CN217019010U - 光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光焊接头领域，尤其是涉及光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头，包括机体；机体的上端设置有915nm半导体激光输入机构，本实用新型的有益效果是：利用光纤激光通过平顶锥形棱镜片可形成一个中心点光斑和外环光斑，为环形光斑(AMB)，同时配合半导体激光能实现对材料进行加热，可以极大的提高铝对激光的吸收率，最终能够提高焊接速度、改善焊接质量，加上环形光斑(AMB)在焊接时具有低飞溅、高焊速，较深的熔深、高焊缝质量和广阔的工艺窗应用范围的优势；在焊接高反材料铝过程中，可实现低飞溅、高焊速、高焊缝质量的综合焊接优势，从而提高焊接速度、减少焊接时对产品污染，提升产能，提高良品率。

Description

光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头

技术领域

本实用新型涉及激光焊接头领域，尤其是涉及光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头，其环形光斑的技术是通过焊接头实现而非激光器。

背景技术

光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。

现有双波长复合焊接头是半导体激光+红外激光普通焊接头复合，此复合在焊接高反材料铝的情况下对激光吸收率要比单光束焊接头高，焊接铝质量高；但是，在焊接过程中焊接飞溅大、对焊缝宽度要求高，造成焊接产品不良。

实用新型内容

本实用新型为克服上述情况不足，提供了一种能解决上述问题的技术方案。

光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头，包括机体；

机体的上端设置有915nm半导体激光输入机构，915nm半导体激光输入机构的一侧设置有1064nm光纤激光输入机构，1064nm光纤激光输入机构的一侧设置有监视机构，机体的下部设置有聚焦焊接机构；

915nm半导体激光输入机构、1064nm光纤激光输入机构、监视机构、聚焦焊接机构通过机体相互连通。

作为本实用新型进一步的方案：915nm半导体激光输入机构包括半导体激光输入接头，半导体激光输入接头的下端设置有半导体激光准直镜片，半导体激光准直镜片的下端设置有第一45度反射镜片，第一45度反射镜片能够穿透915nm波长光源的同时反射1064nm波长光源。

作为本实用新型进一步的方案：1064nm光纤激光输入机构包括光纤激光输入接头，光纤激光输入接头的下端设置有平顶锥形棱镜片，平顶锥形棱镜片的外侧设置有上下调节装置，平顶锥形棱镜片的下端设置有光纤激光准直镜片，光纤激光准直镜片的下端设置有第二45度反射镜片，第二45度反射镜片能够穿透可见光源的同时反射1064nm波长光源。

作为本实用新型进一步的方案：第二45度反射镜片的下端设置有光源同心调节座。

作为本实用新型进一步的方案：监视机构包括CCD监视部，CCD监视部的下端设置有CCD调焦镜片，CCD调焦镜片的下端设置有45度透光反射镜片，45度透光反射镜片的折射端相对于第二45度反射镜片设置，45度透光反射镜片下端的外侧安装有反射镜座。

作为本实用新型进一步的方案：聚焦焊接机构包括聚焦镜片，聚焦镜片的外侧安装有聚焦镜座，聚焦镜片的下端设置有保护镜片，保护镜片的外侧设置有保护镜座，保护镜片的下端设置有焊接头。

作为本实用新型进一步的方案：焊接头的外侧设置有气帘保护装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：利用光纤激光通过平顶锥形棱镜片可形成一个中心点光斑和外环光斑，为环形光斑(AMB)，同时配合半导体激光进行复合能实现对材料进行加热，可以极大的提高铝对激光的吸收率，最终能够提高焊接速度、改善焊接质量，加上环形光斑(AMB)在焊接时具有低飞溅、高焊速，较深的熔深、高焊缝质量和广阔的工艺窗应用范围的优势；在焊接高反材料铝过程中，可实现低飞溅、高焊速、高焊缝质量的综合焊接优势，从而提高焊接速度、减少焊接时对产品污染，提升产能，提高良品率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是平顶锥形棱镜片的工作原理图。

图3是本实用新型的工作原理图。

图中所示：1、机体；2、915nm半导体激光输入机构；21、半导体激光输入接头；22、半导体激光准直镜片；23、第一45度反射镜片；3、1064nm光纤激光输入机构；31、光纤激光输入接头；32、平顶锥形棱镜片；33、上下调节装置；34、光纤激光准直镜片；35、第二45度反射镜片；36、光源同心调节座；4、监视机构；41、CCD监视部；42、CCD调焦镜片；43、45度透光反射镜片；44、反射镜座；5、聚焦焊接机构；51、聚焦镜片；52、聚焦镜座；53、保护镜片；54、保护镜座；55、焊接头；6、气帘保护装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-3，光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头，包括机体1；

机体1的上端设置有915nm半导体激光输入机构2，915nm半导体激光输入机构2的一侧设置有1064nm光纤激光输入机构3，1064nm光纤激光输入机构3的一侧设置有监视机构4，机体1的下部设置有聚焦焊接机构5；

915nm半导体激光输入机构2、1064nm光纤激光输入机构3、监视机构4、聚焦焊接机构5通过机体1相互连通。

使用时，半导体激光射入915nm半导体激光输入机构2，红外激光射入1064nm光纤激光输入机构3，形成环形光斑，再通过聚焦焊接机构5将红外激光与半导体激光聚焦在同一点上，使得环形光斑与半导体激光复合进行焊接，再通过监视机构4用于工作人员实时监视焊点。

