[發(fā)明專利]一種有色金屬的激光加工裝置及制作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010194911.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN113492261A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志文;孟祥宇;朱學(xué)文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安中科匯纖光電科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/062
• 分類號(hào): B23K26/062;B23K26/064;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種有色金屬的激光加工裝置及制作方法，第一激光器（10）的輸出光纖A（06）與合束器（16）的信號(hào)輸入光纖A（07）熔接于熔接點(diǎn)A（12）；第二激光器（15）的輸出光纖B（13）與合束器（16）的N個(gè)信號(hào)輸入光纖B（11）熔接于熔接點(diǎn)B（14）；合束器（16）的信號(hào)輸出光纖（08）與高能跳線QBH（18）的信號(hào)輸入光纖C（09）熔接于熔接點(diǎn)C（17）；高能跳線QBH（18）和激光加工頭（19）組合成整體。該激光加工裝置及制作方法的提出，既可以實(shí)現(xiàn)單波長（400?700nm或1000?1100nm）激光輸出，也可以實(shí)現(xiàn)雙波長（400?700nm和1000?1100nm）激光的輸出，根據(jù)實(shí)際情況，選擇需要輸出的激光功率和光斑，實(shí)現(xiàn)不同的切割或者焊接需求，比如深熔焊接，熱傳導(dǎo)焊接，激光切割等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光加工領(lǐng)域，尤其涉及一種有色金屬的激光加工裝置及制作方法。

背景技術(shù)

目前現(xiàn)有工業(yè)激光器（紅外波段），主流的有兩大類：半導(dǎo)體激光器和光纖激光器，半導(dǎo)體激光器主流波段為900-1000nm，光纖激光器主流波段為1060-1090nm，激光加工包括很多應(yīng)用，如切割、焊接、熔覆、退火、3D打印等，本發(fā)明主要針對(duì)的是切割和焊接的應(yīng)用場(chǎng)景來論述。

以激光焊接為例，當(dāng)下主流的激光源是915nm或975nm波長附近（以下簡(jiǎn)稱9xxnm）的半導(dǎo)體激光器，也有1070nm或1080nm波長附近的光纖激光器，光纖激光器已經(jīng)成為激光切割領(lǐng)域的最重要的光源。

在激光焊接領(lǐng)域，無論是9xxnm的半導(dǎo)體激光器，還是1080nm的光纖激光器，對(duì)于常見的不銹鋼、碳鋼等都具有很好的焊接效果，焊接的效果主要取決于金屬材質(zhì)對(duì)于激光波長的吸收率，吸收率越高，光-熱的轉(zhuǎn)化越好，金屬更容易融化，帶來的就是焊接效能更高，缺陷少。

但是對(duì)于銅、金這類有色金屬，或者是銅/鋅，銅/鋁這類異種金屬之間的焊接，銅對(duì)于9xx和1080nm的吸收僅有5%，金就更低了，因此在激光加工的時(shí)候?qū)す馄鞯纳舷薰β室蟾撸蟛糠帜芰勘环瓷涠速M(fèi)，不利于控制成本和提高效率，同時(shí)由于吸收率差，在激光焊接的時(shí)候，速度慢，還容易產(chǎn)生焊接缺陷，氣孔，迸濺，焊縫成型不均勻等。

有色金屬材料對(duì)光的吸收率，隨著光波長變短，吸收率相應(yīng)變高。第二激光器（400-700nm）的發(fā)展成為可能，因?yàn)橛猩饘俨牧希热玢~、金等，對(duì)波長400-700nm光的吸收比紅外高7-20倍，對(duì)激光器的功率上限要求低，當(dāng)紅外激光需要10kw的激光功率加工銅或金材料時(shí)，使用波長400-700nm激光器僅需要約1kw的功率即可。

第二激光器（400-700nm）加工發(fā)展成為可能，該激光加工可以分為單波長（400-700nm）激光加工和雙波長激光（400-700nm和800-1100nm）復(fù)合加工。比如焊接，通過特制的激光焊接頭同時(shí)作用于有色金屬，既可以減少激光功率上限，提高焊接效率，又可以增加焊縫韌性，改善表面成型，減少飛濺和氣孔。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種有色金屬的激光加工裝置及制作方法。該激光加工裝置及制作方法的提出，既可以實(shí)現(xiàn)單波長（400-700nm或1000-1100nm）激光輸出，也可以實(shí)現(xiàn)雙波長（400-700nm和1000-1100nm）激光的輸出，根據(jù)實(shí)際情況，選擇需要輸出的激光功率和光斑，實(shí)現(xiàn)不同的切割或者焊接需求，比如深熔焊接，熱傳導(dǎo)焊接，激光切割等。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種有色金屬的激光加工裝置，包括有第一激光器10、第二激光器15、合束器16、高能跳線QBH18和激光加工頭19；其中，第一激光器10的輸出光纖A06與合束器16的信號(hào)輸入光纖A07熔接于熔接點(diǎn)A12；第二激光器15的輸出光纖B13與合束器16的N個(gè)信號(hào)輸入光纖B11熔接于熔接點(diǎn)B14；合束器16的信號(hào)輸出光纖08與高能跳線QBH18的信號(hào)輸入光纖C09熔接于熔接點(diǎn)C17；高能跳線QBH18和激光加工頭19組合成整體。