CN201152907Y - 一种激光双点焊分光方法中的聚焦镜 - Google Patents

一种激光双点焊分光方法中的聚焦镜 Download PDF

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卢飞星
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Abstract

本实用新型涉及一种激光双点焊分光方法中的聚焦镜，将现有的单片聚焦镜片或组合聚焦镜片的最后一镜片切去一部份成超半镜，并使单镜片的切边到镜片光轴中心的距离等于两焊点间距的一半，组合聚焦镜片的切边到镜片光轴中心的距离经光学计算而定使得聚焦后的两焦点距离等于两焊点间距，再将两片相同的超半镜沿切边拼接在一起。当激光束照射到聚焦镜上，被两镜各自聚焦到其对应焦面上的光轴中心点，两聚焦点之间的距离等于两焊点的间距；当焊接所需离焦量变化时，两焊点的间距是不变的。只要两焊点间距小于原镜片的半径，此方法是简单易行且有效的。

Description

一种激光双点焊分光方法中的聚焦镜
技术领域
本实用新型涉及激光加工技术领域，特别涉及一种简单实用的激光双点焊分光方法中的聚焦镜。
背景技术
在激光焊接过程中，由于工艺需要，或为了节省时间，降低工序成本，常需要两点同时焊接，在不同的加工场合下，还要求两焊点的能量之比可方便调整。
常用的激光双点焊，其光束分光方法有两种：
第一种如图1所示，在激光聚焦镜之前加入双光楔，使激光束分成两束倾角相反的斜光束，则聚焦镜聚焦成对称的两焦点；根据聚焦镜焦距F，所焊两点的间距之半d，可以算出所需的光束倾斜角b；从而再根据光楔的材料折射率n，可以计算出光楔的楔角a。
其优点：光楔的轴向位置没有严格要求；而利用双光楔的垂轴移动可以调配两束光的激光能量的比值。
缺点：实际上，激光焊接加工时都需要有一定的离焦量，而对于不同的材料.厚度所需激光脉冲的脉宽.能量以及所需的离焦量是不同的，须要作一些工艺试验来确定；而在不同的离焦量时，此方法所分开的两点距离是不同的；一但光楔做定，很难调整两点距离。
第二种如图2所示，在激光聚焦镜之后加入双光楔，使已经聚焦的激光束分成两束倾角相反的斜光束，同样可聚焦成对称的两个聚焦点；根据光楔到焦面的距离L，和所焊两点的间距之半d，可以算出所需的光束倾斜角b；再根据光楔的材料折射率n，可以计算出光楔的楔角a。
优点：利用光楔的轴向位置可以调整两焊点的间距；而利用双光楔的垂轴移动可以调配两束光的激光能量的比值。
缺点：实际上，激光焊接加工时的离焦量，对不同的材料.厚度.激光脉宽.能量等，所需的离焦量是不同的，每改动不同的离焦量，都要调整光楔的轴向位置来调整两点距离；使得在实际应用中不太方便。
而且，要实现双光楔可垂轴精密移动，又要方便轴向精密调整移动，还要充分密封防尘，其机械结构较为复杂。
发明内容
本实用新型为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种简单实用的激光双点焊分光方法中的聚焦镜。
本实用新型的技术方案如下：
一种激光双点焊分光方法中的聚焦镜，其特征在于：将现有的单片聚焦镜片切去一部份成超半镜，并使切边到镜片光轴中心的距离等于两焊点间距的一半，再将两片相同的超半镜沿切边拼接在一起。
一种激光双点焊分光方法中的聚焦镜，只将组合聚焦镜头最后一片切去一部份成超半镜，组合聚焦镜片的切边到镜片光轴中心的距离需经光学计算而定，使得聚焦后的两焦点距离等于两焊点间距，再将两片相同的超半镜沿切边拼接在一起。一般情况下，与单片聚焦镜片的差别不大。
如图3所示，本实用新型的激光双点焊光束分光方法：将单片聚焦镜片切去一部份成超半镜，使切边到镜片光轴中心的距离等于两焊点间距的一半，用两片相同的这样的超半镜沿切边拼接在一起成本实用新型的聚焦镜；当激光束照射到此聚焦镜的双半镜上，被两镜各自聚焦到其对应焦面上的光轴中心点，两聚焦点之间的距离等于两焊点的间距；当焊接所需离焦量变化时，两焊点的间距是不变的。只要两焊点间距小于原镜片的半径，此方法是简单易行且有效的。
其优点如下：
1、超半镜片制作容易，间距易于控制；省去了双光楔的计算与加工；也省去了使双光楔作轴向和垂轴双向移动的机械及其防尘密封困难。
2、当工艺所需作离焦量调整，在不同离焦量时此两焊点间距不变化；
3、垂轴移动聚焦镜的双半镜，可以很方便地调配两束光的激光能量的比值，以适应不同材料双点焊的工艺要求。单一方向移动的机械及其防尘密封易于实现。
如图4所示，本实用新型的组合聚焦镜头激光双点焊光束分光方法：只将组合聚焦镜头最后一片切去一部份成超半镜，切边到镜片中心的距离，则要事先经光学计算而定，使得聚焦后的两焦点距离等于两焊点间距，再将两片相同的超半镜沿切边拼接在一起。一般情况下，与单片聚焦镜片的差别不大。且同样具有明显的优点：
1、在不同离焦量时两焊点间距不变化；
2、垂轴移动聚焦镜的镜片组，可以很方便地调配两束光的激光能量的比值。
附图说明
图1为聚焦前双光楔光束分光图。
图2为聚焦后双光楔光束分光图。
图3为本实用新型的单片聚焦镜的光束分光图。
图4为复合聚焦镜的示意图。
图5为本实用新型的复合聚焦镜的光束分光图。
具体实施方式
如图3所示，本实用新型的激光双点焊光束分光方法：将单片聚焦镜片切去一部份成超半镜，使切边到镜片光轴中心的距离等于两焊点间距的一半，用两片相同的这样的超半镜沿切边拼接在一起成本实用新型的聚焦镜；当激光束照射到此聚焦镜的双半镜上，被两镜各自聚焦到其对应焦面上的光轴中心点，两聚焦点之间的距离等于两焊点的间距；当焊接所需离焦量变化时，两焊点的间距是不变的。只要两焊点间距小于原镜片的半径，此方法是简单易行且有效的。
如图4所示，本实用新型的组合聚焦镜头激光双点焊光束分光方法：只将组合聚焦镜头最后一片切去一部份成超半镜，切边到镜片中心的距离，则要事先经光学计算而得，使得聚焦后的两焦点距离等于两焊点间距，再将两片相同的超半镜沿切边拼接在一起。一般情况下，与单片聚焦镜片的差别不大。
本实用新型主要解决了如下关键问题：
一、超半镜片制作不难，间距易于控制；
二、当工艺所需作离焦量调整，在不同离焦量时两焊点间距不变化；
三、垂轴移动聚焦镜或聚焦镜组，可以很方便地调配两束光的激光能量的比值，适应不同材料双点焊的工艺要求。
本实用新型已在本公司多种激光焊接机上实施，效果特好。

Claims (1)

1、一种激光双点焊分光方法中的聚焦镜，其特征在于：该聚焦镜的结构为将两片相同的且切去一部份的镜片沿切边拼接在一起，且单片聚焦镜片的切边到镜片光轴中心的距离等于两焊点间距的一半；组合聚焦镜只将最后一镜片切去一部份，且切边到镜片光轴中心的距离使得聚焦后的两焦点距离等于两焊点间距。
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