特開 2022-182279 レーザ溶接方法、レーザ溶接装置、および電気装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022182279

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】レーザ溶接方法、レーザ溶接装置、および電気装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/21 20140101AFI20221201BHJP

【ＦＩ】

B23K26/21 L

B23K26/21 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】28

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021089748

(22)【出願日】2021-05-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村山 太郎

(72)【発明者】

【氏名】安岡 知道

(72)【発明者】

【氏名】繁松 孝

(72)【発明者】

【氏名】茅原 崇

(72)【発明者】

【氏名】金子 昌充

(72)【発明者】

【氏名】梅野 和行

(72)【発明者】

【氏名】西野 史香

(72)【発明者】

【氏名】松本 暢康

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168BA06

4E168BA28

4E168BA74

4E168BA87

4E168BA88

4E168CA06

4E168CA11

4E168CB04

4E168CB22

4E168DA02

4E168DA03

4E168DA24

4E168DA26

4E168DA28

4E168DA29

4E168DA42

4E168DA43

4E168EA05

4E168EA08

4E168EA15

4E168EA17

4E168FB03

(57)【要約】

【課題】例えば、溶接のために被覆が除去された芯線の露出区間をより短くすることが可能となるような、改善された新規なレーザ溶接方法、レーザ溶接装置、および電気装置を得る。
【解決手段】レーザ溶接方法は、例えば、第一導線の長手方向である第一方向の端部において被覆から露出した芯線の第一端部と、第二導線の第一方向の端部において被覆から露出した芯線の第二端部と、をレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、第一端部および第二端部を、第一方向に延びるとともに当該第一方向と交差した第二方向に隣り合うように配置する工程と、第一端部および第二端部のうち少なくとも一方に、第一方向と交差した第三方向に掃引しながらレーザ光を０．２［ｓｅｃ］未満の時間で照射することにより、第一端部と第二端部との間で掛け渡された溶融池を形成する工程と、溶融池を固化する工程と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第一導線の長手方向である第一方向の端部において前記被覆から露出した前記芯線の第一端部と、金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第二導線の前記第一方向の端部において前記被覆から露出した前記芯線の第二端部と、をレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、
前記第一端部および前記第二端部を、当該第一方向と交差した第二方向に隣り合うように配置する工程と、
前記第一端部および前記第二端部のうち少なくとも一方に、前記第一方向と交差した第三方向に掃引しながらレーザ光を０．２［ｓｅｃ］未満の時間で照射することにより、前記第一端部と前記第二端部との間で掛け渡された溶融池を形成する工程と、
前記溶融池を固化する工程と、
を備えた、レーザ溶接方法。

【請求項2】

前記第一端部および前記第二端部のうち少なくとも一方の、前記第一方向における露出長さが、１０［ｍｍ］以下である、請求項１に記載のレーザ溶接方法。

【請求項3】

前記第一端部および前記第二端部の双方の前記第一方向における露出長さが、１０［ｍｍ］以下である、請求項１に記載のレーザ溶接方法。

【請求項4】

前記溶融池を形成する工程では、前記レーザ光を直線状に掃引する、請求項１～３のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項5】

前記第三方向は、前記第二方向と交差した、請求項１～４のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項6】

前記溶融池を形成する工程は、前記レーザ光を複数回掃引する工程を含む、請求項１～５のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項7】

前記レーザ光を複数回掃引する工程は、前記レーザ光を掃引する第一掃引工程と、当該第一掃引工程よりも前記第一方向と交差した仮想平面の単位面積あたりのパワー密度が低い状態で前記レーザ光を掃引する第二掃引工程と、を含む、請求項６に記載のレーザ溶接方法。

【請求項8】

前記第二掃引工程における前記レーザ光の掃引速度が、前記第一掃引工程における前記レーザ光の掃引速度よりも高い、請求項７に記載のレーザ溶接方法。

【請求項9】

前記第二掃引工程における前記レーザ光のパワーが、前記第一掃引工程における前記レーザ光のパワーよりも低い、請求項７または８に記載のレーザ溶接方法。

【請求項10】

前記レーザ光を複数回掃引する工程は、前記レーザ光を所定の強度および所定の掃引速度で掃引する第三掃引工程と、当該第三掃引工程より後に、前記所定の強度より低い強度での前記レーザ光の掃引、前記所定の掃引速度より速い掃引速度での前記レーザ光の掃引、および前記所定の強度より低い強度であるとともに前記所定の掃引速度より速い掃引速度での前記レーザ光の掃引のうち少なくとも一つの掃引を実行する第四掃引工程と、を含む、請求項６に記載のレーザ溶接方法。

【請求項11】

前記溶融池を形成する工程は、前記第三方向に沿って前記レーザ光を掃引する工程と、前記第三方向と反対の方向である第四方向に沿って前記レーザ光を掃引する工程と、を含む、請求項１～６のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項12】

前記溶融池を形成する工程は、前記レーザ光を前記第一端部上で掃引する工程と、前記レーザ光を前記第二端部上で掃引する工程と、を含む、請求項１～１１のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項13】

前記溶融池を形成する工程において、前記レーザ光は、複数のビームを含む、請求項１～１２のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項14】

前記溶融池を形成する工程において、前記レーザ光は、波長が互いに異なる複数のビームを含む、請求項１３に記載のレーザ溶接方法。

【請求項15】

前記複数のビームは、前記レーザ光の掃引方向に離間した、請求項１３または１４に記載のレーザ溶接方法。

【請求項16】

前記溶融池を形成する工程において、前記レーザ光は、第一パワー密度の少なくとも一つのビームを含む第一部位と、前記第一パワー密度とは異なる第二パワー密度の少なくとも一つのビームを含む第二部位と、を含む、請求項１３～１５のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項17】

前記溶融池を形成する工程において、前記第一部位と前記第二部位とが、前記レーザ光の掃引方向に互いに離間した、請求項１６に記載のレーザ溶接方法。

【請求項18】

前記第二部位は、前記第一部位の周囲を取り囲む、請求項１６に記載のレーザ溶接方法。

【請求項19】

前記第二部位の前記レーザ光のパワーに対する前記第一部位の前記レーザ光のパワーの比が、３／７以上かつ７／３以下である、請求項１８に記載のレーザ溶接方法。

【請求項20】

前記レーザ光の掃引速度が、１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］以上である、請求項１～１９のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項21】

前記溶融池を形成する工程では、複数のレーザ光を並行して照射する、請求項１～２０のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項22】

前記溶融池を形成する工程は、少なくとも１つのレーザ光を前記第一端部へ照射すると同時に他の少なくとも１つのレーザ光を前記第二端部へ照射する工程を含む、請求項２１に記載のレーザ溶接方法。

