(57)【要約】【課題】従来のレーザ溶接装置は、ＹＡＧレーザであるため形成される２つの焦点は焦点距離が等しく、レーザ出力も分散される。そのため、加工物に合わせた最適な溶接を行うことができない。本開示は、高出力であり、焦点距離が異なる複数の焦点を形成できる多波長レーザによって溶接を行うレーザ溶接装置およびレーザ溶接方法を提供する。【解決手段】本開示のレーザ溶接装置は、レーザ発振装置と、ファイバと、レーザ出射部と、駆動装置とを有する。レーザ発振装置は、複数の波長を有する多波長レーザを出射する。ファイバは、第１の端部が、レーザ発振装置に接続され、多波長レーザを伝送する。レーザ出射部は、第１の端部とは反対側のファイバの第２の端部が接続され、多波長レーザを加工物に出射する。駆動装置は、レーザ出射部に接続され、レーザ出射部を動かす。【選択図】図１
2016073983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の加工物と第２の加工物とを継手形状となるように配置する工程と、
レーザ発振装置から波長合成されたレーザを出力する工程と、
前記波長合成されたレーザをレーザ出射部から出射する工程と、
前記継手形状の継手部分に、前記波長合成されたレーザを照射し、前記第１の加工物と前記第２の加工物とを接続する工程と、
を備えたレーザ溶接方法。
【請求項２】
前記継手形状は、重ね継手である請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項３】
前記継手形状は、突き合わせ継手である請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項４】
前記継手形状は、隅肉継手である請求項１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項５】
前記第１の加工物および前記第２の加工物は同じ材質であり、
前記材質は、軟鋼、ステンレス鋼およびアルミ合金のいずれか１つである請求項１〜４のいずれかに記載のレーザ溶接方法。
【請求項６】
前記材質は軟鋼またはステンレス鋼であり、
前記第１の加工物および前記第２の加工物の厚さは、０．３ｍｍ〜５０ｍｍである請求項５に記載のレーザ溶接方法。
【請求項７】
前記材質はアルミ合金であり、
前記第１の加工物および前記第２の加工物の厚さは、０．５ｍｍ〜３０ｍｍである請求項５に記載のレーザ溶接方法。
【請求項８】
前記材質は軟鋼であり、
前記継手部分には、シールドガスとして、空気、アルゴン、二酸化炭素、窒素、ヘリウムのいずれか１つまたはこれらの組み合わせが供給される請求項５に記載のレーザ溶接方法。
【請求項９】
前記材質はステンレス鋼またはアルミ合金であり、
前記継手部分には、シールドガスとして、アルゴン、窒素、ヘリウムのいずれか１つまたはこれらの組み合わせが供給される請求項５に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１０】
溶接速度は、０．１〜５０ｍ／分である請求項１〜９のいずれかに記載のレーザ溶接方法。
【請求項１１】
前記レーザ発振装置は、第１のレーザ出射端および第１の全反射端とを有する第１の半導体レーザと、第２のレーザ出射端および第２の全反射端とを有する第２の半導体レーザと、分光器と、部分反射鏡とを有し、
前記第１の全反射端と前記部分反射鏡との間で、前記分光器を介して第１のレーザを発振し、
前記第２の全反射端と前記部分反射鏡との間で、前記分光器を介して第２のレーザを発振する請求項１〜１０のいずれかに記載のレーザ溶接方法。
【請求項１２】
前記第１の半導体レーザは、複数のエミッタを有する第１の半導体レーザバーであり、
前記第２の半導体レーザは、複数のエミッタを有する第２の半導体レーザバーである請求項１１に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１３】
前記第１の半導体レーザは、複数の前記第１の半導体レーザバーが積み重ねられ、
前記第２の半導体レーザは、複数の前記第２の半導体レーザバーが積み重ねられている請求項１２に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１４】
前記レーザ出射部と前記継手部分とは、５００ｍｍ以上離れて配置されている請求項１〜１３のいずれかに記載のレーザ溶接方法。
【請求項１５】
前記レーザ出射部は、前記波長合成されたレーザを集光し、
集光された前記波長合成されたレーザは、前記第１の加工物および前記第２の加工物の厚さ方向に複数の焦点を結び、擬似的にレーリー長さを長くする請求項１〜１４のいずれかに記載のレーザ溶接方法。
【請求項１６】
波長合成されたレーザを出射するレーザ発振装置と、
第１の端部が、前記レーザ発振装置に接続され、前記波長合成されたレーザを伝送するファイバと、
前記第１の端部とは反対側の前記ファイバの第２の端部が接続され、前記波長合成されたレーザを加工物に出射するレーザ出射部と、
前記レーザ出射部に接続され、前記レーザ出射部を動かす駆動装置と、を備えた、レーザ溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体レーザを用いたレーザ溶接装置およびレーザ溶接方法に関し、特に、多波長レーザを用いたレーザ溶接装置およびレーザ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０を用いて、従来のＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）レーザを用いたレーザ溶接装置について説明する。
【０００３】
図１０は、特許文献１に記載された、従来のレーザ溶接装置１０１の構成を示すブロック図である。レーザ溶接装置１０１は、３相交流電源１０２と、ブレーカ１０３と、整流平滑回路１０４と、チョッパ回路１０５と、整流平滑化出力回路１０６と、ＹＡＧレーザ発振器１０７と、アークランプ１０８と、ＹＡＧレーザ棒１０９と、光ファイバケーブル１１０と、制御盤１１１と、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）パルス発生器１１２と、制御回路１１３と、起動回路１１４と、ＹＡＧレーザ照射ヘッド１１５とを有する。ＹＡＧレーザ照射ヘッド１１５は、レンズ１１６と、プリズム１１７と、ノズルボディ１１８と、銅チップ１１９とを有する。
【０００４】
