(57)【要約】【課題】ウォブリング等の複雑なビーム行程を有する溶接機であっても、溶接部の健全性を速やかに判定し溶接不良の原因を特定できるレーザ溶接装置を提供する。【解決手段】溶接対象であるワークＷにレーザビームＲＢを照射するレーザ照射部１と、ワークＷから生じる赤外光ＩＲの強度を測定する赤外光検出部２と、赤外光検出部２が一定の溶接領域ごとに測定した赤外光ＩＲの強度と、予め設定した赤外光ＩＲの強度に係る閾値とを比較して溶接領域における溶込み不足の有無を判定する判定部４とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接対象であるワークにレーザビームを照射するレーザ照射部と、
前記ワークから生じる赤外光の強度を測定する赤外光検出部と、
前記赤外光検出部が一定の溶接領域ごとに測定した赤外光の強度と、予め設定した赤外光の強度に係る閾値とを比較して前記溶接領域における溶込み不足の有無を判定する判定部とを備えたレーザ溶接装置。
【請求項２】
前記レーザ照射部によるレーザ照射パターンがウォブリングであり、
前記測定した赤外光の強度が、前記ウォブリングの一周期ごとの赤外光の平均強度である請求項１に記載のレーザ溶接装置。
【請求項３】
前記レーザ照射部から照射されたレーザビームの出力を計測するモニタ出力計測部が備えられ、
前記判定部が、前記モニタ出力計測部で計測されたモニタ出力を区別するための上限値および下限値を予め保持し、前記モニタ出力および前記上限値、前記下限値、さらには前記測定した赤外光の強度に基づいて、前記溶接領域における溶込み状態の健全性と、溶込み状態が不良であると判断した場合の当該不良の発生原因とを特定する請求項１または２に記載のレーザ溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームを用いてワークの溶接を行う場合に、溶接部からの赤外光の強度を測定して溶接部が健全であるか否かの判定を行うレーザ溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなレーザ溶接装置として、従来、例えば特許文献１に示すものがある。
この技術は、レーザビーム溶接によって生じる溶接不良を短時間で検出しようとするものである。溶接ワークをパルスレーザによって溶接する際に、溶接部分から放出される赤外光のうち、溶融池に形成されるキーホールから検出可能な赤外光の波長を選択し、この選択した赤外光の強度に基づいて溶接部分の状態の良否を判定する。
【０００３】
当該従来技術は溶接時における以下の機序を利用する。パルスレーザの１パルス出力中において、ワークの溶接部分に溶け込み不足が生じていない場合の赤外光強度の波形は、ワークの溶接部分に溶け込み不足が生じた場合の赤外光強度の波形よりもピーク値が大きく、全体として値が大きくなる。これは、ワークの溶接部分に溶け込み不足が生じず、所望の溶け込み深さを達成できた場合、ワークの溶接中にキーホールが形成されることに基づく。
【０００４】
つまり、溶融池にキーホールが形成されると、大きな溶け込み深さが達成できる。キーホールが形成されると、その周辺の温度が概ねワークの沸点にまで達し、さらにはキーホールによって溶融池の表面積が増加するため、赤外光強度が大きくなる。そのため、パルスレーザの１パルス出力中における赤外光強度を時間につき積分して算出された積分値に基づいて、ワークの溶接部分に溶け込み不足が生じているか否かの判定を行うというものである（特許文献１中〔0049〕段落）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１３/１７１８４８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術にあっては、特定の溶接箇所における溶融池から生じる赤外光を検知対象としている。照射するレーザはパルスレーザであるが、パルス間隔は極めて短かい。そのため、溶融池におけるワークの溶融現象を検討する場合、溶接ワークには断続的ではあるがエネルギーが注入され続けているのであり、通常の連続溶接と同じと捉えて差し支えない。尚、当該公知技術におけるビームの照射行程は直線であると思われる。