【請求項23】

前記溶融池を形成する工程において、前記第一端部、前記第二端部、前記溶融池、および前記被覆のうち少なくとも一つに向けて、不活性ガスを供給する、請求項１～２２のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項24】

前記芯線は、銅系金属またはアルミニウム系金属である、請求項１～２３のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項25】

前記被覆は、ポリエーテルエーテルケトンを含む、請求項１～２３のうちいずれか一つに記載のレーザ溶接方法。

【請求項26】

金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第一導線の当該芯線において前記被覆から露出した第一露出部と、金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第二導線の当該芯線において前記被覆から露出した第二露出部と、をレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、
前記第一露出部および前記第二露出部のうち少なくとも一方に、レーザ光を掃引しながら０．２［ｓｅｃ］未満の時間で照射することにより、前記第一露出部と前記第二露出部とに渡る溶融池を形成する工程と、
前記溶融池を固化する工程と、
を備えた、レーザ溶接方法。

【請求項27】

金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第一導線の当該芯線において前記被覆から露出した第一露出部と、金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第二導線の当該芯線において前記被覆から露出した第二露出部と、をレーザ溶接するレーザ溶接装置であって、
レーザ光を出力する光源と、
前記光源からの前記レーザ光を出力する光学ヘッドと、
を備え、
前記光学ヘッドが、前記第一露出部および前記第二露出部のうち少なくとも一方に、レーザ光を掃引しながら０．２［ｓｅｃ］未満の時間で照射することにより、前記第一露出部と前記第二露出部とに渡る溶融池を形成する、レーザ溶接装置。

【請求項28】

金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第一導線と、
金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第二導線と、
前記第一導線の前記被覆から露出した第一露出部と前記第二導線の前記被覆から露出した第二露出部との間に渡る溶接部と、
を備え、
前記第一露出部および前記第二露出部のうち少なくとも一方において、前記溶接部と前記被覆との間の露出長さが、１０［ｍｍ］以下である、電気装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ溶接方法、レーザ溶接装置、および電気装置に関する。

【背景技術】

【0002】

平角線のような導線の被覆が除去され芯線が露出した部位をレーザ溶接する方法が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１４２２８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の溶接では、当該溶接において生じた熱の被覆への影響を低減するため、溶接箇所において、被覆が長めに除去される場合がある。この場合において、被覆が除去された芯線の露出区間が長くなるほど、短絡が生じやすくなったり、当該導線を有した電気装置が大型化しやすくなったりする虞がある。

【0005】

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、溶接のために被覆が除去された芯線の露出区間をより短くすることが可能となるような、改善された新規なレーザ溶接方法、レーザ溶接装置、および電気装置を得ること、である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のレーザ溶接方法は、例えば、金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第一導線の長手方向である第一方向の端部において前記被覆から露出した前記芯線の第一端部と、金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第二導線の前記第一方向の端部において前記被覆から露出した前記芯線の第二端部と、をレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、前記第一端部および前記第二端部を、第一方向に延びるとともに当該第一方向と交差した第二方向に隣り合うように配置する工程と、前記第一端部および前記第二端部のうち少なくとも一方に、前記第一方向と交差した第三方向に掃引しながらレーザ光を０．２［ｓｅｃ］未満の時間で照射することにより、前記第一端部と前記第二端部との間で掛け渡された溶融池を形成する工程と、前記溶融池を固化する工程と、を備える。

【0007】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記第一端部および前記第二端部のうち少なくとも一方の、前記第一方向における露出長さが、１０［ｍｍ］以下であってもよい。

【0008】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記第一端部および前記第二端部の双方の前記第一方向における露出長さが、１０［ｍｍ］以下であってもよい。

【0009】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記溶融池を形成する工程では、前記レーザ光を直線状に掃引してもよい。

【0010】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記第三方向は、前記第二方向と交差してもよい。

【0011】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記溶融池を形成する工程は、前記レーザ光を複数回掃引する工程を含んでもよい。

【0012】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記レーザ光を複数回掃引する工程は、前記レーザ光を掃引する第一掃引工程と、当該第一掃引工程よりも前記第一方向と交差した仮想平面の単位面積あたりのパワー密度が低い状態で前記レーザ光を掃引する第二掃引工程と、を含んでもよい。

【0013】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記第二掃引工程における前記レーザ光の掃引速度が、前記第一掃引工程における前記レーザ光の掃引速度よりも高くてもよい。

【0014】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記第二掃引工程における前記レーザ光のパワーが、前記第一掃引工程における前記レーザ光のパワーよりも低くてもよい。

【0015】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記レーザ光を複数回掃引する工程は、前記レーザ光を所定の強度および所定の掃引速度で掃引する第三掃引工程と、当該第三掃引工程より後に、前記所定の強度より低い強度での前記レーザ光の掃引、前記所定の掃引速度より速い掃引速度での前記レーザ光の掃引、および前記所定の強度より低い強度であるとともに前記所定の掃引速度より速い掃引速度での前記レーザ光の掃引のうち少なくとも一つの掃引を実行する第四掃引工程と、を含んでもよい。

【0016】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記溶融池を形成する工程は、前記第三方向に沿って前記レーザ光を掃引する工程と、前記第三方向と反対の方向である第四方向に沿って前記レーザ光を掃引する工程と、を含んでもよい。

【0017】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記溶融池を形成する工程は、前記レーザ光を前記第一端部上で掃引する工程と、前記レーザ光を前記第二端部上で掃引する工程と、を含んでもよい。

【0018】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記溶融池を形成する工程において、前記レーザ光は、複数のビームを含んでもよい。

【0019】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記溶融池を形成する工程において、前記レーザ光は、波長が互いに異なる複数のビームを含んでもよい。

【0020】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記複数のビームは、前記レーザ光の掃引方向に離間してもよい。

【0021】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記溶融池を形成する工程において、前記レーザ光は、第一パワー密度の少なくとも一つのビームを含む第一部位と、前記第一パワー密度とは異なる第二パワー密度の少なくとも一つのビームを含む第二部位と、を含んでもよい。

【0022】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記溶融池を形成する工程において、前記第一部位と前記第二部位とが、前記レーザ光の掃引方向に互いに離間してもよい。

【0023】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記第二部位は、前記第一部位の周囲を取り囲んでもよい。

【0024】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記第二部位の前記レーザ光のパワーに対する前記第一部位の前記レーザ光のパワーの比が、３／７以上かつ７／３以下であってもよい。

【0025】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記レーザ光の掃引速度が、１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］以上であってもよい。

【0026】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記溶融池を形成する工程では、複数のレーザ光を並行して照射してもよい。

【0027】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記溶融池を形成する工程は、少なくとも１つのレーザ光を前記第一端部へ照射すると同時に他の少なくとも１つのレーザ光を前記第二端部へ照射する工程を含んでもよい。

