レーザ溶接部材およびレーザ溶接方法
【目的】この発明の目的は、スパッタ発生の防止や溶接面積の拡大ができるレーザ溶接部材およびレーザ溶接方法を提供する。
【解決手段】電解ニッケル膜８が被覆された銅の下側金属板１の上面に、無電解ニッケル−リンめっき膜９が被覆された銅の上側金属板３を重ね合わせ、所定圧力を負荷した状態で図示しないレーザ光を無電解ニッケル−リンめっき膜９が被覆された上側金属板３の上面より照射する。銅より融点の高い無電解ニッケル−リンめっき膜９にレーザ光を照射することで、スパッタの発生を防止し、溶接面積の拡大を図ることができる。
【解決手段】電解ニッケル膜８が被覆された銅の下側金属板１の上面に、無電解ニッケル−リンめっき膜９が被覆された銅の上側金属板３を重ね合わせ、所定圧力を負荷した状態で図示しないレーザ光を無電解ニッケル−リンめっき膜９が被覆された上側金属板３の上面より照射する。銅より融点の高い無電解ニッケル−リンめっき膜９にレーザ光を照射することで、スパッタの発生を防止し、溶接面積の拡大を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、重ね合わされた二枚の金属板をレーザ溶接により接合するレーザ溶接部材およびレーザ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９はレーザ溶接後の従来のレーザ溶接部材の構成図であり、同図（ａ）は要部断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線で切断した溶接部の平面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＣ部拡大図である。
図９（ａ）において、下側金属板１の上面に上側金属板３を重ねたレーザ溶接部材に、所定荷重を負荷した状態で図示しないレーザ光を上側金属板３の上面より所定時間照射することにより、下側金属板１と上側金属板３とが溶接部５によって接合される。
【０００３】
ここで、下側金属板１及び上側金属板３の材質としては、銅または銅合金が用いられる。図９（ａ）には、下側金属板１の全表面に金属膜２を設けた例を示した。金属膜２の材質としては、下側金属板１の酸化防止のために電解ニッケルめっき膜が用いられている。また、上側金属板３の全表面には、やはり上側金属板３の酸化防止及びレーザ吸収率の向上目的で電解ニッケルめっき膜が用いられている。
【０００４】
図示しないレーザ光が上側金属板３表面を被覆した金属膜４（電解ニッケルめっき膜）に吸収され、熱エネルギーに変換されることにより、金属膜４および母材の上側金属板３（銅または銅合金）が溶融し、レーザ照射を継続することによって時間とともに溶融部５が深さ方向に進行していき、図９（ａ）に示したような溶接部５が得られる。
レーザパワーが低くレーザ照射時間が短い場合、溶接部５の深さが下側金属板１まで到達できず、未接合状態となる。レーザパワーが高くレーザ照射時間が長い場合には、溶接部５が下側金属板１を貫通し、穴あき状態となるため接合強度の不足を招いてしまう。
【０００５】
このため、レーザ溶接時におけるレーザパワーとレーザ照射時間は適切な範囲で管理する必要がある。レーザ溶接のスポット点数は、必要とする強度や電気抵抗から算出し、決めることができるが、工数の面から、なるべく１点あたりの溶接面積は大きくしてスポット点数を削減することが工程上望ましい。
しかしながら、溶接点数削減のために、１点あたりの溶接面積Ｓ１（図９（ｂ）参照）を大きくしようとした場合、レーザパワーを高く、レーザ照射時間を長くする必要があり、図９（ａ）に示したように、入熱過多の状態となって溶接部５の一部がスパッタ６（溶融金属が飛散したもの）が生じてしまう。本構成を電子機器類の接合方法として用いた場合、飛散したスパッタ６により、回路の焼損や絶縁不良を引き起こしてしまうという課題がある。
【０００６】
また、上側金属板３として厚さ０．５ｍｍ以上の銅板を用いる場合、大きなレーザパワーが必要となり、さらにスパッタが発生しやすいという問題がある。
尚、図９（ｃ）に示すように、溶接部５の外側では金属膜２、４を前記のように電解ニッケルめっき膜で形成した場合は溶接部５の銅より融点が高いために隙間２０（未溶接部）ができる。
【０００７】
また、レーザ溶接部材表面の金属膜４として厚さ１０μｍの無電解めっき膜を形成する技術が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００８−２８２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記したように、レーザ溶接部材の母材の表面を電解ニッケルめっき膜で被覆し、十分な溶接強度を得るためにレーザパワーを大きくすると、入熱過多の状態となってスパッタ６が生じ、また母材に穴が開いてしまう。スパッタ６の発生は上側金属板３として厚い銅板を用いる場合に顕著である。また、溶接強度を増大する観点から溶接面積の拡大が必要となるが、前記の電解ニッケルめっき膜の場合では電解ニッケルめっき膜同士の接合部がなく銅同士の接合部７のみとなるため銅同士の溶接面積以上に溶接面積を大きくすることはできない。
【０００９】
また、金属膜４として無電解めっき膜を用いる場合も、電解ニッケルめっき膜の場合に比べ割合は小さいがスパッタが発生し、良質な溶接を行うことが困難であった。
この発明の目的は、前記の課題を解決して、スパッタ発生の防止や溶接面積の拡大ができるレーザ溶接部材およびレーザ溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせてなるレーザ溶接部材において、前記第１の金属板の少なくともレーザ照射面に第１の金属板の融点よりも高い融点を有する金属膜を備える構成とする。
また、第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせてなるレーザ溶接部材をレーザ溶接する方法において、前記第１の金属板の少なくともレーザ照射面に第１の金属板の融点よりも高い融点を有する金属膜を被覆する工程と、前記第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせ、加圧治具で第１の金属板と第２の金属板を押さえて密着させる工程と、レーザ光を前記金属膜及び第１の金属板に照射してレーザ溶接する工程と、を有するレーザ溶接方法とする。
【００１１】
また、前記第１の金属板及び第２の金属板の材質が銅もしくは銅合金であり、前記金属膜が無電解ニッケル−リンめっき膜であるとよい。
また、前記無電解ニッケル−リンめっき膜の融点が９００℃〜１４２５℃であるとよい。