ＹＡＧレーザによって発振されるレーザは、材料によって特定された、１つの波長（１０６４ｎｍ）の光だけである。そのため、レーザをレンズで集光すると、焦点が１つだけ形成される。これに対し、従来のレーザ溶接装置１０１は、プリズム１１７を有しているため、レーザを右側レーザ光束１２０Ｒと左側レーザ光束１２０Ｌに分割し、右側焦点１２１Ｒと左側焦点１２１Ｌという２つの焦点を母材１２２上に形成できる。さらに、ＰＷＭパルス発生器１１２と制御回路１１３とを用いてアークランプ１０８の電流を制御し、レーザの出力を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２００２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のレーザ溶接装置１０１は、ＹＡＧレーザ照射ヘッド１１５にプリズム１１７を用いるため、ＹＡＧレーザ照射ヘッド１１５の構造が複雑になる。また、形成される２つの焦点は焦点距離が等しく、レーザ出力も分散される。そのため、加工物に合わせた最適な溶接を行うことができない。本開示は、高出力であり、焦点距離が異なる複数の焦点を形成できる多波長レーザによって溶接を行うレーザ溶接装置およびレーザ溶接方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のレーザ溶接装置は、レーザ発振装置と、ファイバと、レーザ出射部と、駆動装置とを有する。レーザ発振装置は、複数の波長を有する多波長レーザを出射する。ファイバは、第１の端部が、レーザ発振装置に接続され、多波長レーザを伝送する。レーザ出射部は、第１の端部とは反対側のファイバの第２の端部が接続され、多波長レーザを加工物に出射する。駆動装置は、レーザ出射部に接続され、レーザ出射部を動かす。
【０００８】
本開示のレーザ溶接方法は、第１の加工物と第２の加工物とを継手形状となるように配置する工程を有する。さらに、レーザ発振装置から多波長レーザを出力する工程を有する。さらに、多波長レーザをレーザ出射部から出射する工程を有する。さらに、継手形状の継手部分に、レーザ出射部から出射された多波長レーザを照射し、第１の加工物と第２の加工物とを接続する工程を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示のレーザ溶接装置およびレーザ溶接方法は、多波長レーザをレーザヘッドから出射するため、焦点距離が異なる複数の焦点を結ぶことができ、加工物に合わせた最適な溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１のレーザ溶接装置を示す概略図である。
【図２】図２は、実施の形態１のレーザ発振装置を示す概略図である。
【図３】図３は、実施の形態１のファイバを示す概略図であり、とくに（ａ）はシングルクラッドファイバを示す概略図であり、（ｂ）はダブルクラッドファイバを示す概略図である。
【図４】図４は、実施の形態１のレーザ出射部を示す概略図である。
【図５】図５は、実施の形態１のシールドガス供給装置を示す概略図である。
【図６】図６は、実施の形態１の制御装置を示す概略図である。
【図７】図７は、実施の形態１の重ね継手のレーザ溶接方法の工程を示す概略図である。
【図８】図８は、実施の形態２の突き合わせ継手のレーザ溶接方法の工程を示す概略図である。
【図９】図９は、実施の形態３の隅肉継手のレーザ溶接方法の工程を示す概略図である。
【図１０】図１０は、従来のレーザ溶接装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
本開示の、実施の形態１のレーザ溶接装置を、図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態のレーザ溶接装置１を示す概略図である。図２は、本実施の形態のレーザ発振装置１０を示す概略図である。図３（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態のファイバ３０を示す概略図である。図４は、本実施の形態のレーザ出射部４０を示す概略図である。図５は、本実施の形態のシールドガス供給装置５０を示す概略図である。図６は、本実施の形態の制御装置８０を示す概略図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態のレーザ溶接装置１は、レーザ発振装置１０と、ファイバ３０と、レーザ出射部４０と、シールドガス供給装置５０と、マニピュレータ６０（駆動装置）と、制御装置８０とを有する。レーザ発振装置１０は複数の波長成分を有するレーザ（以下、多波長レーザ）を出力し、ファイバ３０に入射する。ファイバ３０は、レーザ発振装置１０で出力された多波長レーザをレーザ出射部４０に伝送する。レーザ出射部４０は、ファイバ３０によって伝送された多波長レーザを加工物７０に出射する。シールドガス供給装置５０はレーザ出射部４０に接続され、シールドガスをレーザ出射部４０に供給する。マニピュレータ６０は、レーザ出射部４０から出射される多波長レーザが、加工物７０の加工位置に出射されるように、レーザ出射部４０を移動させる。制御装置８０は、レーザ発振装置１０からの多波長レーザの出力と、シールドガス供給装置５０からのシールドガス供給量と、マニピュレータ６０の動作とを制御する。
【００１３】
（レーザ発振装置１０について）
図２を用いて、レーザ発振装置１０について、具体的に説明する。図２に示すように、レーザ発振装置１０は、半導体レーザ１１（第１の半導体レーザ）と、半導体レーザ１２（第２の半導体レーザ）と、分光器１３と、部分反射鏡１４と、ファイバ３０の入射端３１（第１の端部）とを有する。半導体レーザ１１は、分光器１３側の端部がレーザ出射端２１（第１の出射端）であり、レーザ出射端２１と反対側の端部はレーザを全反射する全反射端２２（第１の全反射端）である。半導体レーザ１２は、分光器１３側の端部がレーザ出射端２３（第２の出射端）であり、レーザ出射端２３と反対側の端部はレーザを全反射する全反射端２４（第２の全反射端）である。部分反射鏡１４は、半導体レーザ１１、１２側の第１の面２５と、半導体レーザ１１、１２とは反対側の第２の面２６とを有する。
【００１４】