作为本实用新型进一步的方案：915nm半导体激光输入机构3包括半导体激光输入接头21，半导体激光输入接头21的下端设置有半导体激光准直镜片22，半导体激光准直镜片22的下端设置有第一45度反射镜片23，第一45度反射镜片23能够穿透915nm波长光源的同时反射1064nm波长光源。

半导体激光输入接头21用于接收半导体激光，半导体激光通过半导体激光准直镜片22折射到第一45度反射镜片23上，第一45度反射镜片23能够将915nm的半导体激光射入聚焦机构5中。

作为本实用新型进一步的方案：1064nm光纤激光输入机构3包括光纤激光输入接头31，光纤激光输入接头31的下端设置有平顶锥形棱镜片32，平顶锥形棱镜片32的外侧设置有上下调节装置33，平顶锥形棱镜片32的下端设置有光纤激光准直镜片34，光纤激光准直镜片34的下端设置有第二45度反射镜片35，第二45度反射镜片35能够穿透可见光源的同时反射1064nm波长光源。

光纤激光输入接头31用于接收红外激光，红外激光通过平顶锥形棱镜片32可形成一个中心点光斑和外环光斑，为环形光斑(AMB)，再将环形光斑通过光纤激光准直镜片34折射到第二45度反射镜片35上，第二45度反射镜片35能够将1064nm的红外激光折射到第一45度反射镜片23上，第一45度反射镜片23再将1064nm的红外激光折射到聚焦机构5中；上下调节装置33能够调节平顶锥形棱镜片32的上下位置。

作为本实用新型进一步的方案：第二45度反射镜片35的下端设置有光源同心调节座36。

能够用于对第二45度反射镜片35进行转动调节，使得红外激光光源折射同心，以便于更好的将红外激光折射出去。

作为本实用新型进一步的方案：监视机构4包括CCD监视部41，CCD监视部41的下端设置有CCD调焦镜片42，CCD调焦镜片42的下端设置有45度透光反射镜片43，45度透光反射镜片43的折射端相对于第二45度反射镜片35设置，45度透光反射镜片43下端的外侧安装有反射镜座44。

CCD监视部41通过CCD调焦镜片42进行对焦，再利用45度透光反射镜片43通过第一45度反射镜片23和第二45度反射镜片35的折射对焊接点进行实时监视。

作为本实用新型进一步的方案：聚焦焊接机构5包括聚焦镜片51，聚焦镜片51的外侧安装有聚焦镜座52，聚焦镜片51的下端设置有保护镜片53，保护镜片53的外侧设置有保护镜座54，保护镜片53的下端设置有焊接头55。

聚焦镜片51将第一45度反射镜片23折射的915nm半导体激光和第二45度反射镜片35折射的1064nm红外激光聚焦到同一点上，保护镜片53能够对机体内的各个镜片进行保护，通过焊接头55进行焊接。

作为本实用新型进一步的方案：焊接头55的外侧设置有气帘保护装置6。

能够对焊接头55进行保护。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头，其特征在于：包括机体；

机体的上端设置有915nm半导体激光输入机构，915nm半导体激光输入机构的一侧设置有1064nm光纤激光输入机构，1064nm光纤激光输入机构的一侧设置有监视机构，机体的下部设置有聚焦焊接机构；

915nm半导体激光输入机构、1064nm光纤激光输入机构、监视机构、聚焦焊接机构通过机体相互连通。

2.根据权利要求1所述的光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头，其特征在于：915nm半导体激光输入机构包括半导体激光输入接头，半导体激光输入接头的下端设置有半导体激光准直镜片，半导体激光准直镜片的下端设置有第一45度反射镜片，第一45度反射镜片能够穿透915nm波长光源的同时反射1064nm波长光源。

3.根据权利要求1所述的光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头，其特征在于：1064nm光纤激光输入机构包括光纤激光输入接头，光纤激光输入接头的下端设置有平顶锥形棱镜片，平顶锥形棱镜片的外侧设置有上下调节装置，平顶锥形棱镜片的下端设置有光纤激光准直镜片，光纤激光准直镜片的下端设置有第二45度反射镜片，第二45度反射镜片能够穿透可见光源的同时反射1064nm波长光源。

4.根据权利要求3所述的光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头，其特征在于：第二45度反射镜片的下端设置有光源同心调节座。

5.根据权利要求3所述的光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头，其特征在于：监视机构包括CCD监视部，CCD监视部的下端设置有CCD调焦镜片，CCD调焦镜片的下端设置有45度透光反射镜片，45度透光反射镜片的折射端相对于第二45度反射镜片设置，45度透光反射镜片下端的外侧安装有反射镜座。

6.根据权利要求1所述的光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头，其特征在于：聚焦焊接机构包括聚焦镜片，聚焦镜片的外侧安装有聚焦镜座，聚焦镜片的下端设置有保护镜片，保护镜片的外侧设置有保护镜座，保护镜片的下端设置有焊接头。

7.根据权利要求6所述的光纤激光器环形光斑和半导体激光器双波长复合焊接头，其特征在于：焊接头的外侧设置有气帘保护装置。

Images