[發明專利]一種激光焊接裝置及其焊接方法

在審

• 申請號: 202011268896.3
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112276362A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 賀亞龍;張楠;張孟雄
• 申請（專利權）人: 深圳市杰普特光電股份有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/08;B23K26/06;B23K26/0622;B23K26/70
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張洋

本發明提供一種激光焊接裝置及其焊接方法，屬于激光焊接技術領域，該方法包括激光器根據焊接時間段輸出頻率變化的激光，激光按預設路徑掃描待焊接金屬。在不同的焊接時間段，輸出不同頻率的激光，激光頻率隨著焊接時間段改變，使作用在待焊接金屬上的激光能量隨之變化，激光能量和焊接所需的能量基本相等，避免因激光能量過剩導致的待焊接金屬變形，同時，還避免待焊接金屬內部產生應力，降低待焊接金屬變形的幾率，提高焊接質量。

技術領域

本發明涉及激光焊接技術領域，具體而言，涉及一種激光焊接裝置及其焊接方法。

背景技術

激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。隨著工業的發展，激光焊接越來越廣泛地應用于金屬焊接領域。

但現有的激光金屬焊接技術，受其激光與材料作用時間(即脈沖寬度ms量級)影響，容易導致能量過大，產生較大的熱效應，會使得多余的能量繼續作用在金屬物質上，持續對焊接材料產生沖擊和使金屬液態化，導致金屬物質產生形變，當一個激光脈沖停止時，液態化的金屬冷卻凝結成固態時，在固態金屬內部又會產生應力，導致形變更加嚴重。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光焊接裝置及其焊接方法，能有效降低焊接后金屬變形的幾率，提高焊接質量。

本發明的實施例是這樣實現的：

本發明實施例的一方面提供一種激光焊接方法，其包括激光器根據焊接時間段輸出頻率變化的激光，激光按預設路徑掃描待焊接金屬。

可選地，激光器根據焊接時間段輸出頻率變化的激光，激光按預設路徑掃描待焊接金屬包括：在第一焊接時間段內，激光器輸出第一頻率的激光；其中，第一焊接時間段為0～20ms，第一頻率為20KHz～40KHz；在第二焊接時間段內，激光器輸出第二頻率的激光；其中，第二焊接時間段為20ms～80ms，第二頻率為30KHz～100KHz；在第三焊接時間段內，激光器輸出第三頻率的激光；其中，第三焊接時間段為80ms～100ms，第三頻率為10KHz～30KHz。

可選地，激光器根據焊接時間段輸出頻率變化的激光，激光按預設路徑掃描待焊接金屬包括：在第一焊接時間段內，激光加速至200mm/s～1000mm/s掃描；在第二焊接時間段內，激光以200mm/s～1000mm/s勻速掃描；在第三焊接時間段內，激光從200mm/s～1000mm/s減速至0掃描。

可選地，激光器連接有振鏡，振鏡連接有驅動器；激光器根據焊接時間段輸出頻率變化的激光，激光按預設路徑掃描待焊接金屬包括：驅動器控制振鏡運動，振鏡帶動通過振鏡的激光運動掃描。

可選地，振鏡沿激光器的出射方向還連接有聚焦透鏡，激光依次經振鏡和聚焦透鏡出射；激光器根據焊接時間段輸出頻率變化的激光，激光按預設路徑掃描待焊接金屬包括：激光沿預設路徑掃描，在預設路徑上依次形成多個相互連接的圓形光斑；其中，圓形光斑的直徑為20um～100um，多個圓形光斑的間距為圓形光斑的直徑的1/1000倍～1/20倍。

可選地，在激光器根據焊接時間段輸出頻率變化的激光，激光按預設路徑掃描待焊接金屬之前，方法還包括：調整激光的脈寬范圍在2ns～350ns之間。

可選地，在激光器根據焊接時間段輸出頻率變化的激光，激光按預設路徑掃描待焊接金屬之前，方法還包括：調整激光的波長為1064nm。

本發明實施例的另一方面提供一種激光焊接裝置，其包括激光器和與激光器連接的控制器，控制器控制激光器根據焊接時間段出射頻率變化的激光，并使激光按預設路徑掃描待焊接金屬。

可選地，激光器還連接振鏡，振鏡連接有驅動器，驅動器和控制器電連接，通過控制器控制驅動器，以驅動振鏡運動，以使激光器出射的激光經振鏡后運動。

可選地，振鏡沿激光器的出射方向還連接有聚焦透鏡，以使激光依次經振鏡和聚焦透鏡后出射。