CN218081013U - 一种激光焊接系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例属于激光焊接技术领域，涉及一种激光焊接系统。本申请提供的激光焊接系统包括激光焊接光源，激光焊接光源包括激光器，所述激光器用于发射激光，所述激光器对工件进行图形焊接，使工件吸收激光热量发生熔化形成图形焊点。应用图形焊点工作方式进行焊接，将绿激光照射上层铜产品，铜与不锈钢吸收激光后发生熔化形成图形焊点，流动凝固后形成较好的叠焊效果，获得稳定可靠的下层材料熔深。本激光焊接光源可精准的控制焊接热输入，且与铜合金/不锈钢均具有较好的耦合作用，从而有效提高了焊接熔深稳定性一致性及背痕控制能力，采用图形焊点工作方式可有效兼容不同形状焊接区域，因此能最大程度上提高焊接接头的结合强度。

Description

一种激光焊接系统

技术领域

本申请涉及激光焊接技术领域，更具体的说，特别涉及一种激光焊接系统。

背景技术

近年来，随着3C产业的飞速发展，5G时代产品对于材料导电、导热及屏蔽作用要求日渐要求苛刻，铜合金与不锈钢以其优异的性能逐渐成为应用最广泛的功能材料。

激光焊接具有焊接热影响区域小、强度高及效率高等突出优点，其逐渐成为消费电子产品功能件的主要连接方式之一。对于异种材料的焊接，叠焊接头为其主要的连接方式，目前还存在主要问题如何充分利用焊接面积获得最佳焊接强度同时保证下层材料的焊接成型可控，尤其对于背面痕的控制逐渐成为激光焊接工程应用生产所关心的热点问题。现有红外激光技术焊接接头的结合强度低，焊接效果不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光焊接系统，克服了现有红外激光技术焊接效果不稳定的技术问题。

为了解决以上提出的问题，本实用新型实施例提供了如下所述的技术方案：

一种激光焊接光源，包括激光器，所述激光器用于发射激光，所述激光器对工件进行图形焊接，使工件熔化形成图形焊点。

进一步地，所述激光器的单脉冲能量为0.2－1mJ，所述激光器的单脉冲脉宽为10－500ns。

进一步地，所述激光器的峰值功率为4－15kW，所述激光器的最大激光出光频率4000kHz。

进一步地，所述图形焊点包括弓字形、矩形振荡线、螺旋线、方形、圆形、三角形和扇形。

进一步地，所述激光器所发射的激光为绿激光，所述激光波长为532 ±10nm。

进一步地，所述激光器为固体激光器或光纤激光器中的任意一种。

进一步地，所述工件为铜与不锈钢，所述激光器对铜与不锈钢进行焊接，使铜叠焊于所述不锈钢上。

为了解决以上提出的问题，本实用新型实施例还提供了一种激光焊接系统，包括如下所述的技术方案：

一种激光焊接系统，包括如上所述的激光焊接光源。

进一步地，所述激光焊接系统还包括耦合镜片、准直镜片、聚焦镜片和振镜，所述耦合镜片设于所述激光器的出光处，所述传输光纤用于将耦合镜片的激光进行传输至准直镜片处，所述准直镜片用于对所述激光器发射的激光进行准直，所述聚焦镜片用于对所述激光器发射的激光进行聚焦。

进一步地，所述激光焊接系统还包移动准直壁筒、准直聚焦连接块和聚焦壁筒，所述准直镜片设于所述移动准直壁筒内，所述聚焦镜片设于所述聚焦壁筒内，所述移动准直壁筒与所述聚焦壁筒通过所述准直聚焦连接块连接；

所述振镜包括振镜方头、X方向调节电机、Y方向调节电机、X方向镜片和Y方向镜片，所述X方向调节电机、Y方向调节电机、X方向镜片和Y 方向镜片设于所述振镜方头内，所述X方向调节电机与所述X方向镜片连接，用于调节X方向镜片的位置，所述Y方向调节电机与所述Y方向镜片连接，用于调节Y方向镜片的位置。