また、前記無電解ニッケル−リンめっき膜のリンの含有量が１重量％〜４重量％であるとよい。
【００１２】
また、前記無電解ニッケル−リンめっき膜の膜厚が１μｍ〜８μｍであるとよい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、金属板（銅または銅合金）のレーザ照射面に、金属板より高い融点を有する金属膜（無電解ニッケルーリンめっき膜）を備えるレーザ溶接部材とすることで、スパッタの発生が無いレーザ溶接が可能となる。
また、無電解ニッケル−リンめっき膜の融点を９００℃〜１４２５℃とすることにより、スパッタの発生が無いレーザ溶接が可能となることに加え、スポットレーザ溶接１点あたりの溶接面積を大きくでき溶接強度の増大を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を図１〜８に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、この発明の第１の実施の形態に係るレーザ溶接部材とレーザ溶接方法の手順を示す図であり、同図（ａ）および同図（ｂ）は工程順に示した要部製造工程図である。
図１（ａ）において、レーザ溶接部材は上側金属板３（第１の金属板）と下側金属板１（第２の金属板）を重ね合わせたものである。上側金属板３の表面には、ＹＡＧレーザ光３０を照射する面と下側金属板１に対向する面を含め、無電解ニッケル−リンめっき膜９が被覆される。下側金属板１の表面には、上側金属板３に対向する面を含め、電解ニッケル膜８が被覆される。
【００１５】
下側金属板１及び上側金属板３は銅または銅合金である。銅、銅合金としては、無酸素銅、黄銅、リン青銅が好ましく、これらの融点は９００℃〜１０８４℃である。下側金属板１の厚さは１ｍｍ、上側金属板３の厚さは０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。
無電解ニッケル−リンめっき膜９及び電解ニッケルめっき膜８の厚さは１μｍ〜８μｍの範囲とするのが良く、好ましくは３μｍ〜６μｍとするのが良い。１μｍ未満では、膜厚が薄すぎて被覆した効果がなくなる。また８μｍを超えても効果があまり変わらなく、被覆するためのコストが増大するだけである。また、無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を、銅または銅合金より高い、９００℃〜１４２５℃とすることが重要である。特に銅の場合は１０８４℃〜１４２５℃が好ましい。めっき膜９は１重量％〜４重量％のリンを含有する。
【００１６】
次に上記レーザ溶接部材をレーザ溶接する方法を説明する。
図１（ａ）に示すように、まず、上側金属板３（第１の金属板）と下側金属板１（第２の金属板）を重ね合わせたレーザ溶接部材を用意する。上側金属板３の表面には無電解ニッケル−リンめっき膜９を被覆し、下側金属板１の表面には電解ニッケル膜８を被覆しておく。上記のとおり無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を、上側金属板３の融点より高くすることが重要である。
【００１７】
続いて図１（ｂ）に示すように、ＸＹステージ４１上にレーザ溶接部材を乗せる。照射ユニット４２に内蔵されたＣＣＤカメラ画像により、上側金属板３を被覆している無電解ニッケル−リンめっき膜９の表面に目視で焦点を合わせる。照射ユニット４２はこの図示しないＺ軸テーブルに固定されており、Ｚ軸テーブルを上下動させることにより、焦点合わせを行う。そして、加圧治具４３により、上側金属板３上面から所定圧力を負荷し、レーザ溶接部材を密着させる。加圧治具４３としては例えば先端が二股に分かれたピンセットのような形状をしている治具を用いることができる。この状態で上側金属板３を被覆している無電解ニッケル−リンめっき膜９表面にＹＡＧレーザ光３０を所定パワー照射してレーザ溶接を行う。
【００１８】
レーザ光は、ＹＡＧレーザ光３０に限らず、波長０．１９μｍ〜１０．６４μｍのレーザ光であれば使用できる。０．１９μｍ未満では、エネルギーが高すぎまた、レーザ光の浸透深さが浅すぎるのでスパッタが発生し易くなる。１０．６４μｍを超えるとエネルギーが弱すぎて溶融させることが困難になる。
上側金属板３に銅を用いる場合、ＹＡＧレーザ光３０の基本波（１０６４ｎｍ）における吸収率が１０％程度と低いが、無電解ニッケル−リンめっき膜９は２９％程度であり溶接性を向上することができる。下側金属板１は直接ＹＡＧレーザ光３０が照射されないため、めっき処理無し状態でもよいが、酸化防止目的で全面に電解ニッケルめっき膜８を被覆することが望ましい。
【００１９】
図２は、レーザ溶接後のレーザ溶接部材の構成図であり、同図（ａ）は要部断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線で切断した溶接部の平面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＢ部拡大図である。Ａ−Ａ線は無電解ニッケル−リンめっき膜９と電解ニッケルめっき膜８の接触界面に位置する。
図２（ａ）に示すように、無電解ニッケル−リンめっき膜９に照射されたＹＡＧレーザのエネルギーは熱エネルギーに変換され、溶接部５が形成される。本発明の無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点は９００℃〜１４２５℃であり、電解ニッケルめっき膜の融点より上側金属板３と下側金属板１の融点に近い。このため、溶接部５の周囲の無電解ニッケル−リンめっき膜９も、融点を超えた領域が溶融し、下側の電解ニッケル−リンめっき膜８と接合される（符号１２参照）。
【００２０】
このように、上側金属板３のレーザ照射面に加え下側金属板１に対向する面にも、これらの金属板の融点よりもわずかに高い融点を有する無電解ニッケル−リンめっき膜９を被覆することにより、上側金属板３と下側金属板１との溶接部近傍に無電解ニッケル−リンめっき膜９と電解ニッケルめっき膜８のニッケル同士の接合部１２が形成される。図９に示すように銅の融点より４００℃程度高い融点を有する電解ニッケルめっきの金属膜２、４を被覆した場合に比べ、ニッケル同士の接合部１２の分だけ溶接面積を大きくすることが可能となる。
【００２１】
この様子を図２（ｂ）により説明すると、銅の母材同士が接合された部分の切断面１１の周囲に、ニッケルめっき膜同士の接合部１２（無電解ニッケル−リンめっき膜９と電解ニッケルめっき膜８の接合部）の切断面１２ａがあり、溶接面積は銅／銅の溶接部５の切断面１１の面積Ｓ１とニッケル−リン／ニッケルの接合部１２の切断面１２ａの面積Ｓ２を合わせた面積となる。一方、図９に示した従来のレーザ溶接部材の構成（金属膜２、４が電解ニッケルめっき膜の場合）の溶接面積はＳ１のみとなるので、本発明のレーザ溶接部材の方が図９より溶接面積が大きくなる。
