CN115026430A - 激光焊接方法、激光焊接治具及摄像模组 - Google Patents

Abstract

一种激光焊接方法，待焊接的焊缝至少包含第一直线段、第二直线段、以及与所述第一直线段和所述第二直线段分别相切地连接的第一圆弧段，所述激光焊接方法包含如下的步骤：第一直线段焊接步骤，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点以规定的线速度V移动；第一圆弧段焊接步骤，在使工件绕着规定的工件旋转中心O1以规定的角速度ω朝向焊点的行进方向的反方向旋转的同时，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点以规定的线速度V从所述第一过渡点移动至所述第二过渡点；以及第二直线段焊接步骤，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点以所述规定的线速度V移动。

Description

激光焊接方法、激光焊接治具及摄像模组

技术领域

本发明涉及激光焊接方法、激光焊接治具及摄像模组，尤其涉及能够对具有包含直线段和圆弧段的三维形状的焊缝的工件进行焊接的激光焊接方法、激光焊接治具及摄像模组。

背景技术

近年来，激光焊接在具有金属制壳体的摄像模组的制造中逐渐普及。金属激光焊接设备主要由激光器、光纤、治具等组成。通过将激光聚焦在很小范围内，在极短的时间内使工件形成能量高度集中的热源区，从而使待焊接工件的金属熔化。随着焊点的移动，在待焊接工件上形成牢固的焊缝，从而将待焊接工件焊接到一起。

但是，与通常的平板状的待焊接工件不同，摄像模组等产品的金属外壳通常为方壳状等三维形状，在其金属外壳的不同面之间具有圆弧形状的倒角部分。因此，例如在对摄像模组的上壳和下壳进行焊接时，需要对上壳和下壳进行整周焊接，其焊缝成为包含直线段和圆弧段的闭合形状。

以往，在焊接闭合形状的焊缝时，在从一个直线段过渡到下一直线段时，需要将工件翻转。这种情况下，两个直线段之间的圆弧段的焊接，难以确保与直线段的焊接时同等的焊接条件。具体地说，在金属激光焊接中，为了形成可靠且均匀的焊缝，需要保证焊点在工件上的移动速度为大体匀速、激光束与工件大体垂直、以及激光头与焊点的间距大体恒定等。

因此，在现有技术中，对于包含直线段和圆弧段的闭合形状的焊缝，确保直线段之间的过渡部分、即圆弧段的焊接质量成为课题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种激光焊接方法、激光焊接治具及摄像模组，对于具有包含直线段和圆弧段的三维形状的焊缝的工件，能够确保直线段之间的过渡部分、即圆弧段的焊接质量。

为了实现前述的目的，本发明的激光焊接方法，使用激光焊接头对具有三维形状的相互对合状态的2个工件进行焊接，

所述2个工件之间的待焊接的焊缝至少包含第一直线段、第二直线段、以及与所述第一直线段和所述第二直线段分别连接的第一圆弧段，

将所述第一直线段和所述第一圆弧段的连接点作为第一过渡点、将所述第一圆弧段和所述第二直线段的连接点作为第二过渡点的情况下，所述第一直线段和所述第一圆弧段在所述第一过渡点处相切，所述第一圆弧段和所述第二直线段在所述第二过渡点处相切，

所述激光焊接方法的特征在于，包含如下的步骤：

第一直线段焊接步骤，对于所述第一直线段，在使所述激光焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点以规定的线速度V从所述第一直线段的远离所述第一过渡点的一侧的端点移动至所述第一过渡点；

第一圆弧段焊接步骤，对于所述第一圆弧段，在使相互对合状态的2个工件绕着规定的工件旋转中心O1以规定的角速度ω朝向焊点的行进方向的反方向旋转的同时，在使所述激光焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点以规定的线速度V从所述第一过渡点移动至所述第二过渡点；以及

第二直线段焊接步骤，对于所述第二直线段，在使所述激光焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点以所述规定的线速度V从所述第二过渡点焊接至所述第二直线段的远离所述第二过渡点的一侧的端点。

根据本发明，对于包含直线段和圆弧段的闭合形状的焊缝，能够确保直线段之间的过渡部分、即圆弧段的焊接质量。

在一个优选的方式中，在所述第一圆弧段焊接步骤中，使所述激光焊接头与所述第一圆弧段的圆心O2保持相对静止，并且使所述规定的角速度ω满足ω＝V/r的关系，以使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点以规定的线速度V从所述第一过渡点移动至所述第二过渡点，其中，r为所述第一圆弧段的半径。

根据本发明，对于包含直线段和圆弧段的闭合形状的焊缝，在进行圆弧段的焊接时，能够确保与进行直线段的焊接时同样的焊点的线速度。

在一个优选的方式中，在所述焊缝所在的平面内，将与所述第一直线段平行且朝向焊点移动的方向的反方向定义为第一方向，将与所述第一方向垂直且远离所述工件的方向定义为第二方向的情况下，在所述第一圆弧段焊接步骤中，相对于所述工件，所述激光焊接头在所述第一方向上的线速度Vx和在所述第二方向上的移动速度满足如下的关系：