【0028】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記溶融池を形成する工程において、前記第一端部、前記第二端部、前記溶融池、および前記被覆のうち少なくとも一つに向けて、不活性ガスを供給してもよい。

【0029】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記芯線は、銅系金属またはアルミニウム系金属であってもよい。

【0030】

前記レーザ溶接方法にあっては、前記被覆は、ポリエーテルエーテルケトンを含んでもよい。

【0031】

本発明のレーザ溶接方法は、例えば、金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第一導線の当該芯線において前記被覆から露出した第一露出部と、金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第二導線の当該芯線において前記被覆から露出した第二露出部と、をレーザ溶接するレーザ溶接方法であって、前記第一露出部および前記第二露出部のうち少なくとも一方に、レーザ光を掃引しながら０．２［ｓｅｃ］未満の時間で照射することにより、前記第一露出部と前記第二露出部とに渡る溶融池を形成する工程と、前記溶融池を固化する工程と、を備える。

【0032】

本発明のレーザ溶接装置は、例えば、金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第一導線の当該芯線において前記被覆から露出した第一露出部と、金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第二導線の当該芯線において前記被覆から露出した第二露出部と、をレーザ溶接するレーザ溶接装置であって、レーザ光を出力する光源と、前記光源からの前記レーザ光を出力する光学ヘッドと、を備え、前記光学ヘッドが、前記第一露出部および前記第二露出部のうち少なくとも一方に、レーザ光を掃引しながら０．２［ｓｅｃ］未満の時間で照射することにより、前記第一露出部と前記第二露出部とに渡る溶融池を形成する。

【0033】

本発明の電気装置は、例えば、金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第一導線と、金属材料で作られた芯線と当該芯線を取り囲む被覆とを有した第二導線と、前記第一導線の前記被覆から露出した第一露出部と前記第二導線の前記被覆から露出した第二露出部との間に渡る溶接部と、を備え、前記第一露出部および前記第二露出部のうち少なくとも一方において、前記溶接部と前記被覆との間の露出長さが、１０［ｍｍ］以下である。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、例えば、被覆に対する熱影響を低減し、被覆が除去された芯線の露出区間をより短くすることが可能となるような、改善された新規なレーザ溶接方法、レーザ溶接装置、および電気装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】図１は、第１実施形態のレーザ溶接装置の例示的な概略構成図である。

【図2】図２は、実施形態のレーザ溶接方法の対象物の溶接前における例示的かつ模式的な側面図である。

【図3】図３は、実施形態のレーザ溶接方法の対象物の溶接後における例示的かつ模式的な側面図である。

【図4】図４は、実施形態のレーザ溶接方法の対象物としての部材を含む平角線の例示的かつ模式的な斜視図である。

【図5】図５は、実施形態のレーザ溶接方法の手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、第１実施形態のレーザ溶接装置におけるレーザ光のビームパターンの一例を示す模式的な平面図である。

【図7】図７は、実施形態のレーザ溶接方法におけるレーザ光の掃引経路の一例を示す模式的な平面図である。

【図8】図８は、実施形態のレーザ溶接方法におけるレーザ光の照射時間および芯線の露出長さに応じた被覆の状態の一例を示すグラフである。

【図9】図９は、実施形態のレーザ溶接方法によって良好な溶接状態の溶接部が得られた対象物のサンプルを側方から見た場合のＸ線透過画像である。

【図10】図１０は、実施形態のレーザ溶接装置におけるレーザ光のビームパターンの別の一例を示す模式的な平面図である。

【図11】図１１は、実施形態のレーザ溶接方法におけるレーザ光の掃引経路の別の一例を示す模式的な平面図である。

【図12】図１２は、第２実施形態のレーザ溶接装置の例示的な概略構成図である。

【図13】図１３は、第２実施形態のレーザ溶接装置におけるレーザ光のビームパターンの一例を示す模式的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0037】

以下の実施形態および変形例は、同様の構成要素を有している。以下では、それら同様の構成要素については、共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する場合がある。

【0038】

また、各図において、Ｘ方向を矢印Ｘで表し、Ｙ方向を矢印Ｙで表し、Ｚ方向を矢印Ｚで表している。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに交差するとともに直交している。Ｚ方向は、対象物Ｗとなる複数の部材が延びる方向である。なお、Ｚ方向は、略鉛直上方であるが、鉛直上方に対して傾いていてもよい。

【0039】

また、本明細書において、序数は、方向や、工程、部材、部位、物理量等を区別するために便宜上付与されており、優先度や順番を示すものではない。

【0040】

［第１実施形態］
［レーザ溶接装置およびレーザ溶接の概要］
図１は、第１実施形態のレーザ溶接装置１００の概略構成を示す図である。図１に示されるように、レーザ溶接装置１００は、レーザ装置１１０と、光学ヘッド１２０と、光ファイバ１３０と、駆動機構１４０と、センサ１５０と、制御装置２００と、を備えている。

【0041】

レーザ溶接装置１００は、レーザ溶接の対象物Ｗの表面にレーザ光Ｌを照射する。レーザ光Ｌのエネルギによって、対象物Ｗが部分的に溶融し、冷却されて固化することにより、当該対象物Ｗが溶接される。対象物Ｗは、複数の部材を有しており、レーザ溶接によって、当該複数の部材に渡る溶融池が形成され、当該溶融池が固化されることにより、複数の部材が接合される。

【0042】

対象物Ｗとなる複数の部材は、それぞれ、例えば、銅や銅合金のような銅系の金属材料や、アルミニウムやアルミニウム合金のようなアルミニウム系の金属材料等で、作られうる。複数の部材は、同じ金属材料で作られてもよいし、互いに異なる金属材料で作られてもよい。なお、対象物Ｗとなる複数の部材は、導体である。

【0043】

レーザ装置１１０は、レーザ発振器を備えており、一例としては、数ｋＷのパワーのシングルモードのレーザ光を出力できるよう構成されている。なお、レーザ装置１１０は、例えば、内部に複数の半導体レーザ素子を備え、当該複数の半導体レーザ素子の合計の出力として数ｋＷのパワーのマルチモードのレーザ光を出力できるよう構成されてもよい。また、レーザ装置１１０は、ファイバレーザ、ＹＡＧレーザ、ディスクレーザ等、様々なレーザ光源を備えてもよい。また、レーザ装置１１０は、例えば、４００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長のレーザ光を出力する。

【0044】

レーザ装置１１０は、例えば、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長のレーザ光を出力する。レーザ装置１１０が有するレーザ発振器は、光源の一例である。