また、半導体レーザ１１は、複数のエミッタを有する半導体レーザバー（第１の半導体レーザバー）を用いることも可能であり、さらに、複数の半導体レーザバーを積み重ねた半導体スタック（第１の半導体スタック）を用いても構わない。半導体レーザ１２は、複数のエミッタを有する半導体レーザバー（第２の半導体レーザバー）を用いることも可能であり、さらに、複数の半導体レーザバーを積み重ねた半導体スタック（第２の半導体スタック）を用いても構わない。
【００１５】
半導体レーザ１１のレーザ出射端２１から出射されたレーザ（第１のレーザ）は、分光器１３を通過し、部分反射鏡１４で一部が反射する。部分反射鏡１４で反射されたレーザは、分光器１３を通過し、出射された半導体レーザ１１に戻り、半導体レーザ１１の全反射端２２で反射される。このように、部分反射鏡１４と全反射端２２との間で共振が起こり、半導体レーザ１１からのレーザが発振される。半導体レーザ１１から発振されたレーザは、部分反射鏡１４を透過し、ファイバ３０の入射端３１からファイバ３０へ入射する。半導体レーザ１２についても同様にレーザ（第２のレーザ）が発振され、ファイバ３０へ入射する。これにより、ファイバ３０には多波長レーザが入射される。以上のように、半導体レーザ１１の全反射端２２と部分反射鏡１４との間で分光器１３を介して発振器が構成される。この構成は、半導体レーザ１１の外部の領域を含めてレーザが発振されるため、外部共振器と呼ばれる。半導体レーザ１２についても同様である。
【００１６】
次に、半導体レーザ１１、１２と分光器１３と部分反射鏡１４とによる、レーザ発振の原理とレーザの波長について説明する。
【００１７】
図２に示すように、半導体レーザ１１から出射されたレーザと半導体レーザ１２から出射されたレーザとは、分光器１３から見て異なる方向から分光器１３に入射されている。半導体レーザ１１は、分光器１３の面に垂直な方向から、角度θ１（第１の角度）だけ傾いた方向に位置している。半導体レーザ１２は、分光器１３の面に垂直な方向から、角度θ２（第２の角度）だけ傾いた方向に位置している。分光器１３は、例えば回折格子であり、回折格子は、入射角が互いに異なる複数のレーザを、共通の出射角で出射させる特徴を有する。ここで、分光器１３が、スリット間隔ｄである回折格子であり、半導体レーザ１１が発振するレーザの波長（第１の波長）がλ１ｎｍであり、半導体レーザ１２が発振するレーザの波長（第２の波長）がλ２ｎｍであり、Ｎ、Ｍを整数とする場合のレーザ発振波長について説明する。この場合、以下の式１が半導体レーザ１１からのレーザの回折条件であり、以下の式２が半導体レーザ１２からのレーザの回折条件である。
【００１８】
ｄ×ｓｉｎθ１＝Ｎ×λ１  ・・・（式１）
ｄ×ｓｉｎθ２＝Ｍ×λ２  ・・・（式２）
このように、半導体レーザ１１と半導体レーザ１２とを分光器１３に対し異なる方向に配置することにより、半導体レーザ１１によるレーザと半導体レーザ１２によるレーザとは出射方向を同一にできる。そして、波長が互いに異なる半導体レーザ１１によるレーザと半導体レーザ１２によるレーザとの出力を合算することができる。すなわち、半導体レーザ１１、１２と部分反射鏡１４とが分光器１３を介して外部共振器を構成することで、それぞれの半導体レーザのビーム品質を悪化することなく、両者の出力が合算された、より高い出力の半導体レーザを得ることができるという効果がある。また、半導体レーザ１１、１２を分光器１３からみて異なる方向に配置することで、半導体レーザ１１、１２が、互いに波長が異なるレーザを発振できる。そして、半導体レーザ１１が発振するレーザと半導体レーザ１２が発振するレーザとをファイバ３０に入射させることにより、２つの波長のレーザをファイバ３０に出力できる。以上の説明では、２つの半導体レーザ１１、１２で説明したが、半導体レーザの数は２とは限らず、３以上でもよい。その場合も、半導体レーザが、複数のエミッタを有する半導体レーザバーや、複数の半導体レーザバーを積み重ねた半導体スタックであってもよい。なお、本実施の形態では、分光器１３として透過型のものを使用しているが、反射型のものであってもよい。分光器１３は、例えば、反射型回折素子でもよい。
【００１９】
（ファイバ３０について）
図３を用いて、ファイバ３０について、具体的に説明する。図３（ａ）は、シングルクラッドファイバ３２を示す断面図である。図３（ｂ）は、ダブルクラッドファイバ３５を示す断面図である。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、シングルクラッドファイバ３２は、直径がｄ１であり、屈折率がｎ１であるコア３３と、コア３３の外側に形成され、直径がｄ２であり、屈折率がｎ２であるクラッド３４からなる。コア３３の屈折率ｎ１は、クラッド３４の屈折率ｎ２よりも大きく、これにより、多波長レーザをコア３３に閉じ込める効果がある。
【００２１】
図３（ｂ）に示すように、ダブルクラッドファイバ３５は、直径がｄ３であり、屈折率がｎ３であるコア３６と、コア３６の外側に形成され、直径がｄ４であり、屈折率がｎ４であるクラッド３７と、クラッド３７の外側に形成され、直径がｄ５であり屈折率がｎ５であるクラッド３８とからなる。コア３６の屈折率ｎ３は、クラッド３７の屈折率ｎ４よりも大きく、これにより、多波長レーザをコア３６に閉じ込める効果がある。クラッド３７の屈折率ｎ４は、クラッド３８の屈折率ｎ５よりも大きく、これにより、多波長レーザをクラッド３７に閉じ込める効果があり、ひいては、多波長レーザをコア３６に閉じ込める効果がある。
【００２２】
（レーザ出射部４０について）
図４を用いて、レーザ出射部４０について、具体的に説明する。
【００２３】
レーザ出射部４０は、ファイバ３０の出射端３９から出射される多波長レーザに焦点を結ばせる光学的な機構と、加工物７０の加工箇所にシールドガスを供給する物理的な機構とを有する。レーザ出射部４０の光学的な機構は、さらに、ファイバ３０から出射される多波長レーザの方向を制御する機構を有していてもよい。
【００２４】
まず、レーザ出射部４０の、レーザを制御する光学的な機構について説明する。図４に示すように、ファイバ３０の出射端３９からレーザ出射部４０内に出射された、広がった多波長レーザは、コリメートレンズ４２によって平行にされる。そして、平行にされた多波長レーザは集光レンズ４３によって集光されてレーザ出射部４０から出射される。レーザが異なる２つの波長を持つ場合は、図４に示すように、２箇所で焦点を結ぶように集光される。
【００２５】
