[發明專利]一種半導體激光器手持焊機制備方法

在審

• 申請號: 202310265801.X
• 申請日: 2023-03-20
• 公開（公告）號: CN116140794A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 蔡萬紹;趙森;賀永貴;張路;王先兆
• 申請（專利權）人: 深圳活力激光技術有限公司
• 主分類號: B23K26/064
• 分類號: B23K26/064;B23K26/21
• 代理公司: 廣東柏權維知識產權代理有限公司 44898
• 代理人: 婁靜麗

本發明提供一種半導體激光器手持焊機制備方法，包括：制備小型化輕量化激光光源模塊，并將激光光源模塊安裝在手具殼體內；在手具殼體內依次間隔安裝擴束透鏡、聚焦透鏡以及保護鏡片，并用于對激光光源模塊輸出的光束進行擴束、光斑聚焦以及防護；通過以上方法完成手持焊機的組裝。本發明通過把高功率半導體激光器小型化輕量化后集成在手具的保護殼體中；再通過手具殼體中的光學處理，使其輸出的激光光束可直接用于焊接；本發明半導體激光器手持焊機的激光光源模塊輕量化、小體積，與光學組件形成一體化設計；其產品部件更少、外觀簡潔、輕便易攜、電光轉換效率高；在降低產品成本的同時，還提升了產品的整體可靠性。

技術領域

本發明涉及半導體激光器技術領域，特別涉及一種半導體激光器手持焊機制備方法。

背景技術

隨著社會的發展，激光做為科技前沿技術已經在焊接、切割、熔覆、打標等制造領域得到了廣泛的應用。尤其是手持式激光焊接機由于其具備小巧、靈活等特點在焊接領域得到了快速發展。

現有的激光手持焊接機大多采用光纖激光器或CO2激光器，通常是由光纖激光器主機部分(包含半導體激光器泵浦源、增益光纖、光柵、光纖模式剝離器、散熱系統、電源、控制板)、傳輸部分(光纖激光光纜(QBH))、手持部分(光學準直及聚焦輸出)、以及冷水機等組成；其利用半導體激光器作為泵浦源，從而激發增益介質并在光學諧振腔內放大輸出至光纖，然后經光纖傳播至焊接手具內部經過準直以及聚焦后，作用于被加工的材料的表面使其基材加熱至熔點，從而達到焊接的目的；

現有的激光焊接設備其光源和手具分離，二者通過光纖激光光纜(QBH)從光源傳輸激光能量至手具進行光學準直聚焦輸出。其缺點是能耗大、電光轉化效率低、結構部件多、結構復雜、體積大、重量大、價格高；而其中的電光轉換效率是衡量激光器性能的一個重要指標，一般光纖激光器手持焊接機，其泵浦源將激光耦合進光纖會損失20％的光能量，泵浦光經過增益光纖及光纖諧振腔光光轉換后損失20％左右能量，總體焊機的激光光源部分從電輸入到光輸出轉換效率為30％-35％，尚未考慮電源和冷水機的能耗。

因此其缺少一種體積小、重量輕、便攜、電光效率高、結構簡單的半導體激光器手持焊機制備方法。

發明內容

本發明提供一種半導體激光器手持焊制備方法，用以制備一種體積小、重量輕、便攜、電光效率高、結構簡單、成本低的手持焊機。

本發明提供一種半導體激光器手持焊機制備方法，包括：

制備激光光源模塊，并將激光光源模塊安裝在手具殼體內；在手具殼體內依次間隔安裝擴束透鏡、聚焦透鏡、以及保護鏡片，所述擴束透鏡、聚焦透鏡、以及保護鏡片用于對激光光源模塊輸出的光束進行擴束、光斑聚焦以及防護。

優選的，其激光光源模塊殼體通過銅材結構部件和鋁材結構部件組合加工而成；

其中，銅材結構部件設置在激光二極管下方，鋁材結構部件設置在銅材結構部件的四周并用于設置光學部件。

優選的，所述激光光源模塊中包括多個激光二極管，各所述激光二極管均設置在銅材結構部件的同一水平面上，所述銅材料為熱沉。

優選的，所述激光光源模塊中的激光二極管包含第一激光二極管排列和第二激光二極管排列；每組激光二極管排列的激光二極管均可利用對側排列激光二極管之間的排列間隙出光，將其激光二極管的長度作為其光束路徑傳播的一部分。

優選的，所述激光光源模塊的銅材結構部件設置有控制其溫度的散熱通道；所述散熱通道用于對所述銅材結構部件進行溫度調節。

優選的，所述手具殼體設置有控制焊機光源輸出的開關裝置。

優選的，其手具殼體設置有連接換熱裝置的接口、以及電源線束接口，所述換熱裝置用于通過其接口對散熱通道進行換熱；所述電源線束接口用于對設備進行供電或者信號控制。