光を同一のパルスレーザ発振装置により生成する請求項２に記載のレーザ溶接方法。
【請求項４】
前記第１のレーザ光のピークパワーをフィードバック制御によって設定値に保持する請求項２または請求項３に記載のレーザ溶接方法。
【請求項５】
前記剥離領域のサイズを前記第１のレーザ光の照射範囲によって調整する請求項２〜４のいずれか一項に記載のレーザ溶接方法。
【請求項６】
前記剥離領域のサイズを前記第１のレーザ光のビームスポット径によって調整する請求項５に記載のレーザ溶接方法。
【請求項７】
前記剥離領域のサイズを前記第１のレーザ光のパルス幅によって調整する請求項２〜４のいずれか一項に記載のレーザ溶接方法。
【請求項８】
表面に第１の皮膜を有する第１の金属部材と表面に第２の皮膜を有する第２の金属部材とを所望の溶接ポイントにてレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、
前記第１の金属部材の前記溶接ポイントおよびその近傍を含む第１の剥離領域に第１のレーザ光を照射して、前記第１の剥離領域内の前記第１の皮膜を前記第１のレーザ光のエネルギーによって除去する第１の工程と、
前記第２の金属部材の前記溶接ポイントおよびその近傍を含む第２の剥離領域に第２のレーザ光を照射して、前記第２の剥離領域内の前記第２の皮膜を前記第２のレーザ光のエネルギーによって除去する第２の工程と、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを重ね合わせ、前記第１の金属部材もしくは前記第２の金属部材の背後から前記溶接ポイントに向けて第３のレーザ光を照射して、前記溶接ポイントにて前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを前記第３のレーザ光のエネルギーによって溶接する第３の工程と
を有するレーザ溶接方法。
【請求項９】
前記第１、第２および第３のレーザ光のいずれもパルスレーザ光である請求項８に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１０】
前記第１、第２および第３のレーザ光を同一のパルスレーザ発振装置により生成する請求項９に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１１】
前記第１および第２のレーザ光のピークパワーをフィードバック制御によってそれぞれ設定値に保持する請求項９または請求項１０に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１２】
前記剥離領域のサイズを前記第１のレーザ光の照射範囲によって調整する請求項９〜１１のいずれか一項に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１３】
前記第１および第２の剥離領域のサイズをそれぞれ前記第１および第２のレーザ光のビームスポット径によって調整する請求項１２に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１４】
前記第１および第２の剥離領域のサイズをそれぞれ前記第１および第２のレーザ光のパルス幅によって調整する請求項９〜１１のいずれか一項に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１５】
前記皮膜が表面処理によって形成されたものである請求項１〜１４のいずれか一項に記載のレーザ溶接方法。  
【請求項１６】
前記皮膜がメッキ処理または塗装処理によって形成されたものである請求項１５に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１７】
前記皮膜が亜鉛メッキ被膜である請求項１６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、レーザ溶接方法に係わり、より詳細にはメッキ、塗装等の皮膜が形成されている金属部材をレーザ溶接する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１および図１２に、亜鉛メッキで表面処理されている金属部材を被溶接材とする従来のレーザ溶接における作用および問題点を示す。
図１１において、上下に重ね合わせられた２枚の金属板のうち下層の金属板１００はたとえばスチールを素材とし、その表面にたとえば亜鉛メッキの皮膜１０２が形成されている。上層の金属板１０４は、皮膜無しの素金属たとえばステンレス鋼からなる。
