一种多波长高功率激光加工系统技术方案

本实用新型专利技术实施例提供了一种多波长高功率激光加工系统，所述加工系统输出具有不同波长的复合激光，可以利用第一波长激光对工件表面进行预加热形成较为平滑的熔池，利用第二波长激光在工件表面经过预加热的区域形成匙孔，得到较大的熔深，加工效果好。不需要利用额外的复合焊接头将两种光束合起来，可以降低加工成本。并且由于第一波长激光和第二波长激光在同一光纤传输，对加工方向原理上并无要求，可以简化加工工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种多波长高功率激光加工系统
本技术涉及激光
，特别是涉及一种多波长高功率激光加工系统。
技术介绍
随着光纤及半导体激光器制造技术的快速发展，光纤及半导体激光器输出功率大幅度增加，利用单激光分束或者多个激光复合而成两束或者多束激光的复合加工技术可以为高质量精密加工提供了一个可行的解决方向。一种现有方案中，使用两台激光设备，通过复合加工头将两台激光设备通过两根光纤输出的光束合成输出。由于需要两台激光设备以及用于合束的光学器件导致成本高居不下，也大大增加的整个系统的光学及控制的复杂性而导致可靠性隐患，而且也导致系统的尺寸的过大而限制了在一些特殊应用场景，削弱了复合激光柔性化加工能力。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种多波长高功率激光加工系统。为了解决上述问题，本技术实施例公开了一种多波长高功率激光加工系统，包括一多波长全光纤激光器、一单通道激光传能组件和一激光加工处理头；所述多波长全光纤激光器沿同光轴输出至少一个第一波长激光和至少一个第二波长激光；所述单通道激光传能组件包括一输出光纤和一激光输出头；所述激光加工处理头设有单光纤接头，所述激光加工处理头的透过光谱覆盖所述多波长全光纤激光器输出的至少第一波长激光和第二波长激光的波长范围；所述输出光纤与所述多波长全光纤激光器连接，所述激光加工处理头通过所述单光纤接头与所述激光输出头连接，所述单通道激光传能组件将所述所述第一波长激光和第二波长激光输出至所述激光加工处理头，所述激光加工处理头将所述第一波长激光和第二波长激光聚集至工件上。可选地，还包括一与所述多波长全光纤激光器和及激光加工处理头中的至少一个连接的控制装置，所述控制装置根据获取的所述工件的材料参数和加工需求参数，控制所述第一波长激光和/或第二波长激光的功率值、离焦量以及位移量中的至少一种参数。可选地，所述控制装置包括一与所述多波长全光纤激光器光源连接的功率调节模块，所述功率调节模块调整所述第一波长激光的功率值和/或所述第二波长激光的功率值，以调整聚焦到工件的光斑能量分布形态。可选地，所述控制装置包括一与所述激光加工处理头连接的离焦量调节机构，所述离焦量调节机构调整所述第一波长激光和/或第二波长的离焦量，以调整聚焦到工件的光斑能量分布形态。可选地，所述多波长全光纤激光器为单路输出激光，所述多波长全光纤激光器的光纤纤芯部分吸收激光器泵浦源输出的泵浦光，并放大转化为光纤激光传输出去形成第二波长激光，所述多波长全光纤激光器的光纤包层将未被纤芯吸收的泵浦光传输出去形成第一波长激光。可选地，所述多波长全光纤激光器将所述光纤纤芯中放大后的光纤激光以及漏入纤芯的泵浦光传输出去形成第二波长激光，以及将光纤包层中未被吸收的泵浦光以及漏入包层的光纤激光传输出去形成第一波长激光，所述第一波长激光与所述第二波长激光系沿同一光轴单路输出的复合激光。可选地，所述多波长全光纤激光器包括半导体激光泵浦光源，与所述半导体激光泵浦光源连接的有源光纤，设置在所述有源光纤两端构成谐振腔的光纤布拉格光栅（FiberBraggGrating，FBG），所述半导体激光泵浦光源包括至少一个泵浦光源和合束器，每个所述泵浦光源分别与所述合束器的输入光纤连接，所述合束器的输出光纤与一个所述光纤布拉格光栅连接。所述多波长全光纤激光器包括半导体激光泵浦光源，与所述半导体激光泵浦光源连接的有源光纤，用于提供种子光的种子光源，所述半导体激光泵浦光源包括至少一个泵浦光源和合束器，每个所述泵浦光源和所述种子光源分别与所述合束器的输入光纤连接，所述合束器的输出光纤与所述有源光纤连接。可选地，所述第一波长激光的中心波长为915nm，所述第二波长的中心波长为1080nm。所述激光加工系统用于激光焊接或激光熔覆，所述激光焊接为激光连续焊接。本技术实施例包括以下优点：本技术实施例的激光加工系统，通过一多波长全光纤激光器、一单通道激光传能组件和一激光加工处理头，所述激光加工处理头通过所述单光纤接头与所述多波长全光纤激光器连接，用于将所述多波长全光纤激光器输出的多波长复合激光聚集至工件上。在实际焊接或熔覆加工过程中，可以利用第一波长激光对工件表面进行预加热形成较为平滑的熔池，利用第二波长激光在工件表面经过预加热的区域形成匙孔，得到较大的熔深，加工效果好。不需要利用额外的复合焊接头将两种光束合起来，可以降低加工成本。并且由于第一波长激光和第二波长激光在同一光纤传输，对加工方向原理上并无要求，可以简化加工工艺。附图说明图1是本技术的多波长高功率激光加工系统实施例的示意图；图2是本技术实施例中激光器的结构图；图3是实际状态下一种复合激光能量分布示意图；图4是理想状态一种复合激光能量分布示意图；图5是一种示例中激光器的结构图；图6是另一种示例中激光器的结构图；图7是另一种示例中激光器的结构图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。参照图1，示出了本技术的多波长高功率激光加工系统结构示意图，具体可以包括一多波长全光纤激光器10、一单通道激光传能组件20和一激光加工处理头30；所述多波长全光纤激光器10用于沿同光轴输出包括至少一个第一波长激光和至少一个第二波长激光的复合激光束；所述单通道激光传能组件10包括一输出光纤和一激光输出头；所述激光加工处理头30设有单光纤接头31，所述激光加工处理头30的透过光谱覆盖所述多波长全光纤激光器10输出的至少第一波长激光和第二波长激光的波长范围；所述输出光纤20与所述多波长全光纤激光器10连接，所述激光加工处理头30通过所述单光纤接头31与所述激光输出头连接，所述单通道激光传能组件10将所述所述第一波长激光和第二波长激光输出至所述激光加工处理头30，所述激光加工处理头30将所述第一波长激光和第二波长激光聚集至工件上50。多波长高功率激光加工系统还包括一与所述多波长全光纤激光器10和激光加工处理头30中的至少一个连接的控制装置40，在启动多波长高功率激光加工系统进行加工处理操作之前，所述控制装置40获取外部输入的所述工件的材料参数和加工需求参数，用以控制所述第一波长激光和/或第二波长激光的功率值、离焦量以及位移量中的至少一种参数，满足加工需求，在加工过程中，所述第一波长激光对工件表面进行预加热形成熔池，所述第二波长在所述工件表面经过预加热的区域形成匙孔。在本技术实施例中，所述控制装置40还包括一空间定位机构，可以分别控制多波长全光纤激光器和加工头在X轴、Y轴、Z轴三个方向上的位移量，从而控制所述第一波长激光输出光斑和所述第二波长激光输出光斑的移动。在本技术实施例中，所述控制装置40包括一与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多波长高功率激光加工系统，其特征在于，包括一多波长全光纤激光器、一单通道激光传能组件和一激光加工处理头；/n所述多波长全光纤激光器沿同光轴输出至少一个第一波长激光和至少一个第二波长激光；/n所述单通道激光传能组件包括一输出光纤和一激光输出头；/n所述激光加工处理头设有单光纤接头，所述激光加工处理头的透过光谱覆盖所述多波长全光纤激光器输出的至少第一波长激光和第二波长激光的波长范围；/n所述输出光纤与所述多波长全光纤激光器连接，所述激光加工处理头通过所述单光纤接头与所述激光输出头连接，所述单通道激光传能组件将所述第一波长激光和第二波长激光输出至所述激光加工处理头，所述激光加工处理头将所述第一波长激光和第二波长激光聚集至工件上。/n