【０００７】
つまり、当該技術では、パルスレーザの照射が続く領域において、連続的に形成された溶接箇所全体での溶接ビードの強度不足の検出を行うものである。ここでは、溶接開始から終了までの赤外光強度の検出値に基づいて判定する。よって、仮に溶接ビードの一部で溶込み不足が生じ、当該箇所で赤外光強度の減少が生じた場合でも、この減少に係るデータが他の多量の健全なデータの中に取り込まれて不良判定ができない可能性がある。
【０００８】
また、レーザビームをウォブリングさせる場合、溶接ビードからの赤外光強度は大きく変動するが、当該従来技術には、この変動に対処する構成は記載されていない。従来技術のように赤外光の閾値を一つ設定する場合、ウォブリング中の低い赤外光強度を的確に検出するには、低い閾値を設定することなども考えられる。ウォブリング中に赤外光強度が下がる要因としては、レーザ出力の不具合や、ワーク側の開先の問題など多くの要因がある。
【０００９】
しかし、これら問題が発生したことによる赤外光強度の低下と、健全な溶接を行っているにも拘らず、ウォブリング中にワークの未加熱の領域にビームが照射されたために赤外光強度が低下することとを比べた場合、両者の差は大きくない。つまり、閾値を低く設定するほど、赤外光強度の低下が溶接不良に基づくものであるとの判定が難しくなる。
【００１０】
さらに、当該従来技術では、赤外光の強度が低下した場合、その原因が特定できず、速やかに溶接条件を改善することは不可能であり、効率的な溶接作業が行えないという問題がある。
【００１１】
よってこのような問題点を解決すべく、ウォブリング等の複雑なビーム行程を有するレーザビーム溶接機において、溶接部の健全性を速やかに判定でき、また、不良判定がされた場合にはその原因が特定できるものが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るレーザ溶接装置の特徴構成は、溶接対象であるワークにレーザを照射するレーザ照射部と、前記ワークから生じる赤外光の強度を測定する赤外光検出部と、前記赤外光検出部が一定の溶接領域ごとに測定した赤外光の強度と、予め設定した赤外光の強度に係る閾値とを比較して前記溶接領域における溶込み不足の有無を判定する判定部とを備えた点にある。
【００１３】
本構成のごとく、一定の溶接領域ごとに溶込み不足の判定を行うものであれば、溶込み不足の検出精度を高めることができる。即ち、長い溶接領域ごとに赤外光の強度を測定するものでは、仮に極小の領域において溶込み不足が発生して赤外光の強度が低下した場合に、当該強度の低下が、他の大きな溶接領域からの赤外光の測定結果に埋没して評価されなくなる可能性がある。しかし、本構成のように、一定の溶接領域ごとに赤外光の強度を測定するものでは、赤外光の測定データ量が少なくなり、結果的に赤外光の強度変化を敏感に捉えることができる。そのため、溶込み不足の評価を精度よく行うことができる。
【００１４】
本発明に係るレーザ溶接装置においては、前記レーザ照射部によるレーザ照射パターンをウォブリングとし、前記測定した赤外光の強度を、前記ウォブリングの一周期ごとの赤外光の平均強度とすることができる。
【００１５】
レーザ照射パターンがウォブリングの場合、レーザビームがワークの高温領域と低温領域とを交互に移動し、赤外光の検出強度が周期的に変化する。その場合、厳密には赤外光の強度が最大となる位置での溶接部の状態、あるいは、赤外光の強度が最小となる位置での溶接部の状態に鑑みて個々に閾値を設定することも可能である。ただし、もともと赤外光の測定時間を短く設定しているので、当該測定時間中に投入される総熱量に着目することで当該領域の溶接状態の健全性を評価することができる。
