CN103785949B - 激光焊接装置及激光焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种激光焊接装置及激光焊接方法，所述激光焊接装置包括控制单元、激光发射单元及位置调节单元，所述激光发射单元与所述控制单元连接以将激光发射至焊接工件，所述位置调节单元与所述控制单元和激光发射单元连接以调节所述激光发射单元的位置。本发明所提供的激光焊接装置和激光焊接方法，在焊接过程中可以改变激光发射单元的位置，使激光不仅被发射到焊接区域，还被发射到焊接区域附近的区域，从而使焊接后的工件具有较好的结合强度，因此焊接质量较高。

Description

激光焊接装置及激光焊接方法
技术领域
本发明涉及激光焊接领域，具体涉及一种激光焊接装置及激光焊接方法。
背景技术
近年来，激光已被广泛应用于制造业，特别是焊接、切割和表面处理等领域。由于精度高、速度快，且工件上的热应变较小，因此激光焊接技术在焊接领域具有越来越重要的地位。现有技术中，进行激光焊接时，均是向焊接区域发射激光，使焊接区域的材料熔化，然后再冷却形成焊缝。但是，由于激光发射区域仅限于焊接区域，导致焊接区域的材料冷却后，与非焊接区域形成非常明显的界面，从而导致焊接后的工件之间的结合强度不高，容易失效。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种焊接质量较高的激光焊接装置和激光焊接方法。
本发明一方面提供一种激光焊接装置，其包括控制单元、激光发射单元及位置调节单元，所述激光发射单元与所述控制单元连接以将激光发射至焊接工件，所述位置调节单元与所述控制单元和激光发射单元连接以调节所述激光发射单元的位置。
优选地，所述焊接工件包括第一工件和第二工件，所述第一工件和第二工件之间形成有长条形焊接区域，所述第一工件和第二工件邻近所述焊接区域的预定宽度区域为过渡区域，所述位置调节单元调节所述激光发射单元的位置，以使所述激光以所述焊接区域为中心在所述过渡区域和焊接区域内沿“Z”字形路径移动且沿焊接区域的延伸方向前进。
优选地，每一所述过渡区域的宽度大于所述焊接区域的宽度。
优选地，所述激光穿过所述焊接区域的路径均与所述焊接区域形成锐角。
优选地，所述激光焊接装置还包括功率调节单元，所述功率调节单元与所述控制单元和激光发射单元连接以调节所述激光发射单元发射激光的功率。
优选地，所述功率调节单元调节所述激光发射单元的功率以使激光在所述过渡区域内的功率小于在所述焊接区域内的功率。
本发明另一方面还提供一种激光焊接方法，用于将第一工件和第二工件焊接在一起，所述所述第一工件和第二工件之间形成有长条形焊接区域，所述第一工件和第二工件邻近所述焊接区域的预定宽度区域为过渡区域。所述激光焊接方法包括如下步骤：
向所述焊接区域或过渡区域发射激光；
使所述激光以所述焊接区域为中心在所述过渡区域和焊接区域内沿“Z”字形路径移动且沿焊接区域的延伸方向前进。
优选地，每一所述过渡区域的宽度大于所述焊接区域的宽度。
优选地，所述激光穿过所述焊接区域的路径均与所述焊接区域形成锐角。
优选地，在所述激光移动的同时调节所述激光的功率，以使激光在所述过渡区域内的功率小于在所述焊接区域内的功率。
本发明所提供的激光焊接装置和激光焊接方法，在焊接过程中可以改变激光发射单元的位置，使激光不仅被发射到焊接区域，还被发射到焊接区域附近的区域，从而使焊接后的工件具有较好的结合强度，因此焊接质量较高。
附图说明
图1是本发明实施例的激光焊接装置的结构示意图。
图2是本发明一实施例在焊接时激光的移动路径示意图。
图3是本发明另一实施例在焊接时激光的移动路径示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考请参考图1，本发明实施例提供一种激光焊接装置10，其包括控制单元11、激光发射单元12及位置调节单元13。
激光发射单元12与控制单元11连接以将激光发射至焊接工件20。具体来说，焊接开始时，控制单元11向激光发射单元12发出控制信号，激光发射单元12向焊接工件20发射激光。
位置调节单元13与控制单元11和激光发射单元12连接以调节激光发射单元12的位置。具体来说，位置调节单元13可以具有驱动部件如电机和传动部件如齿轮齿条等。焊接过程中，位置调节单元13调节激光发射单元12的位置，以使激光不仅被发射到焊接区域，还被发射到焊接区域附近的区域，从而使焊接后的工件具有较好的结合强度。
请参考图2和图3，在一优选实施例中，焊接工件20包括第一工件21和第二工件22，第一工件21和第二工件22之间形成有长条形焊接区域23。第一工件21和第二工件22邻近焊接区域23的预定宽度区域为过渡区域24。在焊接过程中，位置调节单元13调节激光发射单元12的位置，以使激光以焊接区域23为中心在过渡区域24和焊接区域23内沿“Z”字形路径移动且沿焊接区域23的延伸方向前进。