【技术特征摘要】
1.一种多波长高功率激光加工系统，其特征在于，包括一多波长全光纤激光器、一单通道激光传能组件和一激光加工处理头；
所述多波长全光纤激光器沿同光轴输出至少一个第一波长激光和至少一个第二波长激光；
所述单通道激光传能组件包括一输出光纤和一激光输出头；
所述激光加工处理头设有单光纤接头，所述激光加工处理头的透过光谱覆盖所述多波长全光纤激光器输出的至少第一波长激光和第二波长激光的波长范围；
所述输出光纤与所述多波长全光纤激光器连接，所述激光加工处理头通过所述单光纤接头与所述激光输出头连接，所述单通道激光传能组件将所述第一波长激光和第二波长激光输出至所述激光加工处理头，所述激光加工处理头将所述第一波长激光和第二波长激光聚集至工件上。


2.根据权利要求1所述的多波长高功率激光加工系统，其特征在于，还包括一与所述多波长全光纤激光器和激光加工处理头中的至少一个连接的控制装置，所述控制装置根据获取的所述工件的材料参数和加工需求参数，控制所述第一波长激光和/或第二波长激光的功率值、离焦量以及位移量中的至少一种参数。


3.根据权利要求2所述的多波长高功率激光加工系统，其特征在于，所述控制装置包括一与所述多波长全光纤激光器连接的功率调节模块，所述功率调节模块调整所述第一波长激光的功率值和/或所述第二波长激光的功率值，以调整聚焦到工件的光斑能量分布形态。


4.根据权利要求2所述的多波长高功率激光加工系统，其特征在于，所述控制装置包括一与所述激光加工处理头连接的离焦量调节机构，所述离焦量调节机构调整所述第一波长激光和/或第二波长激光的离焦量，以调整聚焦到工件的光斑能量分布形态。


5.根据权利要求1所述的多波长高功率激光加工系统，其特征在于，所述多波长全光纤激光器为单路输出激...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋峰，杨德权，张均，雷剑，吕张勇，郝冀，王英，
申请(专利权)人：深圳市创鑫激光股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44