CN111618432B - 一种激光焊接方法和激光焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光焊接方法和激光焊接系统，所述激光焊接方法包括获取用户输入的激光焊接参数，所述激光焊接参数包括激光类型参数和激光波形参数，所述激光波形参数包括多个激光曲线参数，每个所述激光曲线参数包括激光持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数；根据多个所述激光曲线参数生成激光波形执行列表；将所述激光波形执行列表发送至所述激光波形设计控制器，控制所述激光波形设计控制器生成与所述激光焊接参数匹配的激光波形后发送至所述激光焊接子系统，以使所述激光焊接子系统对待焊接元件进行激光焊接。采用上述技术方案，针对不同焊接情况，激光波形可以编辑，满足高精度焊接需求。

Description

一种激光焊接方法和激光焊接系统

技术领域

本发明实施例涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种激光焊接方法及激光焊接系统。

背景技术

近年来，激光已经被广泛应用于制造业，特别是焊接、切割和表面处理等领域。由于激光焊接精度高、速度快，且工件上的热应变比较小，因此激光焊接技术在焊接领域具有越来越重要的地位。

对于脉冲激光焊接，应用的较多的就是直接使用脉冲激光器进行简单的焊接实验，但是对于张网机焊接系统等对焊接精度有特别要求的设备，激光功率出光时间长短以及出光功率大小在单个焊点区域内没有办法进行自由设计，导致焊接对象容易焊穿或者焊接不充分，满足不了高精度的焊接需求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种激光焊接方法及激光焊接系统，以解决现有技术中无法满足高精度焊接需求的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种激光焊接方法，应用于激光焊接系统，所述激光焊接系统包括激光能量控制器、激光波形设计控制器和至少一组激光焊接子系统，所述激光波形设计控制器分别与所述激光能量控制器和所述激光焊接子系统连接；

所述激光焊接方法包括：

获取用户输入的激光焊接参数，所述激光焊接参数包括激光类型参数和激光波形参数，所述激光波形参数包括多个激光曲线参数，每个所述激光曲线参数包括激光持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数；

根据多个所述激光曲线参数生成激光波形执行列表；

将所述激光波形执行列表发送至所述激光波形设计控制器，控制所述激光波形设计控制器生成与所述激光焊接参数匹配的激光波形后发送至所述激光焊接子系统，以使所述激光焊接子系统对待焊接元件进行激光焊接。

可选的，根据多个所述激光曲线参数生成激光波形执行列表，包括：

获取所述激光波形参数中任意相邻两个激光曲线交点的交点能量值和交点时间值；

计算相邻两个交点能量值的能量差值以及相邻两个交点时间值之间的时间差值；

根据所述能量差值和所述时间差值生成激光波形执行列表。

可选的，根据所述能量差值和所述时间差值生成激光波形执行列表，包括：

若所述能量差值和所述时间差值均不为零，则按照所述激光能量控制器的最小分辨率，将所述时间差值分为多个时间段；

将不同时间段对应的不同能量值以分段函数的形式进行存储，生成激光波形执行列表；

若所述能量差值或者所述时间差值为零，则将所述交点能量值和所述交点时间值直接进行存储，生成激光波形执行列表。

可选的，所述激光焊接系统包括多组激光焊接子系统，每组所述激光焊接子系统均包括一激光器，所述激光器与所述激光能量控制器连接；

所述获取用户输入的激光焊接参数之前，还包括：

对多个所述激光器进行能量归一化处理。

可选的，所述激光类型参数包括连续光参数和脉冲光参数。

第二方面，本发明实施例还提供了一种激光焊接系统，采用第一方面所述的激光焊接方法进行焊接，包括：

激光能量控制器、激光波形设计控制器和至少一组激光焊接子系统；

所述激光能量控制器用于获取用户输入的激光焊接参数，并根据所述激光焊接参数生成激光波形执行列表；所述激光焊接参数包括激光类型参数和激光波形参数，所述激光波形参数包括多个激光曲线参数，每个所述激光曲线参数包括激光持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数；

