激光焊接方法以及激光焊接系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過激光使填充金屬熔化來焊接工件的激光焊接方法以及激光焊接系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，在熱交換器的冷卻風(fēng)扇或珠寶飾品的微小部件等的釬焊中使用激光焊接，近年來，正在研宄對印刷電路布線板的電子部件的錫焊應(yīng)用激光焊接。
[0003]例如，在專利文獻(xiàn)I中提出了如下技術(shù)構(gòu)思:在激光錫焊中，通過紅外線傳感器實時測量被照射了激光的電極的溫度，根據(jù)其測量結(jié)果改變激光的輸出，將所述電極保持為最佳溫度，由此防止基板的碳化或電極剝離等問題。
[0004]在激光錫焊中希望激光錫焊的高速化(縮短焊接時間)。為了通過這樣高速的激光錫焊得到良好的焊錫品質(zhì)，管理焊接過程中的焊錫溫度是重要的。
[0005]然而，如上述的專利文獻(xiàn)I的現(xiàn)有技術(shù)，為了防止基板的碳化等問題而測量電極溫度，因此不會管理焊接過程中的焊錫溫度。即，如果將激光錫焊高速化，則焊接過程中的焊錫溫度與電極溫度不一致，因此如專利文獻(xiàn)I那樣測定電極溫度而不測定焊錫溫度，則無法管理焊接過程中的焊錫溫度。
[0006]在此，如果在專利文獻(xiàn)I那樣的現(xiàn)有技術(shù)中，測量焊接過程中的焊錫溫度，則高速地反饋控制激光的輸出，以使該焊錫溫度成為最佳溫度。于是，有時焊接過程中的焊錫溫度大幅度擺動，上升到不希望的溫度。
[0007]此外，焊接過程中的焊錫熔化其形狀變化，因此認(rèn)為在從該焊錫輻射的紅外線的光量中存在波動。并且，根據(jù)這樣的紅外線測量焊錫溫度來高速反饋控制激光的輸出時，該紅外線的光量的波動容易反映到反饋控制中，因此不容易管理焊接過程中的焊錫溫度。
[0008]另外，在激光釬焊等那樣使用填充金屬焊接工件的激光焊接中也可能產(chǎn)生上述的課題。
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-260093號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]考慮這樣的課題提出了本發(fā)明，其目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)激光焊接的高速化，并且能夠管理焊接過程中的填充金屬的溫度來得到良好的焊接品質(zhì)的激光焊接方法以及激光焊接系統(tǒng)。
[0011 ] 本發(fā)明的激光焊接方法，在通過從激光振蕩器振蕩出的激光使填充金屬熔化來焊接工件的激光焊接方法中，進(jìn)行如下步驟:第一焊接步驟，開啟所述激光，通過該激光加熱所述填充金屬；第二焊接步驟，通過視軸被設(shè)置成與所述激光的光軸為同軸的輻射溫度計來測定由所述激光加熱的所述填充金屬的溫度；第三焊接步驟，當(dāng)所述輻射溫度計的測定溫度初次到達(dá)關(guān)閉控制溫度時，關(guān)閉所述激光。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的激光焊接方法，當(dāng)基于輻射溫度計的填充金屬的測定溫度初次到達(dá)關(guān)閉控制溫度時關(guān)閉激光，因此能夠管理焊接過程中的填充金屬的溫度。即，即使在將激光焊接高速化的情況下，也能夠抑制填充金屬的溫度上升到不希望的溫度。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)激光焊接的高速化，并且管理焊接過程中的填充金屬的溫度來得到良好的焊接品質(zhì)。此外，輻射溫度計的視軸與激光的光軸同軸，因此在向填充金屬照射了激光的狀態(tài)下，能夠容易且可靠地測定該填充金屬的溫度。
[0013]在上述激光焊接方法中，在所述第三焊接步驟后進(jìn)行第四焊接步驟，所述第四焊接步驟，以預(yù)定時間重復(fù)以下控制:在所述測定溫度下降到所述關(guān)閉控制溫度后重新開啟所述激光，在所述測定溫度到達(dá)所述關(guān)閉控制溫度時，關(guān)閉所述激光。
[0014]如上所述，在預(yù)定的關(guān)閉控制溫度重復(fù)進(jìn)行激光的關(guān)閉，由此能夠在第四焊接步驟中調(diào)整向填充金屬的熱量輸入量，因此能夠?qū)⑻畛浣饘俚臏囟裙芾沓蛇m當(dāng)?shù)臏囟取?br>[0015]在上述的激光焊接方法中，在所述第四焊接步驟中，可以從關(guān)閉所述激光開始經(jīng)過預(yù)定時間后開啟所述激光，從開啟所述激光后所述測定溫度到達(dá)所述關(guān)閉控制溫度時關(guān)閉所述激光。