【０００３】
図１１に示すように、通常は、皮膜無しの金属板１０４の背後（上方）から所望の溶接ポイントＷに向けてレーザ光Ｌｂを集光照射する。そうすると、図１２に示すように、レーザ光Ｌｂのエネルギーにより、溶接ポイントＷ付近で上層の金属板１０４が最初に溶け、次いで下層の金属板１００も溶ける。この時、両金属板１００，１０４の境界でメッキ皮膜１０２が昇華または気化して、レーザ溶融部１０６を内部から吹き飛ばす、いわゆる爆飛現象を起こす。このような爆飛によって、溶接品質（接合強度、平面度、外観等）が低下するだけでなく、溶接ポイントＷの周囲でメッキ皮膜１０２が広範囲に欠除ないし損傷してメッキの防食機能が失われるという問題もある。
【０００４】
このようなメッキ皮膜１０２の気化による爆飛を防止するために、従来は、図１３に示すように両金属板１００，１０４の間にシム部材１０８を挟んで隙間Ｇを形成し、メッキ皮膜１０２から発生した昇華物（亜鉛ガス）Ｓを隙間Ｇの側方から抜く方法が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようにシム部材１０８を用いる従来のレーザ溶接方法は、両金属板１００，１０４の間にシム部材１０８を溶接前に挟んで溶接後に抜き取るという作業が非常に面倒であるうえ、その割には一定の隙間Ｇを作れる確実性や再現性が低い。しかも、メッキ皮膜１０２は通常数ミクロン以下の膜厚であるのに比して、シム部材１０８の厚みは極薄でも１００μｍ程度までが限度であり、微小の隙間管理は著しく難しい。加えて、上層の金属板１０４を溶かしてこの隙間Ｇを埋めてから下層の金属板１００まで溶かさなければならず、そのぶん大きなレーザエネルギーが必要となる。なお、過大エネルギーのレーザ照射によって溶接部付近が形状変形することがある。さらには、この方法でも、溶接ポイントＷの周囲でメッキ皮膜１０２がレーザエネルギーにより必要以上の剥離や損傷を受けて耐食性が失われるという課題は依然として残っている。なお、上記の例は被溶接部材が亜鉛メッキの皮膜を有する場合であったが、他の金属メッキや塗装等の皮膜を有する場合にも同様の問題が発生している。
【０００６】
本発明は、上述のような事情に鑑みなされたもので、被溶接材の皮膜からのガスの発生や爆飛がなく、冶具を用いる面倒な隙間管理も不要であり、再現性の高い安定した溶接品質を保証でき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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１のレーザ溶接方法は、表面に皮膜を有する第１の金属部材に第２の金属部材を所望の溶接ポイントにてレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、前記第１の金属部材の前記溶第接ポイントおよびその近傍を含む剥離領域に１のレーザ光を照射して、前記剥離領域内の前記皮膜を前記第１のレーザ光のエネルギーによって除去する第１の工程と、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを重ね合わせ、前記第１の金属部材もしくは前記第２の金属部材の背後から前記溶接ポイントに向けて第２のレーザ光を照射して、前記溶接ポイントにて前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを前記第２のレーザ光のエネルギーによって溶接する第２の工程とを有する。
【０００８】
また、本発明の第２のレーザ溶接方法は、表面に第１の皮膜を有する第１の金属部材と表面に第２の皮膜を有する第２の金属部材とを所望の溶接ポイントにてレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、前記第１の金属部材の前記溶接ポイントおよびその近傍を含む第１の剥離領域に第１のレーザ光を照射して、前記第１の剥離領域内の前記第１の皮膜を前記第１のレーザ光のエネルギーによって除去する第１の工程と、前記第２の金属部材の前記溶接ポイントおよびその近傍を含む第２の剥離領域に第２のレーザ光を照射して、前記第２の剥離領域内の前記第２の皮膜を前記第２のレーザ光のエネルギーによって除去する第２の工程と、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを重ね合わせ、前記第１の金属部材もしくは前記第２の金属部材の背後から前記溶接ポイントに向けて第３のレーザ光を照射して、前記溶接ポイントにて前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを前記第３のレーザ光のエネルギーによって溶接する第３の工程とを有する。