次に、レーザ出射部４０の、シールドガスを供給する物理的な機構について説明する。図４に示すように、レーザ出射部４０には、レーザが通過する空間４１と、空間４１のさらに外側の空間４４との２つの空間が設けられている。空間４１には、シールドガスを導入する導入口４６と、シールドガスを排出する排出口４８とが設けられている。排出口４８は、レーザが出射されるレーザ出射口でもある。空間４４には、シールドガスを導入する導入口４７と、シールドガスを排出する排出口４５とが設けられている。以上の説明では、レーザ出射部４０に、空間４１と空間４４との両方を設けているが、どちらか一方のみを設けてもよい。その場合、シールドガスとしては導入口４６と４７のどちらを使用してもよい。また、以上の説明では、１枚のコリメートレンズ４２と１枚の集光レンズ４３とを使用した光学系について説明をした。しかし、複数のレンズを使用したコリメートレンズ系、または複数のレンズを使用した集光レンズ系を構成しても構わない。
【００２６】
（シールドガス供給装置５０について）
図５を用いて、シールドガス供給装置５０について、具体的に説明する。シールドガス供給装置５０は、ガスボンベ５１、５２と、バルブ５３〜５６とを有する。ガスボンベ５１に接続されたバルブ５３の開閉は制御装置８０によって制御される。ガスボンベ５２に接続されたバルブ５４の開閉は制御装置８０によって制御される。ガスボンベ５１とガスボンベ５２とには、同じ種類のシールドガスを封入してもよく、互いに異なる種類のシールドガスを封入してもよい。後者の場合、バルブ５３とバルブ５４との開閉によりその混合比率を調整することができる。また、ガスボンベ５１とガスボンベ５２とはバルブ５３、５４を介して配管で接続されている。配管はさらに分離され、バルブ５５を介してレーザ出射部４０の導入口４６に接続されるとともに、バルブ５６を介してレーザ出射部４０の導入口４７に接続される。バルブ５５、５６の開閉は制御装置８０によって制御される。なお、バルブ５５とバルブ５６ではその開閉により導入口４６と導入口４７へ送給するシールドガスの量をそれぞれ調整できるものである。導入口４６または導入口４７のどちらかに一方にだけシールドガスを供給してもよい。
【００２７】
図示していないが、バルブ５３とバルブ５４とから出たガスボンベ５１とガスボンベ５２とのガスを直接に導入口４６と導入口４７とに接続してもよい。この場合、ガスボンベ５１とガスボンベ５２とには同じ種類のシールドガスを封入してもよく、互いに異なる種類のシールドガスを封入してもよい。バルブ５３とバルブ５４とを調整することによって、ガスボンベ５１とガスボンベ５２とからのシールドガスの供給量を調整することができる。
【００２８】
（マニピュレータ６０について）
図１に示すように、マニピュレータ６０の先端には、レーザ出射部４０が取り付けられており、レーザ出射部４０を高い自由度で移動させることができる。すなわち、レーザ出射部４０の位置および角度を高い自由度で変更できる。これにより、さまざまな溶接部位や継手形状に対応して、溶接を行うことができる。また、レーザの出射位置や出射方向を変更する手段は、レーザ出射部４０とマニピュレータ６０の組み合わせに限らず、２次元にスキャンできるようなスキャニングヘッドであってもよい。また、レーザ出射部４０を固定し、マニピュレータ６０が加工物７０を移動させてもよい。
【００２９】
（加工物７０について）
加工物７０の材質としては、軟鋼、ステンレス鋼、アルミ合金などがあり、形状としては、板状、棒状などが考えられる。
【００３０】
（制御装置８０について）
図６を用いて、制御装置８０について、具体的に説明する。制御装置８０は、レーザ発振装置１０とシールドガス供給装置５０とマニピュレータ６０とに接続され、レーザ発振装置１０とシールドガス供給装置５０とマニピュレータ６０との動作を制御する。制御装置８０は、ティーチングペンダント８１と、メイン制御部８２と、レーザ発振装置通信部８３と、シールドガス供給装置通信部８４と、マニピュレータ通信部８５と、記憶部８６とを有する。
【００３１】
作業者は、ティーチングペンダント８１を用いて、レーザ溶接装置１が行う溶接条件を設定する。メイン制御部８２は、作業者がティーチングペンダント８１に入力した溶接条件で溶接を行うように、記憶部８６に蓄積されたデータを利用して、レーザ発振装置通信部８３を介してレーザ発振装置１０を、シールドガス供給装置通信部８４を介してシールドガス供給装置５０を、マニピュレータ通信部８５を介してマニピュレータ６０を制御する。メイン制御部８２は、作業者によるティーチングペンダント８１の操作なしに、記憶部８６に蓄積されたデータを利用して、レーザ発振装置１０とシールドガス供給装置５０とマニピュレータ６０とを制御してもよい。
【００３２】
次に、本開示の、実施の形態１のレーザ溶接方法を、図面を用いて説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態のレーザ溶接方法の工程を示す概略図である。本実施の形態は、特に、前述したレーザ溶接装置１を用いて、重ね溶接を行うレーザ溶接方法である。
【００３３】
図７（ａ）に示すように、厚さＴ１である加工物７１（第１の加工物）の下に、厚さＴ２である加工物７２（第２の加工物）が重ねて配置された、重ね継手のレーザ溶接方法について説明する。
【００３４】
まず、図７（ａ）に示すように、加工物７２の上に、加工物７１を重なるように配置する。次に、制御装置８０によってレーザ発振装置１０を制御し、多波長レーザをレーザ発振装置１０からファイバ３０に出力する。そして、レーザ発振装置１０から出力された多波長レーザは、ファイバ３０を経由してレーザ出射部４０に伝送される（図示せず）。
【００３５】
次に、図７（ｂ）に示すように、レーザ出射部４０からレーザを出射して、加工物７１と加工物７２とを、互いに重なる部分で溶接する。このとき、加工物７１の上面に対して垂直方向における、加工物７１の上面からのレーザ出射部４０の先端の高さをＨ１とする。レーザ出射部４０からの多波長レーザのうちの、一つのレーザの焦点をＦ１とし、加工物７１の上面からの焦点Ｆ１の深さをＤ１とする。レーザ出射部４０からの多波長レーザの波長の数と同じ数だけ、焦点Ｆ１および深さＤ１が存在する。
【００３６】