所述激光波形设计控制器与所述激光能量控制器连接，用于接收所述激光波形执行列表，并根据所述激光波形执行列表设计激光波形；

所述激光焊接子系统与所述激光波形设计控制器连接，用于根据所述激光波形设计控制器生成的激光波形对待焊接元件进行激光焊接。

可选的，所述激光焊接系统包括多组激光焊接子系统，每组所述激光焊接子系统均包括一激光器，所述激光器与所述激光能量控制器连接；

所述激光能量控制器还用于对多个所述激光器进行能量归一化处理。

可选的，每组所述激光焊接子系统包括一激光器、一焊接头、一测量装置和一运动控制装置：

所述焊接头位于所述激光器的出光路径上；

所述测量装置与所述激光能量控制器连接，用于确定所述待焊接元件的焊点位置以及所述焊接头的焦面位置，并将焊点位置信息和所述焦面位置信息发送至所述激光能量控制器；

所述运动控制装置与所述激光能量控制器连接，用于接收所述激光能量控制器提供的所述焊点位置信息和所述焦面位置信息，根据所述焊点位置信息和所述焦面位置信息控制所述焊接头运动。

可选的，每组所述激光焊接子系统还包括一防氧化装置；

所述防氧化装置设置于所述焊接头位置处，用于对焊点进行抗氧化防护。

可选的，每组所述激光焊接子系统还包括一示波器；

所述示波器与所述激光器连接，用于显示所述激光器出射激光的波形。

本发明实施例提供的激光焊接方法和激光焊接系统，通过获取用户输入的激光焊接参数，根据激光曲线参数生成激光波形执行列表，并将激光波形执行列表发送至激光波形设计控制器，控制激光波形设计控制器生产与激光焊接参数匹配的激光波形后发送至激光焊接子系统，控制激光焊接子系统对待焊接元件进行激光焊接。在激光焊接过程中，首先根据用户输入的激光焊接参数获取多个激光曲线的持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数，将激光曲线的连续波形进行离散化，然后将离散化参数按照时间顺序波形队列化，进行队列封装后发送至激光波形设计控制器，激光器能量波形可以依据激光波形执行令列表中的数值变化，实现激光焊接子系统输出的激光波形可编辑，满足高精度焊接需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例提供的一种激光焊接方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种激光焊接系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种激光波形的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种生成激光波形执行列表的原理示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种激光焊接方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的一种周期性连续激光波形的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种非周期性连续激光波形的示意图；

图8是本发明实施例提供的一种周期性激光方波波形的示意图；

图9是本发明实施例提供的一种非周期性激光方波波形的示意图；

图10是本发明实施例提供的一种正弦激光波形的示意图；

图11是本发明实施例提供的另一种激光焊接系统的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的另一种激光焊接方法的流程示意图；

图13是本发明实施例提供的另一种激光焊接波形的示意图；

图14是本发明实施例提供的另一种激光焊接系统的结构示意图；

图15是本发明实施例提供的使用防氧化装置的显微效果图；

图16是本发明实施例提供的不使用防氧化装置的显微效果图；

图17-图21为采用白光干涉仪对焊点进行测量获得的焊点相关特性示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

本发明实施例提供一种激光焊接方法，用于激光焊接系统，激光焊接系统包括激光能量控制器、激光波形设计控制器和至少一组激光焊接子系统，激光波形设计控制器分别与激光能量控制器和激光焊接子系统连接；激光焊接方法包括：获取用户输入的激光焊接参数，激光焊接参数包括激光类型参数和激光波形参数，激光波形参数包括多个激光曲线参数，每个激光曲线参数包括激光持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数；根据多个激光曲线参数生成激光波形执行列表；将激光波形执行列表发送至激光波形设计控制器，控制激光波形设计控制器生成与激光焊接参数匹配的激光波形后发送至激光焊接子系统，以使激光焊接子系统对待焊接元件进行激光焊接。采用上述技术方案，在激光焊接过程中，首先根据用户输入的激光焊接参数获取多个激光曲线的持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数，将激光曲线的连续波形进行离散化，然后将离散化参数按照时间顺序波形队列化，进行队列封装后发送至激光波形设计控制器，激光器能量波形可以依据激光波形执行令列表中的数值变化，实现激光焊接子系统输出的激光波形可编辑，满足高精度焊接需求。

以上是本发明的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例提供的一种激光焊接方法的流程示意图，图2是本发明实施例提供的一种激光焊接系统的结构示意图，本发明实施例提供的激光焊接方法可以应用于本发明实施例提供的激光焊接系统，如图2所示，本发明实施例提供的激光焊接系统可以包括激光能量控制器11、激光波形设计控制器12和至少一组激光焊接子系统13，激光波形设计控制器12分别与激光能量控制器11和激光焊接子系统13连接。如图1所示，本发明实施例提供的激光焊接方法可以包括：