（実験例）
図３は、この溶接面積とレーザピークパワーとの関係を示す図である。レーザ溶接部材として、下側金属板１に電解ニッケルめっき膜８を被覆したものと、上側金属板３に無電解ニッケル−リンめっき膜８を被覆したものを重ね合わせた試料を用意した。また、比較のため、無電解ニッケル−リンめっき膜８に代え、電解ニッケルめっき膜を形成した試料を用意した。これらの試料にレーザピークパワーを変えてＹＡＧレーザ溶接（波長１０６４ｎｍ）を実施し、溶接面積を測定した。
【００２２】
無電解ニッケル−リンめっき膜の厚さおよび電解ニッケルめっき膜の厚さは５μｍ±１μｍとした。無電解ニッケル−リンめっき膜におけるリンの含有率は約７％程度であり、その融点は約８９０℃である。また、下側金属板１と上側金属板３は無酸素銅（Ｃ１０２０Ｐ）とし、下側金属板１の母材厚さを１．０ｍｍ、上側金属板３の母材厚さを０．５ｍｍとした。
【００２３】
用いたＹＡＧレーザ照射ユニットの焦点距離は７０ｍｍ、ファイバコア径はφ０．４ｍｍ、焦点はずしは無し（上側金属板３表面に焦点を結ぶように焦点位置（照射ユニット高さ）を調節）、レーザピークパワーは３．５ｋＷ〜６．０ｋＷ、照射エネルギーは１００Ｊ固定とした。
図３から明らかなように、上側金属板３に電解ニッケルめっき膜を被覆した場合よりも、無電解ニッケル−リンめっき膜を被覆した場合の方が、同じレーザピークパワーであっても溶接面積を大きくすることができた。
【００２４】
下側金属板１までＹＡＧレーザが貫通しない条件（レーザピークパワー４．０ｋＷ〜５．０ｋＷ）で、上側金属板３に電解ニッケルめっき膜を形成した場合の溶接面積Ｓ１（図２（ｂ）参照）に比べ、無電解ニッケル−リンめっき膜を被覆した場合の溶接面積（Ｓ１＋Ｓ２）の方が約３倍の溶接面積を得ることができた。
溶接面積が増大したことより、例えば、従来３０点のスポットレーザ溶接を行っていた箇所を１０点まで減らすことが可能となり、工数を１／３に削減することができる。
【００２５】
また、上側金属板３に電解ニッケルめっき膜を被覆した場合には、評価した３．５ｋＷ〜６．０ｋＷのレーザピークパワー全域で溶接時にスパッタ（溶融状態の金属が飛散したもの）が発生した。これに対し、上側金属板３に無電解ニッケル−リンめっき膜を被覆した場合、スパッタの発生率は３％程度となった。
ニッケルめっき膜を電解ニッケルめっき膜から無電解ニッケルめっき膜に変えたことにより、溶接面積の拡大とスパッタ発生の抑制を図ることができる。これは、ニッケルめっき膜の低融点化（電解ニッケルめっき膜の融点は１４５０℃であるが、無電解ニッケル−リンめっき膜の融点は８９０℃である。）による効果である。
【００２６】
このようにスパッタ発生が防止されるメカニズムを図４及び図５を用いて説明する。
図４は、レーザ光のパルス幅と溶接部の深さの関係を示す図である。レーザ溶接部材として上記実験例と同じ試料を用いた。レーザピークパワーは５．５ｋＷでパルス幅は１ｍｓから６ｍｓの矩形波パルスのＹＡＧレーザ光３０である。電解ニッケルめっき膜の場合は溶接部５の深さが短時間で深くなるのに対して、無電解ニッケル−リンめっき膜では溶接部５の深さが深くなるのに時間がかる。
【００２７】
図５は、溶接深さが進行して行く様子を模式的に示した図である。レーザ照射面に電解ニッケルめっき膜又は無電解ニッケル−リンめっき膜を形成した場合を示す。電解ニッケルめっき膜８の場合、Ａの段階では、めっき面８に照射されたＹＡＧレーザ光３０はこの面で吸収されて熱エネルギーに変換されて、Ｂの段階では、めっき膜８の溶接に至る。めっき膜８の融点は１４５０℃であり、めっき膜８下部の母材である銅３の融点は１０８４℃であるため、Ｃの段階では、ＹＡＧレーザ光３０が照射されて表面のめっき層８が溶融した途端に下地の金属板３（銅）は溶融状態にあると推測される。また、銅の融点付近におけるレーザ（ＹＡＧレーザ）吸収率は２８％程度になるので、Ｄの段階では、ＹＡＧレーザ光３０を十分に吸収できるためキーホールが形成されるのが速く、パルス幅１ｍｓから４ｍｓの間で溶け込みが深くなりスパッタ６が発生したと考えられる。
【００２８】
一方、無電解ニッケル−リンめっき膜９の場合、Ａの段階で、めっき面に照射されたＹＡＧレーザ光３０はめっき膜９で吸収され、Ｂの段階で、めっき膜９の融点８９０℃に達すると溶融する。しかしながら下地の金属板３（銅）の融点が１０８４℃であるために、表面の無電解ニッケル−リン膜９が溶融しても下地の銅は固体であり、Ｃの段階では、この固体の銅（吸収率９．１％）にＹＡＧレーザ光３０が照射されると溶融の進行速度が低下する。Ｄの段階では、パルス幅のある閾値を超えるとキーホール型の溶け込みが形成される。このＤの段階に至るまでの時間（閾値）は図から４ｍｓ程度後であるものと推測できる。
【００２９】
したがって、電解ニッケルめっき膜の場合には溶け込みが初期段階から急激に起きるためスパッタ６が発生し、無電解ニッケル−リンめっき膜の場合は時間をかけて溶け込みが進行するためスパッタ６の発生が抑えられるものと推測される。
このように、無電解ニッケル−リンめっき膜を用いることにより溶接の品質を向上できたが、本発明者はさらにスパッタの発生を防止するため検討を行った。
【００３０】
その結果、無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を銅からなる上側金属板３より高くし、さらに膜厚を１〜８μｍとすることにより、スパッタの発生率をさらに低減できることを見出した。すなわち、銅の融点（１０８４℃）に対し、無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を１０８４℃〜１４２５℃とすることにより、溶接面積を小さくすることなく、スパッタを防止することができる。無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を上記範囲するにはリンの含有率を１ｗｔ％〜４ｗｔ％とすればよい。
【００３１】
無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を上側金属板３より高くすることによりスパッタが防止されるメカニズムは以下のように推測される。
すなわち、母材である上側金属板３の融点より無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点が低いと、母材より先にめっき膜が溶け、銅の表面にレーザが当って溶接が進行する。このとき銅から金属蒸気が発生し周辺の溶けためっき膜が飛び散りスパッタとなる。これに対し、めっき膜の融点が母材の融点より高ければ、銅が溶け蒸気が発生しても、めっき膜の溶融物の粘度が高いのでスパッタは起きにくいと推測される。
