特許 6101497 レーザ加工方法及びレーザ加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6101497

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】レーザ加工方法及びレーザ加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20170313BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/00 P

   B23K26/00 M

【請求項の数】12

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-16499(P2013-16499)

(22)【出願日】2013年1月31日

(65)【公開番号】特開2014-147941(P2014-147941A)

(43)【公開日】2014年8月21日

【審査請求日】2015年12月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000161367

【氏名又は名称】株式会社アマダミヤチ

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100149261

【弁理士】

【氏名又は名称】大内 秀治

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100169225

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 明

(72)【発明者】

【氏名】三浦 栄朗

【審査官】 竹下 和志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２１８３８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの加工対象部に対してレーザ光を照射して当該ワークを加工するレーザ加工方法であって、
前記加工対象部に対して前記レーザ光を照射してから当該加工対象部の立ち上がり温度が当該加工対象部の融点以上の設定温度に到達するまでの経過時間を監視する監視ステップと、
前記監視ステップで得られた前記経過時間が設定経過時間よりも長い場合に加工不良と判定する判定ステップと、
を行い、
少なくとも前記加工対象部の立ち上がり温度が前記設定温度に到達するまでの間、予め設定された照射条件に基づいて前記レーザ光を前記加工対象部に照射する、
ことを特徴とするレーザ加工方法。

【請求項2】

請求項１記載のレーザ加工方法において、
前記監視ステップでは、前記加工対象部のピーク温度を監視し、
前記判定ステップでは、前記監視ステップで得られた前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低い場合に加工不良と判定する、
ことを特徴とするレーザ加工方法。

【請求項3】

ワークの加工対象部に対してレーザ光を照射して当該ワークを加工するレーザ加工方法であって、
レーザ照射期間の後半における前記加工対象部の到達温度と前記レーザ光が照射された後における前記加工対象部の冷却速度とを監視する監視ステップと、
前記監視ステップで得られた前記到達温度が設定到達温度よりも低い場合と前記監視ステップで得られた前記冷却速度が設定冷却速度よりも大きい場合に加工不良と判定する判定ステップと、を行う、
ことを特徴とするレーザ加工方法。

【請求項4】

請求項１記載のレーザ加工方法において、
前記監視ステップでは、前記経過時間を監視し、
前記判定ステップでは、前記監視ステップで得られた前記経過時間が設定経過時間以下であるか否かを判定し、
前記経過時間が前記設定経過時間以下であると前記判定ステップで判定された場合に、前記加工対象部の立ち上がり温度が前記設定温度に到達してからのレーザ照射時間を一定にする照射時間制御ステップを行う、
ことを特徴とするレーザ加工方法。

【請求項5】

請求項１記載のレーザ加工方法において、
前記監視ステップでは、前記加工対象部のピーク温度を監視し、
前記判定ステップでは、前記監視ステップで得られた前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低いか否かを判定し、
前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低いと前記判定ステップで判定された場合に、前記レーザ光の照射条件を変更して当該ピーク温度を上昇させるピーク温度調整ステップを行う、
ことを特徴とするレーザ加工方法。

【請求項6】

請求項１記載のレーザ加工方法において、
前記監視ステップでは、レーザ照射期間の後半における前記加工対象部の到達温度を監視し、
前記判定ステップでは、前記監視ステップで得られた前記到達温度が設定到達温度よりも低いか否かを判定し、
前記到達温度が前記設定到達温度よりも低いと前記判定ステップで判定された場合に、前記レーザ光の照射条件を変更して当該到達温度を上昇させる到達温度調整ステップを行う、
ことを特徴とするレーザ加工方法。

【請求項7】

ワークの加工対象部に対してレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
前記レーザ照射手段を制御するレーザ制御手段と、
前記加工対象部に対して前記レーザ光を照射してから当該加工対象部の立ち上がり温度が当該加工対象部の融点以上の設定温度に到達するまでの経過時間を監視する監視手段と、
前記監視手段で得られた前記経過時間が設定経過時間よりも長い場合に加工不良と判定する加工判定部と、
を備え、
前記レーザ制御手段は、少なくとも前記加工対象部の立ち上がり温度が前記設定温度に到達するまでの間、予め設定された照射条件に基づいて前記レーザ光を前記加工対象部に照射する、
ことを特徴とするレーザ加工装置。

【請求項8】

請求項７記載のレーザ加工装置において、
前記監視手段は、前記加工対象部のピーク温度を監視し、
前記監視手段で得られた前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低いか否かを判定するピーク温度判定部をさらに備え、
前記加工判定部は、前記加工対象部のピーク温度が当該加工対象部の融点よりも低いと前記ピーク温度判定部が判定した場合に加工不良と判定する、
ことを特徴とするレーザ加工装置。

【請求項9】

ワークの加工対象部に対してレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
前記レーザ照射手段を制御するレーザ制御手段と、
レーザ照射期間の後半における前記加工対象部の到達温度と前記レーザ光が照射された後における前記加工対象部の冷却速度とを監視する監視手段と、
前記監視手段で得られた前記冷却速度が設定冷却速度よりも大きいか否かを判定する冷却速度判定部と、
前記監視手段で得られた前記到達温度が設定到達温度よりも低い場合と前記冷却速度が前記設定冷却速度よりも大きいと前記冷却速度判定部が判定した場合に加工不良と判定する加工判定部と、を備える、
ことを特徴とするレーザ加工装置。

【請求項10】

請求項７記載のレーザ加工装置において、
前記監視手段は、前記経過時間を監視し、
前記監視手段で得られた前記経過時間が設定経過時間以下であるか否かを判定する時間判定部をさらに備え、
前記レーザ制御手段は、前記経過時間が前記設定経過時間以下であると前記時間判定部が判定した場合に、前記加工対象部の立ち上がり温度が前記設定温度に到達してからのレーザ照射時間が一定になるように前記レーザ照射手段を制御する、
ことを特徴とするレーザ加工装置。

【請求項11】

請求項７又は１０に記載のレーザ加工装置において、
前記監視手段は、前記加工対象部のピーク温度を監視し、
前記監視手段で得られた前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低いか否かを判定するピーク温度判定部をさらに備え、
前記レーザ制御手段は、前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低いと前記ピーク温度判定部が判定した場合に、前記ピーク温度が上昇するように前記レーザ照射手段を制御する、
ことを特徴とするレーザ加工装置。