【０００９】
本発明のレーザ溶接方法においては、第１および第２の金属部材の片方または双方に皮膜が形成されている場合は、皮膜付きの当該金属部材に溶接ポイントおよびその近傍を含む剥離領域を設定し、そこに所定のレーザ光を照射して当該剥離領域内の皮膜をレーザエネルギーによって除去する。これにより、両金属部材を重ね合わせると、剥離領域の箇所に両金属部材で挟まれた空洞スペースが形成される。ここに、第１の金属部材もしくは第２の金属部材の背後から溶接ポイントに向けてレーザスポット溶接用のレーザ光を照射すると、上層の金属部材が空洞スペース内で溶け落ちて下層の金属部材に届き、レーザ光のエネルギーが上層金属部材の溶融部分を通じて下層金属部材にも浸透し、下層金属部材も溶ける。そして、レーザ光の照射停止後に、両金属部材の溶融部が凝固して溶接ナゲットとなる。
【００１０】
本発明の好適な一態様によれば、上記第１のレーザ溶接方法においては第１および第２のレーザ光のいずれもパルスレーザ光であり、上記第２のレーザ溶接方法においては第１、第２および第３のレーザ光のいずれもパルスレーザ光である。この場合、皮膜除去用のパルスレーザ光およびレーザスポット溶接用のパルスレーザを同一のパルスレーザ発振装置により生成することで、加工設備の低コスト化と加工時間の短縮化を実現できる。
【００１１】
また、パルスレーザ光を使用する場合は各レーザ光のピークパワーをフィード  
バック制御によってそれぞれ設定値に保持することで、再現性の高い安定した皮膜除去加工およびレーザスポット溶接加工を行うことができる。
【００１２】
また、本発明における剥離領域のサイズは、後工程のレーザスポット溶接工程においてレーザ溶接用のパルスレーザ光が剥離領域を確実に（縁部に当たらずに）通過できる最小の大きさに選ばれるのが好ましく、たとえばパルスレーザ光の照射範囲または照射領域（たとえばビームスポット径）を変えることにより任意に可変調整できる。あるいは当該レーザ光のパルス幅を変えることによって剥離領域のサイズを調整することも可能である。
【００１３】
本発明は、任意の材質および膜厚の皮膜を有する金属部材のレーザ溶接に適用可能であり、特に表面処理、典型的にはメッキ処理や塗装処理によって形成された皮膜を有する金属板に好適に適用できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のレーザ溶接方法によれば、上記のような構成および作用により、被溶接材の皮膜からのガスの発生や爆飛がなく、冶具を用いる面倒な隙間管理も不要であり、再現性の高い安定した溶接品質を保証することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜図１０を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１６】
図１〜図７に、本発明の一実施形態におけるレーザ溶接方法を示す。一例として、被溶接材（ワーク）の一方が亜鉛メッキ１０で表面処理されているスチール素地の平板１２で、他方が皮膜無しの金属素材たとえばステンレス鋼の平板１４とする。
【００１７】
通常は（ステンレス板１４の板厚がスチール板１２の板厚よりも著しく大きくない場合は）、図１に示すように、亜鉛メッキされたスチール板１２の上に素地のステンレス板１４を位置合わせして重ねる。そして、たとえば図２に示すように、両金属板１２，１４が重なり合った部分に一定ピッチで複数の溶接ポイントＷを設定し、ステンレス板１４の背後（上方）から後述するように各溶接ポイントＷに所定のパルスレーザ光を照射して両金属板１２，１４をレーザスポット溶接で接合する。
【００１８】
この実施形態では、レーザスポット溶接の工程に先立ち、図３および図４に示すように、スチール板１２の各溶接ポイントＷと対応する部位に設定された各剥離領域Ｈ10に後述するパルスレーザ加工装置の出射ユニット１６より皮膜除去用のパルスレーザ光ＬＢａを所望のレーザ照射条件（ピークパワーＰ、パルス幅Ｔ、ビームスポット径）で集光照射し、剥離領域Ｈ10内の亜鉛メッキ皮膜１０をパルスレーザ光ＬＢａのレーザエネルギーにより昇華させて除去する。