【0045】

また、レーザ装置１１０は、レーザ光の連続波を出力してもよいし、レーザ光のパルスを出力してもよい。

【0046】

制御装置２００は、レーザ装置１１０の作動を制御することができる。例えば、制御装置２００は、レーザ光を出力したり、レーザ光の出力を停止したり、出力強度を変更したりするよう、レーザ装置１１０を制御することができる。

【0047】

光ファイバ１３０は、レーザ装置１１０と光学ヘッド１２０とを光学的に接続している。言い換えると、光ファイバ１３０は、レーザ装置１１０から出力されたレーザ光を光学ヘッド１２０に導く。レーザ装置１１０が、シングルモードレーザ光を出力する場合、光ファイバ１３０は、シングルモードレーザ光を伝播するよう構成される。この場合、シングルモードレーザ光のＭ^２ビーム品質は、１．３以下に設定される。Ｍ^２ビーム品質は、Ｍ２ファクタとも称されうる。

【0048】

光学ヘッド１２０は、レーザ装置１１０からのレーザ光を伝送して出力し、対象物Ｗに照射する光学装置である。光学ヘッド１２０は、コリメートレンズ１２１と、集光レンズ１２２と、ミラー１２４と、ＤＯＥ１２５と、ガルバノスキャナ１２６と、を有している。コリメートレンズ１２１、集光レンズ１２２、ミラー１２４、ＤＯＥ１２５、およびガルバノスキャナ１２６は、光学部品とも称されうる。

【0049】

コリメートレンズ１２１は、光ファイバ１３０を介して入力されたレーザ光をコリメートする。コリメートされたレーザ光は、平行光になる。

【0050】

ミラー１２４は、コリメートレンズ１２１で平行光となったレーザ光を反射し、ガルバノスキャナ１２６へ向かわせる。

【0051】

ガルバノスキャナ１２６は、複数のミラー１２６ａ，１２６ｂを有している。複数のミラー１２６ａ，１２６ｂの角度を変更することで、光学ヘッド１２０からのレーザ光Ｌの出射方向を切り替え、これにより、対象物Ｗの表面上でレーザ光Ｌの照射位置を変更することができる。ミラー１２６ａ，１２６ｂの角度は、それぞれ、例えば制御装置２００によって制御された不図示のモータによって変更される。レーザ光Ｌを照射しながら、レーザ光Ｌの出射方向を変更することにより、対象物Ｗの表面上で、レーザ光Ｌを掃引することができる。

【0052】

集光レンズ１２２は、ガルバノスキャナ１２６から到来した平行光としてのレーザ光を集光し、レーザ光Ｌ（出力光）として、対象物Ｗへ照射する。

【0053】

また、ＤＯＥ１２５（ＤＯＥ：diffractive optical element、回折光学素子）は、コリメートレンズ１２１で平行光となったレーザ光のビームを成形する。ＤＯＥ１２５は、ビームシェイパの一例である。

【0054】

駆動機構１４０は、対象物Ｗに対する光学ヘッド１２０の相対的な位置を変更する。駆動機構１４０は、例えば、モータのような回転機構や、当該回転機構の回転出力を減速する減速機構、減速機構によって減速された回転を直動に変換する運動変換機構等を、有する。制御装置２００は、対象物Ｗに対する光学ヘッド１２０のＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向における相対位置が変化するよう、駆動機構１４０を制御することができる。駆動機構１４０は、支持機構（不図示）に支持されている複数の対象物Ｗのうち、レーザ溶接を行う対象物Ｗを変更する（切り替える）ことができる。また、駆動機構１４０は、対象物Ｗにおけるレーザ光Ｌの照射位置を変更することができる。また、駆動機構１４０は、対象物Ｗに対するレーザ光Ｌの照射方向を変更するのに伴って照射点を変更するのに利用されうる。さらに、駆動機構１４０は、レーザ光Ｌが対象物Ｗの表面上に照射されている状態で、当該照射位置を変更することができる。すなわち、駆動機構１４０は、対象物Ｗの表面上で、レーザ光Ｌを掃引することができる。

【0055】

図２は、対象物Ｗの溶接する前の状態を示す側面図である。図２に示されるように、対象物Ｗは、二つの部材２０（２１，２２）を有している。二つの部材２０は、いずれも金属材料で作られている。

【0056】

二つの部材２０は、いずれもＺ方向に延びており、Ｚ方向の端部２０ａ（２１ａ，２２ａ）を有している。端部２０ａは、Ｚ方向と交差して広がっている。すなわち、端部２０ａは、Ｘ方向に延びるとともにＹ方向に延びている。Ｚ方向は、第一方向の一例である。端部２１ａは、第一端部の一例であり、端部２２ａは、第二端部の一例である。

【0057】

二つの部材２０は、Ｚ方向と交差したＸ方向に互いに隣り合い、かつＸ方向に並ぶように配置される。Ｘ方向において互いに面する側面２１ａ１，２２ａ１の間には、隙間ｇが形成されている。Ｘ方向は、第二方向の一例である。

【0058】

なお、端部２１ａ，２２ａは、それぞれ、Ｚ方向に対して僅かに傾斜し、隙間ｇがＺ方向に向かうほど小さくなるように配置されてもよい。すなわち、二つの部材２０は、少なくとも部分的に接触していてもよい。つまり、隙間ｇの大きさは、０以上である。また、図２の例では、端部２１ａと端部２２ａとは、Ｘ方向に並び、Ｚ方向における位置が同じであるが、これには限定されず、端部２１ａと端部２２ａとは、Ｚ方向にずれていてもよい。

【0059】

また、対象物Ｗ、すなわち二つの部材２０の溶接に際し、光学ヘッド１２０は、レーザ光Ｌを、端部２０ａに向けて照射する。レーザ光Ｌの照射方向は、Ｚ方向の反対方向か、あるいはＺ方向の反対方向に対して傾斜した方向である。

【0060】

また、レーザ光Ｌは、端部２１ａおよび端部２２ａの双方に照射してもよいし、端部２１ａおよび端部２２ａのうちいずれか一方のみに照射してもよい。

【0061】

図３は、対象物Ｗに溶接部２３（溶融池）が形成された状態を示す側面図である。二つの端部２０ａのうちいずれか一方に対するレーザ光Ｌの照射により、図３に示されるように、端部２０ａのそれぞれにおいて部材２０は溶融し、二つの端部２０ａ上で掛け渡された状態に溶接部２３が形成される。溶接部２３は、二つの端部２０ａ間で掛け渡された状態に形成された溶融池が、冷却され、固化したものである。流動性を有した金属材料である溶融池は、表面張力によってＺ方向に膨らんだ形状を有している。これに伴って、当該溶融池が固化した溶接部２３もＺ方向に膨らんだ形状を有している。溶接部２３は、二つの部材２１，２２を機械的に接続する。また、二つの部材２１，２２が導電性を有する金属であるため、溶接部２３は、当該二つの部材２１，２２を電気的に接続する。