【００１６】
よって、本構成のごとくウォブリング一周期分の赤外光の強度を評価することで、測定の最大値のみに基づいて溶込み不足の存在を判定することも可能である。ただし、赤外光が最大となる位置、つまりキーホールが健全に形成されている箇所での溶込み不足の存否は判定できるものの、それ以外の、特に低温領域における未だ溶込みが十分でない領域については、正確な判定ができるとは限らない。高温領域での赤外光の強度が過大である場合には、低温領域での赤外光の強度が過小となる場合もある。しかしながら、赤外光の強度に係る閾値をいくつも設けておくことは測定を煩雑にする。そこで、本構成のごとく、ウォブリングの場合には一周期毎の赤外光の強度を測定し平均化することで、赤外光の測定を簡易なものとしつつ評価精度を向上させている。
【００１７】
本発明に係るレーザ溶接装置は、前記レーザ照射部から照射されたレーザの出力を計測するモニタ出力計測部が備えられ、前記判定部が、前記モニタ出力計測部で計測されたモニタ出力を区別するための上限値および下限値を予め保持し、前記モニタ出力および前記上限値、前記下限値、さらには前記測定した赤外光の強度に基づいて、前記溶接領域における溶込み状態の健全性と、溶込み状態が不良であると判断した場合の当該不良の発生原因とを特定するように構成することができる。
【００１８】
これまで述べたように、溶接領域から発せられる赤外光の強度を測定することで、溶接箇所の溶融状態が特定でき、溶込み不足の有無を判別することができる。
また、これに加えてモニタ出力を測定し、その測定値と、モニタ出力の上限値および下限値とを比較する。モニタ出力が当該上限値および下限値の間にあればレーザ照射は適切である。
よって、例えば、赤外光の強度が十分であってもモニタ出力が上限値を超えている場合、判定部は、レーザ出力が何らかの要因で過大であり溶接不良の可能性があると判定する。
【００１９】
一方、赤外光の強度が不足している場合にはレーザ出力の不足が考えられる。この場合には、モニタ出力の下限値に着目する。モニタ出力が下限値以上であれば、レーザ照射部に異常はなく、ワークに関連する異常と判定する。これに対し、モニタ出力が下限値を下回っている場合には、レーザ照射部の異常或いはワークに関連する異常であると判定する。
このように、モニタ出力の検出機能を設けることで、溶込み不足が発生する原因をより具体的に特定することができ、レーザ装置の状態を適切に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係るレーザ溶接装置を示すブロック図である。
【図２】レーザビームのウォブリング態様を示す説明図である。
【図３】赤外光の強度の測定要領を示す説明図である。
【図４】溶接状態と溶接不良の発生要因とを特定するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下には、図１乃至図４を参照しつつ本発明に関する実施形態を説明する。
〔レーザ溶接装置の構成〕
本実施形態で用いるレーザ溶接装置Ｓ（以下、「溶接装置Ｓ」と称する）の構成を図１に示す。溶接装置Ｓは、主に、レーザビームＲＢを照射するレーザ照射部１と、ワークＷの溶接箇所から発生する赤外光ＩＲの強度を測定する赤外光検出部２と、レーザビームＲＢの照射位置を制御する駆動制御部３と、赤外光検出部２で得た赤外光ＩＲの強度データなどから溶接部の健全性を判定する判定部４とを備えている。以下、夫々の構成について説明する。
【００２２】
〔レーザ照射部〕
