[发明专利]激光焊接方法及激光焊接用夹具装置

说明书

将一对隔板(51)重合着放置于基座夹具(201)而使之相互定位，将各自的贯通孔(52)定位于设在基座夹具(201)的销孔(203)的位置。将主夹具(301)压抵于基座夹具(201)从而将一对隔板(51)夹紧，当将副夹具(401)的销(402)插入于销孔(203)从而通过头部(403)将一对隔板(51)夹紧时，由设于主夹具(301)的开口(303)和副夹具(401)的头部(403)之间产生的间隙形成环状的导光路(LP)，包围贯通孔(52)的激光焊接位置(WP)露出。当将激光(LB)照射于激光焊接位置(WP)时，贯通孔(52)的周围被无接缝地激光焊接。

技术领域

本发明涉及激光焊接方法及激光焊接用夹具装置，该激光焊接方法通过激光焊接使一对工件、例如燃料电池单元所使用的一对隔板接合。

背景技术

燃料电池具有反应电极部(MEA)，该反应电极部(MEA)是将一对电极层设于电解质膜的两面而成。反应电极部在其厚度方向两侧层叠有隔板，从而构成燃料电池单元。多个燃料电池单元层叠而形成电池堆构造，关于形成电池堆构造的燃料电池，在反应电极部的阴极侧供给氧化气体(空气)，在阳极侧供给燃料气体(氢)，通过电解水的逆反应、即电化学反应产生电力。

在层叠的燃料电池单元内设有氧化气体(空气)、燃料气体(氢)、冷却水等介质用的流路。流路例如通过隔板形成。隔板是使由铁、铝等金属材料构成的一对板状的部件接合而成的构造物，在该一对部件之间或该部件与其他部件之间形成介质用的流路。

图7示出专利文献1所记载的隔板1的俯视图。隔板1与燃料极框体2(参照图8)接合，该隔板1具有供介质通过的多个贯通孔3和用于定位反应电极部(专利文献1的”固体电解质层81”)的开口部4。图7中，贯通孔3的周围所示的是与燃料框体2接合时产生的激光焊接痕5。在贯通孔3的周围遍及整周进行激光焊接，由此与贯通孔3连通和不连通的部分都被封闭。这样封闭空间的激光焊接痕5在专利文献1中称为”闭合回路形状”(参照专利文献1第0028～0036段)。

作为用于制造上述隔板1的装置，专利文献1公开了如图8所示的焊接用夹具装置11。放置于X-Y工作台21的焊接用夹具装置11通过夹紧构造15将隔板1和燃料极框体2夹紧在固定夹具部件12和两个夹具部件(第一夹具部件13、第二夹具部件14)之间，并通过激光焊接进行接合(参照专利文献1的第0042～0049段)。

详细地说，如图8及图9所示，将隔板1和燃料极框体2夹紧于固定夹具部件12和第一夹具部件13之间，并从激光照射装置31照射激光LB，通过经由第一开口部13a引导的激光LB，对贯通孔3周围的半幅进行激光焊接。接下来，将第一夹具部件13替换为第二夹具部件14，通过经由第二开口部14a引导的激光LB，对贯通孔3周围的另外半幅进行激光焊接(参照专利文献1的第0040～0052段)。

由于将激光焊接工序分为两次进行，所以形成有如图10所示的激光焊接痕5(参照专利文献1的第0053段)。该激光焊接痕5由两条分割激光焊接痕5a、5b构成，其交点为重叠的重叠领域R。由此能够保持闭合回路形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-194876号公报

专利文献2：日本特开2011-161450号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

为了使设于隔板的贯通孔的周围成为闭合回路形状、即封闭整周的形状，专利文献1中将激光焊接工序分两次进行，替换第一夹具部件13和第二夹具部件14。关于工序数增加这一点有改善的余地。