図７（ｂ）に示す状態で、レーザ出射部４０をマニピュレータ６０によって動かして重ね継手に溶接を行う。溶接速度は、例えば、０．１〜５０ｍ／分であり、好ましくは０．５〜１５ｍ／分であり、さらに好ましくは１〜１０ｍ／分である。特に、溶接速度が、０．１〜５０ｍ／分であれば、広い範囲で、溶込み深さを制御できるため、広い範囲の板厚を組み合わせた重ね溶接ができるという利点がある。特に、溶接速度が０．５〜１５ｍ／分であれば、１５ｍ／分よりも速い速度で得られる溶接ビードよりも幅の広いビードが得られるので、加工物７１と加工物７２との間に隙間があった場合でも良好な溶接ができるという利点がある。特に溶接速度が１〜１０ｍ／分であれば、１０ｍ／分よりも速い速度で得られる溶接ビードよりも幅の広いビードが得られるので、加工物７１と加工物７２との間に隙間があった場合でも良好な溶接ができるという利点がある。
【００３７】
ここで、本実施の形態のレーザ溶接方法に用いる多波長レーザについて、詳細に説明する。
【００３８】
前述のレーザ発信装置では、２つの半導体レーザ１１、１２を用いて、２つの異なる波長λ１、λ２のレーザを出力するレーザ発振装置１０について説明した。しかし、半導体レーザの数は２つに限らず、３つ以上の半導体レーザを用いても良い。例えば、２５個の半導体レーザを互いに、分光器１３から見た方向が異なるように配置することで、２５種類の波長をもつ多波長レーザをファイバ３０に出力できる。同様に、１５個の半導体レーザによって１５種類の波長をもつ多波長レーザを、１２個の半導体レーザによって１２種類の波長をもつ多波長レーザを、９個の半導体レーザによって９種類の波長をもつ多波長レーザを、ファイバ３０に出力できる。このように、複数の波長を含んだ多波長レーザをレーザ出射部４０で集光することにより、少しずつ焦点距離をずらした複数の焦点が形成できる。これにより、疑似的にレーリー長さが長くなるので、例えば、加工物の表面が微細に変形し、焦点位置が加工物に対して相対的に変動しても、溶接の仕上がりへの影響を低減させるという利点がある。また、加工物を複数の焦点によって均等に加熱することができる。特に、多波長レーザの波長の種類が２５種類であれば、この効果が顕著に表れ、多波長レーザの波長の種類が１５種類から１２種類に変わっても、同様の効果が得られる。特に、多波長レーザの波長の種類が９種類であれば、この効果を確保しつつ、実用上、ビーム品質を落とさずに、高い出力のレーザが得られるという利点がある。
【００３９】
また、出力する多波長レーザの波長の範囲は、例えば、０．８μｍ〜５μｍであり、レーザに対して反射率の高い材料、例えば、アルミニウム合金などにおいても高い吸収率が得られるという利点がある。この範囲内の波長で、２５種類、１５種類、１２種類、９種類といった複数の波長のレーザを１つのファイバ３０に入射させ、多波長レーザを形成する。出力する多波長レーザの波長の範囲は、０．８μｍ〜０．９μｍでもよく、０．９μｍ〜１．０μｍでもよく、また１．０μｍ〜２．０μｍでもよい。特に、出力する多波長レーザの波長の範囲が０．８μｍ〜０．９μｍでは、特に反射率の高い材料、例えば、アルミニウム合金においても、最も高い吸収率が得られるという利点がある。特に、出力する多波長レーザの波長の範囲が０．９μｍ〜１．０μｍでは、特に反射率の高い材料、例えば、アルミニウム合金においても、多波長レーザの波長の範囲が０．８μｍ〜０．９μｍの場合よりもわずかに低下するが、実用上ほとんど差のない、高い吸収率が得られるという利点がある。また、多波長レーザの波長の範囲が１．０μｍ〜２．０μｍでは、この波長帯に吸収帯を持つ材料、例えば、プラスチック材料のような高分子材料を加工できる。
【００４０】
ここで、９種類の波長の多波長レーザの一例を（表１）に、１５種類の波長の多波長レーザの一例を（表２）に、２５種類の波長の多波長レーザの一例を（表３）に示す。
【００４１】
【表１】
2016073983.tif 000003
【００４２】
【表２】
2016073983.tif 000004
【００４３】
【表３】
2016073983.tif 000005
【００４４】
（表１）〜（表３）において、λは波長（μｍ）であり、ｆは集光レンズの焦点距離（ｍｍ）、Δｆは最も長い波長のレーザの焦点と各波長のレーザの焦点との距離の差（焦点間の距離）である。
【００４５】
（表１）〜（表３）は、０．９７５μｍを中心波長としており、（表１）は０．００５μｍ間隔で９種類の波長のレーザであるため、多波長レーザの波長は０．９５５μｍ〜０．９９５μｍであり、波長の分布幅は０．０４μｍである。（表２）は０．００４μｍ間隔で１５種類の波長のレーザであるため、多波長レーザの波長は０．９４７μｍ〜１．００３μｍであり、波長の分布幅は０．０５６μｍである。（表３）は０．００３μｍ間隔で２５種類の波長のレーザであるため、多波長レーザの波長は０．９３９μｍ〜１．０１１μｍであり、波長の分布幅は０．０７２μｍである。
【００４６】
焦点間の距離Δｆについて、以下のことがわかる。光は波長が短いほど屈折しやすいため、レーザの波長が短いほど焦点距離も短くなる。そのため、レーザの波長の差に比例して、焦点間の距離Δｆは大きくなる。また、集光レンズの焦点距離ｆに比例して、焦点間の距離Δｆは大きくなる。以上のことから、多波長レーザに含まれるレーザの波長の幅が広いほど、焦点の分布幅が広くなる。また、集光レンズの焦点距離が大きいほど、焦点の分布幅が広くなる。すなわち、加工物７１の上面からのレーザ出射部４０の先端の高さＨ１を大きくすると、焦点の分布幅を広くできる。
【００４７】
以下に、本実施の形態である重ね継手のレーザ溶接方法の一例を示す。
【００４８】
厚さＴ１が０．８ｍｍの加工物７１と、厚さＴ２が０．８ｍｍの加工物７２とを重ねて厚さ１．６ｍｍの重ね継手をレーザ溶接する。集光レンズの焦点距離ｆを１５００ｍｍとし、（表１）の９種類の波長の多波長レーザを用いると、焦点Ｆ１の分布幅は１．８ｍｍとなる。これにより、厚さ１．６ｍｍの重ね継手の上面から下面までの全域に焦点Ｆ１を分布させることができる。集光レンズの焦点距離ｆを１０００ｍｍとし、（表１）の９種類の波長の多波長レーザを用いると、焦点Ｆ１の分布幅は１．２ｍｍとなる。これにより、厚さ１．６ｍｍの重ね継手の上面から下面までの範囲内に焦点Ｆ１を分布させることができる。以上のように、重ね継手の上面から下面にわたる領域の全域に焦点Ｆ１を分布させても良く、一部に焦点Ｆ１を分布させても良い。また、焦点Ｆ１の分布幅の中心は、重ね継手の上面から下面にわたる領域の中心と一致させても良い。また、焦点Ｆ１の分布幅の中心は、重ね継手の上面から下面にわたる領域の中心よりも上面側にしても良い。これにより、重ね継手の下面側への過剰な入熱を抑制できる。以上のように、多波長レーザを使用することにより重ね継手の上面から下面にわたる領域に複数の焦点を作ることができるので、個々の焦点位置におけるレーザパワーの均等に分配できるこれにより、重ね継手をより広い範囲で均等に、効率よく加熱することができる。