【００１９】
ここで、剥離領域Ｈ10は、好ましくはレーザビームスポットと同形状（円形）で溶接ポイントＷとその近傍を含むものである。すなわち、剥離領域Ｈ10のサイズは、後述する後工程のレーザスポット溶接工程においてレーザ溶接用のパルスレーザ光ＬＢｂが剥離領域Ｈ10を確実に（縁部に当たらずに）通過できる最小の大きさに選ばれるのが好ましく、たとえばパルスレーザ光ＬＢａの照射範囲または照射領域を変えることにより任意に可変調整できる。
【００２０】
パルスレーザ光ＬＢａの照射範囲を調整するには、通常の一点照射の場合はパルスレーザ光ＬＢａのビームスポット径を可変する方法が有効である。別の方法として、剥離領域Ｈ10内で照射位置をずらしながら複数ポイントに微小スポットのパルスレーザ光ＬＢａを照射することも可能であり、その場合は照射ポイントの個数を変えることによって全体の照射範囲を可変することができる。あるいは、一点照射法または多点照射法のいずれの場合でも、パルスレーザ光ＬＢａのパルス幅ＴないしレーザエネルギーＥ（図５）を変えることによってパルスレーザ光ＬＢａの照射範囲を任意に調整することができる。パルスレーザ光ＬＢａのピークパワーＰは、素地金属１２の変形を来たさずに当該皮膜（この例は亜鉛メッキ被膜）１０を所定領域内に限定して確実に昇華させて除去するという観点から、皮膜１０の材質、膜厚や素地金属１２の材質等に応じて最適な値に設定される。
【００２１】
上記のようにして、亜鉛メッキされたスチール板１２の全溶接ポイントＷの部位に亜鉛メッキ皮膜１０が局所的に除去された剥離領域Ｈ10を形成する。次いで、図６に示すように、スチール板１２の上にステンレス板１４を位置合わせして重ねる。そうすると、スチール板１２の各剥離領域Ｈ10はその上面がステンレス板１４で覆われ、そこに円盤状の空洞（閉）スペースが形成される。この空洞スペースは剥離領域Ｈ10と同じ直径（たとえば２００〜３００μｍ）を有し、亜鉛メッキ皮膜１０の膜厚と等しい高さ（たとえば１〜５μｍ）を有する。
【００２２】
次に、上記のようにして重ね合わせた被溶接材（１２，１４）の各溶接ポイントＷに対して、図７に示すように、上層側の被溶接材つまりステンレス板１４の背後（上方）に配置した上記出射ユニット１６より今度はレーザ溶接用のパルスレーザ光ＬＢｂを所望のレーザ照射条件（ピークパワーＰ、パルス幅Ｔ、ビームスポット径）で集光照射し、各溶接ポイントＷにてステンレス板１４とスチール板１２とをパルスレーザ光ＬＢｂのレーザエネルギーによって溶接する。この際、パルスレーザ光ＬＢｂの照射により、先ず上層側のステンレス板１４が溶けて、剥離領域Ｈ10の空洞スペース内で崩れ落ちる。この空洞スペースの高さ（ギャップ）は数μｍ程度と非常に狭く、ステンレス板１４の溶融した部分はその直下のスチール板１２に直ぐに届く。すると、パルスレーザ光ＬＢｂのレーザエネルギーがステンレス板１４の溶融部分を通じてスチール板１２にも浸透しその上面を溶かす。こうして、各溶接ポイントＷにてステンレス板１４とスチール板１２とが一体に溶融し、パルスレーザ光ＬＢｂの照射停止後に凝固して溶接ナゲットＮとなる。
【００２３】
このレーザスポット溶接法においては、上記のようにパルスレーザ光ＬＢｂのエネルギーが剥離領域Ｈ10の空洞スペースを通って下層のスチール板１２に効率よく入熱されることに加えて、亜鉛メッキ皮膜１０にはレーザエネルギーが殆ど及ばないことも重要である。このことにより、レーザ溶接時に、亜鉛メッキ皮膜１０が昇華しないため、亜鉛ガスを発生させることはなく、爆飛現象は起こらない。しかも、溶接ポイントＷの周囲で亜鉛メッキ皮膜１０がレーザエネルギーによる損傷を受けることもないので、防食機能を安定して維持することができる。
【００２４】
被溶接材（１２，１４）の全ての溶接ポイントＷについて上記のようなレーザスポット溶接を行うことにより、図２に示すような平板スポット溶接の加工品を完成させることができる。
【００２５】
この実施形態では、亜鉛メッキのスチール板１２に対する皮膜除去工程（第１工程）と、両金属板１２，１４の溶接ポイントＷに対するレーザスポット溶接工程（第２工程）とを１台のパルスレーザ加工装置で行うようにしている。
【００２６】
図８に、上記実施形態におけるレーザ溶接方法の実施に使用して好適なパルスレーザ加工装置の構成を示す。このパルスレーザ加工装置は、上記出射ユニット１６に加えて、パルスレーザ発振器１８、レーザ電源２０、制御部２２、レーザ伝送系２４、パワーフィードバック用受光素子２６およびインデックス加工ステージ２８を有している。
