激光复合焊接方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种复路激光焊接方法，该方法包括以下步骤：发射第一波长的激光，所述第一波长的激光用于增加待焊接工件对第二波长激光的吸收率；发射所述第二波长的激光；将所述第一波长的激光及所述第二波长的激光合成一束激光，同时聚焦于待焊接工件上，对所述待焊接工件进行焊接。利用所述第一波长的激光的连续激光对待焊接工件照射实现预热，同时用所述第二波长的激光的脉冲激光焊接，可以达到高功率激光焊接的效果和速度，而造价可便宜很多，对如散热、功耗等各方面的要求也有所降低。另外，本发明专利技术还提供一种采用上述复路激光焊接方法的复路激光焊接装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用激光束加工领域，尤其涉及一种激光复合焊接方法与系统。
技术介绍
激光焊接是一种非接触式焊接方式，具有免于填料，热变形小，外形美观，精细度高，速度快等优点，适用于多种场合，特别是微小区域的精密焊接，因此被广泛应用于航空航天、军事、汽车制造、电子电气、半导体、家具制造、通讯器件等领域。目前普通的激光焊接设备主要包括一个激光光源，该激光光源通过一个准直装置将其投射到一个聚焦镜片上，使激光聚焦，并在焦点附近设置焊接头，从而实现激光焊接。在有些行业应用中，虽然用普通的激光焊接设备可以完成，但是需要极高的功率。如某些电机磁芯焊接需要用到2000W甚至以上的连续激光束，激光光源的造价跟激光功率有很大关系，功率越高，价格就越贵。并且由于功率高，对激光相关器件、加工环境、安全防护等方面也提出了更高的要求，在一定程度上限制了激光焊接技术的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种激光复合焊接方法与系统。可利用小功率的激光束来完成大功率的焊接，降低了激光焊接设备的制造和使用成本。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种复路激光焊接方法，该方法包括以下步骤:发射第一波长的激光，所述第一波长的激光用于增加待焊接工件对第二波长激光的吸收率；发射所述第二波长的激光，所述第二波长的激光的波长不等于所述第一波长的激光的波长；将所述第一波长的激光及所述第二波长的激光合成一束激光，同时聚焦于待焊接工件上，对所述待焊接工件进行焊接。其中，所述第一波长的激光是连续激光，所述第二波长的激光是脉冲激光。其中，所述第一波长的激光的功率小于或大于所述第二波长的激光的功率。其中，所述第一波长的激光的焦点大于所述第二波长的激光的焦点。其中，所述第一波长的激光的波长小于所述第二波长的激光的波长。另外，本专利技术还提供了一种复路激光焊接装置，包括第一激光器、第二激光器和焊接头，所述第一激光器发射第一波长的激光，所述第一波长的激光用于增加待焊接工件对第二波长激光的吸收率；所述第二激光器发射所述第二波长的激光；所述焊接头接收所述第一波长的激光及第二波长的激光，将所述第一波长的激光及第二波长的激光同时聚焦于待焊接工件上，对所述待焊接工件进行焊接。所述复路激光焊接装置还包括第一光纤及第二光纤，所述第一光纤连接于所述第一激光器及所述焊接头之间，用于传输所述第一波长的激光，所述第二光纤连接于所述第二激光器及所述焊接头之间，用于传输所述第二波长的激光。其中，所述第一光纤由纯石英核心和石英包层组成，所述纯石英核心对所述第一波长的激光的折射率比所述石英包层对所述第一波长的激光的折射率大，所述第二光纤由纯石英核心和石英包层组成，所述纯石英核心对所述第二波长的激光的折射率比所述石英包层对所述第二波长的激光的折射率大。其中，所述焊接头包括第一准直系统、第二准直系统、反射镜、合束镜、聚焦镜和保护片，所述第一准直系统连接于所述第一光纤及所述合束镜之间，用于将所述第一波长的激光变成平行光，所述第二准直系统连接于所述第二光纤及所述反射镜之间，用于将所述第二波长的激光变成平行光，所述合束镜位于所述反射镜、第一准直系统及聚焦镜之间，所述第一波长的激光经所述第一准直系统出射到所述合束镜上，所述第二波长的激光经所述第二准直系统及所述反射镜出射到所述合束镜上，所述第一波长的激光及所述第二波长的激光经所述合束镜合成一束光，所述合成的一束光经所述聚焦镜聚焦后射出到所述保护片，并从所述保护片射出，聚焦到待焊接零件上，所述保护片镀有的增透膜。