【００４９】
また、ファイバ３０から出射される多波長レーザのＢＰＰ（Ｂｅａｍ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔ）は、例えば、２ｍｍ・ｍｒａｄ〜１０ｍｍ・ｍｒａｄであり、従来技術であるＹＡＧレーザより細いファイバにレーザを導入できるという利点がある。ＢＰＰが小さいほど、同一の光学系でレーザを集光した際には、レーザの焦点でのスポット径を小さくできる。ファイバ３０から出射される多波長レーザのうちのそれぞれの波長のレーザのＢＰＰは、２ｍｍ・ｍｒａｄ以上や、６ｍｍ・ｍｒａｄ以下や、８ｍｍ・ｍｒａｄ以下などでもよい。特に、レーザのＢＰＰが２ｍｍ・ｍｒａｄ以上であればファイバにレーザを導入する際に、ファイバ端面におけるレーザビームのパワー密度を高めずに、光学系を容易に構成できるという利点がある。特に、レーザのＢＰＰが６ｍｍ・ｍｒａｄ以下であればコア直径１５０μｍのファイバにレーザを導入できるという利点がある。特に、レーザのＢＰＰが８ｍｍ・ｍｒａｄ以下であればコア直径２００μｍのファイバにレーザを導入できるという利点がある。
【００５０】
また、ファイバ３０から出射される多波長レーザの出力は、例えば、０．１ｋＷ〜３０ｋＷであり、広い範囲で溶込み深さを制御できるため、幅広い範囲の板厚を組み合わせた重ね溶接ができるという利点がある。ファイバ３０から出射される多波長レーザの出力は、好ましくは０．５〜１５ｋＷであり、さらに好ましくは０．５〜１０ｋＷである。特に、多波長レーザの出力が０．５〜１５ｋＷであれば、１５ｋＷよりも高い場合よりレーザ発振装置の構成が簡単となり、レーザ溶接装置全体のコストパフォーマンスを高めることができるという利点がある。特に、多波長レーザの出力が０．５〜１０ｋＷであれば、１０ｋＷより高い場合よりレーザ発振装置の構成が簡単となり、レーザ溶接装置全体のコストパフォーマンスを高めることができるという利点がある。
【００５１】
また、ファイバ３０から出射されるレーザは、レーザ発振装置１０において、連続波発振させても構わないし、パルス発振させても構わない。レーザをパルス発振させる場合の周波数は、例えば、０．１Ｈｚ〜１０ｋＨｚ（周期は１０秒〜０．１ｍ秒）であり、広い範囲で、加工物へ投入するレーザエネルギーを調整することができ、広い範囲の板厚の加工物を加工しやすくできるという利点がある。多波長レーザをパルス発振させる場合の周波数は、好ましくは１０Ｈｚ〜５ｋＨｚ（周期は０．１秒〜０．２ｍ秒）であり、さらに好ましくは１０Ｈｚ〜５００Ｈｚ（周期は０．１秒〜２ｍ秒）である。特に、パルス発振させた多波長レーザの周波数が１０Ｈｚ〜５ｋＨｚであれば、広い範囲で、加工物へ投入するレーザエネルギーを調整することができると共に、加工物に形成する溶融池を制御しやすくできるという利点がある。特に、パルス発振させた多波長レーザの周波数が１０Ｈｚ〜５００Ｈｚであれば、広い範囲で、加工物へ投入するレーザエネルギーを調整することができると共に、特に低い溶接速度時において加工物に形成する溶融池を制御しやすくできるという利点がある。
【００５２】
また、レーザ発振装置１０の立上り時間は、例えば、１μ秒〜１０ｍ秒であり、溶接開始時に加工物へ投入するエネルギーの投入速度を調整でき、溶接開始時のビード形状を制御しやすくできるという利点がある。立上り時間が短いほど、早く加工を開始できるため、製造のタクトタイムを短縮できる。また、多波長レーザをパルス発振させる場合は、発振パルスの周期よりも短い立上り時間でなければならない。レーザ発振装置１０の立上り時間は、好ましくは１０μ秒〜１ｍ秒であり、さらに好ましくは１０μ秒〜５００μ秒である。特に、レーザ発振装置１０の立上り時間が１０μ秒〜１ｍ秒であれば、溶接開始時に加工物へ投入するエネルギーの投入速度を調整でき、溶接開始時のビード形成を早くできるという利点がある。特に、レーザ発振装置１０の立上り時間が１０μ秒〜５００μ秒であれば、溶接開始時に加工物へ投入するエネルギーの投入速度を調整でき、特に溶接速度の速い溶接を行う際に、溶接開始時のビード形成を早くできるという利点がある。
【００５３】
さらに、本実施の形態のレーザ溶接方法に用いる、多波長レーザを伝送するファイバについて、詳細に説明する。
【００５４】
図３（ａ）に示すシングルクラッドファイバ３２を用いる場合は、コア３３の直径ｄ１が重要となる。例えば、コア３３の直径ｄ１が１０μｍから１０００μｍであれば、図４に示すレーザ出射部４０と組み合わせることにより、焦点位置におけるビーム径は、例えば、コリメートレンズ４２と集光レンズ４３との焦点距離を組み合わせることにより、５０μｍから２０００μｍとなる。なお、クラッド３４の直径ｄ２は、ファイバの可とう性を損なわない範囲でよい。
【００５５】
図３（ｂ）に示すダブルクラッドファイバ３５を用いる場合は、コア３６の直径ｄ３が重要となる。例えば、コア３６の直径ｄ３が１０μｍから１０００μｍであれば、図４に示すレーザ出射部４０と組み合わせることにより、焦点位置におけるビーム径は、例えば、コリメートレンズ４２と集光レンズ４３との焦点距離を組み合わせることにより、５０μｍから２０００μｍとなる。なお、クラッド３７の直径ｄ４は、コア３６の直径ｄ３より、例えば、１０μｍから１０００μｍ大きければよい。クラッド３８の直径ｄ２は、ファイバの可とう性を損なわない範囲でよい。その場合、コア３６と同様に、クラッド３７でレーザビームの一部または全部伝送することができる。これにより、様々なビームプロファイルのビームを得ることができる。
【００５６】
さらに、本実施の形態のレーザ溶接方法における、多波長レーザを照射するレーザ出射部について、詳細に説明する。
【００５７】
レーザ出射部４０は、多波長レーザを加工物７０に照射するとともに、加工箇所にシールドガスを供給する。加工物７０の材質が軟鋼である場合は、シールドガスとしては、空気、アルゴン、二酸化炭素、窒素、ヘリウムのいずれか、もしくは、これらの組み合わせが用いられ、このいずれを使用しても加工物の溶接部を保護できるという利点がある。また、加工物７０の材質がステンレス鋼またはアルミニウム合金である場合は、シールドガスとしては、アルゴン、窒素、ヘリウムのいずれか、もしくは、これらの組み合わせが用いられ、このいずれを使用しても加工物の溶接部を保護できるという利点がある。
【００５８】
