JPS607914Y2 - レ−ザ溶接装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はレーザ溶接装置に関する。

第１図ａは気密封止される小型電子部品１を示す概略断
面図で、円形の基板２に蓋３が溶接されているものであ
る。

基板２はその中央部にガラスハーメチックシール４され
た導線５を有するとともに、外周の一部に方位を示す突
出部６が同図すのθの範囲で形成されている。

また、蓋３の下部は基板２の外径とほぼ同径のフランジ
７に形成されている。

基板２と蓋３とのレーザ溶接においては、上記フランジ
７と基板２との接合部すなわち両者の側面における境界
線に向って、同図に示すように側方から集光レンズ８で
光された所定のエネルギ密度のレーザ光９を相対的に走
査して照射していた。

しかしながら、上記したように基板２には突出部６が形
成されているので、この部分における熱放散度が他に比
べ大きいため、突出部６における上記境界部の溶接を適
切に行うと、突出部６以外の境界部の温度上昇が過大に
なり、ガラスハーメチックシール４部に亀裂が入る不具
合が生じる。

また、突出部６以外の境界部の溶接を適切に行うと、突
出部６における境界部の溶接が不完全になり、不十分な
気密封止になってしまう不具合があった。

この考案は熱放散度の異なる溶接線に対するレーザ溶接
するに際し上記溶接線の温度上昇を均一化するようにレ
ーザ光を照射する構成にし、過度な温度上昇の熱影響を
防止するようにしたものである。

以下、実施例を示す図面に基づいてこの考案を説明する
。

第２図は第１図で示した電子部品１に対する溶接例で中
心軸１０を回転軸として所定角度に傾斜して回転される
ようになっている。

１１は溶接用レーザ発振器で、発振されるレーザ光１２
はこのレーザ光を大部分反射する半透鏡１３に反射され
、第１の集光レンズ１４により集光され垂直に上記電子
部品の溶接部、すなわち基板２と蓋３との境界部に入射
されるようになっている。

１５は測定用レーザ発振器で、この発振器１５から発振
される可視レーザ光１６は上記レーザ光１２の光軸に平
行に離間して発振され、その一部は半透鏡１３で反射さ
れて第１の集光レンズ１４によりその光軸は基板１の外
周に形成されている突出部６に照射されるようになって
いる。

１７は突出部６に当たり、第１の集光レンズ１４および
半透鏡１３をそれぞれ通過してきた可視レーザ光１６を
集光スる第２の集光レンズで集光された可視レーザ光１
６は光電変換器１８に入射される。

光電変換器１８からの出力信号は増幅器１９を介し制御
機構２０に入力する。

この制御機構２０は直流電源２１に接続していて、その
細部を詳述すると、光電変換器１８からの出力信号の入
力で動作するスイッチ２２、このスイッチ２２の開閉で
変化する電圧設定抵抗回路２３およびこの回路の抵抗値
に応じて溶接用レーザ発振器１１の出力を制御するレー
ザ発振制御電源２４からなっている。

上記制御機構２０では光電変換１８からの出力信号が入
力された場合、溶接用レーザ発振器１１の出力を増加す
る制御が行われる。

また、溶接用レーザ発振器１１の前方にはレーザ光１２
、可視レーザ光１６の光路内に出入するビームシャッタ
２５が配設されている。

このビームシャッタ２５は中心軸１０の回転に係合し、
回転の開始に伴って上記光路内から出、中心軸１０が１
回転を終了すると再び光路内に入るようになっている。

上記の構成でのレーザ溶接を説明すると、基板２に蓋３
が合わされた状態で電子部品１は中心軸１０の回転に同
期して回転され、ビームシャッタ２５が開くと基板２と
蓋３との境界部にレーザ光１２が照射される、この場合
、可視レーザ光１６が突出部６に照射されていなければ
、制御機構２０におけるスイッチ２２は開閉に保持され
て、照射用レーザ発振器１１の出力は低い値になってい
る。