其中，所述复路激光焊接装置包括控制系统及工作台，所述控制系统包括依次电连接的计算机、运动控制器、端子板和伺服驱动器，所述计算机控制所述第一激光器及第二激光器以预设的参数在预设的时刻发射激光，所述运动控制器及端子板控制所述伺服驱动器，以驱动工作台按照预设的速度和方向运动。本专利技术实施例的复路激光焊接方法利用所述第一波长的激光的连续激光对待焊接工件照射实现预热，同时用所述第二波长的激光的脉冲激光焊接，可以达到高功率激光焊接的效果和速度，而造价可便宜很多，对如散热、功耗等各方面的要求也有所降低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的复路激光焊接装置的示意 图2是图1的复路激光焊接装置的部分组件的示意 图3是图1的复路激光焊接装置的部分组件的示意图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中，通过第一波长的激光改变待焊接零件的表面特性，增加待焊接零件对第二波长的激光的有效吸收，从而可利用小功率的激光束来完成大功率的焊接，降低了激光焊接设备的制造和使用成本。本专利技术提供一种复路激光焊接方法，该方法包括以下步骤: 发射第一波长的激光，所述第一波长的激光用于增加待焊接工件对第二波长激光的吸收率。本实施方式中，所述第一波长的激光是功率为300W的连续激光，所述第二波长的激光是功率为400W的脉冲激光。所述第一波长的激光的功率小于所述第二波长的激光的功率，所述第一波长的激光的波长小于所述第二波长的激光的波长。当然，在其他实施方式中，所述第一波长的激光也可以大于第二波长的激光。所述第一波长的激光可以改变待焊接工件的表面特性，使之对所述第二波长的激光的吸收率大大增加。所述待焊接工件为电机磁芯材料。当然，在其他实施方式中，只要所述第一波长的激光能够增加待焊接工件对第二波长激光的吸收率。所述第一波长的激光及第二波长激光的功率不限于300W及400W。所述待焊接工件也可以是其他材料的工件，如金属等材料。发射所述第二波长的激光，所述第二波长的激光的波长不等于所述第一波长的激光的波长。将所述第一波长的激光及所述第二波长的激光合成一束激光，同时聚焦于待焊接工件上，对所述待焊接工件进行焊接。本实施方式中，所述第一波长的激光的焦点大于所述第二波长的激光的焦点，提高预热面积。由于激光的焦点处有较高的功率密度，所以可以使金属熔化，从而实现焊接。通过实验发现，利用所述第一波长的激光的连续激光对待焊接工件照射实现预热，同时用所述第二波长的激光的脉冲激光焊接，可以达到2000W激光焊接的效果和速度，而造价可便宜很多，对如散热、功耗等各方面的要求也有所降低。请参阅图1至图3，本专利技术提供的一种复路激光焊接装置100，所述复路激光焊接装置100包括第一激光器10、第二激光器20、第一光纤30、第二光纤40、焊接头50、控制系统60及工作台70。所述第一激光器10发射第一波长的激光LI,所述第一波长的激光LI用于增加待焊接工件200对第二波长激光L2的吸收率。本实施方式中，所述第一波长的激光LI为连续激光，所述第一波长的激光LI的功率为300W，所述第一波长的激光LI的波长小于所述第二波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复路激光焊接方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：发射第一波长的激光，所述第一波长的激光用于增加待焊接工件对第二波长激光的吸收率；发射所述第二波长的激光，所述第二波长的激光的波长不等于所述第一波长的激光的波长；将所述第一波长的激光及所述第二波长的激光合成一束激光，同时聚焦于待焊接工件上，对所述待焊接工件进行焊接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠浩，熊政军，阎涤，
申请(专利权)人：镭射谷科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：