其中，R是所述工件旋转中心O1与所述第一圆弧段的圆心O2的距离，θ是所述第一圆弧段的圆心O2和工件旋转中心O1的连线与所述第一方向的夹角，t是从初始位置、即所述焊点处于第一过渡点的位置起的经过时间。

根据本发明，对于包含直线段和圆弧段的闭合形状的焊缝，在进行圆弧段的焊接时，能够确保与进行直线段的焊接时同样的、激光焊接头与焊点的间距。

在一个优选的方式中，在第一直线段焊接步骤中，所述激光焊接头与焊点的连线垂直于所述第一方向，

在第一圆弧段焊接步骤中，所述激光焊接头与焊点的连线垂直于该焊点处的第一圆弧段的切线，

和第二直线段焊接步骤中，所述激光焊接头与焊点的连线垂直于所述第二方向。

根据本发明，对于包含直线段和圆弧段的闭合形状的焊缝，无论进行直线段的焊接还是圆弧段的焊接，均能够确保激光焊接头所射出的激光束垂直于工件的焊接面。

在一个优选的方式中，所述第一直线段与所述第二直线段垂直，

所述焊缝还包括：

与所述第二直线段垂直的第三直线段；

与所述第二直线段和所述第三直线段分别相切地连接、且半径与所述第一圆弧段相同的第二圆弧段；

与所述第三直线段垂直的第四直线段；

与所述第三直线段和所述第四直线段分别相切地连接、且半径与所述第一圆弧段相同的第三圆弧段；以及

与所述第四直线段和所述第一直线段分别相切地连接、且半径与所述第一圆弧段相同的第四圆弧段；

由所述第一直线段、第一圆弧段、第二直线段、第二圆弧段、第三直线段、第三圆弧段、第四直线段、第四圆弧段构成大致长方形状且具有倒角的闭合焊缝。

根据本发明，对于截面为大致方形的方盒状工件，对于多个直线段和圆弧段，均能够以同样的焊接条件进行整周焊接。

在一个优选的方式中，所述工件旋转中心O1是所述闭合焊缝的几何中心。

根据本发明，对于截面为大致方形的方盒状工件，能够连续地进行整周焊接而不必切换工件旋转中心。

在一个优选的方式中，所述2个工件是摄像模组的外壳。

此外，本发明的另一个方面是摄像模组，至少包含相互焊接的2个壳体，其特征在于，

所述2个壳体之间的焊接通过前述的激光焊接方法进行。

此外，本发明的另一个方面是激光焊接治具，使用激光焊接头对具有三维形状的相互对合状态的2个工件进行焊接，其特征在于，

所述激光焊接治具包含工件治具和激光焊接头治具，

相互对合状态的所述2个工件具备至少包含第一直线段、第二直线段、以及与所述第一直线段和所述第二直线段分别连接的第一圆弧段的焊缝，并且，将所述第一直线段和所述第一圆弧段的连接点作为第一过渡点、将所述第一圆弧段和所述第二直线段的连接点作为第二过渡点的情况下，所述第一直线段和所述第一圆弧段在所述第一过渡点处相切，所述第一圆弧段和所述第二直线段在所述第二过渡点处相切，

在焊接第一直线段时，所述激光焊接头治具在使焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点相对于所述2个工件以规定的线速度V从所述第一直线段的远离所述第一过渡点的一侧的端点移动至所述第一过渡点；

在焊接第一圆弧段时，所述工件治具在使相互对合状态的2个工件绕着规定的工件旋转中心O1以规定的角速度ω旋转的同时，所述激光焊接头治具在使所述激光焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点相对于所述2个工件以规定的线速度V从所述第一过渡点移动至所述第二过渡点；以及

在焊接第二直线段焊接时，所述激光焊接头治具在使所述激光焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点相对于所述2个工件以所述规定的线速度V从所述第二过渡点焊接至所述第二直线段的远离所述第二过渡点的一侧的端点。

在一个优选的方式中，在所述焊缝所在的平面内，将与所述第一直线段平行的方向定义为第一方向，将与所述第一方向垂直的方向定义为第二方向的情况下，在所述第一圆弧段焊接步骤中，所述激光焊接头在所述第一方向上的线速度Vx和在所述第二方向上的移动速度满足如下的关系：

其中，R是所述工件旋转中心O1与所述第一圆弧段的圆心O2的距离，θ是所述第一圆弧段的圆心O2和工件旋转中心O1的连线与所述第一方向的夹角，t是从初始位置、即所述焊点处于第一过渡点的位置起的经过时间。