S110、获取用户输入的激光焊接参数。

示例性的，由于待焊接元件不同，焊接所需的激光能量也不相同，在激光焊接过程中，用户会根据待焊接元件的情况合理选择不同的激光类型以及激光波形。因此，获取用户输入的激光焊接参数具体可以为获取用户输入的激光类型参数和激光波形参数。

具体的，激光类型参数可以包括连续激光参数和脉冲激光参数，在待焊接元件比较薄时，可以使用连续激光模式进行焊接，连续激光模式功率与脉冲激光模式比较相对较低，能量相对小，故而可以用来进行焊接较薄的待焊接元件；在待焊接元件比较厚时，可以使用脉冲激光模式进行焊接，脉冲激光波形能量大，量程大，是连续激光的好几倍，故而可以用来进行焊接较厚的待焊接元件。

进一步的，激光波形参数可以包括多个激光曲线参数，每个激光曲线参数包括激光持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数。

示例性的，图3是本发明实施例提供的一种激光波形的结构示意图，如图3所示，激光波形20可以包括多个激光曲线21、22、23、24、25、26、27和28，激光曲线21包括持续时间T1和持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数(P0，P1)；同理，激光曲线22包括持续时间T2和持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数(P1，P2)；……；激光曲线28包括持续时间T8和持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数(P1，P0)。

S120、根据多个所述激光曲线参数生成激光波形执行列表。

示例性的，根据用户输入的激光焊机参数中包括的激光曲线参数生成激光波形执行列表，激光波形执行列表可以理解为包括多个时刻-能量对应数据，并且多个时刻-能量对应数据按照时间的先后顺序形成激光波形执行列表。

示例性的，图4是本发明实施例提供的一种生成激光波形执行列表的原理示意图，图4仅以图3所示的激光波形中其中一段激光曲线为例进行说明。如图4所示，然后按时间顺序选取每一段函数中的多个点(M1、M2、……)，获取每个点对应的时刻值和能量值，得到时刻-能量点阵，将时刻-能量点阵按照时间的先后顺序封装形成激光波形执行列表。

S130、将所述激光波形执行列表发送至所述激光波形设计控制器，控制所述激光波形设计控制器生成与所述激光焊接参数匹配的激光波形后发送至所述激光焊接子系统，以使所述激光焊接子系统对待焊接元件进行激光焊接。

示例性的，将激光波形执行列表发送至激光波形设计控制器，激光波形设计控制器根据激光波形执行列表生成与用于输入的激光焊接参数匹配的激光波形，只有将激光波形发送至激光焊接子系统，所述激光焊接子系统按照激光波形出射激光对待焊接元件进行激光焊接。

综上，本发明实施例提供的激光焊接方法，首先根据用户输入的激光焊接参数获取多个激光曲线的持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数，将激光曲线的连续波形进行离散化，然后将离散化参数按照时间顺序波形队列化，进行队列封装后发送至激光波形设计控制器，激光器能量波形可以依据激光波形执行令列表中的数值变化，实现激光焊接子系统输出的激光波形可编辑，满足高精度焊接需求。

图5是本发明实施例提供的另一种激光焊接方法的流程示意图，如图5所示，本发明实施例提供的激光焊接方法可以包括：

S210、获取用户输入的激光焊接参数。

S220、获取所述激光波形参数中任意相邻两个激光曲线交点的交点能量值和交点时间值。

S230、计算相邻两个交点能量值的能量差值以及相邻两个交点时间值之间的时间差值。

S240、根据所述能量差值和所述时间差值生成激光波形执行列表。

可选的，若所述能量差值和所述时间差值均不为零，则按照所述激光波形设计控制器的最小分辨率，将所述时间差值分为多个时间段；

将不同时间段对应的不同能量值以分段函数的形式进行存储，生成激光波形执行列表；

若所述能量差值或者所述时间差值为零，则将所述交点能量值和所述交点时间值直接进行存储，生成激光波形执行列表。

S250、将所述激光波形执行列表发送至所述激光波形设计控制器，控制所述激光波形设计控制器生成与所述激光焊接参数匹配的激光波形后发送至所述激光焊接子系统，以使所述激光焊接子系统对待焊接元件进行激光焊接。

