[發明專利]一種對玻璃的透明度可控的激光復合焊接裝置及方法

有效

• 申請號: 201910060979.4
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109702343B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 郭亮;張鑫;張慶茂;王昊
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: B23K26/324
• 分類號: B23K26/324;B23K26/211;B23K26/082
• 代理公司: 廣州容大知識產權代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本發明具體公開了一種對玻璃的透明度可控的激光復合焊接裝置，包括：用于產生激光束的激光器、用于傳導激光束的光學傳導器、用于對激光束進行聚焦的振鏡掃描器和用于固定重疊的玻璃焊接件的夾具；產生于激光器的激光束通過所述光學傳導器和振鏡掃描器到達固定于夾具的玻璃焊接件。本發明又公開了一種對玻璃的透明度可控的激光復合焊接方法，包括：S1，固定若干塊重疊的玻璃焊接件；S2，調焦激光束經光學傳導器傳導至振鏡掃描器；S3，進行聚焦，使調焦激光束聚焦于夾具的一塊玻璃焊接件與另一塊玻璃焊接件的交界面；S4，產生焊接激光束。本發明降低了生產成本及焊接難度，無需光學接觸，能夠獲得透明度可控、損傷小的高質量焊接玻璃。

技術領域

本發明涉及玻璃焊接及激光技術領域，具體涉及一種對玻璃的透明度可控的激光復合焊接裝置及方法。

背景技術

玻璃作為一種耐蝕性和光學特性優良的透明材料，廣泛應用于微機電系統、微流體、光學、生物醫療等行業。實際應用中通常需要兩塊或多塊玻璃連接使用。

傳統的連接方式如粘合膠粘劑，光學接觸和熱處理等。常常因為降解而導致粘合劑缺乏長期穩定性，并且在熱處理的情況下形成熱應力，使得這些方法不適合某些應用。而激光焊接加工精度高、加工過程靈活、焊接質量高，可以精確控制焊接區域，對玻璃力學性能的影響小，是玻璃焊接的重要方法和發展趨勢。

現有的玻璃激光焊接方法主要是使用超短脈沖激光(如皮秒、飛秒激光器)，對玻璃進行無焊料焊接。這種方法使用的焊接設備價格昂貴，焊接時對玻璃表面質量和裝配質量要求高(焊接時要求兩塊玻璃貼合達到光學接觸，兩塊玻璃間距小于λ/4，λ為波長)，并容易對玻璃產生損壞，從而嚴重影響焊接效果。使用超短激光脈沖對玻璃進行焊接時，對玻璃焊接區域的透明度損傷極大，焊接區域透明度下降明顯，甚至有可能得到完全不透明的焊接區域，嚴重影響了玻璃的光學特性。

發明內容

有鑒于此，有必要針對上述的問題，提出一種對玻璃的透明度可控的激光復合焊接裝置及方法，以解決現有玻璃焊接技術的對裝配要求高、焊接損傷大、焊接區域透明度不可控、成本高昂的技術問題。

為實現上述目的，本發明采取以下的技術方案：

一種對玻璃的透明度可控的激光復合焊接裝置，應用于若干塊玻璃焊接件，該激光復合焊接裝置包括：用于產生激光束的激光器、用于傳導激光束的光學傳導器、用于對激光束進行聚焦的振鏡掃描器和用于固定若干塊重疊的玻璃焊接件的夾具；產生于激光器的激光束通過所述光學傳導器和振鏡掃描器到達固定于夾具的玻璃焊接件。

進一步地，所述夾具包括安裝座和至少兩個磁性塊；所述安裝座中部開設有凹陷區或鏤空區；所述玻璃焊接件搭設于所述安裝座上；所述玻璃焊接件的焊接區位于凹陷區或鏤空區上方；各個磁性塊設于所述玻璃焊接件頂面的邊沿部上且位于安裝座上方。

進一步地，所述激光器為連續激光器、毫秒激光器、微秒激光器或納秒激光器。

一種對玻璃的透明度可控的激光復合焊接方法，應用于如上所述的對玻璃的透明度可控的激光復合焊接裝置，該方法包括以下步驟：

S1，通過夾具對若干塊重疊的玻璃焊接件進行固定；

S2，控制激光器產生調焦激光束，所述調焦激光束經光學傳導器傳導至振鏡掃描器；

S3，通過振鏡掃描器對所述調焦激光束進行聚焦，使所述調焦激光束聚焦于固定在夾具的一塊玻璃焊接件與另一塊玻璃焊接件的交界面；

S4，控制激光器產生焊接激光束。

進一步地，于S1之前還包括以下步驟：

S101，清洗待焊接的玻璃焊接件；

S102，烘干清洗后的玻璃焊接件；

S103，對烘干后的一塊玻璃焊接件進行鍍膜；