附图说明

图1A是表示第一直线段的焊接结束时的状态的图。

图1B是表示第一圆弧段的焊接途中的状态的图。

图1C是表示第一直线段的焊接开始时的状态的图。

图2是用于说明工件旋转的角速度、激光焊接头的平移速度的计算方法的图。

图3是表示焊接工序的流程图。

图4是表示本发明的变形例的工件的示意图。

图5是用于说明变形例的工件旋转的角速度、激光焊接头的平移速度的计算方法的图。

图6是表示激光焊接头的移动轨迹的图。

附图标记：

10 激光焊接头

20 工件上壳

30 工件下壳

具体实施方式

以下参照附图详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另有说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值等应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其它要素的可能。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用词典中定义的术语应当被理解为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非本文有明确地这样定义。

对于本部分中未详细描述的部件、部件的具体型号等参数、部件之间的相互关系以及控制电路，可被认为是相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

(实施方式)

以下参照图1A-图1C说明本发明的具体实施方式。图1是具有包含直线段和圆弧段的三维形状的焊缝的工件的示意图。其中，图1A表示第一直线段的焊接结束时的状态，图1B表示第一圆弧段的焊接途中的状态，图1C表示第一直线段的焊接开始时的状态。

本发明所称的工件是具有三维形状的相互对合状态的2个工件。在图1A-图1C中，为了便于说明，省略了工件的图示，仅示出了2个工件之间的焊缝WB(Welding Bead，参照图1中的粗实线)。此外，图1中仅示出了闭合形状的焊缝WB之中的、包含直线段和圆弧段的局部，其余部分省略图示。

如图1A-图1C所示，焊缝WB至少包含第一直线段L1、第二直线段L2、以及位于第一直线段L1和第二直线段L2之间且与第一直线段L1和第二直线段L2分别连接的第一圆弧段C1。其中，将第一直线段L1和第一圆弧段C1的连接点设为P1，将第一圆弧段C1和第二直线段L2的连接点设为P2。并且，第一直线段L1和第一圆弧段C1在其连接点P1处相切，第一圆弧段C1和第二直线段L2在其连接点P2处相切。即，第一圆弧段C1与第一直线段L1和第二直线段L2分别相切地连接。在以下的说明中，将连接点P1称为第一过渡点P1，将连接点P2称为第二过渡点P2。

在工件为方形的情况下，第一直线段L1和第二直线段L2所成的角度为大致90度。但是，第一直线段L1和第二直线段L2只要分别与第一圆弧段C1相切地连接即可，关于第一直线段L1和第二直线段L2所成的角度不做限制，也可以是锐角或钝角。

此外，在图1A-图1C中仅示出了闭合形状的焊缝WB的包含直线段和圆弧段的局部。可以理解的是，第一直线段L1除了第一过渡点P1之外，还具有省略了图示的另一端点。第二直线段L2也同样。

进而，在工件上还具有闭合形状的焊缝WB之内的任意位置处的工件旋转中心O1。该工件旋转中心O1是对第一圆弧段C1进行焊接时的工件的旋转中心，该工件旋转中心O1可以任意地设置。并且，在图1A-图1C中，用O2示出第一圆弧段C1的圆心。此外，以下为了便于说明，将第一圆弧段C1的半径用r表示，将工件旋转中心O1和第一圆弧段C1的圆心O2之间的距离用R表示。

此外，还具备激光焊接头10。该激光焊接头10能够通过将激光聚焦在很小范围内，在极短的时间内使工件形成能量高度集中的热源区。激光焊接头10只要能够将激光聚焦在规定部位(焊点)即可，激光焊接头10所发出的激光束也可以相对于待焊接工件的焊接面及焊缝WB倾斜。但是，从最大限度利用能源且易于控制的观点出发，优选为激光焊接头10所发出的激光束位于焊缝WB所在的平面内、即始终垂直于待焊接工件的焊接面，并且垂直于焊缝WB在焊点处的切线方向。换句话说，激光焊接头10优选为始终正对着焊缝WB进行焊接。

进一步地，本发明中的激光焊接治具包含工件治具和激光焊接头治具(均未图示)。工件治具用于夹持相互对合状态的2个工件并使工件进行规定的运动(平移或旋转)。值得说明的是，工件治具使工件进行旋转运动时的旋转中心为前述的工件旋转中心O1。激光焊接头治具用于夹持激光焊接头10并使激光焊接头10进行规定的运动(平移)。

以下参照图3说明对工件进行焊接时的工序。图3是表示焊接工序的流程图。此外，以下说明的流程图仅针对本实施方式所涉及的包含第一直线段L1、第二直线段L2、以及与第一直线段L1和第二直线段L2分别相切地连接的第一圆弧段的部分焊缝WB，省略了闭合形状的焊缝WB的其余部分。