【0062】

センサ１５０（図１参照）は、例えば、対象物Ｗに形成される溶融池を撮影するカメラである。この場合、センサ１５０は、動きセンサの一例である。制御装置２００は、センサ１５０によって取得される画像から、溶融池の表面の動き（経時変化）を取得することができる。

【0063】

また、センサ１５０は、溶融池の温度を検出することが可能なサーマルカメラであってもよい。この場合、センサ１５０は、温度センサの一例である。制御装置２００は、センサ１５０によって取得される温度画像から、溶融池の温度を取得することができる。

【0064】

図４は、部材２０を含む導線１０の斜視図である。部材２０は、一例として、図４に示されるような導線１０の芯線（内部導体）である。導線１０は、部材２０と、部材２０の被覆３０と、を有している。本実施形態では、一例として、導線１０は、平角線である。

【0065】

部材２０は、導電性を有した金属材料で作られている。部材２０の、延び方向に対して直交する断面の形状は、略四角形状である。

【0066】

また、被覆３０は、部材２０を取り囲んでいる。被覆３０は、絶縁性を有しており、例えば、エナメルや、合成樹脂材料等で作られる。被覆３０は、ポリイミドやポリアミドイミドで構成されるエナメル層のみを有してもよいし、エナメル層と当該エナメル層を取り囲む押出樹脂層とを有してもよい。また、合成樹脂材料は、一例としては、ポリエーテルエーテルケトンであるが、これには限定されない。

【0067】

レーザ溶接装置１００は、このような導線１０の芯線としての部材２０の被覆３０から露出した端部２０ａ同士のレーザ溶接に、適用される。この場合、溶接に先立ち、二つの導線１０の延び方向の端部の近傍において、被覆３０が除去される。部材２０の露出区間２０ｂの長さＥは、部材２０の端部２０ａから被覆３０の端部３０ａまでの、長手方向（Ｚ方向）の長さであり、露出長さの一例である。端部２１ａに設けられる露出区間２０ｂは、第一露出部の一例であり、端部２２ａに設けられる露出区間２０ｂは、第二露出部の一例である。また、二つの導線１０は、第一導線および第二導線の一例である。

【0068】

図２に示されるように、同じ方向（延び方向）を向く姿勢で隣り合うように配置された二つの部材２０の端部２０ａを含む露出区間２０ｂが、レーザ溶接装置１００によって溶接される。

【0069】

導線１０は、電気装置としての回転電機に設けられるセグメントコイル（巻線）を構成してもよい。本実施形態のレーザ溶接装置１００によるレーザ溶接方法は、ステータコアにセットされた互いに隣り合うセグメントコイルの端部の溶接に適用することができる。すなわち、図３に示される対象物Ｗは、電気装置の一部であってもよい。

【0070】

また、導線１０は、平角線には限定されず、例えば、丸線のような、他の導線であってもよい。

【0071】

また、溶接に際し、本実施形態では、ガスノズル１２７から、端部２０ａ（２１ａ，２２ａ）、溶融池、および被覆３０のうち、少なくともいずれか一つに向けて、ガスＧが供給される。ガスＧは、不活性ガスであり、アシストガスとも称されうる。不活性ガスは、ここでは、化学的に安定し反応が生じ難いガスを指し、例えば、窒素や、アルゴン、二酸化炭素、あるいはこれらの混合ガスを含むものとする。ガスＧを供給することにより、端部２０ａや溶融池の酸化を抑制することができるとともに、端部２０ａや、溶融池、被覆３０等を適宜に冷却し、溶接において生じた熱による被覆３０の劣化を抑制することができる。

【0072】

図５は、レーザ溶接方法の手順を示すフローチャートである。図５に示されるように、まずは、対象物Ｗとしての二つの導線１０の被覆３０が部分的に除去され、部材２０の露出区間２０ｂが形成される（Ｓ１）。

【0073】

次に、対象物Ｗがセットされる（Ｓ２）。Ｓ２では、図２に示されるように、端部２０ａ（２１ａ，２２ａ）が、Ｚ方向に延びるとともに、Ｘ方向に隣り合うように、配置される。

【0074】

次に、二つの端部２０ａ（２１ａ，２２ａ）のうち少なくとも一方に、レーザ光Ｌが照射されることにより、溶融池が形成される（Ｓ３）。Ｓ３において、レーザ光Ｌは、Ｚ方向と交差した方向に掃引されながら照射される。

【0075】

次に、溶融池が冷却されることにより固化し、図３に示されるような、二つの端部２０ａ間、すなわち二つの導線１０間に渡る溶接部２３が形成される（Ｓ４）。Ｓ４において、溶融池は、自然冷却されてもよいし、強制冷却されてもよい。

【0076】

［レーザ光のビームパターン］
図６は、本実施形態の光学ヘッド１２０から出力されたレーザ光Ｌのビームパターンの一例を示す平面図である。図６では、ビームＢ１を実線で示し、ビームＢ２を破線で示している。

【0077】

図６に示されるように、レーザ光Ｌは、複数のビームＢ１，Ｂ２を含むとともに、少なくとも一つのビームＢ１と、少なくとも一つのビームＢ２と、を含んでいる。ビームＢ１，Ｂ２のパワー密度は、互いに異なっていてもよい。このようなビームＢ１，Ｂ２は、ＤＯＥ１２５によって形成しかつ配置することができる。なお、ＤＯＥ１２５を交換することにより、ビームＢ１，Ｂ２の形状、配置、パワー密度等を変更することができる。

【0078】

ビームＢ１およびビームＢ２のそれぞれは、そのビームの光軸方向と直交する断面の径方向において、例えばガウシアン形状のパワー分布を有する。ただし、ビームＢ１およびビームＢ２のパワー分布はガウシアン形状に限定されない。なお、図６において、当該ビームＢ１，Ｂ２を表す円の直径が、各ビームＢ１，Ｂ２のビーム径である。各ビームＢ１，Ｂ２のビーム径は、そのビームのピークを含み、ピーク強度の１／ｅ^２以上の強度の領域の径として定義することができる。また、図示されないが、円形でないビームの場合は、平面視において掃引方向ＳＤに対する垂直方向における、ピーク強度の１／ｅ^２以上の強度となる領域の長さをビーム径と定義できる。

【0079】

レーザ光Ｌのうち、ビームＢ１を含む部位は、第一部位の一例であり、ビームＢ２を含む部位は、第二部位の一例である。図６の例では、レーザ光Ｌは、第一部位を構成する一つのビームＢ１と、第二部位を構成する複数のビームＢ２とを含んでいる。

