一种激光加工系统和方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种激光加工系统和方法，所述系统用于产生输出到工件的复合激光，包括一激光器和一激光加工头；所述激光器用于提供具有至少一个第一光束和第二光束的复合激光；所述激光器具有一光纤，所述激光加工头与所述光纤连接，用于将所述激光器输出的复合激光引导至所述工件上。本发明专利技术实施例使用器件少，成本低，加工效果好。加工效果好。加工效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种激光加工系统和方法


[0001]本专利技术涉及激光
，特别是涉及一种激光加工方法和一种激光加工系统。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利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激光加工方法和相应的一种激光加工系统。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种激光加工系统，用于产生输出到工件的复合激光，包括一激光器和一激光加工头；
[0006]所述激光器用于提供具有至少一个第一光束和第二光束的复合激光；
[0007]所述激光器具有一光纤，所述激光加工头与所述光纤连接，用于将所述激光器输出的复合激光引导至工件上。
[0008]可选地，还包括一控制装置，用于调整所述第一光束的功率值以调整第一光束照射到工件的光斑能量分布，和/或，调整所述第二光束的功率值以调整第二光束照射到工件的光斑能量分布。
[0009]可选地，所述控制装置还用于依据所述工件的材质，控制所述第一光束的功率值和所述第二光束的功率值。
[0010]可选地，所述控制装置还用于调整所述第一光束的离焦量以调整第一光束照射到工件的光斑轮廓和能量分布，或，调整所述第二光束的离焦量以调整第二光束照射到工件的光斑轮廓和能量分布。
[0011]可选地，所述激光加工头设有单光纤接头，所述激光器的光纤通过所述单光纤接头被适配在所述激光加工头处，以将第一光束和第二光束引导至所述工件上。
[0012]可选地，所述激光器具有单激光模块，所述单激光模块用于将光纤包层中未被吸收的泵浦光传输出去形成第一光束，以及将所述光纤纤芯中放大后的信号光传输出去形成第二光束。
[0013]可选地，所述激光器具有单激光模块，所述单激光模块用于将光纤包层中未被吸收的泵浦光以及漏入包层的信号光传输出去形成第一光束，以及将所述光纤纤芯中放大后的信号光以及漏入纤芯的泵浦光传输出去形成第二光束。
[0014]可选地，所述激光器为单谐振腔激光器或MOPA激光器。
[0015]可选地，所述第一光束的波长与所述第二光束的波长不同，所述第二光束的中心波长为1030-2140nm，所述第一光束的中心波长为915-1550nm。
[0016]可选地，所述第一光束的中心波长为915nm，所述第二光束的中心波长为1080nm。
[0017]本专利技术实施例还公开了一种激光加工方法，包括：
[0018]将具有至少一个第一光束和第二光束的激光照射于工件表面；所述第一光束照射至所述工件形成第一光斑，所述第二光束照射至所述工件形成第二光斑，所述第二光斑位于所述第一光斑之中，所述第二光斑与第一光斑能量可调节。
[0019]可选地，所述第一光束的能量分布呈平顶分布，所述第二光束的能量分布呈高斯分布。
[0020]可选地，还包括：调整所述第一光束的功率值以调整第一光束照射到工件的光斑能量分布，和/或，调整所述第二光束的功率值以调整第二光束照射到工件的光斑能量分布。
[0021]可选地，还包括：依据所述工件的材质，控制所述第一光束的功率值和所述第二光束的功率值。
[0022]可选地，还包括：调整所述第一光束的离焦量以调整第一光束照射到工件的光斑轮廓和能量分布，或，调整所述第二光束的离焦量以调整第二光束照射到工件的光斑轮廓和能量分布。
[0023]可选地，所述将具有至少一个第一光束和第二光束的激光照射于工件表面，包括：
[0024]将一激光器的光纤包层中未被吸收的泵浦光以及漏入包层的信号光传输出去形成第一光束，以及将所述光纤纤芯中放大后的信号光以及漏入纤芯的泵浦光传输出去形成第二光束。
[0025]可选地，所述将具有至少一个第一光束和第二光束的激光照射于工件表面，包括：
[0026]通过单光纤接头激光加工头将所述第一光束和所述第二光束照射至工件。
[0027]可选地，所述第一光束的波长与所述第二光束的波长不同，所述第一光束的中心波长为915-1550nm，所述第二光束的中心波长为1030-2140nm。
[0028]可选地，所述第一光束的中心波长为915nm，所述第二光束的中心波长为1080nm。
[0029]本专利技术实施例包括以下优点：