首先，在步骤S1中，对第一直线段L1进行焊接。使激光焊接头10与激光焊接头10在所述焊缝WB上的焊点之间保持规定的间距H。该间距H通过实验或经验获得，是能够确保焊接质量的间距。在步骤S1中，以第一直线段L1的远离第一过渡点P1的端点(未图示)作为起点，并且以第一过渡点P1作为终点，使激光焊接头10在所述焊缝WB上的焊点沿着待焊接的焊缝WB(即第一直线段L1)以规定的线速度V从第一直线段L1的远离第一过渡点P1的一侧的端点移动至第一过渡点P1。该规定的线速度V通过实验或经验获得，是能够确保焊接质量的焊接速度。

并且，在步骤S1中，激光焊接头10相对于焊缝WB的移动轨迹平行于焊缝WB。即，激光焊接头10与激光焊接头10在所述焊缝WB上的焊点之间始终保持规定的间距H。

接着，当焊点移动至第一过渡点P1后，进入步骤S2，对第一圆弧段C1进行焊接。在此，通过未图示的工件治具，使相互对合状态的2个工件绕着规定的工件旋转中心O1以规定的角速度ω旋转。同时，使激光焊接头10与激光焊接头10在焊缝WB上的焊点的间距保持为规定的间距H。并且，在步骤S2中，以第一过渡点P1作为起点，以第二过渡点P2作为终点，使激光焊接头10在焊缝WB上的焊点沿着待焊接的焊缝WB(即第一圆弧段C1)以规定的线速度V从第一过渡点P1移动至第二过渡点P2。

在此，参照图2进一步详细说明步骤S2中的工件及激光焊接头10的动作。图2是用于说明工件旋转的角速度、激光焊接头的平移速度的计算方法的图。

在本实施方式中，为了确保圆弧段C1具有与第一直线段L1相同的焊接品质，在对第一圆弧段C1进行焊接的步骤S2中，需要使激光焊接头10与激光焊接头10在焊缝WB上的焊点的间距保持为与第一直线段L1的焊接时相同的规定的间距H，并且需要使激光焊接头10在焊缝WB上的焊点沿着待焊接的焊缝WB(即第一圆弧段C1)的移动速度保持为与第一直线段L1的焊接时相同的线速度V。

为了在第一圆弧段C1的焊接时保持规定的间距H和规定的线速度V，工件及激光焊接头10的动作需要满足如下的条件。

首先，激光焊接头10所射出的激光束需要始终指向圆弧段C1的圆心O2。即，激光焊接头10所射出的激光束的延长线需要经过圆弧段C1的圆心O2。这是因为，在激光焊接头10所射出的激光束的延长线经过圆弧段C1的圆心O2的情况下，能够确保激光束垂直于待焊接工件的焊接面，并且垂直于焊缝WB在焊点处的切线方向。换句话说，通过本实施方式，能够确保与第一直线段L1的焊接时同样的、激光束垂直于待焊接工件的焊接面且垂直于焊缝WB在焊点处的切线方向这一焊接条件。

在实际的焊接作业中，工件以工件旋转中心O1为圆心进行旋转，并且激光焊接头10随着工件的旋转进行随动。因此，圆弧段C1的圆心O2进行以工件旋转中心O1为圆心、以圆弧段C1的圆心O2与工件旋转中心O1的距离R为半径的圆周运动。在工件以规定的角速度ω旋转的情况下，圆弧段C1的圆心O2的实时速度为V1＝ωR。

另一方面，将与第一直线段L1平行且朝向焊点移动的方向的反方向的方向定义为第一方向、即X方向，将与该第一方向垂直且朝向远离工件的方向定义为第二方向、即Y方向的情况下，圆弧段C1的圆心O2的实时速度为V1具有第一方向上的速度分量Vx和第一方向上的速度分量Vy。由于激光焊接头10随着工件的旋转而随动，并且激光焊接头10与激光焊接头10在焊缝WB上的焊点的间距保持为与第一直线段L1的焊接时相同的规定的间距H，同时如前述那样，激光焊接头10所射出的激光束始终指向圆弧段C1的圆心O2。因此，激光焊接头10的动作需要与圆弧段C1的圆心O2的动作同步，即始终与圆弧段C1的圆心O2的实时速度为V1同步。这样，激光焊接头10也按照第一方向上的实时的速度分量Vx和第二方向上的实时的速度分量Vy进行平移运动。

由此，能够使激光焊接头10相对于圆弧段C1的圆心O2保持相对静止，因此，能够使圆弧段C1的焊接时的、激光焊接头10与激光焊接头10在焊缝WB上的焊点的间距保持为与直线段L1的焊接时相同的规定的间距H。