【0080】

ビームＢ２を有する第二部位は、周状に形成され、ビームＢ１を有した第一部位を取り囲むように配置されている。また、第一部位と第二部位とは、掃引方向ＳＤに離間している。

【0081】

図６の例では、第一部位の掃引方向ＳＤにおける幅Ｄ１は、円形であるビームＢ１の直径であり、ピーク強度の１／ｅ^２以上の強度の領域の径として定義される。また、第二部位の掃引方向ＳＤにおける幅Ｄ２は、平面視で掃引方向ＳＤと直交する方向に最も離間した二つのビームＢ２の中心間の距離として定義される。

【0082】

［掃引経路］
図７は、端部２１ａ，２２ａにおけるレーザ光Ｌの掃引経路Ｒ１の一例を示す説明図（平面図）である。本実施形態では、レーザ光Ｌは、Ｚ方向と交差する方向に、掃引経路Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４の順に、直線状に掃引される。掃引経路Ｒ１１，Ｒ１２は、レーザ光Ｌが、端部２１ａ上を掃引される経路であり、掃引経路Ｒ１３，Ｒ１４は、レーザ光Ｌが、端部２２ａ上を掃引される経路である。このように、端部２１ａ，２２ａにレーザ光Ｌを照射し、当該端部２１ａ，２２ａ上に溶融池を形成する工程（Ｓ３）は、レーザ光Ｌを複数回掃引する工程を含む。

【0083】

図７に示されるように、端部２１ａおよび端部２２ａは、平面視において、いずれも四角形状の形状を有しており、本実施形態では、一例として、Ｘ方向に延びた辺とＹ方向に延びた辺とを有するとともに、Ｘ方向に相対的に短くかつＹ方向に相対的に長い、長方形状の形状を有している。この場合、Ｙ方向は幅方向あるいは断面の長手方向と称することができ、Ｘ方向は厚さ方向あるいは断面の短手方向と称することができる。なお、図７の例では、一例として、端部２１ａおよび端部２２ａは同一の形状を有しているが、これには限定されない。

【0084】

図７の例において、レーザ光Ｌは、例えば、端部２１ａのＸ方向の中心Ｃ１よりも端部２２ａに近い領域Ａ１と、端部２２ａのＸ方向の中心Ｃ２よりも端部２１ａに近い領域Ａ２と、において掃引されている。ただし、掃引される位置、すなわち照射領域は、領域Ａ１，Ａ２内には限定されない。

【0085】

また、掃引経路Ｒ１１，Ｒ１３にあっては、レーザ光Ｌは、Ｙ方向に掃引され、掃引経路Ｒ１２，Ｒ１４にあっては、レーザ光Ｌは、Ｙ方向の反対方向に掃引されている。Ｙ方向およびＹ方向の反対方向は、第三方向の一例である。また、Ｙ方向は、第四方向の一例である。

【0086】

［実験結果］
発明者らは、図６に示されるビーム形状のレーザ光Ｌを図７に示される経路で照射しながら掃引することにより端部２１ａ，２２ａを溶接する実験を行った。当該実験では、レーザ光Ｌの照射時間、および露出区間２０ｂの長さＥ（露出長さ、図４参照）について、溶接において生じた熱による被覆３０への影響を低減することが可能である条件を見出した。さらに、発明者らは、レーザ光Ｌの第一部位と第二部位との出力比、第二部位の幅Ｄ２、および掃引速度について、良好な溶接を実行可能な条件を見出した。これら実験では、被覆３０がポリエーテルエーテルケトンで作られ、Ｘ方向の長さが約１．５［ｍｍ］およびＹ方向の長さが約３．１［ｍｍ］の銅系金属で作られた部材２０の端部２１ａ，２２ａに対して、波長が１０７０［ｎｍ］であるレーザ光Ｌを照射し、溶融池が形成されていない状態における端部２１ａ，２２ａでのビームＢ１のスポットの直径を約２００［μｍ］とした。なお、本実験ではレーザ光Ｌの照射時間を０．０６［ｓｅｃ］以上とし、レーザ光Ｌの第二部位の出力に対する第一部位の出力の比（出力比）を５／５としている。また、各照射時間でのレーザ光Ｌの照射により端部２１ａ，２２ａの溶接が完了するよう、レーザ装置の出力を３［ｋＷ］～６［ｋＷ］の範囲で調整している。

【0087】

発明者らは、レーザ光Ｌの照射時間、および端部２０ａにおける芯線としての部材２０の露出区間２０ｂの長さＥに応じた、被覆３０の状態を調べた。図８は、その実験結果の一例を示すグラフであり、縦軸を被覆の剥離長に対応する露出長さ［ｍｍ］、横軸をレーザの照射時間［ｓｅｃ］としている。図８では、被覆３０の状態について、熱による劣化が殆ど見られない最良状態を◎とし、熱による劣化が僅かに見られるものの絶縁性等の所要性能が得られる優良状態を○とし、熱による劣化が生じ絶縁性等の所要性能が得られなくなる不良状態を×とした。

【0088】

図８に示されるように、レーザ光Ｌの照射時間を０．２［ｓｅｃ］未満、より好ましくは０．１［ｓｅｃ］未満とすることにより、露出区間２０ｂの長さＥを、６［ｍｍ］以上かつ１０［ｍｍ］以下、さらには６［ｍｍ］以上かつ８［ｍｍ］以下のように短くした場合にあっても、被覆３０の状態を、最良状態または優良状態に維持できることが判明した。このようにして、部材２１および部材２２の露出区間２０ｂの長さＥのうちいずれか一方、または双方を６［ｍｍ］以上かつ１０［ｍｍ］以下、さらには６［ｍｍ］以上かつ８［ｍｍ］以下としても、被覆３０の熱による劣化の影響を低減しつつ溶接を行うことができる。

【0089】

また、発明者らは、レーザ光Ｌの第二部位の出力に対する第一部位の出力の比（出力比）、および第二部位の幅Ｄ２（図６参照）をパラメータとする実験を行い、良好な溶接を実行可能な条件を見出した。表１は、その実験結果の一例を示す。表１では、溶接（工程Ｓ３、Ｓ４）で発生したスパッタの数が２５以下である最良状態を◎とし、２５を超えるとともに６０以下である優良状態○とする。

【表1】

表１に示されるように、第二部位の幅Ｄ２は、第一部位の幅Ｄ１の５倍以下であるのが好ましく、２倍を超え４倍以下であるのがより好ましく、３.６倍以下であるのがより一層好ましいことが判明した。また、出力比は、３／７以上であるのが好ましく、７／３以下であるのがより好ましく、４／６以上６／４以下であるのがより一層好ましいことが判明した。