【請求項12】

請求項７記載のレーザ加工装置において、
前記監視手段は、レーザ照射期間の後半における前記加工対象部の到達温度を監視し、
前記監視手段で得られた前記到達温度が設定到達温度よりも低いか否かを判定する温度判定部をさらに備え、
前記レーザ制御手段は、前記到達温度が前記設定到達温度よりも低いと前記温度判定部が判定した場合に、当該到達温度が上昇するように前記レーザ照射手段を制御する、
ことを特徴とするレーザ加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークの加工対象部に対してレーザ光を照射して当該ワークを加工するレーザ加工方法及びレーザ加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ワークに対して高エネルギ密度のレーザ光を照射して当該ワークを加工するレーザ加工が広汎に行われている。この種のレーザ加工を行う場合、ワークの加工の良否を判定することがある。

【0003】

例えば、特許文献１には、レーザ光が照射される溶接対象部の温度の立ち下がり特性（ピーク温度に達した後の溶接対象部の温度の時間特性）に基づいて溶接の良否を判定する技術的思想が開示されている。また、例えば、特許文献２には、前記溶接対象部の温度のピーク値が所定の温度範囲内にない場合に溶接不良と判定する技術的思想が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−３３７６６２号公報

【特許文献2】特開２００５−２２３１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、レーザ加工において、ワークの加工現象は複雑であるため、その加工状態を正確に管理することは容易でない。本願発明者等は、ワークのうちレーザ光が照射された加工対象部の立ち上がり温度の時間特性、及びレーザ照射期間の後半における前記加工対象部の到達温度がワークの加工状態に大きな影響を与えることを突き止めた。

【0006】

そこで、本発明は、ワークの加工状態を正確且つ容易に管理することができるレーザ加工方法及びレーザ加工装置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】

本発明に係るレーザ加工方法は、ワークの加工対象部に対してレーザ光を照射して当該ワークを加工するレーザ加工方法であって、前記加工対象部に対して前記レーザ光を照射してから当該加工対象部の立ち上がり温度が当該加工対象部の融点以上の設定温度に到達するまでの経過時間を監視する監視ステップと、前記監視ステップで得られた前記経過時間が設定経過時間よりも長い場合に加工不良と判定する判定ステップと、を行い、少なくとも前記加工対象部の立ち上がり温度が前記設定温度に到達するまでの間、予め設定された照射条件に基づいて前記レーザ光を前記加工対象部に照射することを特徴とする。

【0008】

本発明に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光が照射された加工対象部の立ち上がり温度が当該加工対象部の融点以上の設定温度に到達するまでの経過時間よりも長い場合に加工不良と判定するので、加工品の加工品質を向上させることが可能となる。また、レーザ加工中に加工不良を判定することができるので、レーザ加工終了後に加工の良否を判定する工程を新たに設ける必要がない。これにより、ワークの再加工等も効率的に行うことができる。

【0011】

上記のレーザ加工方法において、前記監視ステップでは、前記加工対象部のピーク温度を監視し、前記判定ステップでは、前記監視ステップで得られた前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低い場合に加工不良と判定してもよい。

【0012】

このような方法によれば、加工対象部のピーク温度が当該加工対象部の融点よりも低い場合に加工不良と判定するので、加工品の加工品質を一層向上させることができる。

【0013】

本発明に係るレーザ加工方法は、ワークの加工対象部に対してレーザ光を照射して当該ワークを加工するレーザ加工方法であって、レーザ照射期間の後半における前記加工対象部の到達温度と前記レーザ光が照射された後における前記加工対象部の冷却速度とを監視する監視ステップと、前記監視ステップで得られた前記到達温度が設定到達温度よりも低い場合と前記監視ステップで得られた前記冷却速度が設定冷却速度よりも大きい場合に加工不良と判定する判定ステップとを行うことを特徴とする。

【0014】

本願発明者等の知見によれば、レーザ加工が良好に行われている場合には、加工対象部の溶融量が比較的多くなることから当該加工対象部の冷却速度は小さくなり、加工不良の場合には、加工対象部の溶融量が比較的少なくなることから当該加工対象部の冷却速度は大きくなると推察される。このような方法によれば、レーザ光が照射された後における加工対象部の冷却速度が設定冷却速度よりも大きい場合に加工不良と判定するので、加工品の加工品質をさらに向上させることができる。

【0015】

上記のレーザ加工方法において、前記監視ステップでは、前記経過時間を監視し、前記判定ステップでは、前記監視ステップで得られた前記経過時間が設定経過時間以下であるか否かを判定し、前記経過時間が前記設定経過時間以下であると前記判定ステップで判定された場合に、前記加工対象部の立ち上がり温度が前記設定温度に到達してからのレーザ照射時間を一定にする照射時間制御ステップを行ってもよい。

【0016】

ところで、通常、レーザ加工において、加工対象部に対するレーザ光の照射時間は、実際のレーザ加工を行う前にワークの材質や形状等に基づいて所定の時間に設定される。そうすると、加工対象部の立ち上がり温度が設定温度に到達するまでの経過時間が比較的長い場合には、加工対象部が溶融してからのレーザ照射時間が短くなるため、当該加工対象部の溶融量が少なくなることが考えられる。一方、前記経過時間が比較的短い場合には、加工対象部が溶融してからのレーザ照射時間が長くなるため、当該加工対象部の溶融量が多くなることが考えられる。

【0017】

このような方法によれば、監視ステップで得られた経過時間が設定経過時間以下であると判定された場合に、加工対象部の立ち上がり温度が当該設定温度に到達してからのレーザ照射時間を一定にする照射時間制御ステップを行うため、加工対象部の立ち上がり温度が設定温度に到達するまでの経過時間によらず、加工対象部の溶融量を略同一にすることができる。これにより、加工品の加工品質を一層向上させることができる。

【0018】

上記のレーザ加工方法において、前記監視ステップでは、前記加工対象部のピーク温度を監視し、前記判定ステップでは、前記監視ステップで得られた前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低いか否かを判定し、前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低いと前記判定ステップで判定された場合に、前記レーザ光の照射条件を変更して当該ピーク温度を上昇させるピーク温度調整ステップを行ってもよい。

