一种复合激光加工方法及复合激光加工装置制造方法及图纸

本申请公开了一种复合激光加工方法及复合激光加工装置，所述方法是将N束激光以非同轴的方式复合以获得复合激光，N束激光中各束激光分别对应一加工工序，复合激光在待加工目标上形成N个光斑，N个光斑沿着加工方向呈线性排列，并且相邻光斑之间具有预设的间距，以对待加工目标上的一个或多个位置依序实施N道加工工序，其中，N为大于等于2的正整数，所述方法可以实现将任意波长、具有任意加工特性的N束激光相复合，具有简化加工工序的优点。本申请实施例的复合激光加工装置可以采用所述方法进行加工，具有整体结构布局合理、适用于工业化生产需求的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种复合激光加工方法及复合激光加工装置
本申请涉及激光加工
，尤其涉及一种复合激光加工方法及复合激光加工装置。
技术介绍
激光加工属于无接触加工，其是利用光的能量经过透镜聚焦后在待加工目标上形成具有高能量密度的光斑，依靠光斑的光热效应对待加工目标进行如切割、表面处理、焊接、打标和打孔等的加工操作，其中，表面处理包括激光熔敷、激光表面合金化、激光相变硬化和激光表面熔凝等加工操作。激光加工尤其适用于对高硬度、高脆性以及高熔点的材料进行加工。目前，通常采用单激光束进行激光加工，虽然单激光加工技术发展的较为成熟，但单激光加工技术具有明显的局限性。以单激光焊接技术为例，采用单激光焊接技术焊接板材前一般需要增设板材清洗、板材预热等工序，板材焊接后一般需要增设板材冷却、板材清洗等工序，造成整个加工过程工序繁琐，并且存在易出现咬边、焊缝成型差、焊接处易产生气泡等问题。以单激光熔覆技术为例，经单激光熔覆处理后的板材存在气孔率较多、晶粒粗大、粉末熔化不均匀、熔覆表面不平整等问题。因此，提供一种加工效果理想、经济可靠的复合激光加工方法及激光加工装置，成为当前激光加工
亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有单激光加工技术的不足之处，本申请提供了一种复合激光加工方法及复合激光加工装置。第一方面，本申请提供了一种复合激光加工方法，所述复合激光加工方法包括如下步骤：分别获取N束激光，所述N束激光中各束激光分别对应一加工工序，且所述N束激光中至少有两者对应的加工工序不相同；>将所述N束激光以非同轴的方式复合，获得复合激光；以及将所述复合激光作用于待加工目标上，所述复合激光在所述待加工目标上形成N个光斑，所述N个光斑沿着加工方向呈线性排列，并且所述N个光斑中相邻光斑之间具有预设的间距，以对所述待加工目标上的一个或多个位置依序实施N道加工工序；其中，N为大于等于2的正整数。可选的，当N为大于2的正整数时，所述N束激光中至少有两者对应的加工工序相同。可选的，所述将所述N束激光以非同轴的方式复合，包括步骤：将所述N束激光中各束激光分别准直形成平行激光束，获得N束平行光；将所述N束平行光中的(N-1)束平行光分别反射形成反射激光束，以获得(N-1)束反射光，余下一束平行光保持出射方向不变，所述(N-1)束反射光中各束反射光的出射方向均与所述余下一束平行光的出射方向相交，且所述各束反射光的出射方向均与所述余下一束平行光的出射方向之间具有锐角夹角；以及将所述各束反射光以及所述余下一束平行光分别聚焦，以形成N束聚焦光，所述N束聚焦光中各束聚焦光的光轴均不相同，然后将所述N束聚焦光相复合以形成复合激光。可选的，所述N束激光包括连续式光纤激光、脉冲式光纤激光以及连续式半导体激光中的至少两者。可选的，所述连续式光纤激光的波长范围为1000纳米至1100纳米，且所述连续式光纤激光对应焊接或熔覆工序；所述脉冲式光纤激光的波长范围为1000纳米至1100纳米，且所述脉冲式光纤激光对应清洗工序；所述连续式半导体激光的波长范围为800纳米至1000纳米，且所述连续式半导体激光对应加热工序。第二方面，本申请提供了一种复合激光加工装置，所述复合激光加工装置包括：N个激光器，用于提供N束激光，所述N束激光中各束激光分别对应一加工工序，且所述N束激光中至少有两者对应的加工工序不相同；N个准直器，各个所述准直器分别设置于所述各束激光的出射方向，以使所述各束激光分别准直形成平行光而获得N束平行光；(N-1)个反射器，所述N束平行光中的(N-1)束平行光分别作为入射光进入各个所述反射器，余下一束平行光保持出射方向不变，出自各个所述反射器的各束反射光的出射方向均与所述余下一束平行光的出射方向相交，且所述各束反射光的出射方向均与所述余下一束平行光的出射方向之间具有锐角夹角；至少一个聚焦器，至少一个聚焦器，所述聚焦器设置于所述各束反射光的出射方向与所述余下一束平行光的出射方向的相交处，以将所述各束反射光以及所述余下一束平行光分别聚焦而获得N束聚焦光，所述N束聚焦光中各束聚焦光的光轴不相同；以及一输出器，所述输出器的位置对应于所述聚焦器，以将所述N束聚焦光复合形成复合激光，并将所述复合激光射出至待加工目标上，所述复合激光在所述待加工目标上形成N个光斑，所述N个光斑沿着加工方向呈线性排列，并且所述N个光斑中相邻光斑之间具有预设的间距，以对所述待加工目标上的一个或多个位置依序实施N道加工工序；其中，N为大于等于2的正整数。可选的，用于形成所述(N-1)束平行光的(N-1)个准直器对称布设于余下一个准直器的两侧，以达到降低光线损失的目的。可选的，所述反射器包括间隔设置的第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜设置于激光经由所述准直器后形成的平行光的出射方向上，所述第二反射镜设置于所述余下一束平行光的出射方向的一侧。可选的，所述第一反射镜绕第一轴线旋转，和/或所述第二反射镜绕第二轴线旋转，所述第一轴线和所述第二轴线均垂直于对应平行光的光路所形成的平面。可选的，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者被配置为在所述平行光的出射方向上的位置可调。本申请的有益效果：本申请提供了一种复合激光加工方法及复合激光加工装置，所述方法是将N束激光以非同轴的方式复合以获得复合激光，N束激光中各束激光分别对应一加工工序，复合激光在待加工目标上形成N个光斑，N个光斑沿着加工方向呈线性排列，并且相邻光斑之间具有预设的间距，以对待加工目标上的一个或多个位置依序实施N道加工工序，其中，N为大于等于2的正整数。所述方法可以实现将任意波长、具有任意加工特性的N束激光相复合，改变仅将不同加工特性的激光以同轴聚焦方式相复合的传统模式，具有加工高效、加工效果理想、简化加工工序、节省成本的优点。本申请实施例的复合激光加工装置可以采用所述方法进行加工，具有整体结构布局合理、适用于工业化生产需求的优点。附图说明图1为本申请实施例中提供的一种复合激光加工方法的流程示意图。图2为图1中步骤B2的流程示意图。图3为本申请一个实施例提供的一种复合激光加工方法中N个光斑在待加工目标上的排列示意图。图4为本申请另一个实施例提供的一种复合激光加工方法中N个光斑在待加工目标上的排列示意图。图5为本申请另一个实施例提供的一种复合激光加工方法中N个光斑在待加工目标上的排列示意图。图6为本申请一个实施例提供的一种复合激光加工装置的结构示意图。图7为本申请另一个实施例提供的一种复合激光加工装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。...

