CN113070574A - 激光焊接方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光焊接方法、装置及计算机可读存储介质，所述激光焊接方法包括以下步骤：对激光的光束进行预处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内；控制预处理后的所述激光通过弓形走位方式作用于相互贴合的第一焊接材料以及第二焊接材料，以在所述第一焊接材料与所述第二焊接材料的贴合区域形成焊道。本发明能够解决激光焊接的可靠性较低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种激光焊接方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
目前，对电子设备的焊接(例如对耳机的外轮廓的焊接)通常会采用激光焊接工艺，通过激光的作用形成焊道，利用焊道将两种焊接材料粘合在一起，但是，在激光焊接过程中，当激光作用在焊接材料表面时会产生热量，若热量较大，会产生热影响，热影响会使焊道的宽度变大；若热量较小，不能保证可靠的拉拔力，导致激光焊接的可靠性较低。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种激光焊接方法、装置及计算机可读存储介质，旨在解决激光焊接的可靠性较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种激光焊接方法，所述激光焊接方法包括：
对激光的光束进行预处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内；
控制预处理后的所述激光通过弓形走位方式作用于相互贴合的第一焊接材料以及第二焊接材料，以在所述第一焊接材料与所述第二焊接材料的贴合区域形成焊道。
可选地，所述对激光进行预处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内的步骤包括：
采用第一放大镜对所述激光的光束进行扩束处理；
采用第二放大镜对扩束处理后的所述激光的光束进行聚焦处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内。
可选地，所述预设范围为0.15mm-0.25mm。
可选地，所述弓形走位方式的弓形宽度的范围为0.4mm-0.45mm。
可选地，所述焊道的宽度的范围为0.5mm-0.7mm。
可选地，所述第一焊接材料为Lexan CFR9131，所述第二焊接材料为PC/ABS7240U。
可选地，所述第一焊接材料的透光率范围为75％-90％，所述第二焊接材料的透光率范围为5％-30％。
可选地，所述激光的波长范围为800mm-1000mm。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种激光焊接装置，所述激光焊接装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光焊接程序，所述激光焊接程序被所述处理器执行时实现如以上所述的激光焊接方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有激光焊接程序，所述激光焊接程序被处理器执行时实现如以上所述的激光焊接方法的步骤。
本发明提出了一种激光焊接方法、装置及计算机可读存储介质，通过对激光的光束进行预处理，以使激光的光斑的直径位于预设范围内，然后控制预处理后的激光通过弓形走位方式作用于相互贴合的第一焊接材料以及第二焊接材料，以在第一焊接材料与第二焊接材料的贴合区域形成焊道。这样，本方案通过控制激光点的大小，以及利用弓形走位方式控制激光作用在焊接材料表面产生的热量，保证焊道宽度以及拉拔力在理想范围内，有效提高了激光焊接的可靠性。
附图说明
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
图1为本发明实施例方案涉及的激光焊接装置的硬件架构示意图；
图2为本发明激光焊接方法实施例一的流程示意图；
图3为本发明激光焊接方法实施例二的流程示意图；
图4为本发明实施例方案涉及的激光焊接测试数据表。
具体实施方式
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。
本发明实施例的主要解决方案是：对激光的光束进行预处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内；控制预处理后的所述激光通过弓形走位方式作用于相互贴合的第一焊接材料以及第二焊接材料，以在所述第一焊接材料与所述第二焊接材料的贴合区域形成焊道。这样，本方案通过控制激光点的大小，以及利用弓形走位方式控制激光作用在焊接材料表面产生的热量，保证焊道宽度以及拉拔力在理想范围内，有效提高了激光焊接的可靠性。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的激光焊接装置的硬件架构示意图。
如图1所示，该激光焊接装置可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)、遥控器，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如存储器(non-volatile memory))，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的激光焊接装置的结构并不构成对激光焊接装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统以及激光焊接程序。
在图1所示的激光焊接装置中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的激光焊接程序，并执行以下操作：
对激光的光束进行预处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内；