ワークＷに照射されるレーザビームＲＢは、溶接対象となるワークＷの材質や開先形状に応じて適宜照射強度が決定される。具体的には、レーザビームＲＢの照射強度はレーザ出力制御部１１で決定され、レーザ発振器１２で所定の強度に励起されたのち、溶接ヘッドＨの内部に設けられた光学系に送られる。当該光学系は、レーザ発振器１２で励起され光ファイバー１３等を介して伝送されたレーザビームＲＢを受け取る中継器１４や、中継器１４を介したレーザビームＲＢを平行光に調整するコリメートレンズ１５、当該平行光を再びワークＷに対して集光させる集光レンズ１６等を有する。
【００２３】
レーザ発振器１２から照射されるレーザビームＲＢについては、レーザ発振器１２に併設されるモニタ出力計測部１７により照射強度が測定される。このモニタ出力計測部１７で得られたレーザビームＲＢの強度は、後述する判定部４に送られ、溶接部の健全性の判定に用いられる。
【００２４】
〔駆動制御部〕
溶接ヘッドＨは、例えば多関節型のロボットアームＲに架構され、当該ロボットアームＲの動作が駆動制御部３によって姿勢が制御される。これによりレーザビームＲＢの照射位置が決定される。レーザビームＲＢの照射位置については、ワークＷ上の溶接線を特定する座標等が予め駆動制御部３に入力されている。また、後述するウォブリングなどのビーム走査も可能である。勿論、その他のロボットを用いることも可能であり、例えば、直線状のレール上を走行する台車に溶接ヘッドＨを揺動可能に架構する専用の装置であってもよい。
【００２５】
〔赤外光検出部〕
ワークＷの溶接部に溶込み不足が生じているか否かなどを判定するために、赤外光検出部２を備えている。これは、溶接が健全に行われている場合、溶接部から発生する赤外光ＩＲの強度が所定の値を示すことを利用するものである。
【００２６】
赤外光検出部２は、溶接ヘッドＨの内部に設けられている。溶接部から発生した赤外光ＩＲは、集光レンズ１６によって平行光とされ、当該集光レンズ１６とコリメートレンズ１５との間に設けられた第１ハーフミラー２１によって曲げられる。その後、第２ハーフミラー２２を介して第２集光レンズ２３に導かれる。ここで集められた赤外光ＩＲは、フィルター２４によって特定波長の赤外光ＩＲが選別され、フォトディテクタ２５で受光される。フォトディテクタ２５では、赤外光ＩＲの強度に応じて変換された電気信号をデータ処理部２６に伝送する。データ処理部２６では、赤外光ＩＲの平均強度などを算出する。
【００２７】
データ処理部２６では、所定の溶接領域から発生する赤外光強度、即ち、後述するようにウォブリングの１周期の時間に亘って発生する赤外光強度を積分し平均化する。これにより、溶込み不足を評価するための値が算出される。
【００２８】
この値は判定部４に出力される。判定部４では、赤外光ＩＲの検出値の他に、モニタ出力計測部１７から伝送されたレーザビームＲＢの出力に係る信号を受け取り、後述するように溶接部の健全性を判定して、報知部５に報知する。
【００２９】
以上のレーザ出力制御部１１、および、駆動制御部３、赤外光検出部２、判定部４、報知部５は、例えば一つの制御盤６の内部に設置されている。
【００３０】
〔溶接要領〕
図２には、ワークＷに対するレーザビームＲＢの照射態様の一例を示す。溶接開先Ｆは、例えば樹脂材料の端面どうしを突合せた所謂I型開先である。レーザビームＲＢの行程としては、このI型開先に沿って揺動させ且つ前後に往復移動させ、連続した長円を描きつつ溶接線上を進行する所謂ウォブリングとした。
【００３１】
溶接装置Ｓとしては、対象物となるワークＷを溶融可能なものであれば、パルスレーザあるいは連続波レーザなど各種のものを用いることができる。また、レーザの種類もＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザなどを適宜利用可能である。
【００３２】
〔赤外光検出の様子〕