接下来说明圆弧段C1的圆心O2的实时速度为V1的计算。如前面的说明，工件以工件旋转中心O1为圆心进行旋转，因此圆弧段C1的圆心O2进行以工件旋转中心O1为圆心、以圆弧段C1的圆心O2与工件旋转中心O1的距离R为半径的圆周运动。即，在前面的说明中，是以工件旋转中心O1作为坐标系的原点来说明圆弧段C1的圆心O2的运动的。在此，也可以将坐标系的原点转换为圆弧段C1的圆心O2，这种情况下，工件旋转中心O1进行以圆弧段C1的圆心O2为圆心、以R为半径的圆周运动，并且工件旋转中心O1的圆周运动的角速度仍然为规定的角速度ω。此外，这种情况下，激光焊接头10相对于圆弧段C1的圆心O2没有相对运动，换句话说，激光焊接头10相对于圆弧段C1的圆心O2保持相对静止。

通过这样的坐标系变换，能够容易地计算规定的角速度ω。在步骤S2的圆弧段C1的焊接时，为了确保与直线段L1的焊接时相同的焊接速度、即线速度V，需要使焊点在待焊接的焊缝WB(圆弧段C1)上的移动速度等于V。在以圆弧段C1的圆心O2为坐标系的原点的情况下，整个圆弧段C1进行以圆心O2为圆心的圆周运动，并且激光焊接头10相对于圆弧段C1的圆心O2保持相对静止。因此，焊点在待焊接的焊缝WB(圆弧段C1)上的移动速度，等同于圆弧段C1上的任意点的圆周运动速度，且均为规定的线速度V。由此，能够容易地计算出规定的角速度ω＝V/r。

并且，在以圆弧段C1的圆心O2作为坐标系的原点的情况下，由于圆弧段C1上的任意点和工件旋转中心O1均进行以圆弧段C1的圆心O2为圆心的圆周运动，并且其圆周运动的速度分别为r和R，因此圆弧段C1上的任意点的圆周运动的速度(即规定的线速度V)和工件旋转中心O1的圆周运动的速度存在比例关系，因此能够容易地计算出工件旋转中心O1的实时速度为V1＝VR/r。

接着，回到以工件旋转中心O1为原点的坐标系。由于圆弧段C1的圆心O2和工件旋转中心O1是相对运动，因此在以工件旋转中心O1为原点的情况下，圆弧段C1的圆心O2所进行的以工件旋转中心O1为圆心的圆周运动的实时速度同样为V1＝VR/r。进一步地，由于激光焊接头10相对于圆弧段C1的圆心O2保持相对静止，因此激光焊接头10也同步地进行V1＝VR/r的运动。

接下来，进一步计算激光焊接头10的第一方向上的实时的速度分量Vx和第二方向上的实时的速度分量Vy。速度分量Vx和Vy满足如下的计算式。

其中，R是工件旋转中心O1与第一圆弧段的圆心O2的距离，θ是第一圆弧段的圆心O2和工件旋转中心O1的连线相对于第一方向的夹角，t是从初始位置、即焊点处于第一过渡点P1的位置起的经过时间。

综上所述，在进行圆弧段C1的焊接的步骤S2中，以第一过渡点P1作为起点，通过未图示的工件治具使工件进行以工件旋转中心O1为圆心的、角速度ω＝V/r的旋转运动。同时，通过未图示的激光焊接头治具，使激光焊接头10在第一方向上进行速度为Vx的运动、在第二方向上进行速度为Vy的运动。其中，Vx和Vy为矢量，其方向与圆弧段C1的圆心O2的圆周运动的速度V1在第一方向及第二方向上的速度分量相同。

接下来说明步骤S3，步骤S3是进行第二直线段L2的焊接的步骤。由于第一圆弧段C1与第二直线段L2相切地连接，因此当第一圆弧段C1的焊接结束时、即焊点移动到第二过渡点P2时，激光焊接头10所射出的激光束垂直于第二直线段L2。

与第一直线段L1和第一圆弧段C1的焊接时相同，使激光焊接头10与激光焊接头10在所述焊缝WB上的焊点之间保持规定的间距H。在步骤S3中，以第二过渡点P2作为起点，并且以第二直线段L2的远离第二过渡点P2的一端的端点作为终点，使激光焊接头10在所述焊缝WB上的焊点沿着待焊接的焊缝WB(即第二直线段L1)以规定的线速度V从第二过渡点P2移动至第二直线段L2的远离第二过渡点P2的一侧的端点。

根据本实施方式，在对包含第一直线段L1、第二直线段L2、以及位于第一直线段L1和第二直线段L2之间且与第一直线段L1和第二直线段L2分别相切地连接的第一圆弧段C1的焊缝WB进行焊接时，在第一直线段L1、第一圆弧段C1、第二直线段L2，均能够将激光焊接头10与激光焊接头10在所述焊缝WB上的焊点之间保持为规定的间距H，并且均能够将焊点在焊缝WB上的移动速度(线速度)保持为规定的线速度V，并且均能够使激光焊接头10所射出的激光束始终垂直于待焊接工件的焊接面且垂直于焊缝WB在焊点处的切线方向(第一直线段L1或第二直线段L2的情况下，该切线方向即等同于第一直线段L1或第二直线段L2的方向)。