与现有技术相比，本实用新型实施例主要有以下有益效果：

一种激光焊接系统，克服了现有红外激光技术的缺点，并可有效克服铜合金与不锈钢叠焊不稳定、易穿透问题，应用图形焊点工作方式进行焊接，将绿激光照射上层铜产品，铜与不锈钢吸收激光后发生熔化形成图形焊点，流动凝固后形成较好的叠焊效果，获得稳定可靠的下层材料熔深，充分利用可焊区域面积，获得最佳焊接强度。本激光焊接光源可精准的控制焊接热输入，且与铜合金/不锈钢均具有较好的耦合作用，从而有效提高了焊接熔深稳定性一致性及背痕控制能力，采用图形焊点工作方式可有效兼容不同形状焊接区域，因此能最大程度上提高焊接接头的结合强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例激光焊接系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中激光焊接光源对工件加工的示意图；

图3为本实用新型实施例中材料对不同波长激光的吸收率的示意图；

图4为现有技术中红外激光焊接效果；

图5为本实用新型实施例中绿激光焊接效果；

图6为本实用新型实施例中弓字形、矩形振荡线、螺旋线焊接图形的焊接效果。

附图标记说明：

1、移动准直壁筒；2、准直聚焦连接块；3、聚焦壁筒；4、振镜方头；5、准直镜片；6、聚焦镜片；7、X方向调节电机；8、Y方向调节电机；9、 X方向镜片；10、Y方向镜片；11、工件一；12、工件二；13、激光器；14、耦合镜片；15、传输光纤；16、激光。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将参照相关附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例

如图1和图2所示，一种激光焊接光源包括激光器13，所述激光器13 用于发射激光16，所述激光器13对工件进行图形焊接，使工件吸收激光热量发生熔化形成图形焊点。

本实施例中，所述工件包括工件一11和工件二12，工件一11和工件二12分别为铜与不锈钢，所述激光器13对铜与不锈钢进行焊接，使铜叠焊于所述不锈钢上。在其他实施例中，不仅仅限于铜合金/不锈钢材料叠焊，其他对于该光源均具有较好的耦合作用的两种材料叠焊均适用。

本实用新型实施例提供的激光焊接光源，克服了现有红外激光技术的缺点，并可有效克服铜合金与不锈钢叠焊不稳定、易穿透问题，应用图形焊点工作方式进行焊接，将绿激光照射上层铜产品，铜与不锈钢吸收激光后发生熔化形成图形焊点，流动凝固后形成较好的叠焊效果，获得稳定可靠的下层材料熔深，充分利用可焊区域面积，获得最佳焊接强度。本激光焊接光源可精准的控制焊接热输入，且与铜合金/不锈钢均具有较好的耦合作用，从而有效提高了焊接熔深稳定性一致性及背痕控制能力，采用图形焊点工作方式可有效兼容不同形状焊接区域，因此能最大程度上提高焊接接头的结合强度。

本实施例中，所述激光器13的单脉冲能量为0.2－1mJ，所述激光器13 的最大脉冲能量为1mJ。

本实施例中，所述激光器13的单脉冲脉宽为10－500ns。

本实施例中，所述激光器13的峰值功率为4－15kW，所述激光器13的平均功率为70W。

本实施例中，所述激光器13的激光出光频率为1KHz－4MHz，所述激光器13的最大激光出光频率4MHz。

本实施例中，所述激光器13的光束质量为1.6M2。

该光源可精准的控制焊接热输入，获得较佳的焊接效果。

所述图形焊点包括弓字形、矩形振荡线、螺旋线、方形、圆形、三角形、扇形及一些不规则形状等，采用图形焊接，充分利用可焊区域面积，获得最佳焊接强度。

本实施例中，所述激光器13所发射的激光16为绿激光。

本实施例中，所述激光波长为532±10nm，对于铜合金/不锈钢材料均具有较好的耦合作用。

进一步地，所述激光器13为固体激光器或光纤激光器中的任意一种。

如图3所示，图3为材料对不同波长激光的吸收率。

如图4所示，图4为现有技术中红外激光焊接效果，红外激光光源对于铜合金/不锈钢材料的耦合作用差距很大。

如图5所示，图5为本实施例中，绿激光焊接效果，采用图形焊接方式，将绿激光照射上层铜产品，上下层材料吸收激光后发生熔化流动凝固形成较好的叠焊效果。

如图6所示，图6分别为弓字形、矩形振荡线、螺旋线焊接图形的焊接效果。

本实用新型实施例提供的激光焊接光源，克服了现有红外激光技术的缺点，并可有效克服铜合金与不锈钢叠焊不稳定、易穿透问题，应用图形焊点工作方式进行焊接，将绿激光照射上层铜产品，铜与不锈钢吸收激光后发生熔化形成图形焊点，流动凝固后形成较好的叠焊效果，获得稳定可靠的下层材料熔深，充分利用可焊区域面积，获得最佳焊接强度。本激光焊接光源可精准的控制焊接热输入，且与铜合金/不锈钢均具有较好的耦合作用，从而有效提高了焊接熔深稳定性一致性及背痕控制能力，采用图形焊点工作方式可有效兼容不同形状焊接区域，因此能最大程度上提高焊接接头的结合强度。

