[发明专利]激光焊接装置及激光焊接方法

说明书

本发明涉及激光焊接装置及激光焊接方法。本发明的激光焊接装置包括：激光输出单元，向被焊接件的焊接部照射激光；光学干涉仪，基于因测量光与参考光之间的光程差而产生的干涉来测定焊接部的焊透深度，所述测量光的波长不同于激光的波长，所述测量光与激光同轴地重合而照射到焊接部并由焊接部反射；以及保护光学部件，在被焊接件与激光输出单元的光程间，相对于与测量光的光轴垂直的面倾斜而配置。

技术领域

本发明涉及在使用激光进行焊接时对焊接部的质量进行评价的激光焊接装置及激光焊接方法。

背景技术

作为以往的焊接装置，存在通过直接测定焊接部的深度，高精度地进行对焊接部的评价的激光焊接装置(专利文献1)。

具体而言，如图6所示，在激光焊接装置100中，以使来自光学干涉仪105的测量光与来自激光振荡器107的激光重合于同心·同轴上的方式，将该测量光经由第一分光镜106照射到被焊接件101的焊接部102。通过激光在焊接部102中形成熔池103和小孔104。测量光由小孔104的底部104a反射，经由第一分光镜106而返回到光学干涉仪105。光学干涉仪105能够对测量光的光程长进行测定，因此能够根据所测定的光程长来确定小孔104的深度作为焊透深度。激光焊接装置100基于如此确定的焊透深度，对焊接部102的焊接状态的良好与否进行判定。

此外，如图6所示，激光焊接装置100具有：激光传输用光学系统108、第一集光光学系统109、移动平台110、平台控制器111、计算机112、控制部(控制单元)112a、测定部112b、评价部112c、第二集光光学系统120、干涉滤光器121、以及显示部122。

另外，如图6所示，激光焊接装置100的光学干涉仪105具有：光纤系统114、第一光纤系统114a、第二光纤系统114b、第一光纤耦合器115、参考镜116、第二光纤耦合器117、差示检测器118、第一输入端子118a、第二输入端子118b、及A/D转换器119。

专利文献1：日本专利第5252026号公报

然而，在进行激光焊接时，会产生被称作飞溅或烟尘的、熔化的金属飞散而凝固为粒状的金属或微粒等。在一般的激光焊接装置100中，为了保护装置不受飞溅或烟尘的影响，设置保护玻璃等保护光学部件。在这种情况下，来自光学干涉仪105的测量光透射过上述保护光学部件并照射到焊接部102。

即，不仅是来自小孔104的反射光，来自保护光学部件表面的反射光也入射至光学干涉仪105。因此，产生以下问题：由于相干性再现(coherence revival)现象，而测量到伪噪声。以下，将由于相干性再现现象而测量到的伪噪声称作相干性再现噪声。

此处，对相干性再现噪声进行说明。

在上述的以往技术中，作为测量光而使用波长扫描光源113，其中主要使用外部共振器型的光源。在外部共振器型的光源中，在将外部共振器的长度设为L时，每个长度L中都存在所有的波长的光成为节的一个奇点。因此，例如，当存在由保护光学部件的表面反射造成的噪声的情况下，不仅在实际的反射面处测量到该噪声，在距该反射面n×L的位置也测量到该噪声。这样的噪声就是相干性再现噪声。

根据到小孔104为止的距离不同，有时由保护玻璃的表面反射造成的相干性再现噪声相互重叠，难以正确地测量到小孔104为止的距离。

发明内容

本发明的目的在于提供能够降低相干性再现噪声，从而高精度地测定焊接部的深度的激光焊接装置。

为了实现上述目的，本发明的激光焊接装置包括：激光输出单元，向被焊接件的焊接部照射激光；光学干涉仪，基于因测量光与参考光之间的光程差而产生的干涉来测定所述焊接部的焊透深度，所述测量光的波长不同于所述激光的波长，所述测量光与所述激光同轴地重合而照射到所述焊接部并由所述焊接部反射；以及保护光学部件，在所述被焊接件与所述激光输出单元的光程间，相对于与所述测量光的光轴垂直的面倾斜而配置。