【0019】

このような方法によれば、加工対象部のピーク温度が加工対象部の融点よりも低いと判定された場合に、レーザ光の照射条件を変更して当該ピーク温度を上昇させるピーク温度調整ステップを行うので、加工対象部のピーク温度を確実に当該加工対象部の融点以上にすることができる。これにより、ワークの加工不良を抑制することができる。

【0020】

上記のレーザ加工方法において、前記監視ステップでは、レーザ照射期間の後半における前記加工対象部の到達温度を監視し、前記判定ステップでは、前記監視ステップで得られた前記到達温度が設定到達温度よりも低いか否かを判定し、前記到達温度が前記設定到達温度よりも低いと前記判定ステップで判定された場合に、前記レーザ光の照射条件を変更して当該到達温度を上昇させる到達温度調整ステップを行ってもよい。

【0021】

このような方法によれば、監視ステップで得られた到達温度が設定到達温度よりも低いと判定された場合に、レーザ光の照射条件を変更して当該到達温度を上昇させる到達温度調整ステップを行うので、前記到達温度を確実に設定到達温度以上にすることができる。これにより、ワークの加工不良を抑制することができる。

【0022】

本発明に係るレーザ加工装置は、ワークの加工対象部に対してレーザ光を照射するレーザ照射手段と、前記レーザ照射手段を制御するレーザ制御手段と、前記加工対象部に対して前記レーザ光を照射してから当該加工対象部の立ち上がり温度が当該加工対象部の融点以上の設定温度に到達するまでの経過時間を監視する監視手段と、前記監視手段で得られた前記経過時間が設定経過時間よりも長い場合に加工不良と判定する加工判定部と、を備え、前記レーザ制御手段は、少なくとも前記加工対象部の立ち上がり温度が前記設定温度に到達するまでの間、予め設定された照射条件に基づいて前記レーザ光を前記加工対象部に照射することを特徴とする。

【0023】

本発明に係るレーザ加工装置によれば、レーザ光が照射された加工対象部の立ち上がり温度が加工対象部の融点以上の設定温度に到達するまでの経過時間よりも長い場合に加工不良と判定するので、加工品の加工品質を向上させることが可能となる。また、レーザ加工中に加工不良を判定することができるので、レーザ加工終了後に加工の良否を判定する工程を新たに設ける必要がない。これにより、ワークの再加工等も効率的に行うことができる。

【0024】

上記のレーザ加工装置において、前記監視手段は、前記加工対象部のピーク温度を監視し、前記監視手段で得られた前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低いか否かを判定するピーク温度判定部をさらに備え、前記加工判定部は、前記加工対象部のピーク温度が当該加工対象部の融点よりも低いと前記ピーク温度判定部が判定した場合に加工不良と判定してもよい。

【0025】

このような構成によれば、加工対象部のピーク温度が当該加工対象部の融点よりも低い場合に加工不良と判定することができるので、加工品の加工品質を一層向上させることができる。

【0026】

本発明に係るレーザ加工装置は、ワークの加工対象部に対してレーザ光を照射するレーザ照射手段と、前記レーザ照射手段を制御するレーザ制御手段と、レーザ照射期間の後半における前記加工対象部の到達温度と前記レーザ光が照射された後における前記加工対象部の冷却速度とを監視する監視手段と、前記監視手段で得られた前記冷却速度が設定冷却速度よりも大きいか否かを判定する冷却速度判定部と、前記監視手段で得られた前記到達温度が設定到達温度よりも低い場合と前記冷却速度が前記設定冷却速度よりも大きいと前記冷却速度判定部が判定した場合に加工不良と判定する加工判定部と、を備えることを特徴とする。

【0027】

このような構成によれば、レーザ光が照射された後における加工対象部の冷却速度が設定冷却速度よりも大きい場合に加工不良と判定することができるので、加工品の加工品質をさらに向上させることができる。

【0028】

上記のレーザ加工装置において、前記監視手段は、前記経過時間を監視し、前記監視手段で得られた前記経過時間が設定経過時間以下であるか否かを判定する時間判定部をさらに備え、前記レーザ制御手段は、前記経過時間が前記設定経過時間以下であると前記時間判定部が判定した場合に、前記加工対象部の立ち上がり温度が前記設定温度に到達してからのレーザ照射時間が一定になるように前記レーザ照射手段を制御してもよい。

【0029】

このような構成によれば、監視手段で得られた経過時間が設定経過時間以下である場合に、加工対象部の立ち上がり温度が当該設定温度に到達してからのレーザ照射時間を一定にすることができるので、加工対象部の立ち上がり温度が設定温度に到達するまでの経過時間によらず、加工対象部の溶融量を略同一にすることができる。これにより、加工品の加工品質を一層向上させることができる。

【0030】

上記のレーザ加工装置において、前記監視手段は、前記加工対象部のピーク温度を監視し、前記監視手段で得られた前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低いか否かを判定するピーク温度判定部をさらに備え、前記レーザ制御手段は、前記ピーク温度が前記加工対象部の融点よりも低いと前記ピーク温度判定部が判定した場合に、前記ピーク温度が上昇するように前記レーザ照射手段を制御してもよい。

【0031】

このような構成によれば、加工対象部のピーク温度が加工対象部の融点よりも低い場合に、ピーク温度が上昇するようにレーザ照射手段を制御することができるので、加工対象部のピーク温度を確実に当該加工対象部の融点以上にすることができる。これにより、ワークの加工不良を抑制することができる。

【0032】

上記のレーザ加工装置において、前記監視手段は、レーザ照射期間の後半における前記加工対象部の到達温度を監視し、前記監視手段で得られた前記到達温度が設定到達温度よりも低いか否かを判定する温度判定部をさらに備え、前記レーザ制御手段は、前記到達温度が前記設定到達温度よりも低いと前記温度判定部が判定した場合に、当該到達温度が上昇するように前記レーザ照射手段を制御してもよい。

【0033】

このような構成によれば、監視手段で得られた到達温度が設定到達温度よりも低い場合に、当該到達温度が上昇するようにレーザ照射手段を制御することができるので、前記到達温度を確実に設定到達温度以上にすることができる。これにより、ワークの加工不良を抑制することができる。

【発明の効果】

【0034】

本発明に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置によれば、レーザ光が照射された加工対象部の立ち上がり温度が当該加工対象部の融点以上の設定温度に到達するまでの経過時間、及びレーザ照射期間の後半における前記加工対象部の到達温度の少なくともいずれか一方を監視してワークの加工状態を判定するので、当該ワークの加工状態を正確且つ容易に管理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の一実施形態に係るレーザ溶接装置の概略ブロック図である。