（第２の実施の形態）
図６は、この発明の第２の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。上側金属板及び下側金属板の両方ともに無電解ニッケル−リンめっき膜９を被覆した場合である。この場合も図１で示した第１実施例と同様の効果（溶接面積の拡大とスパッタ発生なし）が得られる。尚、図中の符号の１３はニッケル−リン／ニッケル−リンの接合部であり、この分が溶接面積を拡大している分である。
（第３の実施の形態）
図７は、この発明の第３の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。上側金属板３側に無電解ニッケル−リンめっき膜９を被覆し、上側金属板３と対向する下側金属板１の表面には銅の素地が出ている状態である。
【００３２】
この場合においても、溶接した無電解ニッケル−リンめっき膜９が、下側金属板１の表面に濡れ広がることにより接合され、図１で示した第１実施例と同様の効果（溶接面積の拡大とスパッタ発生なし）が得られる。第３実施例においては、上側金属板３に対向する下側金属板１の表面のみが銅の素地が露出した状態を示したが、下側金属板１のその他の面も銅の素地が露出していてもよい。
【００３３】
尚、図中の符号の１４はニッケル−リン／銅の接合部であり、この分が溶接面積を拡大している分である。
（第４の実施の形態）
図８は、この発明の第４の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。上側金属板３の表面に電解ニッケルめっき８を形成し，下側金属板１の表面に無電解ニッケル−リンめっき９を形成した場合である．この場合はスパッタ６の発生はあるが、溶接面積の拡大が得られる。
【００３４】
尚、図中の符号の１５はニッケル／ニッケル−リンの接合部であり、この分が溶接面積を拡大している分である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の第１の実施の形態のレーザ溶接部材、及びレーザ溶接方法の手順を説明する図であり、（ａ）および（ｂ）は工程順に示した要部製造工程図である。
【図２】レーザ溶接後のレーザ溶接部材の構成図であり、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した溶接部の平面図、（ｃ）は（ａ）のＢ部拡大図である。
【図３】レーザピークパワーと溶接面積の関係を示す図である。
【図４】レーザ光のパルス幅と溶接部の深さの関係を示す図である。
【図５】溶接深さが進行して行く様子を模式的に示した図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。
【図７】この発明の第３の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。
【図８】この発明の第４の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。
【図９】従来のレーザ溶接部材の構成図であり、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した溶接部の平面図、（ｃ）は（ａ）のＣ部拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 下側金属板
２、４ 金属膜
３ 上側金属板
５ 溶接部
６ スパッタ
７、１１ 銅／銅の溶接部の切断面
８ 電解ニッケルめっき膜
９ 無電解ニッケル−リンめっき膜
１２ ニッケル−リン／ニッケルの接合部
１２ａ ニッケル−リン／ニッケルの接合部の切断面
１３ ニッケル−リン／ニッケル−リンの接合部
１４ ニッケル−リン／銅の接合部
１５ ニッケル／ニッケル−リンの接合部
２０ 隙間
３０ ＹＡＧレーザ
４１ Ｘ−Ｙステージ
４２ 照射ユニット
４３ 加圧治具
Ｓ１ 銅／銅の溶接部の切断面の面積
Ｓ２ ニッケル−リン／ニッケルの接合部の切断面の面積
【技術分野】
【０００１】
この発明は、重ね合わされた二枚の金属板をレーザ溶接により接合するレーザ溶接部材およびレーザ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９はレーザ溶接後の従来のレーザ溶接部材の構成図であり、同図（ａ）は要部断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線で切断した溶接部の平面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＣ部拡大図である。
図９（ａ）において、下側金属板１の上面に上側金属板３を重ねたレーザ溶接部材に、所定荷重を負荷した状態で図示しないレーザ光を上側金属板３の上面より所定時間照射することにより、下側金属板１と上側金属板３とが溶接部５によって接合される。
【０００３】
ここで、下側金属板１及び上側金属板３の材質としては、銅または銅合金が用いられる。図９（ａ）には、下側金属板１の全表面に金属膜２を設けた例を示した。金属膜２の材質としては、下側金属板１の酸化防止のために電解ニッケルめっき膜が用いられている。また、上側金属板３の全表面には、やはり上側金属板３の酸化防止及びレーザ吸収率の向上目的で電解ニッケルめっき膜が用いられている。
【０００４】
図示しないレーザ光が上側金属板３表面を被覆した金属膜４（電解ニッケルめっき膜）に吸収され、熱エネルギーに変換されることにより、金属膜４および母材の上側金属板３（銅または銅合金）が溶融し、レーザ照射を継続することによって時間とともに溶融部５が深さ方向に進行していき、図９（ａ）に示したような溶接部５が得られる。
レーザパワーが低くレーザ照射時間が短い場合、溶接部５の深さが下側金属板１まで到達できず、未接合状態となる。レーザパワーが高くレーザ照射時間が長い場合には、溶接部５が下側金属板１を貫通し、穴あき状態となるため接合強度の不足を招いてしまう。
【０００５】
このため、レーザ溶接時におけるレーザパワーとレーザ照射時間は適切な範囲で管理する必要がある。レーザ溶接のスポット点数は、必要とする強度や電気抵抗から算出し、決めることができるが、工数の面から、なるべく１点あたりの溶接面積は大きくしてスポット点数を削減することが工程上望ましい。
しかしながら、溶接点数削減のために、１点あたりの溶接面積Ｓ１（図９（ｂ）参照）を大きくしようとした場合、レーザパワーを高く、レーザ照射時間を長くする必要があり、図９（ａ）に示したように、入熱過多の状態となって溶接部５の一部がスパッタ６（溶融金属が飛散したもの）が生じてしまう。本構成を電子機器類の接合方法として用いた場合、飛散したスパッタ６により、回路の焼損や絶縁不良を引き起こしてしまうという課題がある。