示例性的，根据用户输入的激光焊接参数，激光曲线可以抽象为分段函数，而针对分段函数，下面以两种典型函数类型进行说明：

用户根据待焊接元件情况调整激光焊接参数时，会频繁用到上述两种函数，在不同自变量范围内，函数与函数之间的交点能量值和交点时间值可以记录如下：P_k(t_k,P_k)，然后按时间顺序对每一段函数进行标号为n,n＝0,1,2…。如果激光曲线为直线，则接着根据斜率k对激光曲线进行队列化处理。若能量差值或者时间差值为零(即k＝0或不存在)时，此时激光曲线为水平不变或者垂直上升，则将交点能量值和交点时间值直接进行存储，生成激光波形执行列表；若所述能量差值和所述时间差值均不为零(即0<k<∞)时，则按照激光能量控制器的最小分辨率，将时间差值分为多个时间段，将不同时间段对应的不同能量值以分段函数的形式进行存储，生成激光波形执行列表。如果激光曲线为非直线，同样按照激光能量控制器的最小分辨率，将时间差值分为多个时间段，将不同时间段对应的不同能量值以分段函数的形式进行存储，生成激光波形执行列表。

需要说明的是，按照激光能量控制器的最小分辨率，将时间差值分为多个时间段，可以是将时间差值等分位多个时间段，也可以不等分，本发明实施例对此不进行限定；同时，根据精度要求，每个时间段可以为最小分辨率也可以为最小分倍率的整数倍，本发明实施例对此同样不进行限定。

还需要说明的是，考虑实际情况，在将激光曲线可以抽象为分段函数的过程中，可能会用到更为复杂的函数分段，本方案不再赘述，其实现逻辑一致。

本方案中，通过在激光能量控制器设计软件代码，可以实现对任意波形设计，其中包括：

打开列表Open_list()，该函数创建能量控制容器，对用户输入的激光焊接参数进行统一存储，打开以后即可将对激光焊接的相关参数写入，方便下次取用。

设置能量write_data()，该函数主要对激光焊接能量进行控制，用户可以对某一时刻的能量进行输入以控制激光器出光能量。

设置时间write_times()，该函数针对激光器出光时间控制。

关闭列表Close_list()，接收完用户输入的激光焊接参数后，在激光能量控制器内部则不可以再次输入激光焊接参数，除非重新打开列表。

执行列表Execute_list()，根据激光曲线抽象为分段函数并且分段函数设定以后，激光能量控制器控制激光波形设计控制器将list()中的数据进行处理，控制控制所述激光波形设计控制器生成与激光焊接参数匹配的激光波形后发送至激光焊接子系统，以使激光焊接子系统对待焊接元件进行激光焊接。

实际上，通过对激光能量控制器的最小分辨率进行计算，对不同的能量进行微分，实现能量的连续增加。在整个过程中，激光波形设计控制器将从激光能量控制器收到的控制参数经过整合处理，形成与激光焊接参数匹配的激光波形，形成用户需要的激光能量曲线进行焊接，达到需要的高精度工艺效果。

可选的，所述激光类型参数包括连续激光参数和脉冲激光参数，针对不同的待焊接元件，焊接厚度不同，需要使用不同的功率进行焊接。焊接过程中不同的激光焊接波形具有不同的焊接效果，具体如下：

1.针对连续激光模式下波形设计具体有以下焊接情况：

a)周期性连续激光波形

如图6所示，激光波形能量可以如图进行设计，其中激光能量波形周期为：T＝T1+T2+T3+…+Tn。不同点的波形能量可以变化，实现单点内激光波形可控。实际设计激光波形能量过程中，周期可以由实际工艺需要进行设计，波形形状，段数都可以自由设计。同时，根据实际工艺需要，设计不同激光波形进行编辑实现较好的焊接效果。对于某些焊接对象，单波形焊接效果不完美，则可以重复进行n次焊接，形成周期性的焊接波形。其特征如下：