【0090】

さらに、発明者らは、出力比、およびレーザ光Ｌの掃引速度をパラメータとする実験を行い、良好な溶接を実行可能な条件を見出した。表２は、その実験結果の一例を示す。表２では、溶接で発生したスパッタの数が２５以下である最良状態を◎とし、２５を超えるとともに６０以下である優良状態○とし、５０を超える良好状態を△とした。

【表2】

表２に示されるように、掃引速度は、溶接時の過剰な入熱を抑制しスパッタの発生を低減する観点から、１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］以上であるのが好ましく、２００［ｍｍ／ｓｅｃ］以上であるのがより好ましいことが判明した。また、出力比は、３／７を超えるのが好ましく、７／３以下であるのがより好ましく、４／６以上６／４以下であるのがより一層好ましいことが判明した。

【0091】

また、発明者らの実験的な研究により、溶融池を形成する工程（Ｓ３）において、複数回の掃引を行う場合にあっては、後の掃引工程におけるレーザ光Ｌの照射方向と交差した仮想平面（例えば、端部２０ａの端面と略重なる仮想平面）の単位面積あたりのパワー密度を、前の掃引工程における当該仮想平面の単位面積あたりのパワー密度よりも低くすることにより、よりスパッタやブローホールのような溶接不良が少ない、より良好な溶接状態が得られることが判明した。前の掃引工程は、第一掃引工程の一例であり、後の掃引工程は、第二掃引工程の一例である。

【0092】

図９は、良好な溶接状態の溶接部２３が得られた対象物Ｗのサンプルを側方から見た場合のＸ線透過画像である。当該対象物Ｗを構成する部材２１，２２（２０）の材質は、無酸素銅であり、対象物Ｗの溶接において、レーザ光Ｌの照射時間は０．０６４［ｓｅｃ］、出力は６［ｋＷ］、出力比は５／５（＝１）、また、掃引速度は２００［ｍｍ／ｓｅｃ］とした。図９から明らかとなるように、当該サンプルにおいては、ブローホールは極めて少なかった。

【0093】

仮想平面の単位面積あたりのパワー密度は、掃引速度が高いほど低くなり、レーザ光Ｌのパワーが低いほど低くなる。よって、後の掃引工程においては、掃引速度を前の掃引工程よりも高くするか、レーザ光Ｌのパワーを前の掃引工程よりも低くするか、あるいは掃引速度を前の掃引工程よりも高くするとともにレーザ光Ｌのパワーを前の工程よりも低くすることにより、後の掃引工程において、前の掃引工程よりも、仮想平面の単位面積あたりのパワー密度をより低くし、ひいてはより良好な溶接状態を得ることができる。より具体的には、例えば、溶融池を形成する工程（Ｓ３）において、所定の回数（例えば、３回）以上の掃引を行う場合、所定の回数より前の掃引時よりも掃引速度を速くする掃引、所定の回数より前の掃引時よりもレーザ光Ｌのパワーを低減する掃引、および所定の回数より前の掃引時よりも掃引速度を速くするとともに所定の回数より前の掃引時よりもレーザ光Ｌのパワーを低減する掃引、のうち少なくとも一つの掃引を実行することで、より良好な溶接状態を得ることができる。

【0094】

以上、説明したように、本実施形態のレーザ溶接方法およびレーザ溶接装置１００によれば、溶融池を形成する工程（Ｓ３）において、端部２１ａ（第一端部）および端部２２ａ（第二端部）のうち少なくとも一方に、Ｚ方向（第一方向）と交差したＹ方向またはＹ方向の反対方向（第三方向）に掃引しながらレーザ光Ｌを０．２［ｓｅｃ］未満の時間で照射することにより、端部２１ａと端部２２ａとの間で掛け渡された溶融池を形成することができる。

【0095】

レーザ光Ｌのこのような照射により、溶接において生じた熱による被覆３０の劣化を抑制することができる。また、導線１０において、溶接のための露出区間２０ｂの長さＥを、例えば、１０［ｍｍ］以下のように、比較的短くすることができるため、例えば、露出区間２０ｂを介した短絡がより生じ難くなるとともに、部材２０および被覆３０を有した導線１０を含む電気装置の大型化を抑制することができる、といった効果が得られる。

【0096】

また、本実施形態では、上述したように露出区間２０ｂの長さＥが比較的短い導線１０の被覆３０を、合成樹脂材料としてのポリエーテルエーテルケトンを含む材料によって作ることができる。すなわち、本実施形態によれば、電気装置の導線１０の被覆３０として、ポリイミド等よりも絶縁性が高い、すなわちより高耐圧のポリエーテルエーテルケトンを含む被覆３０を採用することができるので、例えば、より高耐圧であるとともに、より短絡が生じ難く、かつよりコンパクトな電気装置を構成しやすくなる。

【0097】

また、本実施形態では、レーザ光ＬのビームＢ１を含む第一部位と、ビームＢ２を含む第二部位とが、少なくとも掃引方向ＳＤに互いに離間している。本実施形態によれば、例えば、ビームＢ１を含むレーザ光Ｌの第一部位によってキーホール状態となる溶融池が形成される前に、ビームＢ２を含むレーザ光Ｌの第二部位によって端部２１ａ，２２ａを予備的に加熱することができ、これにより端部２１ａ，２２ａの急激な温度上昇を抑制することができるので、溶融池をより安定化させ、ひいては、スパッタやブローホールのような溶接不良が生じるのを抑制することができる。

【0098】

［ビーム形状の別の例（変形例）］
図１０は、レーザ光Ｌのビームパターンの別の例を示す平面図である。図１０の例では、ビームＢ２を含む第二部位は、周状（環状）の形状を有していない。ただし、この例でも、ビームＢ２を含む第二部位は、ビームＢ１を含むレーザ光Ｌの第一部位に対して、掃引方向ＳＤおよび当該掃引方向ＳＤの反対方向に離間して配置されている。図１０のようなビームパターンによっても、対象物Ｗを、レーザ光Ｌの第一部位が照射される前に、レーザ光Ｌの第二部位によって予備的に加熱することができるので、上記実施形態と同様の効果が得られる。また、図１０の例によれば、光学ヘッド１２０をＺ軸回りに回転させることなく、レーザ光Ｌを図１０の掃引方向ＳＤとは反対方向に掃引する場合にあっても、予備的加熱によって溶接不良を抑制する効果が得られる。また、図６の例のように、第二部位が環状の形状を有している場合には、光学ヘッド１２０をＺ軸回りに回転させることなく、Ｚ方向と交差する任意の方向に掃引する場合において、予備的加熱によって溶接不良を抑制する効果が得られる。すなわち、ビームＢ１を含む第一部位に対し、掃引方向の前方に、ビームＢ２を含む第二部位の少なくとも一部が存在すれば、予備的加熱によって溶接不良を抑制する効果が得られる。