また、レーザ出射部４０は必ずしもシールドガスを供給する機能を備える必要はない。特に、レーザ出射部４０と加工物７０，７１との距離が長い場合には、レーザ出射部４０にシールドガスを供給する機能は必要なく、これにより、レーザ出射部４０の構造を簡略化できる。さらに、レーザ出射部４０にシールドガスを供給する機能がない場合は、加工物の溶接箇所にシールドガスを供給するようなシールドガス供給ノズルを備えてもよい。また、レーザ出射部４０にシールドガスを供給する機能がない場合は、加工物の溶接をシールドガスが満たされたチャンバーで行ってもよい。これにより、レーザ出射部４０がシールドガスを供給する機能を備えていない場合も、加工物を最適な環境で溶接できる。
【００５９】
さらに、本実施の形態のレーザ溶接方法における、多波長レーザによって加工される加工物について、詳細に説明する。
【００６０】
加工物７０の材質としては、軟鋼、ステンレス鋼、アルミ合金などがあり、形状としては、板状のものを例として説明する。加工物７０が軟鋼またはステンレス鋼である場合、軟鋼またはステンレス鋼の厚さは、例えば、０．３ｍｍ〜５０ｍｍである。加工物７０がアルミ合金である場合、アルミ合金の厚さは、例えば、０．５ｍｍ〜３０ｍｍである。
【００６１】
以上のようなレーザ溶接方法を行うことによって、図７（ｃ）に示すように、加工物７１および加工物７２には、レーザによって、上部の幅がＷｔ１であり、下部の幅がＷｂ１である溶接部が形成され、加工物７１と加工物７２とが接続される。
【００６２】
このように、多波長レーザによって焦点距離が異なる複数の焦点を結ぶことができ、疑似的にレーリー長さが長くなるとともに加工物を複数の焦点によって均等に加熱することができる。これにより、加工物に合わせた最適な溶接条件で重ね継手を溶接することができる。
【００６３】
（実施の形態２）
本開示の、実施の形態２のレーザ溶接方法を、図面を用いて説明する。図８（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態のレーザ溶接方法の工程を示す概略図である。本実施の形態は、特に、実施の形態１のレーザ溶接装置を用いて、突き合わせ溶接を行うレーザ溶接方法である。また、実施の形態１の重ね溶接を行うレーザ溶接方法と重複する事項であり、かつ、本実施の形態と矛盾なく適用できる事項については特に記載はせず、本実施の形態に適用するものである。
【００６４】
図８（ａ）に示すように、厚さＴ３である加工物７３（第３の加工物）の横に、厚さＴ４である加工物７４（第４の加工物）を突き合わせて配置された、突き合わせ継手のレーザ溶接方法について説明する。本実施の形態では、加工物７３の厚さＴ３と加工物７４の厚さＴ４とは等しく、加工物７３の右側面と加工物７４の左側面とを接触（一致）させ、加工物７３と加工物７４のそれぞれの上面および下面が同じ高さになるように突き合わされて配置されている。しかし、加工物７４の厚さＴ３と加工物７４の厚さＴ４が異なってもよい。また、加工物７３と加工物７４のそれぞれの上面または下面が異なる高さになっていてもよい。
【００６５】
まず、図８（ａ）に示すように、加工物７３と加工物７４とを右側面および左側面が接触（一致）するように突き合わせて配置する。次に、制御装置８０によってレーザ発振装置１０を制御し、多波長レーザをレーザ発振装置１０からファイバ３０に出力する。そして、レーザ発振装置１０から出力された多波長レーザは、ファイバ３０を経由してレーザ出射部４０に伝送される（図示せず）。
【００６６】
次に、図８（ｂ）に示すように、レーザ出射部４０からレーザを出射して、加工物７３と加工物７４とを、突き合わされた部分で溶接する。このとき、加工物７３の上面に対して垂直方向における、加工物７３の上面からのレーザ出射部４０の先端の高さをＨ２とする。レーザ出射部４０からの多波長レーザのうちの、一つのレーザの焦点をＦ１とし、加工物７３の上面からの焦点Ｆ１の深さをＤ１とする。レーザ出射部４０からのレーザの波長の数と同じ数だけ、焦点Ｆ１および深さＤ１が存在する。
【００６７】
溶接速度および多波長レーザに関しては、実施の形態１に記載された条件および効果が本実施の形態にも適用できる。すなわち、多波長レーザの波長、波長の種類、多波長レーザのＢＰＰ、多波長レーザの出力、多波長レーザの発振方法、レーザ発振装置１０の立ち上がり時間などは、実施の形態１の記載が本実施の形態にも適用できる。
【００６８】
以下に、本実施の形態である突き合わせ継手のレーザ溶接方法の一例を示す。
【００６９】
厚さＴ３が０．８ｍｍの加工物７３と、厚さＴ４が０．８ｍｍの加工物７４とを突き合わせて厚さ０．８ｍｍの突き合わせ継手をレーザ溶接する。集光レンズの焦点距離ｆを１０００ｍｍとし、実施の形態１の（表１）の９種類の波長の多波長レーザを用いると、焦点Ｆ１の分布幅は１．２ｍｍとなる。これにより、厚さ０．８ｍｍの突き合わせ継手の上面から下面までの全域に焦点Ｆ１を分布させることができる。集光レンズの焦点距離ｆを５００ｍｍとし、（表１）の９種類の波長の多波長レーザを用いると、焦点Ｆ１の分布幅は０．６ｍｍとなる。これにより、厚さ０．８ｍｍの突き合わせ継手の上面から下面までの範囲内に焦点Ｆ１を分布させることができる。以上のように、突き合わせ継手の上面から下面にわたる領域の全域に焦点Ｆ１を分布させても良く、一部に焦点Ｆ１を分布させても良い。また、焦点Ｆ１の分布幅の中心は、突き合わせ継手の上面から下面にわたる領域の中心と一致させても良い。また、焦点Ｆ１の分布幅の中心は、突き合わせ継手の上面から下面にわたる領域の中心よりも上面側にしても良い。これにより、突き合わせ継手の下面側への過剰な入熱を抑制できる。
【００７０】
また、多波長レーザを伝送するファイバ、レーザ出射部、シールドガス、加工物に関しては、実施の形態１に記載された条件および効果が本実施の形態にも適用できる。
【００７１】
以上のようなレーザ溶接方法を行うことによって、図８（ｃ）に示すように、加工物７３および加工物７４には、レーザによって、上部の幅がＷｔ２であり、下部の幅がＷｂ２である溶接部が形成され、加工物７３と加工物７４とが接続される。
【００７２】
このように、多波長レーザによって焦点距離が異なる複数の焦点を結ぶことができ、疑似的にレーリー長さが長くなるとともに加工物を複数の焦点によって均等に加熱することができる。これにより、加工物に合わせた最適な溶接条件で突き合わせ継手を溶接することができる。
【００７３】
（実施の形態３）