【図2】図２Ａは温度測定部の温度測定範囲を説明するためのワークの平面図であり、図２Ｂは当該温度測定範囲とキーホールとの関係を説明するためのワークの一部省略断面図である。

【図3】本発明に係る第１のレーザ溶接方法を説明するためのフローチャートである。

【図4】本発明に係る第２のレーザ溶接方法を説明するためのフローチャートである。

【図5】本発明に係る第３のレーザ溶接方法を説明するためのフローチャートである。

【図6】本発明に係る第４のレーザ溶接方法を説明するためのフローチャートである。

【図7】本発明に係る第５のレーザ溶接方法を説明するためのフローチャートである。

【図8】本発明に係る第６のレーザ溶接方法を説明するためのフローチャートである。

【図9】本発明に係る第７のレーザ溶接方法を説明するためのフローチャートである。

【図10】前記レーザ溶接装置を構成する監視部が作成する第１グラフである。

【図11】前記レーザ溶接装置を構成する監視部が作成する第２グラフである。

【図12】前記レーザ溶接装置を構成する監視部が作成する第３グラフである。

【図13】前記レーザ溶接装置を構成する監視部が作成する第４グラフである。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明に係るレーザ加工装置とそれを用いたレーザ加工方法について好適な実施形態を例示して添付の図面を参照しながら説明する。

【0037】

先ず、本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置としてのレーザ溶接装置１０について説明する。図１に示すように、レーザ溶接装置１０は、ワークＷの溶接対象部（加工対象部）１００にレーザ光Ｌを照射して当該ワークＷを溶接する（加工する）ための装置である。ワークＷとしては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、銅合金等の各種金属を採用することができる。

【0038】

レーザ溶接装置１０は、溶接装置本体（レーザ照射手段）１２と、ワークＷが載置されるテーブル１４とを備えている。溶接装置本体１２は、レーザ発振器１６と、レーザ発振器１６から発振されたレーザ光Ｌを伝送する光ファイバ１８と、光ファイバ１８から出射されたレーザ光ＬをワークＷの溶接対象部１００に導くレーザヘッド２０と、制御部２２とを備えている。

【0039】

レーザヘッド２０は、光ファイバ１８から出射されたレーザ光Ｌをコリメートするコリメートレンズ２４と、コリメートされたレーザ光ＬをワークＷの溶接対象部１００に向けて反射するミラー２６と、ミラー２６から導かれたレーザ光Ｌを溶接対象部１００に集光する集光レンズ２８と、レーザ光Ｌが照射された溶接対象部１００の温度を測定する温度測定部３０とを有している。

【0040】

温度測定部３０は、例えば、溶接対象部１００の温度をリアルタイムで計測することができる放射温度計が用いられる。図２Ａに示すように、温度測定部３０の温度測定領域（測定視野）Ａは、溶接対象部１００に照射されるレーザ光Ｌのスポット径（レーザ光Ｌのピーク強度の１／ｅ²レベルのビーム強度の径）ｄ０よりも幾らか大きく設定されている。これにより、溶接対象部１００に形成されるキーホール１０２のレーザ照射側の開口部を構成する壁面１０４から放射される赤外線を確実に受光することができるので、溶接対象部１００の温度を精度良く測定することが可能となる（図２Ｂ参照）。

【0041】

具体的には、温度測定領域Ａの直径ｄ１は、前記レーザ光Ｌのスポット径ｄ０よりも０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で大きく設定すると好適である。温度測定領域Ａの直径ｄ１を当該スポット径ｄ０よりも０．１ｍｍ未満の範囲で大きく設定した場合には、温度測定領域Ａに含まれるキーホール１０２の割合が過大になり、正確な温度測定ができないことがある。また、温度測定領域Ａの直径ｄ１を当該スポット径ｄ０よりも０．５ｍｍを超える範囲で大きく設定した場合には、温度測定領域Ａに含まれるレーザ光Ｌの非照射部（溶接対象部１００のうちレーザ光Ｌが照射されていない部分）の割合が過大になり、正確な温度測定ができないことがある。

【0042】

本実施形態において、温度測定部３０は、溶接対象部１００に照射されるレーザ光Ｌの光軸と温度測定部３０が受光する赤外光の光軸とが同軸となるように配設されている。なお、温度測定部３０は、レーザヘッド２０と別体に設けても構わない。

【0043】

制御部２２は、レーザ発振器１６を制御するレーザ制御部（レーザ制御手段）３２と、溶接対象部１００の温度と時間を監視する監視部（監視手段）３４と、記憶部３６と、ワークＷの溶接状態（加工状態）を判定する判定部（判定手段）３８とを含んでいる。

【0044】

レーザ制御部３２は、レーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振及び停止を行う。また、レーザ制御部３２は、レーザ照射中にレーザ光Ｌの出力や照射時間を変更することができる。監視部３４は、溶接対象部１００の温度、溶接対象部１００に対してレーザ光Ｌが照射されてからの時間、及びレーザ光Ｌが照射された後の溶接対象部１００の冷却速度Ｖを監視する。具体的には、監視部３４は、例えば、溶接対象部１００の温度の時間変化を示すグラフ（第１〜第４グラフ）を作成することができる（図１０〜図１３参照）。

【0045】

ここで、図１０は、アルミニウムで構成されたワークＷに対してレーザ溶接を施した場合の溶接対象部１００の温度と時間との関係を示したグラフであり、図１１は、ステンレス鋼で構成されたワークＷに対してレーザ溶接を施した場合の溶接対象部１００の温度と時間との関係を示したグラフであり、図１２は、銅で構成されたワークＷに対してレーザ溶接を施した場合（溶接良好であった場合）の溶接対象部１００の温度と時間との関係を示したグラフであり、図１３は、銅で構成されたワークＷにレーザ溶接を施した場合（溶接不良であった場合）の溶接対象部１００の温度と時間との関係を示したグラフである。

【0046】

各グラフにおいて、時点０は溶接対象部１００にレーザ光Ｌが照射された時点を、時点ｔ１は溶接対象部１００の立ち上がり温度Ｔ１が設定温度Ｔａに到達した時点を、時点ｔ２はレーザ照射期間の後半における任意の時点を、時点ｔｓは溶接対象部１００に対するレーザ光Ｌの照射が停止した時点をそれぞれ示している。なお、各グラフは、レーザ制御部３２及び温度測定部３０の各出力信号に基づいて作成される。