図２には、ウォブリングの経路を見易くするために1周期毎に線種を異ならせて表示してある。ウォブリングを行う場合、レーザビームＲＢは、溶接するワークＷの未溶融の箇所と既に溶融した個所とを交互に通過する。例えば、実線で示した経路上においてレーザビームＲＢの照射位置がＡ点にあるとき、レーザビームＲＢは進行方向に対して後退中であり、一度溶融した領域に再度進入する。既に溶融された領域に深く入り込むＢ点が最高温となる位置であり、レーザビームＲＢがＢ点に近付くほど溶接部から発せられる赤外光ＩＲの強度は強くなる。Ｂ点を通過した後、レーザビームＲＢは再び未溶融の領域に差し掛かりＣ点に至る。Ａ点からＣ点に至る領域ではワークＷが十分に溶融し、ワークＷの蒸気圧力によって溶融池の表面が沈み込んでキーホールが形成される。これらの位置では2度目に照射されるビームによってさらに多くの熱量が投入され、表面積を広げた溶融池から発生する赤外光ＩＲの量が増大に伴って強度も上昇する。
【００３３】
この先では、レーザビームＲＢの有する熱量はワークＷを溶融させるために消費される。この溶融の際には、ワークＷは常温から溶融温度まで加熱されるものの、そこから発生する赤外光ＩＲの強度は低い。レーザビームＲＢが溶接進行方向の最も先端側に位置するＤ点を通過する瞬間に溶接部の温度は最低となる。Ｄ点は既に溶接が終了している領域に比べて最も先端側にあるため、既に溶融している領域からの熱伝達が少ない。よって、溶接部の温度はＤ点で最も低くなる。その後、レーザビームＲＢの進行方向が後退し、一度溶融した溶接部に近付きつつＥ点に至る。Ｄ点からＥ点においては赤外光ＩＲの強度は高まり、Ｅ点での赤外光強度は先のＡ点での赤外光強度とほぼ同じとなる。ウォブリングを伴った溶接では、このようなＡ点からＥ点に至る行程が繰り返し行われる。
【００３４】
〔赤外光の検出〕
図３には、赤外光ＩＲの強度の検出例を示す。上段の図は、溶接ヘッドＨに設けたフォトディテクタ２５によって検出した赤外光強度の時間変化を表したものである。グラフを構成する折れ線の一つの山がウォブリングの一周期分を示す。また、当該グラフの中程のＩ領域では、特に右側の赤外光強度の強い領域に比べて全般に赤外光強度が低下している。これは、例えば、溶接ヘッドＨから照射されるレーザビームＲＢの強度が何らかの原因で低下したためと思われる。
【００３５】
上段のグラフのうちＩＩ領域に係る部分を拡大したのが下段のグラフである。当該領域には、ウォブリングの数周期分の波形が示されている。この図のうち、細線が適切な溶接が行われている状態を示し、太線が溶接状態に不都合があって溶込み不足が生じている可能性がある状態を示す。つまり、太線の折れ線は、赤外光強度の最大値が、細線のものに比べて小さくなっている。これは、例えば、レーザビームＲＢの伝送系を構成する保護ガラスの汚れ等のためにレーザビームＲＢの照射強度が低下したことなどが原因と考えられる。
【００３６】
赤外光ＩＲの強度不足は、赤外光波形のうち特にピーク値が下がることで生じる場合が多い。下段の図中、Ａ点からＥ点のプロットは、図２におけるウォブリング中のレーザビームＲＢの位置を示す。つまり、通常、Ａ点からＢ点を通過しＣ点に至る領域では、一度溶融して高温となっている領域にレーザビームＲＢが戻るため、溶接部から生じる赤外光ＩＲの強度は上昇する。しかし、太線の折れ線では、特に最大ピークの位置でＢ点にまで至らず、赤外光強度が低下している。このような場合には、例えば、何らかの原因でレーザビームＲＢの出力不足が生じた結果、溶融池の温度が適切に上昇せず、キーホールも形成されなかったためと推測できる。
【００３７】
〔レーザビーム出力のモニタ出力および赤外光強度の算出〕
上記の如く、溶接ビードからは赤外光ＩＲが発せられ、赤外光検出部２では当該赤外光ＩＲの強度を検出する。その際、測定された赤外光強度の値は、それが適切なものであるかを検証する必要がある。本実施形態では、以下のごとく閾値ｙ１を設定して検証を行う。
【００３８】