[0016]根據(jù)這樣的方法，在第四焊接步驟中能夠抑制填充金屬上升至不希望的溫度，并且能夠通過簡單的控制調(diào)整向填充金屬的熱量輸入量。
[0017]在上述的激光焊接方法中，在所述第四焊接步驟中，可以從關(guān)閉所述激光后所述測定溫度降低到開啟控制溫度以下后開啟所述激光，從開啟所述激光后所述測定溫度到達(dá)所述關(guān)閉控制溫度時關(guān)閉所述激光。
[0018]根據(jù)這樣的方法，在第四焊接步驟中能夠抑制填充金屬上升至不希望的溫度，并且能夠通過簡單的控制高精度地調(diào)整向填充金屬的熱量輸入量。
[0019]在上述的激光焊接方法中，在所述第四焊接步驟中，可以調(diào)整從向所述激光振蕩器輸入開啟信號至振蕩出所述激光為止的延遲時間、所述激光的上升速度以及所述激光的下降速度，以使所述激光的開啟關(guān)閉所引起的所述測定溫度的變動幅度成為預(yù)定幅度以上。
[0020]根據(jù)這樣的方法，激光的開啟關(guān)閉所引起的測定溫度的變動幅度成為預(yù)定幅度以上，因此能夠使填充金屬流動(對流)從而使擴(kuò)展?jié)駶欁兊萌菀?。此外，通過使填充金屬流動，能夠有效地減少熔化的填充金屬中的氣泡(氣孔)。并且，調(diào)整延遲時間、上升速度以及下降速度，因此能夠通過簡單的控制使所述測定溫度的變動幅度成為預(yù)定值以上。
[0021]在上述的激光焊接方法中，在所述第四焊接步驟中，可以調(diào)整所述延遲時間以及所述上升速度，以使所述變動幅度的下限值成為所述填充金屬的熔點(diǎn)以上。
[0022]根據(jù)這樣的方法，能夠使填充金屬更加容易擴(kuò)展?jié)駶櫍⑶夷軌蛲ㄟ^簡單的控制使所述變動幅度的下限值成為填充金屬的熔點(diǎn)以上。
[0023]本發(fā)明的激光焊接系統(tǒng)，通過從激光振蕩器振蕩出的激光使填充金屬熔化來焊接工件，其中，具備:輻射溫度計，其測定通過所述激光加熱的所述填充金屬的溫度；以及激光控制部，其在所述輻射溫度計的測定溫度初次到達(dá)關(guān)閉控制溫度時，控制所述激光振蕩器來關(guān)閉所述激光，所述輻射溫度計被設(shè)置成該輻射溫度計的視軸與所述激光的光軸為同軸。
[0024]在上述激光焊接系統(tǒng)中，所述激光控制部，在所述測定溫度初次到達(dá)所述關(guān)閉控制溫度而關(guān)閉所述激光后，可以以預(yù)定時間重復(fù)以下控制:在所述測定溫度降低到所述關(guān)閉控制溫度以下后重新開啟所述激光，在所述測定溫度到達(dá)所述關(guān)閉控制溫度時關(guān)閉所述激光。
[0025]在上述的激光焊接系統(tǒng)中，所述激光控制部，可以在關(guān)閉所述激光起經(jīng)過預(yù)定時間后開啟所述激光，在開啟所述激光后所述測定溫度到達(dá)所述關(guān)閉控制溫度時關(guān)閉所述激光。
[0026]在上述的激光焊接系統(tǒng)中，所述激光控制部可以在關(guān)閉所述激光后所述測定溫度下降到開啟控制溫度以下后開啟所述激光，在開啟所述激光后所述測定溫度到達(dá)所述關(guān)閉控制溫度時關(guān)閉所述激光。
[0027]在上述的激光焊接系統(tǒng)中，所述激光控制部可以調(diào)整從向所述激光振蕩器輸入開啟信號開始至振蕩出所述激光為止的延遲時間、所述激光的上升速度以及所述激光的下降速度，以使所述激光的開啟關(guān)閉所引起的所述測定溫度的變動幅度成為預(yù)定幅度以上。
[0028]在上述的激光焊接系統(tǒng)中，所述激光控制部可以調(diào)整所述延遲時間以及所述上升速度，以使所述變動幅度的下限值成為所述填充金屬的熔點(diǎn)以上。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，在基于輻射溫度計的填充金屬的測定溫度初次到達(dá)關(guān)閉控制溫度時關(guān)閉激光，因此能夠?qū)崿F(xiàn)激光焊接的高速化，并且能夠管理焊接過程中的填充金屬的溫度來得到良好的焊接品質(zhì)。
【附圖說明】
[0030]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的激光焊接系統(tǒng)的框圖。
[0031]圖2是延遲時間、上升速度以及下降速度的說明圖。
[0032]圖3是用于說明第一實