【0047】

記憶部３６には、例えば、溶接を行う溶接対象部１００（ワークＷ）の融点Ｔｍ、設定温度Ｔａ、設定到達温度Ｔｂ、及び設定経過時間ｔａが記憶されている。設定温度Ｔａは、融点Ｔｍ以上であって溶接対象部１００の想定されるピーク温度Ｔｐよりも低い温度に設定されている。この場合、溶接対象部１００に対してレーザ光Ｌを照射してから当該溶接対象部１００が溶融初期に至るまでの経過時間を容易に取得することが可能となる。

【0048】

設定到達温度Ｔｂは、レーザ照射期間の後半における溶接対象部１００の到達温度Ｔ２に対応する温度であって、融点Ｔｍ以上に設定される。なお、設定到達温度Ｔｂは、溶接対象部１００の温度がピーク温度Ｔｐに達してからレーザ光Ｌの照射が停止されるまでの期間の任意の時点ｔ２における当該溶接対象部１００の温度に対応する温度、又はレーザ光Ｌの照射が停止される直前の温度に対応する温度であってもよい。

【0049】

設定経過時間ｔａは、溶接対象部１００に対してレーザ光Ｌを照射してから溶接対象部１００の立ち上がり温度Ｔ１が設定温度Ｔａに到達するまでの時間ｔ１に対応する時間であって、ワークＷの材質や形状等に応じて適宜設定される。

【0050】

判定部３８は、ピーク温度判定部４０、温度判定部４２、時間判定部４４、冷却速度判定部４６、及び溶接判定部（加工判定部）４８を有している。ピーク温度判定部４０は、溶接対象部１００のピーク温度Ｔｐが溶接対象部１００の融点Ｔｍ以下であるか否かを判定する。温度判定部４２は、レーザ照射期間の後半における溶接対象部１００の到達温度Ｔ２が設定到達温度Ｔｂよりも低いか否かを判定する。

【0051】

時間判定部４４は、溶接対象部１００に対してレーザ光Ｌを照射してから当該溶接対象部１００の立ち上がり温度Ｔ１が設定温度Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１が設定経過時間ｔａよりも長いか否かを判定する。冷却速度判定部４６は、レーザ光Ｌが照射された後における溶接対象部１００の冷却速度Ｖが設定冷却速度Ｖａよりも大きいか否かを判定する。溶接判定部４８は、ピーク温度判定部４０、温度判定部４２、時間判定部４４、及び冷却速度判定部４６の少なくともいずれか１つの判定部の判定結果に基づいて溶接の良否を判定する。

【0052】

本実施形態に係るレーザ溶接装置１０は基本的に以上のように構成されるものであって、次に、当該レーザ溶接装置１０を用いたレーザ溶接方法（第１〜第７方法）について説明する。

【0053】

（第１方法）
先ず、本実施形態に係る第１のレーザ溶接方法（第１方法）について説明する。図３に示すように、第１方法では、レーザ制御部３２がレーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振を開始する（ステップＳ１）。このとき、レーザ制御部３２は、ワークＷの材質や形状等によって予め設定された溶接条件（レーザ照射時間及びレーザ光Ｌの出力等を含む溶接条件）に基づいてレーザ発振器１６を制御する。なお、レーザ発振器１６から発振されるレーザ光Ｌは、連続発振であってもパルス発振であっても構わない。

【0054】

レーザ発振器１６から発振したレーザ光Ｌは、光ファイバ１８に入射されてレーザヘッド２０まで伝送される。光ファイバ１８から出射したレーザ光Ｌは、コリメートレンズ２４で平行化された後、ミラー２６で反射されて集光レンズ２８にてワークＷの溶接対象部１００に照射される。

【0055】

また、監視部３４は、監視を開始する（ステップＳ２）。すなわち、例えば、監視部３４は、レーザ制御部３２の出力信号と温度測定部３０の出力信号に基づいて溶接対象部１００の温度の時間変化を示すグラフを作成する（図１０〜図１３参照）。

【0056】

溶接対象部１００にレーザ光Ｌが照射されると、その照射部位の温度が上昇し融点Ｔｍに達した時点で溶融が開始する。そして、溶接対象部１００の立ち上がり温度Ｔ１が設定温度Ｔａに到達すると、監視部３４は、溶接対象部１００に対してレーザ光Ｌが照射されてから当該溶接対象部１００の立ち上がり温度が設定温度Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１を時間判定部４４に出力する。このとき、監視部３４は、記憶部３６を参照して設定温度Ｔａを取得する。

【0057】

そして、時間判定部４４は、監視部３４で得られた経過時間ｔ１が設定経過時間ｔａ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３：判定ステップ）。前記経過時間ｔ１が設定経過時間ｔａよりも長いと時間判定部４４が判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）には、溶接判定部４８は溶接不良（加工不良）と判定する（ステップＳ４）。この場合、溶接対象部１００の立ち上がり温度が設定温度Ｔａに到達した後の残余のレーザ照射時間（時点ｔ１と時点ｔｓの間の時間）が短くなるため、溶接対象部１００を充分に溶融させることができない蓋然性が高いからである。

【0058】

その後、制御部２２は、図示しない報知手段に異常信号を出力する（ステップＳ５）。これにより、レーザ溶接装置１０の使用者等は、レーザ溶接の最中に溶接不良であることを知ることができる。溶接不良であることを知った前記使用者等は、例えば、溶接途中でレーザ光Ｌの発振を停止することができる。この場合、早い段階で新たなレーザ溶接を行う等の処置を採ることができるため、時間を有効活用することができる。

【0059】

前記経過時間ｔ１が設定経過時間ｔａ以下であると時間判定部４４が判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には、溶接対象部１００のレーザ溶接が続行される。すなわち、レーザ光Ｌの照射によって溶接対象部１００の溶融量が増加すると共に当該溶接対象部１００の温度が上昇する。そして、溶接対象部１００の温度は、ピーク温度Ｔｐを経過した後、低下して時点ｔ２において到達温度Ｔ２となる。