Ti＝T，Ti1＝Tj1，Ti2＝Tj2，…，Tin＝Tjn(i，j，n＝0，1，2…)

b)非周期连续激光波形

如图7所示，每一个激光能量波形都不相同，可以自由设计。其特征如下：

Ti≠T，Ti1≠Tj1，Ti2≠Tj2，…，Tin＝Tjn(i，j，n＝0，1，2…)

c)周期性激光方波波形

如图8所示，周期以及占空比也可以自由设计，实现对不同待焊接元件以周期性方波进行焊接，其中，每一个方波周期一致，占空比相同。其特征如下：

Ti＝T，Ti1＝Tj1，Ti2＝Tj2，…(i，j＝0，1，2…)

d)非周期性激光方波波形

如图9所示，周期以及占空比也可以自由设计，实现对不同待焊接元件以非周期性方波进行焊接，其中，每一个方波周期都不一致，占空比不相同。其特征如下：

Ti≠T，Ti1≠Tj1，Ti2≠Tj2，…(i，j＝0，1，2…)

e)正弦激光波形

如图10所示，类似于y＝Asin(wt+p)+B的波形皆可以进行编辑设计。

2.针对脉冲激光模式下波形设计具体有以下焊接情况

脉冲激光焊接模式与连续激光焊接模式下激光能量波形最大区别有两点：

1.能量量程不一样，脉冲波形能量大，量程大，是连续光的好几倍；

2.脉冲激光能量波形需要手动提前写入激光能量控制器，然后触发自动进行焊接。

对于脉冲激光模式，不同波形的设计如连续激光一致，这里不在赘述。

无论是连续激光还是脉冲激光，在整个波形设计过程中，都是首先接收用于输入的激光焊接参数，提取激光焊接参数中多个激光曲线，然后将激光曲线的连续波形进行离散化，得到多个时间-能量点值，接着按照时间顺序，将离散化的多个时间-能量点值进行队列化封装得到激光波形封装列表，最后统一下发至激光波形设计控制器中，控制激光波形设计控制器生成与激光焊接参数匹配的激光波形用于对待焊接元件进行焊接，保证激光焊接的激光波形可调，满足该精度焊接要求；同时，通过激光类型可调，保证对不同待焊接元件可以灵活使用不同的激光焊接模式，焊接效果好。

图11是本发明实施例提供的另一种激光焊接系统的结构示意图，图12是本发明实施例提供的另一种激光焊接方法的流程示意图，如图11所示，本发明实施例提供的激光焊接系统可以包括多组激光焊接子系统13，每组激光焊接子系统13均包括一激光器131，激光器131与激光能量控制器11连接；如图12所示，本发明实施例提供的激光焊接方法可以包括：

S310、对多个所述激光器进行能量归一化处理。

S320、获取用户输入的激光焊接参数。

获取用户输入的激光焊接参数具体可以为获取用户输入的激光类型参数和激光波形参数。具体的，激光类型参数可以包括连续激光参数和脉冲激光参数，激光波形参数可以包括多个激光曲线参数，每个激光曲线参数包括激光持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数。

S330、根据多个所述激光曲线参数生成激光波形执行列表。

S340、将所述激光波形执行列表发送至所述激光波形设计控制器，控制所述激光波形设计控制器生成与所述激光焊接参数匹配的激光波形后发送至所述激光焊接子系统，以使所述激光焊接子系统对待焊接元件进行激光焊接。

综上，通过采用多激光焊接子系统对待焊接元件进行焊接，同时每个激光焊接子系统出射的激光均可调，同时满足高精度和高效率要求；并且，在接收用户输入的激光焊接参数之前，对多个激光器的能量进行归一化处理，保证焊接开始时激光器初始能量一致，焊接效果好。

需要说明的是，本发明实施例仅以在接收用户激光焊接参数之前对多个激光器进行能量归一化处理为例进行说明，可以理解的是，只要在激光器出射激光之前多个激光器进行归一化处理均可以保证激光器焊接时初始能量一致，保证焊接效果。

一般而言，考虑到实际焊接工作过程中，针对高精度要求的待焊接元件行焊接时，避免能量骤变产生较大的应力从而影响焊接效果，故而在开始焊接和终止焊接过程中，可以适当进行功率梯度变化而不是骤变，所以需要进行波形编辑，具体波形如图13所示。通过在开始焊接和终止焊接时设置功率梯度变化，延缓功率变化，在焊接开始和结束过程中不会在待焊接元件上产生较大的应力，保证焊接效果好。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种激光焊接系统，采用本发明实施例提供的激光焊接方法，如图14所示，本发明实施例提供的激光焊接系统可以包括激光能量控制器11、激光波形设计控制器12和至少一组激光焊接子系统13；