【０００６】
また、上側金属板３として厚さ０．５ｍｍ以上の銅板を用いる場合、大きなレーザパワーが必要となり、さらにスパッタが発生しやすいという問題がある。
尚、図９（ｃ）に示すように、溶接部５の外側では金属膜２、４を前記のように電解ニッケルめっき膜で形成した場合は溶接部５の銅より融点が高いために隙間２０（未溶接部）ができる。
【０００７】
また、レーザ溶接部材表面の金属膜４として厚さ１０μｍの無電解めっき膜を形成する技術が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００８−２８２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記したように、レーザ溶接部材の母材の表面を電解ニッケルめっき膜で被覆し、十分な溶接強度を得るためにレーザパワーを大きくすると、入熱過多の状態となってスパッタ６が生じ、また母材に穴が開いてしまう。スパッタ６の発生は上側金属板３として厚い銅板を用いる場合に顕著である。また、溶接強度を増大する観点から溶接面積の拡大が必要となるが、前記の電解ニッケルめっき膜の場合では電解ニッケルめっき膜同士の接合部がなく銅同士の接合部７のみとなるため銅同士の溶接面積以上に溶接面積を大きくすることはできない。
【０００９】
また、金属膜４として無電解めっき膜を用いる場合も、電解ニッケルめっき膜の場合に比べ割合は小さいがスパッタが発生し、良質な溶接を行うことが困難であった。
この発明の目的は、前記の課題を解決して、スパッタ発生の防止や溶接面積の拡大ができるレーザ溶接部材およびレーザ溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせてなるレーザ溶接部材において、前記第１の金属板の少なくともレーザ照射面に第１の金属板の融点よりも高い融点を有する金属膜を備える構成とする。
また、第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせてなるレーザ溶接部材をレーザ溶接する方法において、前記第１の金属板の少なくともレーザ照射面に第１の金属板の融点よりも高い融点を有する金属膜を被覆する工程と、前記第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせ、加圧治具で第１の金属板と第２の金属板を押さえて密着させる工程と、レーザ光を前記金属膜及び第１の金属板に照射してレーザ溶接する工程と、を有するレーザ溶接方法とする。
【００１１】
また、前記第１の金属板及び第２の金属板の材質が銅もしくは銅合金であり、前記金属膜が無電解ニッケル−リンめっき膜であるとよい。
また、前記無電解ニッケル−リンめっき膜の融点が９００℃〜１４２５℃であるとよい。
また、前記無電解ニッケル−リンめっき膜のリンの含有量が１重量％〜４重量％であるとよい。
【００１２】
また、前記無電解ニッケル−リンめっき膜の膜厚が１μｍ〜８μｍであるとよい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、金属板（銅または銅合金）のレーザ照射面に、金属板より高い融点を有する金属膜（無電解ニッケルーリンめっき膜）を備えるレーザ溶接部材とすることで、スパッタの発生が無いレーザ溶接が可能となる。
また、無電解ニッケル−リンめっき膜の融点を９００℃〜１４２５℃とすることにより、スパッタの発生が無いレーザ溶接が可能となることに加え、スポットレーザ溶接１点あたりの溶接面積を大きくでき溶接強度の増大を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を図１〜８に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、この発明の第１の実施の形態に係るレーザ溶接部材とレーザ溶接方法の手順を示す図であり、同図（ａ）および同図（ｂ）は工程順に示した要部製造工程図である。
図１（ａ）において、レーザ溶接部材は上側金属板３（第１の金属板）と下側金属板１（第２の金属板）を重ね合わせたものである。上側金属板３の表面には、ＹＡＧレーザ光３０を照射する面と下側金属板１に対向する面を含め、無電解ニッケル−リンめっき膜９が被覆される。下側金属板１の表面には、上側金属板３に対向する面を含め、電解ニッケル膜８が被覆される。
【００１５】
下側金属板１及び上側金属板３は銅または銅合金である。銅、銅合金としては、無酸素銅、黄銅、リン青銅が好ましく、これらの融点は９００℃〜１０８４℃である。下側金属板１の厚さは１ｍｍ、上側金属板３の厚さは０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。
無電解ニッケル−リンめっき膜９及び電解ニッケルめっき膜８の厚さは１μｍ〜８μｍの範囲とするのが良く、好ましくは３μｍ〜６μｍとするのが良い。１μｍ未満では、膜厚が薄すぎて被覆した効果がなくなる。また８μｍを超えても効果があまり変わらなく、被覆するためのコストが増大するだけである。また、無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を、銅または銅合金より高い、９００℃〜１４２５℃とすることが重要である。特に銅の場合は１０８４℃〜１４２５℃が好ましい。めっき膜９は１重量％〜４重量％のリンを含有する。
【００１６】
次に上記レーザ溶接部材をレーザ溶接する方法を説明する。
図１（ａ）に示すように、まず、上側金属板３（第１の金属板）と下側金属板１（第２の金属板）を重ね合わせたレーザ溶接部材を用意する。上側金属板３の表面には無電解ニッケル−リンめっき膜９を被覆し、下側金属板１の表面には電解ニッケル膜８を被覆しておく。上記のとおり無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を、上側金属板３の融点より高くすることが重要である。
【００１７】
続いて図１（ｂ）に示すように、ＸＹステージ４１上にレーザ溶接部材を乗せる。照射ユニット４２に内蔵されたＣＣＤカメラ画像により、上側金属板３を被覆している無電解ニッケル−リンめっき膜９の表面に目視で焦点を合わせる。照射ユニット４２はこの図示しないＺ軸テーブルに固定されており、Ｚ軸テーブルを上下動させることにより、焦点合わせを行う。そして、加圧治具４３により、上側金属板３上面から所定圧力を負荷し、レーザ溶接部材を密着させる。加圧治具４３としては例えば先端が二股に分かれたピンセットのような形状をしている治具を用いることができる。この状態で上側金属板３を被覆している無電解ニッケル−リンめっき膜９表面にＹＡＧレーザ光３０を所定パワー照射してレーザ溶接を行う。