由此，对于至少包含第一直线段L1、第二直线段L2、以及位于第一直线段L1和第二直线段L2之间且与第一直线段L1和第二直线段L2分别相切地连接的第一圆弧段C1的焊缝WB，能够实现始终等距、等速、垂直的焊接。

此外，值得说明的是，以上说明了工件进行旋转运动、激光焊接头10进行第一方向及第二方向上的直线运动的情况，但也可以是，工件进行旋转运动及第二方向上的直线运动，激光焊接头10仅进行第一方向上的直线运动。也就是说，可以将旋转运动、第一方向及第二方向上的直线运动适当地分配给工件和激光焊接头10的某一方，通过两者的相对运动，综合地实现所需的运动即可。

(变形例)

接下来参照图4-图6说明本发明的一个变形例。图4是表示本发明的变形例的工件的示意图，图5是用于说明变形例的工件旋转的角速度、激光焊接头的平移速度的计算方法的图，图6是表示激光焊接头的移动轨迹的图。

如图4所示，本变形例所称的工件是具有大致四方形状的截面的壳体，由具有大致四方形状的截面的工件上壳20和工件下壳30相互对合而构成。工件上壳20和工件下壳30的相互对合的对合面的外缘构成待焊接的焊缝WB(welding bead)。此外，在工件上壳20和工件下壳30具有大致四方形状的截面的情况下，焊缝WB也形成为大致四方形状的闭合焊缝。此外，通过对工件上壳20和工件下壳30实施倒圆角处理，焊缝WB形成为具有圆角的大致四方形状。

接下来参照图5说明本变形例的工件旋转的角速度、激光焊接头的平移速度的计算方法。

如图5所示，焊缝WB形成为包含第一直线段L1、第一圆弧段C1、第二直线段L2、第二圆弧段C2、第三直线段L3、第三圆弧段C3、第四直线段L4、第四圆弧段C4的大致四方形状，第一直线段L1和第三直线段L3彼此相对且平行，第二直线段L2和第四直线段L4彼此相对且平行，第一直线段L1和第二直线段L2、第四直线段L4分别垂直。并且，焊缝WB按照第一直线段L1、第一圆弧段C1、第二直线段L2、第二圆弧段C2、第三直线段L3、第三圆弧段C3、第四直线段L4、第四圆弧段C4的顺序连接为闭合形状。此外，相邻的直线段和圆弧段彼此相切地连接。进而，第一圆弧段C1～第四圆弧段C4的半径相同。

在图5中，O1表示工件旋转中心，O2表示第一圆弧段C1～第四圆弧段C4之中的某一个圆弧段、例如第一圆弧段C1的圆心。值得说明的是，在前述的实施方式中，工件旋转中心O1是工件上的任意位置，但是在本变形例中，由于焊缝WB形成为轴对称且中心对称的四方形状，为了实现工件的整周焊接，本变形例中的工件旋转中心O1是工件上壳20和工件下壳30的几何中心。

第一过渡点P1是第一直线段L1和第一圆弧段C1之间的过渡点，第二过渡点P2是第一圆弧段C1和第二直线段L2之间的过渡点，第三过渡点P3是第二直线段L2和第二圆弧段C2之间的过渡点，第四过渡点P4是第二圆弧段C2和第三直线段L3之间的过渡点，第五过渡点P5是第三直线段L3和第三圆弧段C3之间的过渡点，第六过渡点P6是第三圆弧段C3和第四直线段L4之间的过渡点，第七过渡点P7是第四直线段L4和第四圆弧段C4之间的过渡点，第八过渡点P8是第四圆弧段C4和第一直线段L1之间的过渡点。

此外，用R表示第一圆弧段C1的圆心O2与工件旋转中心O1之间的距离，用r表示第一圆弧段C1～第四圆弧段C4的半径。

以下说明本变形例的对工件进行焊接时的工序。在本变形例中，以过渡点P1-P8之中的某一个，例如P8作为起点，按照第一直线段L1、第一圆弧段C1、第二直线段L2、第二圆弧段C2、第三直线段L3、第三圆弧段C3、第四直线段L4、第四圆弧段C4的顺序依次进行焊接。

例如，首先进行第一直线段L1的焊接。与前述的实施方式同样，使激光焊接头10与激光焊接头10在所述焊缝WB上的焊点之间保持规定的间距H。接着，以第一直线段L1的第八过渡点P8作为起点，并且以第一过渡点P1作为终点，使激光焊接头10在所述焊缝WB上的焊点沿着待焊接的焊缝WB(即第一直线段L1)以规定的线速度V从第八过渡点P8点移动至第一过渡点P1。