激光能量控制器11用于获取用户输入的激光焊接参数，并根据激光焊接参数生成激光波形执行列表；激光焊接参数包括激光类型参数和激光波形参数，激光波形参数包括多个激光曲线参数，每个激光曲线参数包括激光持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数；

激光波形设计控制器12与激光能量控制器11连接，用于接收激光波形执行列表，并根据激光波形执行列表设计激光波形；

激光焊接子系统13与激光波形设计控制器12连接，用于根据激光波形设计控制器12生成的激光波形对待焊接元件进行激光焊接。

具体的，激光能量控制器11中可以设置有控制板卡或者振镜控制装置来将激光焊接参数生成激光波形执行列表，或者还可以通过设置其他元件实现将激光焊接参数生成激光波形执行列表的功能，本发明实施例对此不进行限定。

综上，本发明实施例提供的激光焊接装置，激光能量控制器与激光波形设计控制器配合使用，激光能量控制器用于根据用户输入的激光焊接参数获取多个激光曲线的持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数，将连续波形进行离散化，然后将离散化参数按照时间顺序波形队列化，进行队列封装后发送至激光波形设计控制器，激光器能量波形用于依据激光波形执行令列表中的数值生成与激光焊接参数匹配的激光波形，激光焊接子系统用于输出可编辑激光波形对待焊接元件进行焊接，满足高精度焊接需求。

可选的，继续参考图14所示，本发明实施例提供的激光焊接系统包括多组激光焊接子系统13，每组激光焊接子系统13包括一激光器131，激光器131与激光能量控制器11连接(图中未示出)；激光能量控制器11还用于对多个激光器131进行能量归一化处理，例如激光能量控制器11可以通过内置的功率计测量每个激光器131的初始功率并在初始功率不一致时对多个激光器131进行能量归一化处理，保证焊接开始时激光器初始能量一致，保证焊接效果好。

可选的，继续参考图14所示，本发明实施例提供的激光焊接子系统13可以包括激光去131、焊接头132、测量装置133和运动控制装置134。焊接头132位于激光器131的出光路径上，用于接收激光器131出射的激光对待焊接元件进行激光焊接；测量装置133与激光能量控制器11连接(图中未示出)，用于确定待焊接元件的焊点位置以及焊接头132的焦面位置，并将焊点位置信息和焦面位置信息发送至激光能量控制器11；运动控制装置134与激光能量控制器11连接，用于接收激光能量控制器11提供的焊点位置信息和焦面位置信息，根据焊点位置信息和焦面位置信息控制焊接头132运动。

具体的，激光器131具有能够实现连续激光模式和脉冲激光模式的激光器(CW模式和QCW模式)。

焊接头132可以兼容光纤接头，兼容QBH和QD。

运动控制装置134可以为三维运动台，具备x,y,z,三轴运动，可带动焊接头132运动，通过三维运动可以实现整个视场焊接。

可选的，继续参考图14所示，本发明实施例提供的激光焊接子系统13还可以包括防氧化装置135，防氧化装置135设置于焊接头132位置处，用于对焊点进行抗氧化防护。

具体的，防氧化装置135中一般可以设置有惰性气体，例如N2，在激光波形设计控制器12完成激光波形设计之后、进行激光焊接之前，打开防氧化装置135，通过防氧化装置135对焊点进行抗氧化防护，并在激光焊接完成后关闭防氧化装置135。图15是本发明实施例提供的使用防氧化装置的显微效果图，图16是本发明实施例提供的不使用防氧化装置的显微效果图，图15和图16对比可以知道，使用防氧化装置135对焊点进行抗氧化防护，焊接效果好。

可选的，继续参考图14所示，本发明实施例提供的激光焊接子系统13还可以包括示波器136，示波器136与激光器131连接，用于显示激光器131出射激光的波形，用户可以通过示波器136监视激光器131实际输出激光的能量波形，保证激光器131输出的激光能量波形满足用于需求。