したがって、溶接時突出部６以外の境界部の温度上昇は
適度に保たれる。

一方、溶接が進行し可視レーザ光１６が突出部６に照射
されると、スイッチ２２が閉路となり、レーザ発振制御
電源２４によりレーザ光１２は突出部６における熱放散
の損失分を補うエネルギを増した力となって突出部６の
境界部（θ部分）に照射される。

このため、上記（θ）部分の温度上昇は他の部分と同様
となり、境界部全体の温度上昇が均一化される。

このような溶接操業が進行し、中心軸１０が１回転し溶
接が完了すると、ビームシャッタ２５が光路内に入り電
子部品１への照射が終了する。

このように溶接部の温度上昇を一定にしたことにより、
上記実施例の場合では最小限度ろ入熱で溶接されるため
、ガラスハーメチックシール４部の熱破損が防止され、
また、部分的なエネルギの不足あるいは過度になる現象
もなくなり、気密不足や溶接割れなどの不具合も解消す
ることができた。

第３図はこの考案における他の溶接例で、基板３０が矩
形体であり、内部に多数のガラスハーメチックシール４
された導線５を持ち、これに角型の蓋（図示せず）を重
ね合合せ、その境界部すなわち基板３０外周を溶接部３
１とするとき、図中Ｅで表示する四隅の熱放散度は図中
Ｍで表示する中間部よりも小さいので四偶Ｅを中間部Ｍ
より低い出力レベルで溶接を行うよう制御することによ
って溶接部全体にわたって上昇温度を一定にすることが
できる。

第３図の４隅Ｅを検出するについて説明すると、溶接部
３１上において、溶接用レーザ発振器１１からのレーザ
光１２の照射位置の前後に二台の測定用レーザ発振器１
５ａ、１５ｂからの可視レーザ光１６ａ１６ｂを照射し
その反射光の有無を別々に設けられた光電変換器１８で
検出し、それらの両方の信号によって論理積をとり、照
射位置の前後との溶接部３１からの反射信号であるとき
には、第３図Ｅで示した四隅であるとの位置判断信号を
とるようにする。

それによって例えばレーザ発振強度を制御し、中途部分
であるＭにはＥに対してよりも強いレーザ光を照射する
制御を行えるように、第２図で示した制御機構２０と類
似の構成を付加すればよい。

この実施例１では集光レンズ１４は所定量に設けられ、
レーザ光１２の集光点に溶接部３１が移動されるように
走査される。

なお上記の実施例では溶接を行うレーザ光の照射強度を
溶接部の熱放散度の度合によって変化し；て行ったが、
これに限定されることなく、溶接部の走査速度を制御し
、熱放散度の大きい溶接部では低速走査するようにして
も良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ａはガラスハーメチックシール部を有する電子部
品に対する従来のレーザ溶接を示す概略図、同図すは上
記電子部品の平面図、第２図はこの考案の実施例を示す
概略図、第３図はこの考案による他の溶接例を示す説明
図である。 １・・・・・・電子部品、 用レーザ発振器、１ 定角レーザ発振器、 ・・・・・・光電変換器 ２ ６・・・・・・突出部、１１・・・・・・溶接２・・・
・・・レーザ光、１５・・・・・・測１６・・・・・・
可視レーザ光、１８ ０・・・・・・制御機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 溶接加工用のレーザ発振器と、この発振器から放出され
   たレーザ光を被溶接体の連続する溶接部に集束する光学
   系と、上記集束する位置に上記溶接部を合わせて上記被
   溶接体を走査させる走査機構と、上記溶接部の形状が変
   化する部分に対して検出用レーザ光を照射する照射装置
   と、上記被溶接体の走査中上記検出用レーザ光の上記被
   溶接体からの反射光を光電的に検出する検出機構と、こ
   の検出機構からの検出信号に基いて溶接走査速度もしく
   は上記加工用レーザ発振器の発振出力を調整する制御機
   構とを備えることを特徴とするレーザ溶接装置。