【００２７】
パルスレーザ発振器１８は、たとえばＹＡＧロッドからなるレーザ媒体、このレーザ媒体を励起するレーザ励起手段（たとえば励起光源）、レーザ光を共振増幅する共振器ミラー等を内蔵しており、レーザ加工用のパルスレーザ光ＬＢを発振出力する。レーザ電源２０は、制御部２２の制御の下で所望のレーザパルス波形とレーザ出力特性を得るようにレーザ発振器１８内のレーザ励起手段を電気的に駆動する。レーザ伝送系２４は、たとえば光ファイバや折り返しミラー３０を有し、レーザ発振器１８からのパルスレーザ光ＬＢ（ＬＢａ，ＬＢｂ）を出射ユニット１６へ伝送する。出射ユニット１６は、集光レンズ３２等の光学系部品を内蔵しており、レーザ発振器１８からのパルスレーザ光ＬＢを被溶接材１２，１４の溶接ポイントＷに向けて集光照射する。
【００２８】
受光素子２６は、たとえばレーザ伝送系２４の折り返しミラー３０で得られる漏れ光ＭLBを受光してパルスレーザ光ＬＢの光強度またはレーザパワーを表す電気信号（レーザパワー検出信号）ＳLBをレーザ電源２０にフィードバックする。レーザ電源２０は、受光素子２６からのレーザパワー検出信号ＳLBを設定値のピークパワーに一致するようにパルスレーザ発振器１８に供給する励起電流または励起電力を制御する。
【００２９】
インデックス加工ステージ２８は、制御部２２の制御の下でステージ上の被溶接材１２，１４を出射ユニット１６に対してＸ、Ｙ、Ｚの３軸で位置決めするものであり、ＸＹ方向では溶接ポイントＷをインデックス送りで移動できるようになっている。
【００３０】
制御部２２は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、入力装置または操作盤、出力装置、表示装置等からなるマン・マシン・インタフェースとして構成され、本レーザ加工装置の各部の制御を行う。この制御部２２において、皮膜除去用のパルスレーザ光ＬＢａとレーザスポット溶接用のパルスレーザ光ＬＢｂとを切り換えて選択的に出力できるようになっており、各パルスレーザ光ＬＢａ，ＬＢｂのピークパワーＰ、パルス幅Ｔ、レーザ照射サイズ等の諸条件を任意に設定できるようになっている。
【００３１】
上記した実施例のレーザスポット溶接工程（第２工程）では、亜鉛メッキされたスチール板１２の上に素地のステンレス板１４を重ね合わせてその上方（背後）からレーザ溶接用のパルスレーザ光ＬＢｂを集光照射するようにした。しかし、図９に示すように、上下反転させ、スチール板１２の背後（上方）から各溶接ポイントＷに向けてレーザ溶接用のパルスレーザ光ＬＢｂを集光照射することも可能である。この方法は、たとえば、ステンレス板１４の板厚がスチール板１２の板厚よりも著しく大きい場合に用いられてよい。
【００３２】
この方法においては、上層となったスチール板１２の裏面側で各剥離領域Ｈの下面がステンレス板１４で覆われ、そこに上記と同様の円盤状空洞スペースが形成される。ここに、パルスレーザ光ＬＢｂが照射されると、当該溶接ポイントＷ付近で、最初に上面のメッキ皮膜１０が一瞬に昇華して除去されてから、スチール板１２が溶けて剥離領域Ｈ10の空洞スペース内でステンレス板１４の上に崩れ落ちる。そして、パルスレーザ光ＬＢｂのレーザエネルギーがスチール板１２の溶融部分を通じてステンレス板１４にも浸透しその上面を溶かす。こうして、各溶接ポイントＷにてスチール板１２とステンレス板１４とが一体に溶融し、パルスレーザ光ＬＢｂの照射停止後に凝固して溶接ナゲットＮとなる。
【００３３】
また、別の実施例として、図１０に示すように、スチール板１２のみならずステンレス板１４にも皮膜（たとえばニッケルメッキ皮膜）３４が形成されている場合でも本発明を適用できる。
【００３４】
この場合は、レーザスポット溶接工程（第２工程）に先立ち、図３および図４に示したのと同様の皮膜除去加工をステンレス板１４にも施す。すなわち、ステンレス板１４の各溶接ポイントＷと対応する部位に設定された各剥離領域Ｈ34にパルスレーザ加工装置（図８）の出射ユニット１６より表面除去用のパルスレーザ光ＬＢｃ（図示せず）を所望のレーザ照射条件（ピークパワーＰ、パルス幅Ｔ、ビームスポット径）で集光照射し、剥離領域Ｈ34内の皮膜３４をパルスレーザ光ＬＢｃのレーザエネルギーにより昇華させて除去する。剥離領域Ｈ34のサイズは、やはり後工程のレーザスポット溶接加工においてレーザ溶接用のパルスレーザ光ＬＢｂが剥離領域Ｈ34を確実に（縁部に当たらずに）通過できる最小の大きさに選ばれるのが好ましい。また、パルスレーザ光ＬＢｃのピークパワーＰは、素地金属１４の変形を来たさずに当該皮膜３４を剥離領域Ｈ34内に限定して確実に昇華させて除去するという観点から、皮膜３４の材質、膜厚や素地金属１４の材質等に応じて最適な値に設定されてよい。