具体的には、レーザ発振器１２から照射されるレーザビームＲＢのモニタ出力を用いる。ワークＷから発せられる実際の赤外光強度は、溶接装置Ｓから照射された実際のレーザ出力に比例する。この実際のレーザ出力は、例えば、ワークＷに正常な状態のレーザビームＲＢを照射し、ワークＷから放出される赤外光強度の値を測定したり、ワークＷの実際の温度上昇を測定して算出することができる。ただし、現実の溶接時には、レーザビームＲＢが正しく照射されているか否かはわからない。よって、レーザ出力を間接的に知る指標として照射されたレーザビームＲＢについてモニタ出力計測部１７が検出するモニタ出力の値を用いる。
【００３９】
このモニタ出力と実際のレーザ出力とは比例関係にある。よって、モニタ出力を知ることでレーザ出力を間接的に知ることができ、さらに溶接部からの赤外光強度を算出することができる。これらの関係は以下の如く一次関数の式（１）に表すことができる。
ｙ１＝ａｘ＋ｂ            （１）
ｙ１：赤外光強度の閾値    ｘ：レーザ発振器のモニタ出力    ａ、ｂ：定数
【００４０】
このように、レーザビームＲＢが正常に照射されているとしてモニタ出力から算出した赤外光強度を、溶接状態の良否を判定する閾値ｙ１として設定する。本実施形態では、レーザビームＲＢはウォブリングさせるため、実際に溶融池から発せられる赤外光強度は変動する。よって、この閾値ｙ１と比較する赤外光強度値としては、ウォブリング１周期の間に得られる赤外光強度の平均値としている。この平均値が閾値ｙ１よりも小さい場合、溶接部への入熱が少なく溶込み不足が発生している可能性があると判定する。
【００４１】
〔サンプリング周期〕
赤外光強度のサンプリングは、所定の溶接長さあるいは所定の溶接時間に区切って行う。そうすることで、比較的短い長さの溶接箇所につき赤外光強度の変化を敏感に測定することができる。ウォブリング溶接を行う場合は、得られる赤外光強度の波形をウォブリング周期ごとに区切って評価するとよい。一方、直線溶接を行う場合には、例えば予め設定したビード長さ毎や時間毎に赤外光強度の波形を区切るとよい。
【００４２】
〔判定のフロー〕
図３には、赤外光強度をウォブリング周期Ｔでサンプリングした例を示す。また、図４には、溶込み不足の評価を行う判断フローを示す。溶接開始とともに、レーザ発振器１２のモニタ出力と、溶接部からの赤外光強度を測定する（＃１０）。次に、これらモニタ出力と赤外光強度との夫々においてウォブリング周期Ｔにおける平均値を演算する（＃２０）。得られたモニタ出力の平均値に基づき、上記式（１）を用いて算出した閾値ｙ１と、測定した赤外光強度の平均値との比較を行う（＃３０）。この閾値ｙ１は、予め行った溶接実験等から求めたものであり、溶込み不足が生じない赤外光の強度を特定するものである。勿論、この閾値ｙ１は、溶接するワークＷの形状や、照射するレーザ出力の値、あるいは、溶接に際してのワークＷの予熱・後熱条件などによって変動する。＃３０で、赤外光強度が閾値ｙ１以上であれば、溶込み不足は生じていないと判断して構わない。一方、閾値ｙ１を下回っていれば、溶込み不足が生じている可能性が極めて高いと判断できる。
【００４３】
ただし、＃３０の判定において赤外光強度が閾値ｙ１以上であった場合でも、常に溶接部が健全であるとは限らない。例えば、赤外光強度が過度に大きい場合には、入熱過多となって溶接開先Ｆで溶け落ちが生じたり、溶接部の強度が低下したりするなどの不都合が生じる場合がある。
【００４４】
そこで、本実施形態では、モニタ出力につき上限値である閾値ｙ２を設けている（＃４０）。この閾値ｙ２は、予め実験により特定したものであり、モニタ出力が閾値ｙ２以上の場合には、健全な溶接部が得られないことが多い。つまり、＃３０で赤外強度が適正か否かを判定し、ここで適正と判定されたものについて、＃４０でモニタ出力が適切か否かを判定する。双方の条件を満たしていた場合のみ溶接部は健全であると判定する（＃５０）。データ処理部２６は溶接部が健全であるとの判定結果を判定部４に出力する。判定部４は、溶接装置Ｓの何れかの箇所に設けた例えばモニタ画面などの報知部５に溶接部が正常であることを報知する。