[0030]本专利技术实施例的激光加工系统，通过激光器提供具有至少一个第一光束和第二光束的复合激光；激光器具有一光纤，激光加工头与光纤连接，用于将激光器输出的复合激光引导至工件上。可以利用第一光束对工件表面进行预加热形成较为平滑的熔池，利用第二光束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。并且由于第一光束和第二光束在同一光纤传输，对加工方向原理上并无要求，可以简化加工工艺。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的一种激光加工方法实施例的步骤流程图；
[0032]图2是实际状态下一种复合激光能量分布示意图；
[0033]图3是理想状态一种复合激光能量分布示意图；
[0034]图4是理想状态下另一种复合激光能量分布示意图；
[0035]图5是理想状态下另一种复合激光能量分布示意图；
[0036]图6是理想状态下另一种复合激光能量分布示意图；
[0037]图7是本专利技术的激光加工系统实施例的结构框图；
[0038]图8是本专利技术实施例中激光器的结构图；
[0039]图9是一种示例中激光器的结构图；
[0040]图10是另一种示例中激光器的结构图。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术的上述目的、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专利技术作进一步详细的说明。
[0042]参照图1，示出了本专利技术的一种激光加工方法实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：
[0043]步骤101，将具有至少一个第一光束和第二光束的激光照射于工件表面；所述第一光束照射至所述工件形成第一光斑，所述第二光束照射至所述工件形成第二光斑，所述第二光斑位于所述第一光斑之中，所述第二光斑与第一光斑能量可调节。
[0044]可以通过单光纤接头激光加工头将至少一个第一光束和第二光束照射至工件。
[0045]本专利技术实施例中，所述步骤101可以包括如下子步骤：
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光加工系统，用于产生输出到工件的复合激光，其特征在于，包括一激光器和一激光加工头；所述激光器用于提供具有至少一个第一光束和第二光束的复合激光；所述激光器具有一光纤，所述激光加工头与所述光纤连接，用于将所述激光器输出的复合激光引导至工件上。2.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，还包括一控制装置，用于调整所述第一光束的功率值以调整第一光束照射到工件的光斑能量分布，和/或，调整所述第二光束的功率值以调整第二光束照射到工件的光斑能量分布。3.根据权利要求2所述的激光加工系统，其特征在于，所述控制装置还用于依据所述工件的材质，控制所述第一光束的功率值和所述第二光束的功率值。4.根据权利要求2所述的激光加工系统，其特征在于，所述控制装置还用于调整所述第一光束的离焦量以调整第一光束照射到工件的光斑轮廓和能量分布，或，调整所述第二光束的离焦量以调整第二光束照射到工件的光斑轮廓和能量分布。5.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光加工头设有单光纤接头，所述激光器的光纤通过所述单光纤接头被适配在所述激光加工头处，以将第一光束和第二光束引导至所述工件上。6.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光器具有单激光模块，所述单激光模块用于将光纤包层中未被吸收的泵浦光以及漏入包层的信号光传输出去形成第一光束，以及将所述光纤纤芯中放大后的信号光以及漏入纤芯的泵浦光传输出去形成第二光束。7.根据权利要求6所述的激光加工系统，其特征在于，所述单激光模块还用于将光纤包层中未被吸收的泵浦光以及漏入包层的信号光传输出去形成第一光束，以及将所述光纤纤芯中放大后的信号光以及漏入纤芯的泵浦光传输出去形成第二光束。8.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述激光器为单谐振腔激光器或MOPA激光器。9.根据权利要求1所述的激光加工系统，其特征在于，所述第一光束的波长与所述第二光束的波长不同，所述第二光束的中心波长为1030-2140nm，所述第一光束的中心波长为915-1550nm。10.根据权利要求1所...

【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：发明
国别省市：