本開示の、実施の形態４のレーザ溶接方法を、図面を用いて説明する。図９（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態のレーザ溶接方法を示す概略図である。本実施の形態は、特に、実施の形態１のレーザ溶接装置を用いて、隅肉溶接を行うレーザ溶接方法である。また、実施の形態１の重ね溶接を行うレーザ溶接方法と重複する事項であり、かつ、本実施の形態と矛盾なく適用できる事項については特に記載はせず、本実施の形態に適用するものである。
【００７４】
図９（ａ）に示すように、厚さＴ５である加工物７５（第５の加工物）と、厚さＴ６である加工物７６（第６の加工物）とがＴ字型に配置された、隅肉継手のレーザ溶接方法について説明する。
【００７５】
まず、図９（ａ）に示すように、加工物７６の上に、加工物７５をＴ字型に配置する。次に、制御装置８０によってレーザ発振装置１０を制御し、多波長レーザをレーザ発振装置１０からファイバ３０に出力する。そして、レーザ発振装置１０から出力された多波長レーザは、ファイバ３０を経由してレーザ出射部４０に伝送される（図示せず）。
【００７６】
次に、図９（ｂ）に示すように、レーザ出射部４０からレーザを出射して、加工物７５と加工物７６とを、互いに接する部分で溶接する。このとき、加工物７５と加工物７６と右端の接点に対して、加工物７６の上面との角度がφ１で、距離がＬ１の位置にレーザ出射部４０の先端を配置する。レーザ出射部４０からの多波長レーザのうちの、一つのレーザの焦点をＦ１とし、加工物７５と加工物７６と右端の接点からの焦点Ｆ１の深さをＤ１とする。レーザ出射部４０からのレーザの波長の数と同じ数だけ、焦点Ｆ１および深さＤ１が存在する。
【００７７】
溶接速度および多波長レーザに関しては、実施の形態１に記載された条件および効果が本実施の形態にも適用できる。すなわち、多波長レーザの波長、波長の種類、多波長レーザのＢＰＰ、多波長レーザの出力、多波長レーザの発振方法、レーザ発振装置１０の立ち上がり時間などは、実施の形態１の記載が本実施の形態にも適用できる。
【００７８】
以下に、本実施の形態である隅肉継手のレーザ溶接方法の一例を示す。
【００７９】
厚さＴ５が０．８ｍｍの加工物７５と、厚さＴ６が０．８ｍｍの加工物７６とをＴ字型に配置した隅肉継手をレーザ溶接する。集光レンズの焦点距離ｆを５００ｍｍとし、実施の形態１の（表１）の９種類の波長の多波長レーザを用いると、焦点Ｆ１の分布幅は０．６ｍｍとなる。これにより、厚さ０．８ｍｍの隅肉継手の加工物７５と加工物７６の内部に焦点Ｆ１を分布させることができる。また、焦点Ｆ１の分布幅は、隅肉継手の加工物７５と加工物７６の内部に収まるようにしても良いし、隅肉継手の加工物７５と加工物７６よりも手前（レーザ出射側）にはみ出すようにしても良い。これにより、隅肉継手の加工物７６の下面側への過剰な入熱を抑制できる。
【００８０】
また、多波長レーザを伝送するファイバ、レーザ出射部、シールドガス、加工物に関しては、実施の形態１に記載された条件および効果が本実施の形態にも適用できる。
【００８１】
以上のようなレーザ溶接方法を行うことによって、図９（ｃ）に示すように、加工物７５および加工物７６には、レーザによって溶接部が形成され、加工物７５と加工物７６とが接続される。
【００８２】
このように、多波長レーザによって焦点距離が異なる複数の焦点を結ぶことができ、疑似的にレーリー長さが長くなるとともに加工物を複数の焦点から均等に加熱することができる。これにより、加工物に合わせた最適な溶接条件で隅肉継手を溶接することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本開示に係るレーザ溶接装置およびレーザ溶接方法によると、多波長レーザによって、焦点距離が異なる複数の焦点を結ぶことができ、加工物を複数の焦点から均等に加熱することができる。これにより、加工物に合わせた最適な溶接条件で溶接することができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１    レーザ溶接装置
１０    レーザ発振装置
１１，１２    半導体レーザ
１３    分光器
１４    部分反射鏡
２１，２３    レーザ出射端
２２，２４    全反射端
２５    第１の面
２６    第２の面
３０    ファイバ
３１    入射端
３２    シングルクラッドファイバ
３３，３６    コア
３４，３７，３８    クラッド
３５    ダブルクラッドファイバ
３９    出射端
４０    レーザ出射部
４１，４４    空間
４２    コリメートレンズ
４３    集光レンズ
４５，４８    排出口
４６，４７    導入口
５０    シールドガス供給装置
５１，５２    ガスボンベ
５３〜５６    バルブ
６０    マニピュレータ
７０〜７６    加工物
８０    制御装置
８１    ティーチングペンダント
８２    メイン制御部
８３    レーザ発振装置通信部
８４    シールドガス供給装置通信部
８５    マニピュレータ通信部
８６    記憶部
１０１    レーザ溶接装置
１０２    ３相交流電源
１０３    ブレーカ
１０４    整流平滑回路
１０５    チョッパ回路
１０６    整流平滑化出力回路
１０７    ＹＡＧレーザ発振器
１０８    アークランプ
１０９    ＹＡＧレーザ棒
１１０    光ファイバケーブル
１１１    制御盤
１１２    ＰＷＭパルス発生器
１１３    制御回路
１１４    起動回路
１１５    ＹＡＧレーザ照射ヘッド
１１６    レンズ
１１７    プリズム
１１８    ノズルボディ
１１９    銅チップ
１２０Ｒ    右側レーザ光束
１２０Ｌ    左側レーザ光束
１２１Ｒ    右側焦点
１２１Ｌ    左側焦点
１２２    母材
【図１】
2016073983.tif 000006
【図２】
2016073983.tif 000007
【図３】
2016073983.tif 000008
【図４】
2016073983.tif 000009
【図５】
2016073983.tif 000010
【図６】
2016073983.tif 000011
【図７】
2016073983.tif 000012
【図８】
2016073983.tif 000013
【図９】
2016073983.tif 000014
【図１０】
2016073983.tif 000015