【0060】

続いて、レーザ制御部３２がレーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振を停止すると（ステップＳ６）、溶接対象部１００の温度が融点Ｔｍよりも低下して溶融部が凝固することにより溶接が完了する。その後、ステップＳ７において、監視部３４が監視を終了し、今回のフローチャートが終了する。

【0061】

上述した第１方法では、監視部３４の監視が開始して（ステップＳ２）から終了する（ステップＳ７）までの間が監視ステップに相当することとなる。

【0062】

本実施形態に係る第１方法によれば、レーザ光Ｌが照射された溶接対象部１００の立ち上がり温度Ｔ１が融点Ｔｍよりも高い設定温度Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１を監視してワークＷの溶接状態を判定しているので、当該ワークＷの溶接状態を正確且つ容易に管理することができる。

【0063】

また、前記経過時間ｔ１が設定経過時間ｔａよりも長い場合に溶接不良と判定するので、当該レーザ溶接された製品の溶接品質（加工品の加工品質）を向上させることが可能となる。また、レーザ溶接中に溶接不良を判定することができるので、レーザ溶接終了後に溶接の良否を判定する工程を新たに設ける必要がない。これにより、ワークＷの再溶接も効率的に行うことができる。

【0064】

（第２方法）
次に、本実施形態に係る第２のレーザ溶接方法（第２方法）について説明する。なお、第２方法において、第１方法と同様の処理についてはその詳細な説明を省略する。後述する第３方法、第５方法についても同様である。

【0065】

図４に示すように、第２方法では、レーザ制御部３２がレーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振を開始し（ステップＳ１０）、監視部３４が監視を開始する（ステップＳ１１）。溶接対象部１００にレーザ光Ｌが照射されると、その照射部位の温度が上昇する。そして、監視部３４は、レーザ照射期間の後半における時点ｔ２の到達温度Ｔ２を取得して温度判定部４２に出力する。

【0066】

換言すれば、監視部３４は、溶接対象部１００の温度がピーク温度Ｔｐに達してからレーザ光Ｌの照射が停止されるまでの期間の任意の時点ｔ２の到達温度Ｔ２（レーザ光Ｌの照射が停止される直前の時点ｔ２の到達温度Ｔ２）を取得して温度判定部４２に出力する。

【0067】

次に、温度判定部４２は、監視部３４で得られた到達温度Ｔ２が設定到達温度Ｔｂ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２：判定ステップ）。前記到達温度Ｔ２が設定到達温度Ｔｂよりも低い場合（ステップＳ１２：ＮＯ、例えば、図１３のグラフの場合）には、溶接判定部４８は溶接不良と判定する（ステップＳ１３）。この場合、溶接対象部１００が充分に溶融していない（溶接対象部１００の裏面まで溶け込んでいない）蓋然性が高いからである。その後、制御部２２は、図示しない報知手段に異常信号を出力する（ステップＳ１４）。

【0068】

また、前記到達温度Ｔ２が設定到達温度Ｔｂ以上である場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ、例えば、図１２のグラフの場合）には、溶接対象部１００のレーザ溶接が続行される。そして、レーザ制御部３２がレーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振を停止すると（ステップＳ１５）、溶接対象部１００の温度が融点Ｔｍよりも低下して溶融部が凝固することにより溶接が完了する。

【0069】

その後、ステップＳ１６において、監視部３４が監視を終了し、今回のフローチャートが終了する。上述した第２方法では、監視部３４の監視が開始して（ステップＳ１１）から終了する（ステップＳ１６）までの間が監視ステップに相当する。

【0070】

本実施形態に係る第２方法によれば、レーザ照射期間の後半における溶接対象部１００の到達温度Ｔ２を監視してワークＷの溶接状態を判定するので、当該ワークＷの溶接状態を正確且つ容易に管理することができる。

【0071】

また、前記到達温度Ｔ２が設定到達温度Ｔｂよりも低い場合に溶接不良と判定するので、当該レーザ溶接された製品の溶接品質を向上させることが可能となる。さらに、レーザ溶接中に溶接不良を判定することができるので、レーザ溶接終了後に溶接の良否を判定する工程を新たに設ける必要がない。これにより、ワークＷの再溶接等も効率的に行うことができる。

【0072】

（第３方法）
次に、本実施形態に係る第３のレーザ溶接方法（第３方法）について説明する。図５に示すように、第３方法では、ステップＳ２１〜ステップＳ２６が上述した第１方法のステップＳ１〜ステップＳ６（図３参照）と同一である。そのため、ここでは、ステップＳ２１〜ステップＳ２６の説明を省略し、ステップＳ２６の後の処理について説明する。

【0073】

レーザ光Ｌの発振を停止すると（ステップＳ２６）、溶接対象部１００の温度が低下する。そして、このとき、監視部３４は、レーザ光Ｌが照射された後の溶接対象部１００の冷却速度（時点ｔｓ以降の冷却速度）Ｖを算出して冷却速度判定部４６に出力する。

【0074】

続いて、冷却速度判定部４６は、監視部３４で得られた冷却速度Ｖが設定冷却速度Ｖａ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２７：判定ステップ）。前記冷却速度Ｖが前記設定冷却速度Ｖａよりも大きいと冷却速度判定部４６が判定した場合（ステップＳ２７：ＮＯ）には、溶接判定部４８は溶接不良と判定する（ステップＳ２８）。この場合、溶接対象部１００が充分に溶融していない蓋然性が高いからである。

【0075】

すなわち、本願発明者等の知見によれば、レーザ溶接が良好に行われている場合には、溶接対象部１００の溶融量が比較的多くなることから当該溶接対象部１００の冷却速度は小さくなる一方で、溶接不良の場合には、溶接対象部１００の溶融量が比較的少なくなることから当該溶接対象部１００の冷却速度は大きくなると推察される。このようなことより、前記冷却速度Ｖが設定冷却速度Ｖａよりも大きい場合には、溶接対象部１００が充分に溶融していないことが考えられるのである。

【0076】

その後、制御部２２は、図示しない報知手段に異常信号を出力する（ステップＳ２９）。また、前記冷却速度Ｖが設定冷却速度Ｖｂ以下であると冷却速度判定部４６が判定した場合（ステップＳ２７：ＹＥＳ）には、溶接対象部１００が充分に溶融したと考えられるため、ステップＳ３０において、監視部３４が監視を終了して、今回のフローチャートが終了する。

