[發明專利]一種復合激光加工方法及復合激光加工裝置

有效

• 申請號: 202110552789.1
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113199138B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 張衍;高輝;吳澤鋒;閆大鵬
• 申請（專利權）人: 武漢銳科光纖激光技術股份有限公司
• 主分類號: B23K26/067
• 分類號: B23K26/067;B23K26/06;B23K26/0622;B23K26/70
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 徐世俊

本申請公開了一種復合激光加工方法及復合激光加工裝置，所述方法是將N束激光以非同軸的方式復合以獲得復合激光，N束激光中各束激光分別對應一加工工序，復合激光在待加工目標上形成N個光斑，N個光斑沿著加工方向呈線性排列，并且相鄰光斑之間具有預設的間距，以對待加工目標上的一個或多個位置依序實施N道加工工序，其中，N為大于等于2的正整數，所述方法可以實現將任意波長、具有任意加工特性的N束激光相復合，具有簡化加工工序的優點。本申請實施例的復合激光加工裝置可以采用所述方法進行加工，具有整體結構布局合理、適用于工業化生產需求的優點。

技術領域

本申請涉及激光加工技術領域，尤其涉及一種復合激光加工方法及復合激光加工裝置。

背景技術

激光加工屬于無接觸加工，其是利用光的能量經過透鏡聚焦后在待加工目標上形成具有高能量密度的光斑，依靠光斑的光熱效應對待加工目標進行如切割、表面處理、焊接、打標和打孔等的加工操作，其中，表面處理包括激光熔敷、激光表面合金化、激光相變硬化和激光表面熔凝等加工操作。激光加工尤其適用于對高硬度、高脆性以及高熔點的材料進行加工。

目前，通常采用單激光束進行激光加工，雖然單激光加工技術發展的較為成熟，但單激光加工技術具有明顯的局限性。以單激光焊接技術為例，采用單激光焊接技術焊接板材前一般需要增設板材清洗、板材預熱等工序，板材焊接后一般需要增設板材冷卻、板材清洗等工序，造成整個加工過程工序繁瑣，并且存在易出現咬邊、焊縫成型差、焊接處易產生氣泡等問題。以單激光熔覆技術為例，經單激光熔覆處理后的板材存在氣孔率較多、晶粒粗大、粉末熔化不均勻、熔覆表面不平整等問題。

因此，提供一種加工效果理想、經濟可靠的復合激光加工方法及激光加工裝置，成為當前激光加工技術領域亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有單激光加工技術的不足之處，本申請提供了一種復合激光加工方法及復合激光加工裝置。

第一方面，本申請提供了一種復合激光加工方法，所述復合激光加工方法包括如下步驟：

分別獲取N束激光，所述N束激光中各束激光分別對應一加工工序，且所述N束激光中至少有兩者對應的加工工序不相同；

將所述N束激光以非同軸的方式復合，獲得復合激光；以及

將所述復合激光作用于待加工目標上，所述復合激光在所述待加工目標上形成N個光斑，所述N個光斑沿著加工方向呈線性排列，并且所述N個光斑中相鄰光斑之間具有預設的間距，以對所述待加工目標上的一個或多個位置依序實施N道加工工序；

其中，N為大于等于2的正整數。

可選的，當N為大于2的正整數時，所述N束激光中至少有兩者對應的加工工序相同。

可選的，所述將所述N束激光以非同軸的方式復合，包括步驟：

將所述N束激光中各束激光分別準直形成平行激光束，獲得N束平行光；

將所述N束平行光中的(N-1)束平行光分別反射形成反射激光束，以獲得(N-1)束反射光，余下一束平行光保持出射方向不變，所述(N-1)束反射光中各束反射光的出射方向均與所述余下一束平行光的出射方向相交，且所述各束反射光的出射方向均與所述余下一束平行光的出射方向之間具有銳角夾角；以及

將所述各束反射光以及所述余下一束平行光分別聚焦，以形成N束聚焦光，所述N束聚焦光中各束聚焦光的光軸均不相同，然后將所述N束聚焦光相復合以形成復合激光。

可選的，所述N束激光包括連續式光纖激光、脈沖式光纖激光以及連續式半導體激光中的至少兩者。