[發(fā)明專利]激光焊接裝置及其焊接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710439651.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN107335915A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉昊;劉繼國(guó);李淼;雷鵬飛;徐作斌;王瑾;高云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/21
• 分類號(hào): B23K26/21;B23K26/24;B23K26/70
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司44224
• 代理人: 何平

1.一種激光焊接裝置，其特征在于，包括焊接頭，所述焊接頭與傳輸激光束的光纖連通，所述焊接頭包括：

殼體，所述殼體開設(shè)通孔；

分光鏡，設(shè)置于所述通孔內(nèi)，所述分光鏡包括聚焦部及透射部，所述透射部設(shè)置于所述聚焦部的外周緣；及

聚焦鏡，設(shè)置于所述通孔內(nèi)，所述聚焦鏡沿其軸向開設(shè)有貫穿孔，所述聚焦鏡位于所述分光鏡遠(yuǎn)離所述光纖的一側(cè)；

其中，從所述光纖傳輸來的激光束，部分所述激光束經(jīng)過所述聚焦部后形成點(diǎn)形激光束，所述點(diǎn)形激光束穿過所述貫穿孔射出所述殼體外，剩余部分所述激光束經(jīng)過所述透射部后，再經(jīng)過所述聚焦鏡聚焦形成環(huán)形激光束射出所述殼體外。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊接裝置，其特征在于，所述焊接頭還包括準(zhǔn)直鏡，所述準(zhǔn)直鏡設(shè)置于所述通孔內(nèi)，且所述準(zhǔn)直鏡位于分光鏡遠(yuǎn)離所述聚焦鏡的一側(cè)，從所述光纖傳輸來的激光束，經(jīng)過所述準(zhǔn)直鏡后，形成平行激光束。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊接裝置，其特征在于，所述焊接頭還包括調(diào)光鏡，所述調(diào)光鏡設(shè)置于所述通孔內(nèi)，所述調(diào)光鏡沿其軸向開設(shè)有連通孔，且所述調(diào)光鏡位于所述分光鏡與所述聚焦鏡之間，所述點(diǎn)形激光束穿過所述連通孔及所述貫穿孔射出所述殼體外，穿過所述透射部出來的激光束經(jīng)過所述調(diào)節(jié)鏡偏轉(zhuǎn)之后，再經(jīng)過所述聚焦鏡聚焦形成環(huán)形激光束射出所述殼體外。

4.一種如權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述激光焊接裝置的焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

將所述激光焊接裝置設(shè)置于工件表面的上方，調(diào)節(jié)焊接頭與所述工件表面的距離；

通過點(diǎn)形激光束熔融所述工件形成熔池，通過環(huán)形激光束加熱所述熔池之外的所述工件，以擴(kuò)大所述熔池；

控制所述焊接頭按預(yù)設(shè)焊接速度沿預(yù)設(shè)焊接方向移動(dòng)，所述環(huán)形激光束預(yù)熱所述工件以及加熱所述熔池。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接裝置還包括保護(hù)結(jié)構(gòu)，所述保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述焊接頭上，所述通過點(diǎn)形激光束熔融所述工件形成熔池的步驟之前還包括：

所述保護(hù)結(jié)構(gòu)向所述工件噴射保護(hù)氣體。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述聚焦部的焦點(diǎn)位置可調(diào)節(jié)，所述聚焦鏡的焦點(diǎn)位置可調(diào)節(jié)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述點(diǎn)形激光束的功率為所述環(huán)形激光束功率的1～1.5倍。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)焊接速度為150mm/s-300mm/s。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述環(huán)形激光束在所述工件上形成的環(huán)形光斑的內(nèi)徑，與所述點(diǎn)形激光束在所述工件上形成的圓形光斑的直徑的差值為0.1～0.3mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述點(diǎn)形激光束的焦平面位于所述工件表面的上方，所述環(huán)形激光束的焦平面位于所述工件表面的下方。