【００３５】
そして、上記のような皮膜除去加工をそれぞれ施されたステンレス板１４およびスチール板１２を上下に位置合わせして重ねると、図１０に示すように、スチール板１２の剥離領域Ｈ10の上にステンレス板１４の剥離領域Ｈ34がぴったり重なって、上面がステンレス板１４で閉塞されるとともに下面がスチール板１２で閉塞された１つの円盤状空洞スペースが形成される。レーザ溶接用のパルスレーザ光ＬＢｂが照射されると、当該溶接ポイントＷ付近で、最初にステンレス板１４上面の皮膜３４が一瞬に昇華して除去されてから、ステンレス板１２が溶けて剥離領域Ｈ10，Ｈ34の空洞スペース内でスチール板１２の上に崩れ落ちる。そして、パルスレーザ光ＬＢｂのレーザエネルギーがステンレス板１４の溶融部分を通じてスチール板１２にも浸透しその上面を溶かす。こうして、各溶接ポイントＷにてステンレス板１４とスチール板１２とが一体に溶融し、パルスレーザ光ＬＢｂの照射停止後に凝固して溶接ナゲットＮとなる。
【００３６】
上記した実施例における被溶接材（スチール板１２，ステンレス板１４）および皮膜（亜鉛メッキ皮膜１０，ニッケルメッキ皮膜３４）の組み合わせは一例にすぎない。本発明は、任意の材質の金属部材および任意の材質の皮膜または任意の表面処理皮膜に適用可能である。したがって、被溶接材（金属部材）の皮膜に関しては、メッキ処理以外にも、たとえば塗装処理、ほうろう処理、化成処理等によって形成された皮膜等も可能である。
【００３７】
また、上記した実施形態では、皮膜除去とレーザスポット溶接の２つの工程を１台のパルスレーザ加工装置によって実施するので、加工設備のコストダウンを図れる利点がある。しかし、皮膜除去工程とレーザスポット溶接工程とを個別のレーザ加工装置で実施することも可能である。その場合、たとえば皮膜除去工程にＱスイッチ型のレーザ加工装置を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態によるレーザ溶接方法の適用可能な被溶接材を示す分解断面図である。
【図２】実施形態における被溶接材の接合状態を示す斜視図である。
【図３】実施形態における皮膜除去工程の作用を示す斜視図である。
【図４】実施形態における皮膜除去工程の作用を示す縦断面図である。
【図５】実施形態のレーザ溶接方法で用いるパルスレーザ光のレーザ出力波形を示す図である。
【図６】実施形態におけるレーザスポット溶接工程前の被溶接材の状態を示す縦断面図である。
【図７】実施形態におけるレーザスポット溶接工程の作用を示す縦断面図である。
【図８】実施形態におけるレーザ溶接方法を実施するためのパルスレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図９】一変形例におけるレーザスポット溶接工程の作用を示す縦断面図である。
【図１０】別の変形例によるレーザスポット溶接工程の作用を示す縦断面図である。
【図１１】従来一般のレーザ溶接方法を示す縦断面図である。
【図１２】従来一般のレーザ溶接方法の作用を示す縦断面図である。
【図１３】治具（シム部材）を用いる従来のレーザ溶接方法の作用を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    皮膜（亜鉛メッキ皮膜）
１２    スチール板
１４    ステンレス板
１６    出射ユニット
１８    パルスレーザ発振器
２０    レーザ電源
２２    制御部
２８    インデックス加工ステージ
３４    皮膜（ニッケルメッキ皮膜）
Ｗ    溶接ポイント
Ｈ10，Ｈ34    剥離領域
【図１】
2007160326.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007160326.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007160326.tif 000009
【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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