接着，进行第一圆弧段C1的焊接。与前述的实施方式同样，通过未图示的工件治具使工件上壳20和工件下壳30以规定的角速度ω＝V/r朝向焊点的行进方向的反方向旋转，同时使激光焊接头10在平行于第一直线段L1且朝向焊点移动的方向的反方向的第一方向上按照速度Vx平移，并且使亿光焊接头10在平行于第二直线段L2且朝向远离工件的方向的第二方向上按照速度Vy平移，直到焊点从第一过渡点P1移动至第二过渡点P2。并且，Vx和Vy满足如下的关系。

其中，θ是所述第一圆弧段的圆心O2和工件旋转中心O1的连线与所述第一方向的夹角，t是从初始位置、即所述焊点处于第一过渡点的位置起的经过时间。

接着，进行第二直线段L2的焊接。同样地，使激光焊接头10与激光焊接头10在所述焊缝WB上的焊点之间保持规定的间距H。并且，以第二直线段L2的第二过渡点P2作为起点，并且以第三过渡点P3作为终点，使激光焊接头10在所述焊缝WB上的焊点沿着待焊接的焊缝WB(即第一直线段L1)以规定的线速度V从第二过渡点P2点移动至第三过渡点P3。

以下同样，依次进行第二圆弧段C2、第三直线段L3、第三圆弧段C3、第四直线段L4、第四圆弧段C4的焊接，从而完成整个闭合的焊缝WB的焊接。

接下来参照图6，进一步说明激光焊接头10的移动轨迹。

在直线段的焊接时，激光焊接头10仅进行在第一方向的反方向上的平移运动。在圆弧段的焊接时，激光焊接头10进行在第一方向上的实时速度为Vx的平移运动，并且进行在第二方向上的实时速度为Vy的平移运动。因此，在圆弧段的焊接时，从圆弧段的起点至终点，激光焊接头10所走过的轨迹为部分正弦曲线。

在此，值得说明的是，激光焊接头10在第一方向上的实时速度为Vx是激光焊接头10与工件的相对速度。即，可以是工件在第二方向上静止，而激光焊接头10在第二方向上进行实时速度为Vy的平移运动。同样，也可以是激光焊接头10在第二方向上静止，而工件在第二方向的反方向上进行实时速度为Vy的平移运动。两种情况的效果是等同的。

此外，值得说明的是，本发明中所定义的第一方向，应当理解为与刚刚进行完焊接的直线段平行的方向，本发明中所定义的第二方向，应当理解为与即将进行焊接的直线段平行的方向。例如，在本变形例中，在刚刚进行完第一直线段L1的焊接的情况下，第一方向平行于第一直线段L1，第二方向平行于第二直线段L2。再例如，在本变形例中，在刚刚进行完第二直线段L2的焊接的情况下，第一方向平行于第二直线段L2，第二方向平行于第三直线段L3。

在现有技术中，在带有圆角的工件的激光焊接时，对圆弧段(圆角处)进行焊接时、即从焊缝WB的某一直线段过渡到另一直线段时，难以确保与直线段相同的焊接速度、焊接高度等，也难以确保激光焊接头所射出的激光束相对于工件的垂直。与此相对，根据本发明，能够在整个焊缝WB上实现等距、等速、垂直的焊接。

以上基于具体实施方式说明了本发明，应当理解，以上所述的具体实施例仅用于解释本发明，本发明的保护范围并不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光焊接方法，使用激光焊接头对具有三维形状的相互对合状态的2个工件进行焊接，

所述2个工件之间的待焊接的焊缝至少包含第一直线段、第二直线段、以及与所述第一直线段和所述第二直线段分别连接的第一圆弧段，

将所述第一直线段和所述第一圆弧段的连接点作为第一过渡点、将所述第一圆弧段和所述第二直线段的连接点作为第二过渡点的情况下，所述第一直线段和所述第一圆弧段在所述第一过渡点处相切，所述第一圆弧段和所述第二直线段在所述第二过渡点处相切，

所述激光焊接方法的特征在于，包含如下的步骤：

第一直线段焊接步骤，对于所述第一直线段，在使所述激光焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点以规定的线速度V从所述第一直线段的远离所述第一过渡点的一侧的端点移动至所述第一过渡点；

第一圆弧段焊接步骤，对于所述第一圆弧段，在使相互对合状态的2个工件绕着规定的工件旋转中心O1以规定的角速度ω朝向焊点的行进方向的反方向旋转的同时，在使所述激光焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点以规定的线速度V从所述第一过渡点移动至所述第二过渡点；以及

第二直线段焊接步骤，对于所述第二直线段，在使所述激光焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点以所述规定的线速度V从所述第二过渡点焊接至所述第二直线段的远离所述第二过渡点的一侧的端点。

