[發明專利]一種雙激光束復合焊接裝置與復合焊接方法

無效

• 申請號: 201110308842.X
• 申請日: 2011-10-12
• 公開（公告）號: CN102500919A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 盧國杰
• 申請（專利權）人: 深圳市聯贏激光股份有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/06
• 代理公司: 廣東國欣律師事務所 44221
• 代理人: 李瑛

技術領域

本發明涉及激光焊接，特別是涉及一種雙激光束復合焊接裝置與復合焊接方法。?

背景技術

常用的單激光束焊接，例如通過柔性光纖將使用釹(ND)為激發元素的釔鋁石榴石晶棒(ND:YAG)產生的連續單一波長光束連接到激光加工頭，其激光焊接光斑小，焊件位置要求非常精確，務必在激光束的聚焦范圍內，且對母材焊接端面接口要求高，否則，易產生錯位和焊接不連續。由于常溫下金屬材料對波長為1.06μm的YAG激光吸收效率和能量轉換效率太低，因此，焊接熔深比較低，焊接速度比較慢，易導致工件在焊接過程中出現氣孔和脆化即焊接裂紋，尤其是對高反射性及高導熱性材料如鋁、銅及其合金焊接比較困難。采用其它熱源與激光進行復合焊接的工藝，例如激光與電弧復合焊接、激光與等離子弧復合焊接、激光與感應熱源復合焊接、雙激光束焊接以及多光束激光焊接等，可以在一定程度上消除或減少上述單激光束焊接的缺陷。現有雙激光束焊接裝置與復合焊接方法種類較多，性能不一，都有待于改進與完善。?

發明內容

本發明所要解決的一個技術問題是彌補上述現有技術的不足，提供一種雙激光束復合焊接裝置。?

本發明所要解決的另一個技術問題是彌補上述現有技術的不足，提供一種雙激光束復合焊接方法。?

本發明的雙激光束復合焊接裝置技術問題通過以下技術方案予以解決。?

這種雙激光束復合焊接裝置，用于對放置在水平焊接工作臺的工件進行焊接加工，包括置于所述工件正上方實時觀查焊接效果的CCD監視器，以及位于所述CCD監視器一側的摻釹釔鋁石榴石晶體(縮寫為ND:YAG)激光束光路，所述ND:YAG激光束光路包括設置在反L型ND:YAG激光?鏡筒體垂直段的ND:YAG準直鏡片、設置在反L型ND:YAG激光鏡筒體轉彎段中與水平工作臺面夾角為45°的第一ND:YAG全反射鏡片。?

這種雙激光束復合焊接裝置的特點是：?

設有半導體激光束光路，其半導體激光束與ND:YAG激光束平行，所述半導體激光束光路包括設置在L型半導體激光鏡筒體垂直段的半導體準直鏡片、設置在L型半導體激光鏡筒體轉彎段中與水平工作臺面夾角為135°的半導體全反射鏡片。?

在所述CCD監視器與所述工件之間還設有設置在垂直型雙激光束鏡筒體的雙激光束光路，所述雙激光束光路自上至下依次是與水平工作臺面夾角為45°的第二ND:YAG全反射鏡片、與水平工作臺面夾角為135°的半導體全反射和ND:YAG全透射組合鏡片，以及與水平工作臺面夾角為0°的半導體和ND:YAG全透射聚集鏡片，所述ND:YAG激光束與所述半導體激光束分別先后通過所述半導體全反射和ND:YAG全透射組合鏡片、半導體和ND:YAG全透射聚集鏡片形成能量聚焦激光束于同一個加工位置對所述工件進行焊接加工。?

所述垂直型雙激光束鏡筒體的上段與所述反L型ND:YAG激光鏡筒體轉彎段連通且封閉為一體，所述第二ND:YAG全反射鏡片與所述第一ND:YAG全反射鏡片設置在同一水平等高處，將所述ND:YAG激光束光路延伸。?

所述垂直型雙激光束鏡筒體的下段與所述L型半導體激光鏡筒體轉彎段連通且封閉為一體，所述半導體全反射和ND:YAG全透射組合鏡片與所述半導體全反射鏡片設置在同一水平等高處，將所述半導體激光束光路延伸。?

由于鏡片玻璃材料對不同波長激光的折射率不同，聚焦后半導體激光的光斑比ND:YAG激光的光斑要大，可以先采用連續半導體激光將工件加工位置的溫度預熱至300±5℃，使其對激光的吸收效率大大提高，再采用脈沖ND:YAG激光對工件同一個加工位置進行焊接加工。?

本發明的雙激光束復合焊接裝置技術問題通過以下進一步的技術方案予以解決。?

所述半導體準直鏡片是表面鍍有半導體激光增透膜的鍍膜鏡片。?

所述ND:YAG準直鏡片是表面鍍有ND:YAG激光增透膜的鍍膜鏡片。?

所述半導體全反射鏡片是表面鍍有入射角為45°的半導體激光全反射膜的鍍膜鏡片。?

所述第一ND:YAG全反射鏡片和所述第二ND:YAG全反射鏡片是表面鍍有入射角為45°的ND:YAG激光全反射膜的鍍膜鏡片。?

所述半導體全反射和ND:YAG全透射組合鏡片是一面鍍有入射角為45°的半導體激光全反射膜和入射角為45°的ND:YAG激光增透膜、且另一面鍍有入射角為45°的ND:YAG激光增透膜的鍍膜鏡片。?

所述半導體和ND:YAG全透射聚集鏡片是表面鍍有半導體激光增透膜和ND:YAG激光增透膜的鍍膜鏡片。?