【0077】

上述した第３方法では、監視部３４の監視が開始して（ステップＳ２２）から終了する（ステップＳ３０）までの間が監視ステップに相当する。

【0078】

本実施形態に係る第３方法によれば上述した第１方法と同様の効果を奏すると共に、レーザ光Ｌが照射された後における溶接対象部１００の冷却速度Ｖが設定冷却速度Ｖｂよりも大きい場合に溶接不良と判定するので、当該レーザ溶接された製品の溶接品質をさらに向上させることができる。

【0079】

（第４方法）
次に、本実施形態に係る第４のレーザ溶接方法（第４方法）について説明する。なお、第４方法において、上述した第２方法と同様の処理についてはその詳細な説明を省略する。後述する第６方法及び第７方法についても同様である。

【0080】

図６に示すように、第４方法では、レーザ制御部３２がレーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振を開始し（ステップＳ４０）、監視部３４が監視を開始する（ステップＳ４１）。溶接対象部１００にレーザ光Ｌが照射されると、その照射部位の温度が上昇する。そして、監視部３４は、溶接対象部１００のピーク温度Ｔｐを取得してピーク温度判定部４０に出力する。

【0081】

次に、ピーク温度判定部４０は、監視部３４で得られたピーク温度Ｔｐが融点Ｔｍ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。前記ピーク温度Ｔｐが融点Ｔｍよりも低いとピーク温度判定部４０が判定した場合（ステップＳ４２：ＮＯ）には、溶接判定部４８は溶接不良と判定する（ステップＳ４３）。この場合、溶接対象部１００が溶融しないからである。その後、制御部２２は、図示しない報知手段に異常信号を出力する（ステップＳ４４）。

【0082】

また、前記ピーク温度Ｔｐが前記融点Ｔｍ以上であるとピーク温度判定部４０が判定した場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）には、溶接対象部１００のレーザ溶接が続行される。そして、監視部３４は、レーザ照射期間の後半における時点ｔ２の到達温度Ｔ２を取得して温度判定部４２に出力する。

【0083】

そして、温度判定部４２は、監視部３４で得られた到達温度Ｔ２が設定到達温度Ｔｂ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。前記到達温度Ｔ２が設定到達温度Ｔｂよりも低い場合（ステップＳ４５：ＮＯ）には、溶接判定部４８が溶接不良と判定し（ステップＳ４３）、制御部２２が図示しない報知手段に異常信号を出力する（ステップＳ４４）。

【0084】

また、前記到達温度Ｔ２が設定到達温度Ｔｂ以上である場合（ステップＳ４５：ＹＥＳ）には、溶接対象部１００のレーザ溶接がさらに続行され、所定時間経過後にレーザ制御部３２がレーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振を停止する（ステップＳ４６）。そして、ステップＳ４７において、監視部３４が監視を終了し、今回のフローチャートが終了する。

【0085】

上述した第４方法では、監視部３４の監視が開始して（ステップＳ４１）から終了する（ステップＳ４７）までの間が監視ステップに相当する。また、ステップＳ４２及びステップＳ４５が判定ステップに相当する。

【0086】

本実施形態に係る第４方法によれば、上述した第２方法と同様の効果を奏すると共に、溶接対象部１００のピーク温度Ｔｐが当該溶接対象部１００の融点Ｔｍよりも低い場合に溶接不良と判定するので、当該レーザ溶接がされた製品の溶接品質を一層向上させることができる。

【0087】

（第５方法）
次に、本実施形態に係る第５のレーザ溶接方法（第５方法）について説明する。図７に示すように、第５方法では、レーザ制御部３２がレーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振を開始し（ステップＳ５０）、監視部３４が監視を開始する（ステップＳ５１）。溶接対象部１００にレーザ光Ｌが照射されると、その照射部位の温度が上昇する。そして、監視部３４は、溶接対象部１００にレーザ光Ｌが照射されてから溶接対象部１００の立ち上がり温度Ｔ１が設定温度Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１を時間判定部４４に出力する。

【0088】

そして、時間判定部４４は、監視部３４で得られた経過時間ｔ１が設定経過時間ｔａ以下であるか否かを判定する（ステップＳ５２：判定ステップ）。前記経過時間ｔ１が設定経過時間ｔａよりも長いと時間判定部４４が判定した場合（ステップＳ５２：ＮＯ）には、溶接判定部４８が溶接不良と判定し（ステップＳ５３）、制御部２２が図示しない報知手段に異常信号を出力する（ステップＳ５４）。

【0089】

また、前記経過時間ｔ１が設定経過時間ｔａ以下であると時間判定部４４が判定した場合（ステップＳ５２：ＹＥＳ）には、レーザ制御部３２は、照射時間制御を行う（ステップＳ５５：照射時間制御ステップ）。具体的には、レーザ制御部３２は、時点ｔ１からのレーザ照射時間が一定になるようにレーザ発振器１６を制御する。これにより、溶接対象部１００の溶融が開始してからのレーザ照射時間を略一定にすることができるため、当該溶接対象部１００を充分に溶融させる（溶接対象部１００の裏面まで確実に溶け込ませる）ことが可能となる。

【0090】

そして、レーザ制御部３２がレーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振を停止し（ステップＳ５６）、ステップＳ５７において、監視部３４が監視を終了し、今回のフローチャートが終了する。

【0091】

上述した第５方法では、監視部３４の監視が開始して（ステップＳ５１）から終了する（ステップＳ５７）までの間が監視ステップに相当する。

【0092】

ところで、レーザ溶接の前段階においてレーザ光Ｌの発振時間を所定時間に設定すると、溶接対象部１００の立ち上がり温度Ｔ１が設定温度Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１が比較的長い場合には、溶接対象部１００が溶融してからのレーザ照射時間が短くなるため、当該溶接対象部１００の溶融量が少なくなることが考えられる。一方、前記経過時間ｔ１が比較的短い場合には、溶接対象部１００が溶融してからのレーザ照射時間が長くなるため、当該溶接対象部１００の溶融量が多くなることが考えられる。

【0093】

本実施形態に係る第５方法によれば、監視部３４で得られた経過時間ｔ１が設定経過時間ｔａ以下であると判定された場合に、時点ｔ１からのレーザ照射時間を一定にするため、前記経過時間ｔ１によらず、溶接対象部１００の溶融量を略同一にすることができる。これにより、溶接品質を一層向上させることができる。

