激光焊接非均厚度工件例如有非均厚度盖的喷墨打印头用的补偿板和柔性构件制造技术

在一种用于沿着焊接界面激光焊接上面和下面工件的系统中，上面工件可透过激光，并具有一非均匀的厚度尺寸，补偿板和柔性构件被认为是配合或用别的方法接触上面工件，以使上面工件和补偿板或柔性构件的组合厚度至少在焊接界面上方的区域中基本上是均匀的。这样，基本上是一致的激光量到达焊接界面。上面工件可以包括外伸凸起部分、凹入空隙、形状轮廓、表面缺陷或其它造成非均匀性的东西。在另一个实施例中，上面和下面工件分别包括喷墨打印头盖和主体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及激光焊接第一和第二工件。尤其是，本专利技术涉及当工件其中之一具有非均匀厚度的横截面或尺寸时，沿着工件之间的焊接界面形成基本上均匀的焊缝。更具体地说，一种补偿板和/或柔性构件在激光焊接期间与非均匀厚度的工件配合或者用别的方法接触非均匀厚度的工件，以便防止通常由焊接非均匀厚度的工件所引起的严重影响。第一和第二工件可以包括喷墨打印头的盖和主体。
技术介绍
激光焊接技术是众所周知的。一般，参见附图说明图1A，当上面工件100沿着一焊接界面180放在下面工件120上时所包括的第一和第二工件通过一个激光辐射束140相互焊接。如已知的，激光束140穿过可透过激光的上面工件，在此处激光束被可吸收激光的下面工件吸收。随着激光束辐照，焊接界面变热，并使上面工件的底部表面和下面工件的上面表面熔化。在冷却时，两个工件熔化在一起。在激光源(未示出)和待焊接工件之间的光路包括一个用于适当聚焦的透镜160或其它光学元件，如镜面，光纤绞合线，扫描结构等。一个夹紧装置(未示出)通常提供各工件的压紧接合，以便在焊接期间保持相对定位和良好的表面接触。在当上面工件妨碍足够量的激光到达焊接界面处的情况下，产生不良的焊接(焊接不足)。在当上面工件吸收太多能量的情况下，上面工件常常过热和/或使材料质量变差，所述材料质量变差可能造成美学问题及令人不满意的焊接。有许多参数对材料的吸收和透射特性产生影响，上述参数包括但不限于，激光波长、激光束的入射角、工件的表面粗糙度、工件的温度、工件的厚度/尺寸、工件的组成、及在工件包括塑料情况下，各种添加剂，如阻燃剂、增塑剂、填料和脱色剂。还有，当材料性能和激光性能在一固定系统中固定时，激光穿过工件的透光率服从众所周知的Beer-Lambert定律，具体地说I/Io＝e(-sx)；此处Io是入射在工件上的光源强度，I是光通过工件之后的强度，x是工件厚度，s是总消光系数，而上述总消光系数是工件光散射系数加工件光吸收系数。因此，工件的厚度(变量x)构成透光率的重要变量。如在图1A中所看到的，上面的工件100包括一种一般是均匀厚度的材料。因此，激光在区域A将以与区域B或工件任何其它区域中相等的速率穿过工件，这样将会沿着焊接界面产生一般是均匀的焊缝。然而，参见图1B，有时上面工件200不包括均匀厚度的结构，并且激光透光率例如在区域220，222和224之间不能合适地比较，同时造成在焊接界面180处的焊缝中可能厚度和/或强度非均匀。甚至可以导致损坏的结构整体性。为了克服这个问题，在特形焊接中扫描激光器情况下，本解决方案包括在较厚的区域220中较慢地移动激光或在较薄的区域224中较快地移动激光，或者在同时焊接的情况下在厚的区域220中增加激光功率或在薄的区域224中减少激光功率。然而，这两种方法都缺乏实用性。例如，扫描的激光在加速和减速过程中易产生惯性效应，并且变动的激光功率需要额外的激光控制器，这样使复杂性和费用都增加。因此，需要有一种激光焊接技术，以便即使是待焊接的工件其中之一包含一非均匀厚度的尺寸时也以经济而有效地激光焊接两个工件。关于喷墨打印技术，也是比较众所周知的。一般，图像是通过正在那个时刻从喷墨打印头喷射墨水滴产生，因此在所希望的位置处冲击一个打印介质如一张纸。打印头由一个装置的喷墨打印机中的一个活动打印托架支承，并在这时按照微处理器或其它控制器的指令产生相对于前进中的打印介质活动和喷射墨水滴。墨水滴喷射的时间与待打印的图像像素的图案相对应。除了打印机之外，其中包括喷墨技术的类似装置包括传真机、单体整机、影印机、和制图仪等，以上仅举几个例子。