2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，

在所述第一圆弧段焊接步骤中，使所述激光焊接头与所述第一圆弧段的圆心O2保持相对静止，并且使所述规定的角速度ω满足ω＝V/r的关系，以使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点以规定的线速度V从所述第一过渡点移动至所述第二过渡点，其中，r为所述第一圆弧段的半径。

3.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其特征在于，

在所述焊缝所在的平面内，将与所述第一直线段平行且朝向焊点移动的方向的反方向定义为第一方向，将与所述第一方向垂直且远离所述工件的方向定义为第二方向的情况下，在所述第一圆弧段焊接步骤中，相对于所述工件，所述激光焊接头在所述第一方向上的线速度Vx和在所述第二方向上的移动速度满足如下的关系：

其中，R是所述工件旋转中心O1与所述第一圆弧段的圆心O2的距离，θ是所述第一圆弧段的圆心O2和工件旋转中心O1的连线与所述第一方向的夹角，t是从初始位置、即所述焊点处于第一过渡点的位置起的经过时间。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的激光焊接方法，其特征在于，

在第一直线段焊接步骤中，所述激光焊接头与焊点的连线垂直于所述第一方向，

在第一圆弧段焊接步骤中，所述激光焊接头与焊点的连线垂直于该焊点处的第一圆弧段的切线，

和第二直线段焊接步骤中，所述激光焊接头与焊点的连线垂直于所述第二方向。

5.根据权利要求4所述的激光焊接方法，其特征在于，

所述第一直线段与所述第二直线段垂直，

所述焊缝还包括：

与所述第二直线段垂直的第三直线段；

与所述第二直线段和所述第三直线段分别相切地连接、且半径与所述第一圆弧段相同的第二圆弧段；

与所述第三直线段垂直的第四直线段；

与所述第三直线段和所述第四直线段分别相切地连接、且半径与所述第一圆弧段相同的第三圆弧段；以及

与所述第四直线段和所述第一直线段分别相切地连接、且半径与所述第一圆弧段相同的第四圆弧段；

由所述第一直线段、第一圆弧段、第二直线段、第二圆弧段、第三直线段、第三圆弧段、第四直线段、第四圆弧段构成大致长方形状且具有倒角的闭合焊缝。

6.根据权利要求5所述的激光焊接方法，其特征在于，

所述工件旋转中心O1是所述闭合焊缝的几何中心。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的激光焊接方法，其特征在于，

所述2个工件是摄像模组的外壳。

8.一种摄像模组，至少包含相互焊接的2个壳体，其特征在于，

所述2个壳体之间的焊接通过权利要求1-7中任一项所述的激光焊接方法进行。

9.一种激光焊接治具，使用激光焊接头对具有三维形状的相互对合状态的2个工件进行焊接，其特征在于，

所述激光焊接治具包含工件治具和激光焊接头治具，

相互对合状态的所述2个工件具备至少包含第一直线段、第二直线段、以及与所述第一直线段和所述第二直线段分别连接的第一圆弧段的焊缝，并且，将所述第一直线段和所述第一圆弧段的连接点作为第一过渡点、将所述第一圆弧段和所述第二直线段的连接点作为第二过渡点的情况下，所述第一直线段和所述第一圆弧段在所述第一过渡点处相切，所述第一圆弧段和所述第二直线段在所述第二过渡点处相切，

在焊接第一直线段时，所述激光焊接头治具在使焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点相对于所述2个工件以规定的线速度V从所述第一直线段的远离所述第一过渡点的一侧的端点移动至所述第一过渡点；

在焊接第一圆弧段时，所述工件治具在使相互对合状态的2个工件绕着规定的工件旋转中心O1以规定的角速度ω旋转的同时，所述激光焊接头治具在使所述激光焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点相对于所述2个工件以规定的线速度V从所述第一过渡点移动至所述第二过渡点；以及

在焊接第二直线段焊接时，所述激光焊接头治具在使所述激光焊接头与所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点的间距保持为规定的间距H的情况下，使所述激光焊接头在所述焊缝上的焊点相对于所述2个工件以所述规定的线速度V从所述第二过渡点焊接至所述第二直线段的远离所述第二过渡点的一侧的端点。

10.如权利要求9所述的激光焊接治具，其特征在于，

在所述焊缝所在的平面内，将与所述第一直线段平行的方向定义为第一方向，将与所述第一方向垂直的方向定义为第二方向的情况下，在所述第一圆弧段焊接步骤中，所述激光焊接头在所述第一方向上的线速度Vx和在所述第二方向上的移动速度满足如下的关系：

其中，R是所述工件旋转中心O1与所述第一圆弧段的圆心O2的距离，θ是所述第一圆弧段的圆心O2和工件旋转中心O1的连线与所述第一方向的夹角，t是从初始位置、即所述焊点处于第一过渡点的位置起的经过时间。

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