【００１８】
レーザ光は、ＹＡＧレーザ光３０に限らず、波長０．１９μｍ〜１０．６４μｍのレーザ光であれば使用できる。０．１９μｍ未満では、エネルギーが高すぎまた、レーザ光の浸透深さが浅すぎるのでスパッタが発生し易くなる。１０．６４μｍを超えるとエネルギーが弱すぎて溶融させることが困難になる。
上側金属板３に銅を用いる場合、ＹＡＧレーザ光３０の基本波（１０６４ｎｍ）における吸収率が１０％程度と低いが、無電解ニッケル−リンめっき膜９は２９％程度であり溶接性を向上することができる。下側金属板１は直接ＹＡＧレーザ光３０が照射されないため、めっき処理無し状態でもよいが、酸化防止目的で全面に電解ニッケルめっき膜８を被覆することが望ましい。
【００１９】
図２は、レーザ溶接後のレーザ溶接部材の構成図であり、同図（ａ）は要部断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線で切断した溶接部の平面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＢ部拡大図である。Ａ−Ａ線は無電解ニッケル−リンめっき膜９と電解ニッケルめっき膜８の接触界面に位置する。
図２（ａ）に示すように、無電解ニッケル−リンめっき膜９に照射されたＹＡＧレーザのエネルギーは熱エネルギーに変換され、溶接部５が形成される。本発明の無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点は９００℃〜１４２５℃であり、電解ニッケルめっき膜の融点より上側金属板３と下側金属板１の融点に近い。このため、溶接部５の周囲の無電解ニッケル−リンめっき膜９も、融点を超えた領域が溶融し、下側の電解ニッケル−リンめっき膜８と接合される（符号１２参照）。
【００２０】
このように、上側金属板３のレーザ照射面に加え下側金属板１に対向する面にも、これらの金属板の融点よりもわずかに高い融点を有する無電解ニッケル−リンめっき膜９を被覆することにより、上側金属板３と下側金属板１との溶接部近傍に無電解ニッケル−リンめっき膜９と電解ニッケルめっき膜８のニッケル同士の接合部１２が形成される。図９に示すように銅の融点より４００℃程度高い融点を有する電解ニッケルめっきの金属膜２、４を被覆した場合に比べ、ニッケル同士の接合部１２の分だけ溶接面積を大きくすることが可能となる。
【００２１】
この様子を図２（ｂ）により説明すると、銅の母材同士が接合された部分の切断面１１の周囲に、ニッケルめっき膜同士の接合部１２（無電解ニッケル−リンめっき膜９と電解ニッケルめっき膜８の接合部）の切断面１２ａがあり、溶接面積は銅／銅の溶接部５の切断面１１の面積Ｓ１とニッケル−リン／ニッケルの接合部１２の切断面１２ａの面積Ｓ２を合わせた面積となる。一方、図９に示した従来のレーザ溶接部材の構成（金属膜２、４が電解ニッケルめっき膜の場合）の溶接面積はＳ１のみとなるので、本発明のレーザ溶接部材の方が図９より溶接面積が大きくなる。
（実験例）
図３は、この溶接面積とレーザピークパワーとの関係を示す図である。レーザ溶接部材として、下側金属板１に電解ニッケルめっき膜８を被覆したものと、上側金属板３に無電解ニッケル−リンめっき膜８を被覆したものを重ね合わせた試料を用意した。また、比較のため、無電解ニッケル−リンめっき膜８に代え、電解ニッケルめっき膜を形成した試料を用意した。これらの試料にレーザピークパワーを変えてＹＡＧレーザ溶接（波長１０６４ｎｍ）を実施し、溶接面積を測定した。
【００２２】
無電解ニッケル−リンめっき膜の厚さおよび電解ニッケルめっき膜の厚さは５μｍ±１μｍとした。無電解ニッケル−リンめっき膜におけるリンの含有率は約７％程度であり、その融点は約８９０℃である。また、下側金属板１と上側金属板３は無酸素銅（Ｃ１０２０Ｐ）とし、下側金属板１の母材厚さを１．０ｍｍ、上側金属板３の母材厚さを０．５ｍｍとした。
【００２３】
用いたＹＡＧレーザ照射ユニットの焦点距離は７０ｍｍ、ファイバコア径はφ０．４ｍｍ、焦点はずしは無し（上側金属板３表面に焦点を結ぶように焦点位置（照射ユニット高さ）を調節）、レーザピークパワーは３．５ｋＷ〜６．０ｋＷ、照射エネルギーは１００Ｊ固定とした。
図３から明らかなように、上側金属板３に電解ニッケルめっき膜を被覆した場合よりも、無電解ニッケル−リンめっき膜を被覆した場合の方が、同じレーザピークパワーであっても溶接面積を大きくすることができた。
【００２４】
下側金属板１までＹＡＧレーザが貫通しない条件（レーザピークパワー４．０ｋＷ〜５．０ｋＷ）で、上側金属板３に電解ニッケルめっき膜を形成した場合の溶接面積Ｓ１（図２（ｂ）参照）に比べ、無電解ニッケル−リンめっき膜を被覆した場合の溶接面積（Ｓ１＋Ｓ２）の方が約３倍の溶接面積を得ることができた。
溶接面積が増大したことより、例えば、従来３０点のスポットレーザ溶接を行っていた箇所を１０点まで減らすことが可能となり、工数を１／３に削減することができる。
【００２５】
また、上側金属板３に電解ニッケルめっき膜を被覆した場合には、評価した３．５ｋＷ〜６．０ｋＷのレーザピークパワー全域で溶接時にスパッタ（溶融状態の金属が飛散したもの）が発生した。これに対し、上側金属板３に無電解ニッケル−リンめっき膜を被覆した場合、スパッタの発生率は３％程度となった。
ニッケルめっき膜を電解ニッケルめっき膜から無電解ニッケルめっき膜に変えたことにより、溶接面積の拡大とスパッタ発生の抑制を図ることができる。これは、ニッケルめっき膜の低融点化（電解ニッケルめっき膜の融点は１４５０℃であるが、無電解ニッケル−リンめっき膜の融点は８９０℃である。）による効果である。
【００２６】
このようにスパッタ発生が防止されるメカニズムを図４及び図５を用いて説明する。
図４は、レーザ光のパルス幅と溶接部の深さの関係を示す図である。レーザ溶接部材として上記実験例と同じ試料を用いた。レーザピークパワーは５．５ｋＷでパルス幅は１ｍｓから６ｍｓの矩形波パルスのＹＡＧレーザ光３０である。電解ニッケルめっき膜の場合は溶接部５の深さが短時間で深くなるのに対して、無電解ニッケル−リンめっき膜では溶接部５の深さが深くなるのに時間がかる。
【００２７】