控制预处理后的所述激光通过弓形走位方式作用于相互贴合的第一焊接材料以及第二焊接材料，以在所述第一焊接材料与所述第二焊接材料的贴合区域形成焊道。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的激光焊接程序，还执行以下操作：
采用第一放大镜对所述激光的光束进行扩束处理；
采用第二放大镜对扩束处理后的所述激光的光束进行聚焦处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内。
参照图2，图2为本发明激光焊接方法实施例一的流程示意图，所述激光焊接方法包括以下步骤：
步骤S10，对激光的光束进行预处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内；
在本实施例中，许多电子设备都需要焊接，对这些电子设备的焊接，较传统的做法是使用胶水粘合，但随着对环保的重视，现在通常会采用激光焊接工艺，具体做法为将焊接材料置于焊接部位上，通过激光作用在焊接材料上形成焊道，通过焊道将焊接材料粘合起来，以实现对电子设备的焊接。激光焊接工艺中焊接的可靠性是不容忽视的问题，激光焊接工艺中，影响焊接的可靠性的因素主要有两个，一个是焊道宽度，一个是拉拔力，一般而言，只有焊道宽度以及拉拔力在理想范围内时，激光焊接的可靠性较好，但是在实际焊接过程中，很难保证理想的焊道宽度以及拉拔力，例如，当激光作用在焊接材料表面时产生热量，若热量较大会产生热影响，热影响会使焊道的宽度变大；若热量较小，不能保证可靠的拉拔力，这无疑会导致激光焊接的可靠性降低。
基于上述问题，本发明提出的激光焊接方法旨在通过控制激光作用在焊接材料表面时产生的热量以控制热影响的作用，同时控制激光的走位方式来保证激光焊接中焊道宽度以及拉拔力在理想范围内，从而提高激光焊接的可靠性。
具体地，本发明提出的激光焊接方法通过对激光的光束进行扩束处理，并对扩束处理后的激光的光束进行聚焦处理，以控制激光的光斑(激光点)的直径在预设范围内，与此同时，在焊接过程中，通过控制激光采用弓形走位的方式进行焊接，从而保证激光作用在焊接材料表面时产生的热量，进而控制热影响的作用，以保证激光焊接中的焊道宽度以及拉拔力在理想范围内，从而提高激光焊接的可靠性。
在本实施例中，本发明提出的激光焊接方法可以应用于激光焊接装置，激光焊接装置为产生激光光束，并控制激光在焊接过程中的走位方式的设备，对于具体的应用场景，激光焊接装置可以根据实际应用场景需要选取合适的设备，本实施例对此不作限定。
在本实施例中，在采用激光对待焊接设备的待焊接区域进行正式焊接前，需要选取合适的激光，并对选取的激光进行预处理，以使激光的光斑的直径在预设范围内。其中，待焊接设备为需要进行焊接的设备，待焊接区域为待焊接设备中需要焊接的部位。
可选地，本实施例中待焊接设备为耳机，待焊接区域为耳机的外轮廓，当然，在其他实施例中，待焊接设备以及待焊接区域可以根据实际需要确定，本实施例对此不作限定。
可选地，本实施例采用的激光为波长范围为800mm-1000mm的激光，可选为波长为915mm的激光，当然，在其他实施例中，也可以根据实际需要选取其他波长的激光，本实施例对此不作限定。
在本实施例中，预处理为对激光的光束进行处理，主要包括扩束处理和聚焦处理，激光的光斑为激光光束对应的激光点，光斑的直径即为激光点的直径，光斑的直径的预设范围为理想的光斑的直径范围。
在本实施例中，光斑的直径的预设范围为0.15mm-0.25mm。
具体地，激光焊接装置在采用激光对待焊接区域的进行焊接前，选取合适波长的激光，然后对选取的激光进行扩束处理和聚焦处理，以将激光的光斑的直径调整到预设范围内。
在本实施例中，通过对激光进行预处理，将激光的光斑的直径调整到预设范围，可以有效控制激光光束作用在焊接材料表面时的产生的热量，进而控制热影响，保证焊道的宽度和拉拔力在理想范围内。
步骤S20，控制预处理后的所述激光通过弓形走位方式作用于相互贴合的第一焊接材料以及第二焊接材料，以在所述第一焊接材料与所述第二焊接材料的贴合区域形成焊道。
在本实施例中，弓形走位方式为激光在焊接过程中的移动方式，其移动轨迹形似于一个弓形；第一焊接材料和第二焊接材料为焊接过程中使用的焊接材料，第一焊接材料和第二焊接材料相互贴合形成贴合区域，激光通过作用于相互贴合的第一焊接材料以及第二焊接材料，在第一焊接材料与第二焊接材料的贴合区域形成焊道，通过焊道将第一焊接材料和第二焊接材料粘合；焊道为焊接时,每一次熔敷所形成的一条单道焊缝，焊道可以使焊接材料相互粘合。
在本实施例中，激光焊接装置在对激光进行预处理后，预先在待焊接设备的待焊接区域上形成相互贴合的第一焊接材料和第二焊接材料，控制预处理后的激光通过弓形走位方式作用于相互贴合第一焊接材料和第二焊接材料，以在第一焊接材料与第二焊接材料的贴合区域形成焊道。
可选地，本实施例中第一焊接材料为Lexan CFR9131，第二焊接材料为PC/ABS7240U，其中，第一焊接材料的透光率范围为75％-90％，可选为89％，第二焊接材料的透光率为5％-30％，可选为6％，第一焊接材料的厚度范围为1mm-5mm，可选为2mm，第二焊接材料的厚度范围为1mm-5mm，可选为2mm，第一焊接材料的颜色为黑色，第二焊接材料的颜色为黑色，当然，在其他实施例中，第一焊接材料和第二焊接材料及其对应的透光率、厚度以及颜色等属性可根据实际需要确定，本实施例对此不作限定。
可选地，相互贴合的第一支焊接材料和第二焊接材料的贴合方式为第一焊接材料位于第二焊接材料上面，当然在其他实施例中，第一焊接材料和第二焊接材料的贴合方式可以根据实际需要确定，例如，第一焊接材料位于第二焊接材料下面，本实施例对此不作限定。
在本实施例中，弓形走位方式的弓形宽度的范围为0.4mm-0.45mm。
在本实施例中，控制预处理后的激光通过弓形走位方式作用于相互贴合的第一焊接材料以及第二焊接材料，以在第一焊接材料与第二焊接材料的贴合区域形成的焊道的焊道宽度范围为0.5mm-0.7mm，该焊道的宽度范围为保证激光焊接可靠性的理想范围。
在本实施例中，通过控制激光按弓形走位方式焊接，可以保证焊接过程中的焊道宽度以及拉拔力在理想范围内，提高激光焊接的可靠性。
需要说明的是，在激光焊接过程中还涉及到其他焊接参数，具体可参照图4，图4为本发明实施例方案涉及的激光焊接测试数据表(弓形宽度为0.45mm对应的测试数据表)。