常规的喷墨打印头包括利用一个局部或远距离的彩色或单色墨水的供应，一个加热器片，一个固定到加热器板上的喷嘴或多孔板，一个输入/输出连接器如抽头式自动焊接电路，以便在使用期间将加热器片电连接到打印机上。加热器片本身通常包括多个薄膜电阻器或加热器，上述薄膜电阻器或加热器通过淀积、掩蔽和蚀刻技术在一种衬底如硅上制成。为了打印或喷射单滴墨水，将各个加热器单独地加小量电流，以便快速加热小体积的墨水。这使墨水在一局部墨水室(在加热器和喷嘴板之间)中蒸发，并通过喷嘴板朝打印介质方向喷射或投射。在制造打印头期间，打印头主体装有一个背压力装置如一个泡沫塑料插件，并用单色或彩色墨水饱和。盖通过超声波振动焊接到主体上。然而，这有时在加热器片中产生裂纹，在墨水中加入或夹杂气泡并有损于整个打印头整体性。更进一步，当需要更高的分辨率和持续增加印刷速度时，加热器片常常建造成具有更复杂和更密集的加热器构造，这样使印刷头制造成本提高。因此，随着打印头发展，需要控制总体费用，而不管不断增加的加热器片费用，并需要可靠而一致地制造打印头而不造成更有介值的加热器片产生裂纹。专利技术概述上述和其它问题已通过将与上述补偿板和柔性构件有关的设备和方法原理及技术应用于激光焊接具有至少一个非均匀厚度的工件的两个工件得到了解决。在一个实施例中，激光沿着一个焊接界面焊接上面和下面工件。上面的工件可透过激光并具有一非均匀厚度尺寸。下面的工件吸收激光。补偿板或柔性构件配合或用其它方法接触上面工件，以使上面的工件与补偿板或柔性构件的组合厚度，使至少在焊接界面上方的一个区域变成基本上是均匀的厚度。这样，基本上一致的激光量到达焊接界面，而与穿过上面工件的透光率的别的非均匀性无关，这样产生基本上均匀的厚度和强的焊缝。在另一个实施例中，补偿板与一个柔性构件一起成形。上面的工件可以包括外伸凸起部分，凹入空隙，形状式轮廓，表面缺陷、或其它造成非均匀性的东西。还公开了与补偿板和/或柔性构件激光焊接在一起的打印头盖和主体，及含有打印头的打印机。本专利技术的这些和另一些实施例，方面，优点、和特点将在下面的说明书中陈述，并且该技术的技术人员通过参照本专利技术的下面说明和参照附图或通过本专利技术的实际应用，一部分将变得显而易见。本专利技术的各方法、优点和特点通过仪表、操作、和尤其是在所附权利要求中的组合实现和达到。附图简介图1A是按照先有技术将均匀厚度的上面工件激光焊接到下面工件上的示意图；图1B是按照先有技术将非均匀厚度的上面工件激光焊接到下面工件上的示意图；图2是按照本专利技术的技术的一种补偿板，用于将非均匀厚度的上面工件激光焊接到下面工件上的示意图；图3是按照本专利技术的技术的一种柔性构件，用于将非均匀厚度的上面构件激光焊接到下面构件上的示意图；图4是按照本专利技术的技术的一种补偿板，用于将喷墨打印头非均匀厚度的上面构件激光焊接到喷墨打印头下面构件上的透视图；图5是按照本专利技术的技术的一种具有柔性构件的补偿板，用于将喷墨打印头的非均匀厚度的上面工件激光焊接到喷墨打印头下面工件上的透视图。图6是按照本专利技术的技术的一种补偿板，用于将喷墨打印头的非均匀厚度上面工件激光焊接到打印头下面工件上的透视图；图7是按照本专利技术的技术利用补偿板或柔性构件其中之一，焊接具有非均匀厚度的盖的喷墨打印头的透视图8是按照本专利技术的技术利用补偿板或柔性构件其中之一，激光焊接用于装入一种具有非均匀厚度的盖的喷墨打印头的喷墨打印机的透视图；和图9是按照本专利技术的技术用补偿板或柔性构件其中之一，激光焊接到打印头主体上的具有非均匀厚度的盖的喷墨打印头的部件分解图。优选实施例详细说明在下面优选实施例的详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光焊接方法，包括：将第一工件邻近第二工件定位，上述第一工件具有非均匀的厚度；将补偿板和柔性构件的其中之一邻近第一工件定位，以使第一工件与补偿板和柔性构件的其中之一的组合厚度基本上是均匀的；和将第一工件和第二工件 激光焊接在一起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里J巴查南，詹姆斯P德拉蒙德，关健明，加内什V帕塔克，珍妮MS辛格，
申请(专利权)人：莱克斯马克国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]