可选的，本发明实施例提供的激光焊接子系统还可以包括振镜(图中未示出)，振镜用于控制激光器131出光。

图17-图21为采用白光干涉仪对焊点进行测量获得的焊垫相关特性示意图，如图15-19所示，采用本发明实施例提供的激光焊接系统以及激光焊接方法，焊接效果良好，无应力产生，满足高精度焊接需求。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种激光焊接方法，应用于激光焊接系统，所述激光焊接系统包括激光能量控制器、激光波形设计控制器和至少一组激光焊接子系统，所述激光波形设计控制器分别与所述激光能量控制器和所述激光焊接子系统连接；

所述激光焊接方法包括：

获取用户输入的激光焊接参数，所述激光焊接参数包括激光类型参数和激光波形参数，所述激光波形参数包括多个激光曲线参数，每个所述激光曲线参数包括激光持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数；

根据多个所述激光曲线参数生成激光波形执行列表；

将所述激光波形执行列表发送至所述激光波形设计控制器，控制所述激光波形设计控制器生成与所述激光焊接参数匹配的激光波形后发送至所述激光焊接子系统，以使所述激光焊接子系统对待焊接元件进行激光焊接；

根据多个所述激光曲线参数生成激光波形执行列表，包括：

获取所述激光波形参数中任意相邻两个激光曲线交点的交点能量值和交点时间值；

计算相邻两个交点能量值的能量差值以及相邻两个交点时间值之间的时间差值；

根据所述能量差值和所述时间差值生成激光波形执行列表。

2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，根据所述能量差值和所述时间差值生成激光波形执行列表，包括：

若所述能量差值和所述时间差值均不为零，则按照所述激光能量控制器的最小分辨率，将所述时间差值分为多个时间段；

将不同时间段对应的不同能量值以分段函数的形式进行存储，生成激光波形执行列表；

若所述能量差值或者所述时间差值为零，则将所述交点能量值和所述交点时间值直接进行存储，生成激光波形执行列表。

3.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接系统包括多组激光焊接子系统，每组所述激光焊接子系统均包括一激光器，所述激光器与所述激光能量控制器连接；

所述获取用户输入的激光焊接参数之前，还包括：

对多个所述激光器进行能量归一化处理。

4.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光类型参数包括连续激光参数和脉冲激光参数。

5.一种激光焊接系统，采用权利要求1-4任一项所述的激光焊接方法进行焊接，其特征在于，包括：激光能量控制器、激光波形设计控制器和至少一组激光焊接子系统；

所述激光能量控制器用于获取用户输入的激光焊接参数，并根据所述激光焊接参数生成激光波形执行列表；所述激光焊接参数包括激光类型参数和激光波形参数，所述激光波形参数包括多个激光曲线参数，每个所述激光曲线参数包括激光持续时间参数以及持续时间起始时刻和终止时刻的激光能量参数；

所述激光波形设计控制器与所述激光能量控制器连接，用于接收所述激光波形执行列表，并根据所述激光波形执行列表设计激光波形；

所述激光焊接子系统与所述激光波形设计控制器连接，用于根据所述激光波形设计控制器生成的激光波形对待焊接元件进行激光焊接。

6.根据权利要求5所述的激光焊接系统，其特征在于，所述激光焊接系统包括多组激光焊接子系统，每组所述激光焊接子系统均包括一激光器，所述激光器与所述激光能量控制器连接；

所述激光能量控制器还用于对多个所述激光器进行能量归一化处理。

7.根据权利要求5所述的激光焊接系统，其特征在于，每组所述激光焊接子系统包括一激光器、一焊接头、一测量装置和一运动控制装置：

所述焊接头位于所述激光器的出光路径上；

所述测量装置与所述激光能量控制器连接，用于确定所述待焊接元件的焊点位置以及所述焊接头的焦面位置，并将焊点位置信息和所述焦面位置信息发送至所述激光能量控制器；

所述运动控制装置与所述激光能量控制器连接，用于接收所述激光能量控制器提供的所述焊点位置信息和所述焦面位置信息，根据所述焊点位置信息和所述焦面位置信息控制所述焊接头运动。

8.根据权利要求7所述的激光焊接系统，其特征在于，每组所述激光焊接子系统还包括一防氧化装置；

所述防氧化装置设置于所述焊接头位置处，用于对焊点进行抗氧化防护。

9.根据权利要求7所述的激光焊接系统，其特征在于，每组所述激光焊接子系统还包括一示波器；

所述示波器与所述激光器连接，用于显示所述激光器出射激光的波形。

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