【００４５】
一方、＃３０で赤外強度が適正であっても、＃４０でモニタ出力が過大であった場合、例えばレーザ光路に異常があるなどの原因が考えられる。モニタ出力が大きくなるということは、レーザ照射部１からレーザビームＲＢが照射される時点で既に異常が存在している可能性が高いことを示唆している。この場合には、判定部４は装置が異常であると判定し（＃６０）、異常の判定信号を報知部５に出力する。
【００４６】
＃３０で赤外光強度が閾値ｙ１を下回る場合、溶接部には何らかの不都合が生じている可能性が高い。それを判定するためにモニタ出力についての下限値である閾値ｙ３を設定する（＃７０）。この閾値ｙ３も、予め実験により特定したものであり、モニタ出力が閾値ｙ３以上の場合、通常であれば、健全な溶接部が得られる可能性が高い。ただし、モニタ出力が閾値ｙ３以上であっても＃３０で赤外光強度が少ない場合には、ワークＷに対するレーザビームＲＢの照射条件に問題があるなどワークＷが上手く加熱されていない可能性があると判定する（＃８０）。
【００４７】
一方、＃７０においてモニタ出力が閾値ｙ３を下回っている場合には、明らかにレーザビームＲＢの照射異常であると判定できる（＃９０）。例えば、レーザ発振器１２から中継器１４に至る光ファイバー１３など、ワークＷまでの何れかの箇所における光学系の汚れ等が考えられる。この場合には、まず、レーザ光路中の何れかに異常がある旨の判定を行う。さらに、ワークＷに対する入熱が少ないことから、ワークＷに対する入熱量にも異常がある旨の判定を行う。＃８０の判定および＃９０の判定も、上記と同様に溶接装置Ｓのモニタ画面などの報知部５に報知される。
【００４８】
このように、一定の溶接領域ごとに赤外光強度の平均値を算出し閾値ｙ１と比較することで、赤外光強度の僅かな変動を捉えて溶接部の溶込み不足の有無を判定することができる。また、さらにレーザビームＲＢのモニタ出力を観測し、モニタ出力に係る閾値ｙ２、ｙ３と比較することで、溶接不良が生じた可能性およびその原因を特定することができる。
【００４９】
〔他の実施形態〕
溶融池の赤外光強度を測定する際には、上記の如く一定周期毎の平均値ではなく、例えば、最大値を測定してもよい。ウォブリングを伴うレーザビーム溶接を行う場合、ビーム照射位置の不都合や、レーザビームＲＢの強度不足などが生じた場合、その影響が表れ易いのは溶融池の温度が最大となる位置である。つまり、レーザビームＲＢの強度などが不適切であると、ワークＷが十分に溶かされず蒸気発生量が不足して健全な溶融池が形成されなくなる。その結果、得られるはずの赤外光ＩＲが観測されなくなるからである。このように健全な溶融池が形成されるか否かは、特に入熱量の大きな部位で生じる。
【００５０】
よって、赤外光強度の波形をモニタし、最大となるピーク強度が所定の閾値を超えたか否かで溶接部の健全性を評価することも可能である。このように赤外光強度のピーク値を得る方法は、所定時間に亘る赤外光強度の平均値を得る方法に比べて演算処理が大幅に簡略化される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、特にレーザビームを揺動させつつ溶接を行うレーザ溶接装置に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１    レーザ照射部
２    赤外光検出部
３    判定部
１７  モニタ出力計測部
ＩＲ  赤外光
ＲＢ  レーザビーム
Ｓ    レーザ溶接装置
Ｗ    ワーク
ｙ１    閾値
ｙ２  上限値（閾値）
ｙ３  下限値（閾値）
【図１】
2017113789.tif 000003
【図２】
2017113789.tif 000004
【図３】
2017113789.tif 000005
【図４】
2017113789.tif 000006