【技术保护点】
1.一种复合激光加工方法，其特征在于，所述复合激光加工方法包括如下步骤：/n分别获取N束激光，所述N束激光中各束激光分别对应一加工工序，且所述N束激光中至少有两者对应的加工工序不相同；/n将所述N束激光以非同轴的方式复合，获得复合激光；以及/n将所述复合激光作用于待加工目标上，所述复合激光在所述待加工目标上形成N个光斑，所述N个光斑沿着加工方向呈线性排列，并且所述N个光斑中相邻光斑之间具有预设的间距，以对所述待加工目标上的一个或多个位置依序实施N道加工工序；/n其中，N为大于等于2的正整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合激光加工方法，其特征在于，所述复合激光加工方法包括如下步骤：
分别获取N束激光，所述N束激光中各束激光分别对应一加工工序，且所述N束激光中至少有两者对应的加工工序不相同；
将所述N束激光以非同轴的方式复合，获得复合激光；以及
将所述复合激光作用于待加工目标上，所述复合激光在所述待加工目标上形成N个光斑，所述N个光斑沿着加工方向呈线性排列，并且所述N个光斑中相邻光斑之间具有预设的间距，以对所述待加工目标上的一个或多个位置依序实施N道加工工序；
其中，N为大于等于2的正整数。


2.根据权利要求1所述的复合激光加工方法，其特征在于，当N为大于2的正整数时，所述N束激光中至少有两者对应的加工工序相同。


3.根据权利要求1所述的复合激光加工方法，其特征在于，所述将所述N束激光以非同轴的方式复合，包括步骤：
将所述N束激光中各束激光分别准直形成平行激光束，获得N束平行光；
将所述N束平行光中的(N-1)束平行光分别反射形成反射激光束，以获得(N-1)束反射光，余下一束平行光保持出射方向不变，所述(N-1)束反射光中各束反射光的出射方向均与所述余下一束平行光的出射方向相交，且所述各束反射光的出射方向均与所述余下一束平行光的出射方向之间具有锐角夹角；以及
将所述各束反射光以及所述余下一束平行光分别聚焦，以形成N束聚焦光，所述N束聚焦光中各束聚焦光的光轴均不相同，然后将所述N束聚焦光相复合以形成复合激光。


4.根据权利要求1至3任一项中所述的复合激光加工方法，其特征在于，所述N束激光包括连续式光纤激光、脉冲式光纤激光以及连续式半导体激光中的至少两者。


5.根据权利要求4所述的复合激光加工方法，其特征在于，所述连续式光纤激光的波长范围为1000纳米至1100纳米，且所述连续式光纤激光对应焊接或熔覆工序；所述脉冲式光纤激光的波长范围为1000纳米至1100纳米，且所述脉冲式光纤激光对应清洗工序；所述连续式半导体激光的波长范围为800纳米至1000纳米，且所述连续式半导体激光对应加热工序。


6.一种复合激光加工装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张衍，高辉，吴泽锋，闫大鹏，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42