为了解决以上提出的问题，本实用新型实施例还提供了一种激光焊接系统，包括如下所述的技术方案：

如图1和图2所示，一种激光焊接系统，包括如上所述的激光焊接光源。

所述激光焊接系统还包括耦合镜片14、准直镜片5、聚焦镜片6和振镜，所述耦合镜片14设于所述激光器13的出光处，所述传输光纤用于将耦合镜片14的激光进行传输至准直镜片5处，所述准直镜片5用于对所述激光器13发射的激光进行准直，所述聚焦镜片6用于对所述激光器13发射的激光进行聚焦。

所述激光焊接系统还包移动准直壁筒1、准直聚焦连接块2和聚焦壁筒 3，所述准直镜片5设于所述移动准直壁筒1内，所述聚焦镜片6设于所述聚焦壁筒3内，所述移动准直壁筒1与所述聚焦壁筒3通过所述准直聚焦连接块2连接。

所述振镜包括振镜方头4、X方向调节电机7、Y方向调节电机8、X方向镜片9和Y方向镜片10，所述X方向调节电机7、Y方向调节电机8、X 方向镜片9和Y方向镜片10设于所述振镜方头4内，所述X方向调节电机 7与所述X方向镜片9连接，用于调节X方向镜片9的位置，所述Y方向调节电机8与所述Y方向镜片10连接，用于调节Y方向镜片10的位置。

本实用新型实施例提供的激光焊接系统，克服了现有红外激光技术的缺点，并可有效克服铜合金与不锈钢叠焊不稳定、易穿透问题，应用图形焊点工作方式进行焊接，将绿激光照射上层铜产品，铜与不锈钢吸收激光后发生熔化形成图形焊点，流动凝固后形成较好的叠焊效果，获得稳定可靠的下层材料熔深，充分利用可焊区域面积，获得最佳焊接强度。本激光焊接光源可精准的控制焊接热输入，且与铜合金/不锈钢均具有较好的耦合作用，从而有效提高了焊接熔深稳定性一致性及背痕控制能力，采用图形焊点工作方式可有效兼容不同形状焊接区域，因此能最大程度上提高焊接接头的结合强度。

显然，以上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，附图中给了本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种激光焊接系统，其特征在于，包括激光焊接光源、准直镜片、聚焦镜片、耦合镜片、振镜、移动准直壁筒、准直聚焦连接块和聚焦壁筒，所述激光焊接光源包括激光器，所述激光器用于发射激光波长为532±10nm的绿激光，所述激光器对工件进行图形焊接，使工件熔化形成图形焊点，所述耦合镜片设于所述激光器的出光处，通过传输光纤将所述耦合镜片的激光进行传输至所述准直镜片处，所述准直镜片用于对所述激光器发射的激光进行准直，所述聚焦镜片用于对所述激光器发射的激光进行聚焦，所述准直镜片设于所述移动准直壁筒内，所述聚焦镜片设于所述聚焦壁筒内，所述移动准直壁筒与所述聚焦壁筒通过所述准直聚焦连接块连接。

2.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，

所述图形焊点包括弓字形、矩形振荡线、螺旋线、方形、圆形、三角形和扇形。

3.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，

所述激光器为固体激光器或光纤激光器中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，

所述工件为铜与不锈钢，所述激光器对铜与不锈钢进行焊接，使铜叠焊于所述不锈钢上。

5.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，

所述振镜包括振镜方头、X方向调节电机、Y方向调节电机、X方向镜片和Y方向镜片，所述X方向调节电机、Y方向调节电机、X方向镜片和Y方向镜片设于所述振镜方头内，所述X方向调节电机与所述X方向镜片连接，用于调节X方向镜片的位置，所述Y方向调节电机与所述Y方向镜片连接，用于调节Y方向镜片的位置。

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