具有提供光束移动功能的双可移动反射镜的激光焊接头制造技术

一种具有可移动反射镜的激光焊接头可以用于例如利用摆动图案和/或接缝查找/追踪和跟随功能来执行焊接操作。可移动反射镜在例如由1°至2°的扫描角度限定的相对较小的视场内提供一个或多个光束的摆动功能。可移动反射镜可以是检流计反射镜，该反射镜能够由包括检流计控制器的控制系统来控制。激光焊接头还可以包括衍射光学元件，用以对正在移动的一个光束或多个光束进行整形。控制系统还可以用于控制光纤激光器，例如响应光束相对于工件的位置和/或感测到的焊接头中的状态(例如靠近其中一个反射镜的热状态)来控制光纤激光器。

A laser welding head with a double movable mirror for providing the function of the beam

A laser welding head with a movable mirror can be used to perform welding operations, for example, by using a swinging pattern and / or a joint searching / tracing and following function. A movable reflector provides a swinging function of one or more beams in a relatively small field of view, which is limited by a scanning angle from 1 to 2 degrees. The movable mirror can be a galvanometer mirror, the mirror can be used by the control system comprises a controller to control the galvanometer. A laser welding head can also include a diffractive optical element for shaping a moving beam or a plurality of beams. The control system can also be used to control fiber lasers, such as the response beam to the position of the workpiece and / or the state of the sensing head, such as the thermal state close to one of the mirrors, to control the fiber laser.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有提供光束移动功能的双可移动反射镜的激光焊接头相关申请的交叉引用本申请要求于2015年6月19日提交的美国临时专利申请No.62/182,211以及于2016年2月12日提交的美国临时专利申请No.62/294,731的权益，这两个美国临时专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及激光焊接，更具体地涉及具有提供光束移动功能的双可移动反射镜的激光焊接头以及使用该激光焊接头的激光焊接系统和方法。
技术介绍
诸如光纤激光器等激光器经常用于诸如焊接等材料加工应用。传统的激光焊接头包括：准直器，其用于将激光准直；以及聚焦透镜，其用于将激光聚焦到待焊接的目标区域。光束可以以各种图案移动，以便(例如使用搅拌焊接技术)沿着接缝焊接两个结构。一种移动光束以进行搅拌焊接的方法是使用旋转棱镜光学器件旋转光束，以形成旋转的或螺旋形图案。另一种移动光束以进行焊接的方式是在X-Y平台上枢转或移动整个焊接头，以形成之字形图案。这些移动光束以执行焊接图案的传统方法不允许光束的快速和精确移动。
技术实现思路
根据一个实施例，一种激光焊接头包括：准直器，其构造成联接到光纤激光器的输出光纤；以及至少第一可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光焊接头，包括：准直器，其构造成联接到光纤激光器的输出光纤；至少第一可移动反射镜和第二可移动反射镜，其构造成接收来自所述准直器的准直激光束并且仅在由约1°至2°的扫描角度限定的有限视场内在第一轴线和第二轴线上移动激光束；以及聚焦透镜，其构造成在所述激光束移动的同时将所述激光束相对于工件聚焦。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.19 US 62/182,211;2016.02.12 US 62/294,7311.一种激光焊接头，包括：准直器，其构造成联接到光纤激光器的输出光纤；至少第一可移动反射镜和第二可移动反射镜，其构造成接收来自所述准直器的准直激光束并且仅在由约1°至2°的扫描角度限定的有限视场内在第一轴线和第二轴线上移动激光束；以及聚焦透镜，其构造成在所述激光束移动的同时将所述激光束相对于工件聚焦。2.根据权利要求1所述的激光焊接头，其中，所述可移动反射镜的尺寸大致相同。3.根据权利要求1所述的激光焊接头，其中，所述可移动反射镜是检流计反射镜。4.根据权利要求1所述的激光焊接头，其中，所述聚焦透镜不是扫描透镜。5.根据权利要求1所述的激光焊接头，其中，所述可移动反射镜构造成仅在尺寸小于30×30mm的有限视场内移动所述准直激光束。6.根据权利要求1所述的激光焊接头，还包括：气体辅助附件，其靠近所述聚焦透镜，用以在焊接过程中将气体输送到焊接点。7.根据权利要求1所述的激光焊接头，还包括：保护窗，其位于所述聚焦透镜后方。8.根据权利要求7所述的激光焊接头，还包括：气刀，其靠近所述保护窗。9.根据权利要求1所述的激光焊接头，还包括：至少第一热传感器和第二热传感器，其分别靠近所述第一反射镜和第二反射镜。10.根据权利要求1所述的激光焊接头，还包括：检测器，其用于检测待焊接的接缝。11.根据权利要求1所述的激光焊接头，还包括：安全联锁路径，其从所述准直器延伸至靠近所述反射镜。12.一种激光焊接头，包括：准直器，其构造成联接到光纤激光器的输出光纤；至少第一可移动反射镜和第二可移动反射镜，其构造成接收来自所述准直器的准直激光束并在第一轴线和第二轴线上移动激光束；至少第一热传感器和第二热传感器，其分别靠近所述第一可移动反射镜和第二可移动反射镜，并构造成检测热状态；以及聚焦透镜，其构造成将所述激光束聚焦。13.根据权利要求12所述的激光焊接头，还包括：安全联锁路径，其从所述准直器延伸到所述反射镜。14.一种激光焊接头，包括：准直器模块，其包括准直器，所述准直器构造成联接到光纤激光器的输出光纤；摆动器模块，其联接到所述准直器模块，所述摆动器模块包括至少第一可移动反射镜和第二可移动反射镜，所述第一可移动反射镜和第二可移动反射镜构造成接收来自所述准直器的准直激光束并在第一轴线和第二轴线上移动激光束；以及核心块模块，其联接到所述摆动器模块，所述核心块模块至少包括聚焦透镜，所述聚焦透镜构造成将所述激光束聚焦。15.根据权利要求14所述的激光焊接头，还包括：光束整形器模块，其联接到所述准直器模块，所述光束整形器模块包括衍射光学器件，所述衍射光学器件构造成接收准直光束并对所述准直光束进行整形。16.根据权利要求14所述的激光焊接头，其中，所述摆动器模块包括：至少第一热传感器和第二热传感器，其分别靠近所述第一反射镜和第二反射镜。17.根据权利要求14所述的激光焊接头，其中，所述摆动器模块包括：第一检流计模块和第二检流计模块，其包括检流计反射镜，其中，所述检流计模块构造成连接到检流计控制器。18.根据权利要求14所述的激光焊接头，还包括：照相机模块，其联接到所述核心块模块，其中，所述照相机模块至少包括用于检测待焊接的接缝的照相机或检测器。19.根据权利要求14所述的激光焊接头，其中，所述核心块模块包括：固定反射镜，其构造成将所述激光束从所述可移动反射镜反射到所述聚焦透镜。20.根据权利要求14所述的激光焊接头，其中，所述准直器模块包括光纤联锁连接器，所述光纤联锁连接器用于连接到输出光纤连接器上的配对联锁连接器，使得当所述输出光纤连接器未连接到所述准直器模块时提供安全联锁状态，并且其中，所述准直器模块和所述摆动器模块包括光纤联锁连接部，所述光纤联锁连接部构造成响应所述摆动器模块内的传感器来提供所述安全联锁状态。21.根据权利要求20所述的激光焊接头，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤里·格拉普夫，克里斯·普鲁恩，菲利克斯·斯图卡林，埃里克·辛里希森，
申请(专利权)人：IPG光子公司，
类型：发明
国别省市：美国,US