図５は、溶接深さが進行して行く様子を模式的に示した図である。レーザ照射面に電解ニッケルめっき膜又は無電解ニッケル−リンめっき膜を形成した場合を示す。電解ニッケルめっき膜８の場合、Ａの段階では、めっき面８に照射されたＹＡＧレーザ光３０はこの面で吸収されて熱エネルギーに変換されて、Ｂの段階では、めっき膜８の溶接に至る。めっき膜８の融点は１４５０℃であり、めっき膜８下部の母材である銅３の融点は１０８４℃であるため、Ｃの段階では、ＹＡＧレーザ光３０が照射されて表面のめっき層８が溶融した途端に下地の金属板３（銅）は溶融状態にあると推測される。また、銅の融点付近におけるレーザ（ＹＡＧレーザ）吸収率は２８％程度になるので、Ｄの段階では、ＹＡＧレーザ光３０を十分に吸収できるためキーホールが形成されるのが速く、パルス幅１ｍｓから４ｍｓの間で溶け込みが深くなりスパッタ６が発生したと考えられる。
【００２８】
一方、無電解ニッケル−リンめっき膜９の場合、Ａの段階で、めっき面に照射されたＹＡＧレーザ光３０はめっき膜９で吸収され、Ｂの段階で、めっき膜９の融点８９０℃に達すると溶融する。しかしながら下地の金属板３（銅）の融点が１０８４℃であるために、表面の無電解ニッケル−リン膜９が溶融しても下地の銅は固体であり、Ｃの段階では、この固体の銅（吸収率９．１％）にＹＡＧレーザ光３０が照射されると溶融の進行速度が低下する。Ｄの段階では、パルス幅のある閾値を超えるとキーホール型の溶け込みが形成される。このＤの段階に至るまでの時間（閾値）は図から４ｍｓ程度後であるものと推測できる。
【００２９】
したがって、電解ニッケルめっき膜の場合には溶け込みが初期段階から急激に起きるためスパッタ６が発生し、無電解ニッケル−リンめっき膜の場合は時間をかけて溶け込みが進行するためスパッタ６の発生が抑えられるものと推測される。
このように、無電解ニッケル−リンめっき膜を用いることにより溶接の品質を向上できたが、本発明者はさらにスパッタの発生を防止するため検討を行った。
【００３０】
その結果、無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を銅からなる上側金属板３より高くし、さらに膜厚を１〜８μｍとすることにより、スパッタの発生率をさらに低減できることを見出した。すなわち、銅の融点（１０８４℃）に対し、無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を１０８４℃〜１４２５℃とすることにより、溶接面積を小さくすることなく、スパッタを防止することができる。無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を上記範囲するにはリンの含有率を１ｗｔ％〜４ｗｔ％とすればよい。
【００３１】
無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点を上側金属板３より高くすることによりスパッタが防止されるメカニズムは以下のように推測される。
すなわち、母材である上側金属板３の融点より無電解ニッケル−リンめっき膜９の融点が低いと、母材より先にめっき膜が溶け、銅の表面にレーザが当って溶接が進行する。このとき銅から金属蒸気が発生し周辺の溶けためっき膜が飛び散りスパッタとなる。これに対し、めっき膜の融点が母材の融点より高ければ、銅が溶け蒸気が発生しても、めっき膜の溶融物の粘度が高いのでスパッタは起きにくいと推測される。
（第２の実施の形態）
図６は、この発明の第２の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。上側金属板及び下側金属板の両方ともに無電解ニッケル−リンめっき膜９を被覆した場合である。この場合も図１で示した第１実施例と同様の効果（溶接面積の拡大とスパッタ発生なし）が得られる。尚、図中の符号の１３はニッケル−リン／ニッケル−リンの接合部であり、この分が溶接面積を拡大している分である。
（第３の実施の形態）
図７は、この発明の第３の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。上側金属板３側に無電解ニッケル−リンめっき膜９を被覆し、上側金属板３と対向する下側金属板１の表面には銅の素地が出ている状態である。
【００３２】
この場合においても、溶接した無電解ニッケル−リンめっき膜９が、下側金属板１の表面に濡れ広がることにより接合され、図１で示した第１実施例と同様の効果（溶接面積の拡大とスパッタ発生なし）が得られる。第３実施例においては、上側金属板３に対向する下側金属板１の表面のみが銅の素地が露出した状態を示したが、下側金属板１のその他の面も銅の素地が露出していてもよい。
【００３３】
尚、図中の符号の１４はニッケル−リン／銅の接合部であり、この分が溶接面積を拡大している分である。
（第４の実施の形態）
図８は、この発明の第４の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。上側金属板３の表面に電解ニッケルめっき８を形成し，下側金属板１の表面に無電解ニッケル−リンめっき９を形成した場合である．この場合はスパッタ６の発生はあるが、溶接面積の拡大が得られる。
【００３４】
尚、図中の符号の１５はニッケル／ニッケル−リンの接合部であり、この分が溶接面積を拡大している分である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の第１の実施の形態のレーザ溶接部材、及びレーザ溶接方法の手順を説明する図であり、（ａ）および（ｂ）は工程順に示した要部製造工程図である。
【図２】レーザ溶接後のレーザ溶接部材の構成図であり、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した溶接部の平面図、（ｃ）は（ａ）のＢ部拡大図である。
【図３】レーザピークパワーと溶接面積の関係を示す図である。
【図４】レーザ光のパルス幅と溶接部の深さの関係を示す図である。
【図５】溶接深さが進行して行く様子を模式的に示した図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。
【図７】この発明の第３の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。
【図８】この発明の第４の実施の形態のレーザ溶接部材の溶接部の要部断面図である。
【図９】従来のレーザ溶接部材の構成図であり、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した溶接部の平面図、（ｃ）は（ａ）のＣ部拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 下側金属板
２、４ 金属膜
３ 上側金属板
５ 溶接部
６ スパッタ
７、１１ 銅／銅の溶接部の切断面
８ 電解ニッケルめっき膜
９ 無電解ニッケル−リンめっき膜
１２ ニッケル−リン／ニッケルの接合部
１２ａ ニッケル−リン／ニッケルの接合部の切断面