请参考图2，激光从第一工件21的过渡区域24的内边缘出发，穿过第一工件21的过渡区域24、焊接区域23、第二工件22的过渡区域24，到达第二工件22的过渡区域24的内边缘，然后再斜向返回。如此往复，直至激光路径沿焊接区域23的延伸方向（在图2中为向下）覆盖整个焊接区域23。图3所示实施例与图2所示实施例的区别在于，激光每次穿过焊接区域23的路径均与焊接区域23形成锐角，如此路径可以使焊接速度较快。
在一优选实施例中，每一过渡区域24的宽度大于焊接区域23的宽度。过渡区域24较宽，则焊接后的工件的结合强度较高。
在一优选实施例中，该激光焊接装置还包括功率调节单元14，功率调节单元14与控制单元11和激光发射单元12连接以调节激光发射单元12发射激光的功率。也即在焊接过程中，当激光在焊接区域23和过渡区域24内移动时，可以适当调节激光的功率，以达到更好的焊接质量。
具体地，在一优选实施例中，功率调节单元14调节激光发射单元12的功率以使激光在过渡区域24内的功率小于在焊接区域23内的功率。在过渡区域24内，激光功率可以较小，使过渡区域24的材料接近熔化状态。
本发明实施例还提供一种激光焊接方法，用于将第一工件21和第二工件22焊接在一起，第一工件21和第二工件22之间形成有长条形焊接区域23，第一工件21和第二工件22邻近焊接区域23的预定宽度区域为过渡区域24。该激光焊接方法包括如下步骤：
向焊接区域23或过渡区域24发射激光；
使激光以焊接区域23为中心在过渡区域24和焊接区域23内沿“Z”字形路径移动且沿焊接区域23的延伸方向前进。
请参考图2，激光从第一工件21的过渡区域24的内边缘出发，穿过第一工件21的过渡区域24、焊接区域23、第二工件22的过渡区域24，到达第二工件22的过渡区域24的内边缘，然后再斜向返回。如此往复，直至激光路径沿焊接区域23的延伸方向（在图2中为向下）覆盖整个焊接区域23。图3所示实施例与图2所示实施例的区别在于，激光每次穿过焊接区域23的路径均与焊接区域23形成锐角，如此路径可以使焊接速度较快。
在一优选实施例中，每一过渡区域24的宽度大于焊接区域23的宽度。过渡区域24较宽，则焊接后的工件的结合强度较高。
在一优选实施例中，在激光移动的同时调节激光的功率，以使激光在过渡区域24内的功率小于在焊接区域23内的功率。在过渡区域24内，激光功率可以较小，使过渡区域24的材料接近熔化状态。
如上所述，本发明实施例所提供的激光焊接装置和激光焊接方法，在焊接过程中可以改变激光发射单元的位置，使激光不仅被发射到焊接区域，还被发射到焊接区域附近的区域，从而使焊接后的工件具有较好的结合强度，因此焊接质量较高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光焊接装置，其特征在于，包括控制单元、激光发射单元及位置调节单元，所述激光发射单元与所述控制单元连接以将激光发射至焊接工件，所述位置调节单元与所述控制单元和激光发射单元连接以调节所述激光发射单元的位置，所述焊接工件包括第一工件和第二工件，所述第一工件和第二工件之间形成有长条形焊接区域，所述第一工件和第二工件邻近所述焊接区域的预定宽度区域为过渡区域，所述位置调节单元调节所述激光发射单元的位置，以使所述激光以所述焊接区域为中心在所述过渡区域和焊接区域内沿“Z”字形路径移动且沿焊接区域的延伸方向前进，所述激光焊接装置还包括功率调节单元，所述功率调节单元与所述控制单元和激光发射单元连接以调节所述激光发射单元发射激光的功率，所述功率调节单元调节所述激光发射单元的功率以使激光在所述过渡区域内的功率小于在所述焊接区域内的功率。
2.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，每一所述过渡区域的宽度大于所述焊接区域的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的激光焊接装置，其特征在于，所述激光穿过所述焊接区域的路径均与所述焊接区域形成锐角。
4.一种激光焊接方法，用于将第一工件和第二工件焊接在一起，所述第一工件和第二工件之间形成有长条形焊接区域，所述第一工件和第二工件邻近所述焊接区域的预定宽度区域为过渡区域，其特征在于，所述激光焊接方法包括如下步骤：
向所述焊接区域或过渡区域发射激光；
使所述激光以所述焊接区域为中心在所述过渡区域和焊接区域内沿“Z”字形路径移动且沿焊接区域的延伸方向前进；
在所述激光移动的同时调节所述激光的功率，以使激光在所述过渡区域内的功率小于在所述焊接区域内的功率。
5.根据权利要求4所述的激光焊接方法，其特征在于，每一所述过渡区 域的宽度大于所述焊接区域的宽度。
6.根据权利要求4所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光穿过所述焊接区域的路径均与所述焊接区域形成锐角。
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