[发明专利]激光焊接方法以及激光加工装置

说明书

本发明的激光加工装置(100)是将激光波束聚光到加工对象物来进行激光加工的激光加工装置(100)，其特征在于，具备将激光波束进行聚光的聚光光学系统(3)，聚光光学系统(3)具有像差，聚光前的激光波束中的针对与含有激光功率的86.5％的激光波束直径即D_86.5对应的光线的聚光点处的横向像差是0.2mm以上。

技术领域

本发明涉及使用激光波束进行切断、焊接、热处理等激光加工的激光加工装置。

背景技术

以往，在使用激光波束进行金属的切断、焊接、热处理等激光加工的激光加工装置中，需要产生高聚束以及高输出的激光波束，所以主要使用波长为9～10μm程度的中红外激光器即CO₂激光器。近年来，光纤激光器、盘式YAG(Yttrium Aluminum Garnet，钇铝石榴石)激光器、直接二极管激光器(Direct diode laser)等输出近红外的波长域的激光波束的近红外激光器的高聚束化以及高输出化得到发展。随着近红外激光器的高聚束化以及高输出化发展，开发出将近红外激光器用作光源的激光加工装置。

如果从激光加工装置对加工对象物照射激光波束，则照射激光波束的部分的加工对象物瞬间地熔融以及蒸发，形成由熔融金属包围周围的钥孔(Keyhole)。在钥孔内部，发生熔融金属的对流，如果朝向钥孔的开口部的熔融金属流的速度变大，则有时熔融金属的一部分从钥孔的开口部飞散。飞散的熔融金属被称为溅射，如果发生溅射，则附着到加工部分的周边而使加工对象物的加工质量降低。在使用近红外激光器的激光加工装置中，存在如下问题：与使用CO₂激光器的激光加工装置相比易于发生溅射，加工对象物的加工质量易于降低。

在专利文献1中，公开了一种激光加工装置，为了抑制加工对象物的加工质量的降低，具备形成主波束以及与主波束相比直径更大且能量更低的副波束的光学单元。该光学单元具有准直透镜、聚光透镜以及穿孔凹透镜。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2003-340582号公报

发明内容

然而，在上述专利文献1中，并未记载能够确定照射到加工对象物的激光波束的聚光状态，具有如下问题：有时由于聚光状态而无法使钥孔的形状稳定，导致加工对象物的加工质量降低。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够实现稳定的加工质量的激光加工装置。

为了解决上述课题并达到目的，本发明的激光加工装置是将激光波束聚光到加工对象物而进行激光加工的激光加工装置，具备将激光波束进行聚光的聚光光学系统，聚光光学系统具有像差。特征在于，聚光前的激光波束中的、针对与含有激光功率的86.5％的激光波束直径即D_86.5对应的光线的聚光点处的横向像差(lateral aberration)是 0.2mm以上。

根据本发明，起到能够在激光加工中实现稳定的加工质量这样的效果。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的激光加工装置的概略结构的图。

图2是图1所示的聚光波束的波束形状的放大图。

图3是示出使用图1所示的激光加工装置进行激光加工时的加工对象物的状态的图。

图4是示出使用本发明的比较例1的激光加工装置进行激光加工时的加工对象物的状态的图。

图5是示出使用本发明的比较例2的激光加工装置进行激光加工时的加工对象物的状态的图。

图6是图1所示的激光加工装置射出的激光波束的光线图。

图7是示出与图6所示的光轴位置-12～光轴位置-6分别对应的激光的强度分布的图。