１３ ニッケル−リン／ニッケル−リンの接合部
１４ ニッケル−リン／銅の接合部
１５ ニッケル／ニッケル−リンの接合部
２０ 隙間
３０ ＹＡＧレーザ
４１ Ｘ−Ｙステージ
４２ 照射ユニット
４３ 加圧治具
Ｓ１ 銅／銅の溶接部の切断面の面積
Ｓ２ ニッケル−リン／ニッケルの接合部の切断面の面積
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせてなるレーザ溶接部材において、前記第１の金属板の少なくともレーザ照射面に第１の金属板の融点より高い融点を有する金属膜を備えることを特徴としたレーザ溶接部材。
【請求項２】
前記第１の金属板及び第２の金属板の材質が銅もしくは銅合金であり、前記金属膜が無電解ニッケル−リンめっき膜であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接部材。
【請求項３】
前記無電解ニッケル−リンめっき膜の融点が９００℃〜１４２５℃であることを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接部材。
【請求項４】
前記無電解ニッケル−リンめっき膜のリンの含有量が１重量％〜４重量％であることを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接部材。
【請求項５】
前記無電解ニッケル−リンめっき膜の膜厚が１μｍ〜８μｍであることを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接部材。
【請求項６】
第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせてなるレーザ溶接部材をレーザ溶接する方法において、前記第１の金属板の少なくともレーザ照射面に第１の金属板の融点より高い融点を有する金属膜を被覆する工程と、前記第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせ、加圧治具で第１の金属板と第２の金属板を押さえて密着させる工程と、レーザ光を前記金属膜及び第１の金属板に照射してレーザ溶接する工程と、を有することを特徴とするレーザ溶接方法。
【請求項７】
前記第１の金属板及び第２の金属板の材質が銅もしくは銅合金であり、前記金属膜が無電解ニッケル−リンめっき膜であることを特徴とする請求項６に記載のレーザ溶接方法。
【請求項８】
前記無電解ニッケル−リンめっき膜のリンの含有量が１重量％〜４重量％であることを特徴とする請求項７に記載のレーザ溶接方法。
【請求項９】
前記無電解ニッケル−リンめっき膜の膜厚が１μｍ〜８μｍであることを特徴とする請求項７に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１０】
前記レーザ光の波長が０．１９μｍ〜１０．６４μｍであることを特徴とする請求項６に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１１】
前記第１の金属板及び第２の金属板の厚さが０．３ｍｍ〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１】
第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせてなるレーザ溶接部材において、前記第１の金属板の少なくともレーザ照射面に第１の金属板の融点より高い融点を有する金属膜を備えることを特徴としたレーザ溶接部材。
【請求項２】
前記第１の金属板及び第２の金属板の材質が銅もしくは銅合金であり、前記金属膜が無電解ニッケル−リンめっき膜であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接部材。
【請求項３】
前記無電解ニッケル−リンめっき膜の融点が９００℃〜１４２５℃であることを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接部材。
【請求項４】
前記無電解ニッケル−リンめっき膜のリンの含有量が１重量％〜４重量％であることを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接部材。
【請求項５】
前記無電解ニッケル−リンめっき膜の膜厚が１μｍ〜８μｍであることを特徴とする請求項２に記載のレーザ溶接部材。
【請求項６】
第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせてなるレーザ溶接部材をレーザ溶接する方法において、前記第１の金属板の少なくともレーザ照射面に第１の金属板の融点より高い融点を有する金属膜を被覆する工程と、前記第１の金属板と第２の金属板を重ね合わせ、加圧治具で第１の金属板と第２の金属板を押さえて密着させる工程と、レーザ光を前記金属膜及び第１の金属板に照射してレーザ溶接する工程と、を有することを特徴とするレーザ溶接方法。
【請求項７】
前記第１の金属板及び第２の金属板の材質が銅もしくは銅合金であり、前記金属膜が無電解ニッケル−リンめっき膜であることを特徴とする請求項６に記載のレーザ溶接方法。
【請求項８】
前記無電解ニッケル−リンめっき膜のリンの含有量が１重量％〜４重量％であることを特徴とする請求項７に記載のレーザ溶接方法。
【請求項９】
前記無電解ニッケル−リンめっき膜の膜厚が１μｍ〜８μｍであることを特徴とする請求項７に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１０】
前記レーザ光の波長が０．１９μｍ〜１０．６４μｍであることを特徴とする請求項６に記載のレーザ溶接方法。
【請求項１１】
前記第１の金属板及び第２の金属板の厚さが０．３ｍｍ〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載のレーザ溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−８２６７３（Ｐ２０１０−８２６７３Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５６６６９（Ｐ２００８−２５６６６９）
【出願日】平成２０年１０月１日（２００８．１０．１）
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１日（２００８．１０．１）
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
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