【0099】

［掃引経路の別の例（変形例）］
図１１は、端部２１ａ，２２ａにおけるレーザ光Ｌの掃引経路Ｒ１，Ｒ２の図７とは異なる例を示す説明図（平面図）である。この例では、端部２０ａ上の複数箇所（例えば２箇所）にレーザ光Ｌを同時並行的に照射することにより、溶融池を形成する。具体的には、端部２１ａ上でレーザ光Ｌを掃引経路Ｒ１１（Ｒ１）に掃引するのと並行して、端部２２ａ上でレーザ光Ｌを掃引経路Ｒ２１（Ｒ２）で掃引し、その後、端部２１ａ上でレーザ光Ｌを掃引経路Ｒ１２（Ｒ１）で掃引するのと並行して、端部２２ａ上でレーザ光Ｌを掃引経路Ｒ２２（Ｒ２）で掃引する。

【0100】

このような方法によれば、溶融池を形成する工程をより短時間で終わらせることができるので、溶接において生じた熱による被覆３０の劣化を、さらに抑制することができる。なお、このような複数箇所へのレーザ光Ｌの照射は、複数の光学ヘッド１２０によって実行してもよいし、一つの光学ヘッド１２０から複数のレーザ光Ｌを分岐して照射してもよい。

【0101】

［第２実施形態］
図１２は、第２実施形態のレーザ溶接装置１００Ａの概略構成を示す図である。図１２に示されるように、レーザ溶接装置１００Ａは、複数のレーザ装置１１１，１１２（１１０）を有している。

【0102】

レーザ装置１１１は、上記第１実施形態と同様であり、例えば、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長の第一レーザ光を出力する。レーザ装置１１１は、第一レーザ装置とも称されうる。レーザ装置１１１が有するレーザ発振器は、光源であり、第一レーザ発振器とも称されうる。

【0103】

他方、レーザ装置１１２は、例えば、３００［ｎｍ］以上かつ６００［ｎｍ］以下の波長の第二レーザ光を出力する。レーザ装置１１２は、第二レーザ装置とも称されうる。レーザ装置１１２が有するレーザ発振器は、光源であり、第二レーザ発振器とも称されうる。

【0104】

銅系材料やアルミニウム系材料については、第二レーザ光の方が第一レーザ光よりも吸収率が高く、かつ反射率が低い。

【0105】

また、レーザ装置１１１，１１２は、それぞれ、レーザ光の連続波を出力してもよいし、レーザ光のパルスを出力してもよい。

【0106】

フィルタ１２３は、第一レーザ光を透過し、かつ第二レーザ光を透過せずに反射するハイパスフィルタである。ミラー１２４からの第一レーザ光は、フィルタ１２３を透過し、ガルバノスキャナ１２６へ向かう。他方、コリメートレンズ１２１からの第二レーザ光は、フィルタ１２３で反射され、ガルバノスキャナ１２６へ向かう。フィルタ１２３は、光学部品とも称されうる。

【0107】

なお、図示しないが、光学ヘッド１２０Ａは、適宜、第一レーザ光または第二レーザ光のビームを成形するＤＯＥ１２５を有してもよい。

【0108】

図１３は、本実施形態の光学ヘッド１２０Ａから出力されたレーザ光Ｌのビームパターンの一例を示す平面図である。図６に示されるように、レーザ光Ｌは、複数のビームＢ１，Ｂ２を含んでいる。ビームＢ１は、第一レーザ光によるビームであり、レーザ光Ｌの第一部位を構成している。また、ビームＢ２は、第二レーザ光によるビームであり、レーザ光Ｌの第二部位を構成している。ビームＢ２は、対象物Ｗによる吸収率が高く、熱伝導型の溶融池を形成する。本実施形態によれば、掃引方向ＳＤへの掃引により、ビームＢ１によってキーホール型の溶融池が形成される前に、より穏やかな熱伝導型の溶融池が形成されるため、端部２１ａ，２２ａの急激な温度上昇を抑制し、ひいては、スパッタやブローホールのような溶接不良を抑制することができる。

【0109】

波長が異なるビームＢ１，Ｂ２のパターンは、図１３の例には限定されず、掃引方向ＳＤへのレーザ光Ｌの掃引に際し、端部２１ａ，２２ａの各位置において、ビームＢ１による第一部位が到達する前に、ビームＢ２による第二部位が到達するように構成されればよい。すなわち、ビームＢ１を含む第一部位に対し、掃引方向の前方に、ビームＢ２を含む第二部位の少なくとも一部が存在すれば、予備的加熱によって溶接不良を抑制する効果が得られる。

【0110】

以上、本発明の実施形態および変形例が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【0111】

例えば、対象物は、三つ以上の部材を含んでもよい。また、対象物に含まれる複数の部材は、同一の部材でなくてもよい。また、対象物は、並べられたり突き合わせられたりした複数の部材には限定されず、重ね合わせられた複数の部材であってもよい。

【0112】

また、複数の導線のうち少なくとも一つの導線の露出区間は、導線の長手方向の中間位置に設けられてもよい。

【0113】

また、レーザ光の照射に際し、公知のウォブリングや、ウィービング、出力変調等が行われ、溶融池の表面積が調節されてもよい。

【符号の説明】

【0114】

１０…導線（第一導線、第二導線）
２０…部材
２０ａ…端部
２０ｂ…露出区間（第一露出部、第二露出部）
２１…部材（芯線）
２１ａ…端部（第一端部）
２１ａ１…側面
２２…部材（芯線）
２２ａ…端部（第二端部）
２２ａ１…側面
２３…溶接部（溶融池）
３０…被覆
３０ａ…端部
１００，１００Ａ…レーザ溶接装置
１１０，１１１，１１２…レーザ装置（光源）
１２０，１２０Ａ…光学ヘッド
１２１…コリメートレンズ
１２２…集光レンズ
１２３…フィルタ
１２４…ミラー
１２５…ＤＯＥ
１２６…ガルバノスキャナ
１２６ａ，１２６ｂ…ミラー
１２７…ガスノズル
１３０…光ファイバ
１４０…駆動機構
１５０…センサ
２００…制御装置
Ａ１，Ａ２…領域
Ｂ１…ビーム（第一部位）
Ｂ２…ビーム（第二部位）
Ｃ１，Ｃ２…中心
Ｄ１…幅
Ｄ２…幅
Ｅ…長さ（露出長さ）
ｇ…隙間
Ｇ…ガス
Ｌ…レーザ光
Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２，Ｒ２１，Ｒ２２…掃引経路
ＳＤ…掃引方向
Ｗ…対象物
Ｘ…方向（第二方向）
Ｙ…方向（第三方向、第四方向）
Ｚ…方向（第一方向）

【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】