一种激光焊接系统及设备技术方案

本实用新型专利技术实施例涉及焊接工艺技术领域，公开了一种激光焊接系统及设备，该系统包括：激光输出系统、与激光输出系统的激光输出头连接的激光焊接头、线缆互锁报警系统、温度反馈系统、冷却系统以及控制系统，其中，控制系统分别与激光输出系统、线缆互锁报警系统、温度反馈系统和冷却系统连接，用于在检测到激光焊接头与激光输出头断开，和/或，温度反馈系统所获取的温度超过预设阈值时，关闭激光输出系统或者减少所述激光输出系统的输出功率，本实用新型专利技术实施例提供的激光焊接系统适用于激光锡焊与塑料焊接，且内置有冷却系统，具有体积小、成本低、散热快、安全性高以及能监控焊接区域温度的优点。度的优点。度的优点。

A laser welding system and equipment

【技术实现步骤摘要】
一种激光焊接系统及设备


[0001]本技术实施例涉及焊接工艺
，特别涉及一种激光焊接系统及设备。

技术介绍

[0002]塑料激光焊接是一种热影响范围非常小的焊接工艺，具有不会产生飞边、无粉尘、无烟气的特点。自动化塑料激光焊接设备能实现非常高的产量，同时几乎不需要任何日常耗材，设备的维护也相当简单。因此塑料激光焊接技术越来越受到制造行业的青睐。在汽车工业，激光焊接塑料技术可用于制造很多汽车零部件，如燃油喷嘴、变档机架、发动机传感器、驾驶室机架、液压油箱、过滤架、前灯和尾灯等。其它汽车方面的应用还包括进气管光歧管的制造以及辅助水泵的制造。在医学领域，激光焊接技术可用于制造液体储槽、液体过滤器材、软管连接头、造口术袋子、助听器、移植体、分析用的微流体器件等。激光焊接是一项无振动技术，因此它特别适合用于加工精密的电子元器件。
[0003]激光锡焊是以激光作为热源，熔融锡使焊件达到紧密贴合的一种钎焊方法。相比传统锡焊工艺，该方法具有加热速度快，热输入量及热影响小；焊接位置可精确控制；焊接过程自动化；可精确控制钎料的量，焊点一致性好；可大幅减少钎焊过程中的挥发物对操作人员的影响；非接触式加热，不存在接触焊接导致的应力；适合复杂结构零件焊接，激光加工精度较高，光斑可以达到微米级别，加工时间程序控制，精度远高于传统工艺方式；细小的激光束替代烙铁头，在加工件表面有其他干涉物时，同样便于加工，避免不断更换烙铁头；无静电威胁，洁净的加工方式，无耗品，维护简单，操作方便；可用光纤传输，因此可在常规方式不易施焊部位进行加工，灵活性好，聚焦性好，易于实现多工位装置的自动化等等优点。因此，激光锡焊有巨大的潜力和应用去替代传统的锡焊方式，已经逐步获得了广泛的应用。
[0004]在实现本技术实施例过程中，专利技术人发现以上相关技术中至少存在如下问题：1)由于塑料和焊锡的熔化温度和所需能量都较低，且对激光吸收较好，激光器功率密度太高容易过焊导致焊接质量较差，因此，对焊接区域温度的监控至关重要，而目前针对塑料及锡焊应用的焊接系统缺少温度监控；2)现有焊接系统通常需要接入外置置冷却系统，这导致焊接系统整体重量、体积和成本都较大；3)现有的激光输出系统中，激光输出头不可替换，不易实现多种多样的应用场景；4)在工作过程中，若是激光焊接头从激光输出头上意外脱落，激光输出头依旧输出激光，造成危险，然而现有激光焊接系统中没有防止激光焊接头意外脱落的报警系统。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的上述缺陷，本技术实施例的目的是提供一种体积小、成本低、散热效果好、安全性高以及能监控焊接区域温度的激光焊接系统及设备。
[0006]本技术实施例的目的是通过如下技术方案实现的：
[0007]为解决上述技术问题，第一方面，本技术实施例中提供了一种应用于塑料焊
接和锡焊的激光焊接系统，所述系统包括：
[0008]激光输出系统，包括可替换的激光输出头；
[0009]激光焊接头，与所述激光输出头连接，用于将光束聚焦照射在待加工工件表面；
[0010]线缆互锁报警系统，用于检测所述激光焊接头是否在工作状态下与所述激光输出头有效接通；
[0011]温度反馈系统，用于检测并获取焊接区域的加工温度；
[0012]冷却系统，用于对所述激光输出系统进行散热；
[0013]控制系统，分别与所述激光输出系统、所述线缆互锁报警系统、所述温度反馈系统和所述冷却系统连接，用于在检测到所述激光焊接头与所述激光输出头断开，和/或，所述温度反馈系统所获取的温度超过预设阈值时，关闭所述激光输出系统或者减少所述激光输出系统的输出功率。
[0014]在一些实施例中，所述激光输出系统包括：半导体激光器、紫外激光器和/或光纤激光器中的至少一种。
[0015]在一些实施例中，所述半导体激光器包括：
[0016]若干组泵浦阵列；
[0017]合束器，其泵浦输入端与所述泵浦阵列连接；
[0018]包层光去除器，其输入端与所述合束器的输出端连接；
[0019]激光输出头，其输入端与所述包层光去除器的输出端连接，其输出端用于输出激光。