本实施例提供的技术方案中，通过对激光的光束进行预处理，以使激光的光斑的直径位于预设范围内，然后控制预处理后的激光通过弓形走位方式作用于相互贴合的第一焊接材料以及第二焊接材料，以在第一焊接材料与第二焊接材料的贴合区域形成焊道。这样，本方案通过控制激光点的大小，以及利用弓形走位方式控制激光作用在焊接材料表面产生的热量，保证焊道宽度以及拉拔力在理想范围内，有效提高了激光焊接的可靠性。
参照图3，图3为本发明激光焊接方法实施例二的流程示意图，基于实施例一，上述S10的步骤包括：
步骤S11，采用第一放大镜对所述激光的光束进行扩束处理；
步骤S12，采用第二放大镜对扩束处理后的所述激光的光束进行聚焦处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内。
在本实施例中，激光焊接装置可以对激光进行预处理，以调整激光的光斑的直径，使激光的光斑的直径位于预设范围内。
在本实施例中，激光焊接装置包括激光处理模块，激光处理模块包括第一放大镜和第二放大镜，其中，第一放大镜为对激光的光束进行扩束处理的放大镜，第二放大镜为对激光的光束进行聚焦处理的放大镜，通过采用第一放大镜和第二放大镜对激光的光束进行处理，以使激光的光斑的直径在预设范围内。
具体地，选取到合适波长的激光后，通过激光焊接装置上的激光处理模块对选取的激光进行预处理，即通过激光处理模块中的第一放大镜对激光的光束进行扩束处理以及通过激光处理模块中的第二放大镜对扩束处理后的激光的光束进行聚焦处理，以使激光的光斑的直径位于预设范围内。
需要说明的是，通过激光焊接装置对激光进行预处理的过程中，具体控制参数可以根据实际需要设定，本实施例对此不作限定。
本实施例提供的技术方案中，通过采用第一放大镜对激光的光束进行扩束处理，然后采用第二放大镜对扩束处理后的激光的光束进行聚焦处理，以使激光的光斑的直径位于预设范围内。这样，本方案通过对激光进行扩束和聚焦处理，使得激光的光斑的直径位于预设范围范围内，从而控制激光作用在焊接材料表面时产生的热量，进而控制热影响，保证激光焊接的焊道宽度和拉拔力在理想方位内，提高激光焊接的可靠性。
基于上述实施例，本发明还提供了一种激光焊接装置，上述激光焊接装置可以包括存储器、处理器及存储在上述存储器上并可在上述处理器上运行的激光焊接程序，上述处理器执行上述激光焊接程序时，实现如上述任一实施例所述的激光焊接方法的步骤。
基于上述实施例，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有激光焊接程序，上述激光焊接程序被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的激光焊接方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接方法包括：
对激光的光束进行预处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内；
控制预处理后的所述激光通过弓形走位方式作用于相互贴合的第一焊接材料以及第二焊接材料，以在所述第一焊接材料与所述第二焊接材料的贴合区域形成焊道。
2.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述对激光进行预处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内的步骤包括：
采用第一放大镜对所述激光的光束进行扩束处理；
采用第二放大镜对扩束处理后的所述激光的光束进行聚焦处理，以使所述激光的光斑的直径位于预设范围内。
3.如权利要求2所述的激光焊接方法，其特征在于，所述预设范围为0.15mm-0.25mm。
4.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述弓形走位方式的弓形宽度的范围为0.4mm-0.45mm。
5.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述焊道的宽度的范围为0.5mm-0.7mm。
6.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述第一焊接材料为LexanCFR9131，所述第二焊接材料为PC/ABS 7240U。
7.如权利要求6所述的激光焊接方法，其特征在于，所述第一焊接材料的透光率范围为75％-90％，所述第二焊接材料的透光率范围为5％-30％。
8.如权利要求1-7任一项所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光的波长范围为800mm-1000mm。
9.一种激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光焊接程序，所述激光焊接程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的激光焊接方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有激光焊接程序，所述激光焊接程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的激光焊接方法的步骤。
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| 陈玉华 等: "普通高等院校航空航天专业规划教材 先进连接技术及应用", 华中科技大学出版社, pages: 102 - 18 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114434808A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-06 | 深圳泰德激光技术股份有限公司 | 透明塑料的焊接方法、装置及计算机可读存储介质 |
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