[發明專利]一種綠光超快激光不銹鋼表面灰度打標系統

在審

• 申請號: 202210072776.9
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114346455A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 河北金鐳贏圣科技有限公司
• 主分類號: B23K26/362
• 分類號: B23K26/362;B23K26/0622;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種綠光超快激光不銹鋼表面灰度打標系統，所述系統包括工作臺、光學系統和控制器；光學系統包括綠光超快激光器、光路和振鏡打標頭，所述光路包括整形光路和光束傳輸光路，激光振鏡打標頭中有振鏡和場鏡；工作臺上設有X軸移動機構,X軸移動機構與激光振鏡打標頭連接；用于驅動激光振鏡打標頭沿工作臺X軸方向移動；激光振鏡打標頭下方的工作臺上設有不銹鋼固定模塊。本發明無需對不銹鋼表面做特殊處理，能夠直接在不銹鋼表面打標形成均勻性高、一致性好的灰度標志，幾乎無裂紋無雜色。

技術領域

本發明涉及激光標刻技術領域，具體涉及一種綠光超快激光不銹鋼表面灰度打標系統。

背景技術

近年來，激光打標已經在很多領域取代傳統打標方式而成為常規的加工方式，甚至形成新的工業標準。在不銹鋼應用領域市場需求越來越大。不銹鋼表面灰度打標方法主要是使用光纖激光器做核心器件，打出的圖案標記粗糙度高，顆粒度基本在毫米級別，灰度色域小，分辨率低，精度差。主要原因有幾個方面，第一是核心器件一致性重復單元最高極限水平在納秒級別，導致光子分辨率低，光子不均勻，一致性差等。第二是對于在不銹鋼表面進行激光灰度打標，現有的打標設備機理是基于化學方法發展而來，在待標記物的表層材料上通過熱致熔化作用施加激光束，一般都產生掛渣、裂紋、熱影響區等不良效果。第三是控制工藝參數如激光束脈寬、功率、離焦量、填充方式，延時參數等，產生不同厚度的氧化膜打標層，但是整體均勻性很難控制，效果不一致性比較明顯。

發明內容

有鑒于此，為了克服現有技術的不足，本發明提供一種綠光超快激光不銹鋼表面灰度打標方法和系統。本發明方法無需對不銹鋼表面做特殊處理，能夠直接在不銹鋼表面打標形成均勻性高，一致性好的灰度標志效果，幾乎無裂紋無雜色。

本發明提供一種綠光超快激光不銹鋼表面灰度打標的方法，所述方法包括步驟：

1)將不銹鋼工件置于工作臺上；

2)將激光器設于工作臺的一側；所述激光器為能夠發射鎖頻均勻能量單脈沖的綠光超快激光器；所述激光器的發射頻率為10KHz-1000KHz之間的一定值；所述激光器發射的單脈沖能量為10-1000uJ，所述單脈沖間能量差異≤±5％，所述單脈沖寬度為1-15ps；

3)所述激光脈沖峰值單脈沖能量設置為固定值；所述峰值單脈沖能量當量設定為5％-95％之間的任一固定值；

4)所述激光器發射的綠光超快激光，經過整形光路放大光束尺寸、再經過光束傳輸光路輸入到振鏡、再經過場鏡后聚焦在工作臺上的不銹鋼工件表面；

5)在軟硬件控制器的控制下，設置激光參數和加工參數，控制激光束X、Y、Z軸的移動，完成不銹鋼表面圖案的激光標刻形成保護膜，所述保護膜在自然光的不同角度下形成灰度精密標志。

進一步，所述經過光束傳輸光路的激光經光隔離器后輸入到振鏡。

進一步，所述單脈沖為單脈沖光子尖峰波。

進一步，所述激光器窗口光斑為1-3mm，發散角為0.5-1.5mrad。

進一步，形成所述標刻圖案微型結構的最小分辨率特征尺寸為0.5-25um。

本發明還提供實現上述方法的綠光超快激光不銹鋼表面灰度打標系統，所述系統包括工作臺、光學系統和控制器；光學系統包括綠光超快激光器、光路和振鏡打標頭，所述光路包括整形光路和光束傳輸光路，激光振鏡打標頭中設有振鏡和場鏡；工作臺上設有X軸移動機構,X軸移動機構上設置激光振鏡打標頭；用于驅動激光振鏡打標頭沿工作臺X軸方向移動；激光振鏡打標頭下方的工作臺上設有不銹鋼固定模塊。