[0020]在一些实施例中，所述半导体激光器还包括：
[0021]红外激光器，其用于激光器的出光指示，其输出端与所述合束器的泵浦输入端连接；
[0022]线缆固定块，其输入端与所述包层光去除器的输出端连接，其输出端与激光输出头的输入端连接。
[0023]在一些实施例中，所述冷却系统为风冷散热系统，所述风冷散热系统包括：
[0024]分别设于所述半导体激光器两侧的出风口风扇阵列和进风口风扇阵列，所述风冷散热系统配置为空气从所述进风口风扇阵列向所述出风口风扇阵列流动。
[0025]在一些实施例中，所述风冷散热系统还包括：降噪填充物，
[0026]所述降噪填充物分别置于所述出风口风扇阵列和所述进风口风扇阵列的周围。
[0027]在一些实施例中，所述风冷散热系统还包括风冷散热腔体；
[0028]所述若干组泵浦阵列、所述合束器、所述包层光去除器和所述线缆固定块固定于所述风冷散热腔体内，所述激光输出头通过所述线缆固定块固定于所述风冷散热腔体上，所述出风口风扇阵列与所述进风口风扇阵列设于所述风冷散热腔体相对两侧。
[0029]在一些实施例中，所述控制系统包括互锁报警线缆接插口，所述互锁报警线缆系统包括：
[0030]依次连接的互锁报警线缆插头、互锁报警线缆传输线、互锁报警线缆接触头；以及，
[0031]磁吸接触头，其设于所述互锁报警线缆接触头的端部；
[0032]互锁短接线，其设于所述激光焊接头上；
[0033]其中，
[0034]所述互锁报警线缆接触头设于所述激光输出头上，且配置为在所述激光输出头与所述激光焊接头接通时，所述磁吸接触头与所述互锁短接线连接；在所述激光输出头与所述激光焊接头断开时，所述磁吸接触头与所述互锁短接线断开；
[0035]所述互锁报警线缆接插口与所述互锁报警线缆插头连接，以使所述控制系统在所述磁吸接触头接触头与所述互锁短接线断开时，能够控制所述激光输出系统停止输出激光。
[0036]在一些实施例中，所述控制系统包括温度反馈线缆接插口，所述温度反馈系统包括：
[0037]依次连接的温度反馈线缆插头、温度反馈线缆传输线、温度反馈线缆传感器；以及，
[0038]温度反馈线缆滤波片，其设于所述温度反馈线缆传感器探测面，用于过滤焊接过程中返回的杂散光；
[0039]其中，
[0040]所述温度反馈线缆传感器设于所述激光焊接头上，用于检测并获取焊接区域的温度；
[0041]所述温度反馈线缆接插口与所述温度反馈线缆插头连接，以使所述控制系统能够根据温度反馈线缆传感器获取的温度，控制所述激光输出系统的输出功率。
[0042]在一些实施例中，所述系统还包括：供电系统，其包括：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接系统，应用于塑料焊接和锡焊，其特征在于，所述系统包括：激光输出系统，包括可替换的激光输出头；激光焊接头，与所述激光输出头连接，用于将光束聚焦照射在待加工工件表面；线缆互锁报警系统，用于检测所述激光焊接头是否在工作状态下与所述激光输出头有效接通；温度反馈系统，用于检测并获取焊接区域的加工温度；冷却系统，用于对所述激光输出系统进行散热；控制系统，分别与所述激光输出系统、所述线缆互锁报警系统、所述温度反馈系统和所述冷却系统连接，用于在检测到所述激光焊接头与所述激光输出头断开，和/或，所述温度反馈系统所获取的温度超过预设阈值时，关闭所述激光输出系统或者减少所述激光输出系统的输出功率。2.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述激光输出系统包括：半导体激光器、紫外激光器和/或光纤激光器中的至少一种。3.根据权利要求2所述的激光焊接系统，其特征在于，所述半导体激光器包括：若干组泵浦阵列；合束器，其泵浦输入端与所述泵浦阵列连接；包层光去除器，其输入端与所述合束器的输出端连接；激光输出头，其输入端与所述包层光去除器的输出端连接，其输出端用于输出激光。4.根据权利要求3所述的激光焊接系统，其特征在于，所述半导体激光器还包括：红外激光器，其用于激光器的出光指示，其输出端与所述合束器的泵浦输入端连接；线缆固定块，其输入端与所述包层光去除器的输出端连接，其输出端与激光输出头的输入端连接。5.根据权利要求4所述的激光焊接系统，其特征在于，所述冷却系统为风冷散热系统，所述风冷散热系统包括：分别设于所述半导体激光器两侧的出风口风扇阵列和进风口风扇阵列，所述风冷散热系统配置为空气从所述进风口风扇阵列向所述出风口风扇阵列流动。6.根据权利要求5所述的激光焊接系统，其特征在于，所述风冷散热系统还包括：降噪填充物，所述降噪填充物分别置于所述出风口风扇阵列和所述进风口风扇阵列的周围。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕张勇，师腾飞，陈文才，龚辉，罗俊，张寰，蒋峰，
申请(专利权)人：苏州创鑫激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：