【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光加工装置和方法以及因此的光学部件
本专利技术涉及激光加工装置和方法。特别地,本专利技术牵涉到通过激光加工进行的材料切割和焊接。
技术介绍
当利用激光射束来焊接金属时,通常通过聚束器透镜将激光射束聚束成100-500μm的斑点以增加能量密度且瞬间将工件加热到1500度或超过1500度的金属熔点以使得该工件熔化。同时,可以馈送辅助气体以防止已熔化金属的腐蚀。与来自CO2激光器的十微米波段中的激光射束相比,来自固态激光器或纤维激光器的一微米波段的激光射束在金属机件上实现非常高的光学能量强度和吸光度。然而,如果将具有高斯射束的一微米波段激光射束与氧气辅助气体一起用来切割低碳钢板材工件,则工件的顶面上的熔化宽度不必要地加宽并且损害切口控制。此外,可能发生自燃以使激光切割的质量变坏。在EP2762263、US20110293215、US7348517、JP2013139039、EP0464213、EP2399703、EP2722127和WO2009003484中讨论了用于切割材料的各种解决方案,它们基于环形激光射束,它们提供可以被描述为具有环形或像“甜甜圈”形状的强度轮廓。已经观察到,当使用甜甜圈射束来代替更常规的射束轮廓时可以以更低得多的功率来执行给定厚度的金属的切割,并且就切割速度和质量而言会产生良好的结果。US8781269公开将激光射束指引到多包层纤维以生成输出激光射束的不同射束轮廓特性的各种布置,在这里输入激光射束被可选地耦合至内部纤维芯中或外部环芯中。现有技术材料加工应用力图最大化激光射束的亮度。亮度被定义为每单位立体角和单位面积的功率。作为亮度的重要 ...
【技术保护点】
一种激光加工装置,包括:‑ 至少一个第一激光设备(6),每一个都向至少一个第一光学馈送纤维(8)提供第一激光射束;‑ 至少一个第二激光设备(7),每一个都向至少一个第二光学馈送纤维(9)提供第二激光射束;‑ 射束组合装置(11),其被连接至所述第一和第二馈送纤维和多芯光学纤维(12;50),该组合装置被适配成通过使所述至少一个光学馈送纤维(72;56)与所述多芯光学纤维(50)的第一芯(51)对准以及使所述至少一个第二光学馈送纤维(71;57)与所述多芯光学纤维(50)的至少一个第二芯(53)对准来形成复合激光射束(16);‑ 所述第一芯和第二芯,其被适配成在激光加工头(13)处将包括第一和第二输出激光射束(41,42)的复合激光射束(16;40)指引到要被加工的工件(14);以及‑ 控制单元(10),其被功能连接至所述第一和第二激光设备(6,7),以用来单独控制所述第一和第二输出激光射束中的功率密度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光加工装置,包括:-至少一个第一激光设备(6),每一个都向至少一个第一光学馈送纤维(8)提供第一激光射束;-至少一个第二激光设备(7),每一个都向至少一个第二光学馈送纤维(9)提供第二激光射束;-射束组合装置(11),其被连接至所述第一和第二馈送纤维和多芯光学纤维(12;50),该组合装置被适配成通过使所述至少一个光学馈送纤维(72;56)与所述多芯光学纤维(50)的第一芯(51)对准以及使所述至少一个第二光学馈送纤维(71;57)与所述多芯光学纤维(50)的至少一个第二芯(53)对准来形成复合激光射束(16);-所述第一芯和第二芯,其被适配成在激光加工头(13)处将包括第一和第二输出激光射束(41,42)的复合激光射束(16;40)指引到要被加工的工件(14);以及-控制单元(10),其被功能连接至所述第一和第二激光设备(6,7),以用来单独控制所述第一和第二输出激光射束中的功率密度。2.根据权利要求1所述的装置,其中所述多芯光学纤维(50)的所述第一芯(51)具有圆形的横截面,并且所述第二芯(53)具有与所述第一芯同心的环形形状。3.根据权利要求2所述的装置,其中被适配成引导第一激光射束的第一光学馈送纤维(72;56)的中心与所述多芯光学纤维(50)的所述第一芯(51)的中心对准。4.根据权利要求2或3所述的装置,其中被适配成指引第二激光射束的至少一个第二光学馈送纤维(71;57)的中心在所述多芯光学纤维(50)的所述第二环形芯(53)的内径和外径之间对准。5.根据权利要求4所述的装置,其中该第二光学馈送纤维(71;57)是四个并且与所述多芯光学纤维的所述第二环形芯(53)的横截面对称接合。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的装置,其中所述至少一个第一激光设备(6)是纤维激光器。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的装置,其中所述至少一个第二激光设备(7)是二极管激光器。8.根据权利要求1-6中的任一项所述的装置,其中该第一和第二激光设备(6,7)二者是纤维激光器。9.一种用于利用激光射束来加工工件的方法,包括以下步骤:-从连接至至少一个第一激光设备(6)的至少一个第一光学馈送纤维(8)提供至少一个第一激光射束;-从连接至至少一个第二激光设备(7)的至少一个第二光学馈送纤维(9)提供至少一个第二激光射束;-通过使所述至少一个第一光学馈送纤维(72;56)与所述多芯光学纤维(50)的第一芯(51...
【专利技术属性】
技术研发人员:A萨洛卡特维,J坎加斯图帕,T阿姆伯拉,T康努纳霍,
申请(专利权)人:可利雷斯股份有限公司,
类型:发明
国别省市:芬兰,FI
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