【0094】

（第６方法）
次に、本実施形態に係る第６のレーザ溶接方法（第６方法）について説明する。図８に示すように、第６方法では、レーザ制御部３２がレーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振を開始し（ステップＳ６０）、監視部３４が監視を開始する（ステップＳ６１）。溶接対象部１００にレーザ光Ｌが照射されると、その照射部位の温度が上昇する。そして、監視部３４は、レーザ照射期間の後半における時点ｔ２の到達温度Ｔ２を取得して温度判定部４２に出力する。

【0095】

次に、温度判定部４２は、監視部３４で得られた到達温度Ｔ２が設定到達温度Ｔｂ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６２）。前記到達温度Ｔ２が設定到達温度Ｔｂよりも低いと温度判定部４２が判定した場合（ステップＳ６２：ＮＯ）には、レーザ制御部３２は、到達温度調整制御を行う（ステップＳ６３：到達温度調整ステップ）。

【0096】

具体的には、レーザ制御部３２は、レーザ照射時間の後半における到達温度（時点ｔ２よりも僅かに進んだ時点の到達温度）Ｔ２ｈが前記設定到達温度Ｔｂ以上になるようにレーザ発振器１６を制御する。すなわち、レーザ制御部３２は、レーザ光Ｌの出力が上昇するようにレーザ発振器１６を制御するか、又はレーザ光Ｌの照射時間が延長される（追加照射される）ようにレーザ発振器１６を制御する。なお、これら両方の制御を一緒に行っても構わない。

【0097】

ステップＳ６３の処理の後、ステップＳ６２において、温度判定部４２は、レーザ照射時間の後半における到達温度Ｔ２ｈが設定到達温度Ｔｂ以上であるか否かを行う（ステップＳ６２：判定ステップ）。

【0098】

前記到達温度Ｔ２（Ｔ２ｈ）が設定到達温度Ｔｂ以上であると温度判定部４２が判定した場合（ステップＳ６２：ＹＥＳ）には、溶接対象部１００のレーザ溶接が続行され、所定時間経過後にレーザ制御部３２がレーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振を停止する（ステップＳ６４）。そして、ステップＳ６５において、監視部３４が監視を終了して、今回のフローチャートが終了する。

【0099】

上述した第６方法では、監視部３４の監視が開始して（ステップＳ６１）から終了する（ステップＳ６５）までの間が監視ステップに相当する。

【0100】

本実施形態に係る第６方法によれば、監視部３４で得られた到達温度Ｔ２が設定到達温度Ｔｂよりも低いと温度判定部４２が判定した場合に、レーザ照射期間の後半における到達温度Ｔ２ｈが設定到達温度Ｔｂ以上となるようにレーザ発振器１６を制御する（レーザ光Ｌの照射条件を変更する）ので、当該到達温度Ｔ２ｈを確実に設定到達温度Ｔｂ以上にすることができる。これにより、ワークＷの溶接不良を抑制することができる。

【0101】

（第７方法）
次に、本実施形態に係る第７のレーザ溶接方法（第７方法）について説明する。図９に示すように、第７方法では、レーザ制御部３２がレーザ発振器１６を制御してレーザ光Ｌの発振を開始し（ステップＳ７０）、監視部３４が監視を開始する（ステップＳ７１）。溶接対象部１００にレーザ光Ｌが照射されると、その照射部位の温度が上昇する。そして、監視部３４は、溶接対象部１００のピーク温度Ｔｐを取得してピーク温度判定部４０に出力する。

【0102】

次に、ピーク温度判定部４０は、監視部３４で得られたピーク温度Ｔｐが融点Ｔｍ以上であるか否かを判定する（ステップＳ７２）。前記ピーク温度Ｔｐが融点Ｔｍよりも低いとピーク温度判定部４０が判定した場合（ステップＳ７２：ＮＯ）には、レーザ制御部３２は、ピーク温度調整制御を行う（ステップＳ７３：ピーク温度調整ステップ）。

【0103】

具体的には、レーザ制御部３２は、溶接対象部１００のピーク温度Ｔｐが上昇するようにレーザ発振器１６を制御する。すなわち、レーザ制御部３２は、レーザ光Ｌの出力が上昇するようにレーザ発振器１６を制御するか、又はレーザ光Ｌの照射時間が延長（追加照射される）ようにレーザ発振器１６を制御する。なお、これら両方の制御を一緒に行っても構わない。そして、ステップＳ７３の処理の後、ステップＳ７２の処理に戻る。

【0104】

前記ピーク温度Ｔｐが融点Ｔｍ以上であるとピーク温度判定部４０が判定した場合（ステップＳ７２：ＹＥＳ）には、溶接対象部１００のレーザ溶接が続行され、ステップＳ７４以降の処理を行う。第７方法において、ステップＳ７４〜ステップＳ７８の処理は、上述した第２方法のステップＳ１２〜ステップＳ１６の処理と同一であるためその説明を省略する。

【0105】

上述した第７方法では、監視部３４の監視が開始して（ステップＳ７１）から終了する（ステップＳ７８）までの間が監視ステップに相当する。また、ステップＳ７２及びステップＳ７４が判定ステップに相当する。

【0106】

本実施形態に係る第７方法によれば、溶接対象部１００のピーク温度Ｔｐが溶接対象部１００の融点Ｔｍよりも低いとピーク温度判定部４０が判定した場合に、当該ピーク温度Ｔｐが融点Ｔｍ以上となるようにレーザ発振器１６を制御する（レーザ光Ｌの照射条件を変更する）ので、当該ピーク温度Ｔｐを確実に前記融点Ｔｍ以上にすることができる。これにより、ワークＷの溶接不良を抑制することができる。

【0107】

本実施形態は上述した構成乃至方法に限定されない。例えば、第１〜第７方法を適宜組み合わせて本実施形態に係るレーザ溶接方法としてもよい。

【0108】

本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。本発明に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置は、レーザ溶接に限定されるものではなく、広くレーザ加工に対して適用することが可能である。

【符号の説明】

【0109】

１０…レーザ溶接装置（レーザ加工装置）
１２…溶接装置本体（レーザ照射手段） ２０…レーザヘッド
３２…レーザ制御部 ３４…監視部
３８…判定部 ４０…ピーク温度判定部
４２…温度判定部 ４４…時間判定部
４６…冷却速度判定部 ４８…溶接判定部（加工判定部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】