CN221494614U - 一种激光焊接装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种激光焊接装置。激光焊接装置，包括激光组件，激光组件包括:第一半导体激光器，用于设置在待焊接件于第一方向上的一侧或两侧；光路传输件，用于改变第一半导体激光器所发出的激光束的照射方向，并将激光束射到待焊接件的于第二方向上的表面，以使第一半导体激光器对待焊接件的于第二方向上的表面进行焊接。本申请提供的激光焊接装置，使用小巧的半导体激光器进行焊接，占用空间小，且通过对激光束照射方向的改变，无需产品和半导体激光器转动，即可对产品的不与半导体激光器相对的表面进行焊接，解决现有技术中通过夹具转动而对产品未朝向焊接装置的表面进行焊接而存在夹具结构繁琐、转动角度容易产生偏差而影响焊接质量的问题。

Description

一种激光焊接装置

技术领域

本申请涉及焊接装置技术领域，具体涉及一种激光焊接装置。

背景技术

诸多产品的生产制作中会涉及薄膜与产品主体的焊接，且会涉及多表面或多角度的焊接。如电池制作中，电芯表面会包裹一层绝缘膜(通常为麦拉膜)，绝缘膜的顶端需和顶盖焊接在一起，且二者需要进行多表面焊接(如沿顶盖的周向，在各个侧表面上均进行焊接)。

通常焊接装置布置在产品的某一侧，对产品的另一侧表面(和焊接装置不相对的表面)进行焊接时，需要转动焊接装置或产品。

目前行业内通常使用热熔头(如通电产热的铜板等)对薄膜进行焊接，整个热熔装置占用空间较大，不便于频繁移动，故通常设置能够转动的夹具来夹持着产品进行转动而实现对产品的不与焊接装置相对的表面的焊接，但也存在夹具结构复杂，占用空间大，具有产生角度偏差得隐患等问题。如使用过程中，一旦转动角度出现偏差(并未精准地旋转预设角度)，不仅会影响正在焊接的产品的焊接质量，且会导致下一个产品进行旋转焊接时的起始角度有所偏差，继而持续性地影响后续所有产品的焊接质量。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种激光焊接装置，使用小巧的半导体激光器进行焊接，占用空间小，且通过对激光束照射方向的改变，无需产品和半导体激光器转动，即可对产品的不与半导体激光器相对的表面进行焊接，解决现有技术中通过夹具转动而对产品未朝向焊接装置的表面进行焊接而存在夹具结构繁琐、转动角度容易产生偏差而影响焊接质量的问题。

本申请提供了一种激光焊接装置，包括激光组件，所述激光组件包括:

第一半导体激光器，用于设置在待焊接件于第一方向上的一侧或两侧；

光路传输件，用于改变所述第一半导体激光器所发出的激光束的照射方向，并将所述激光束射到所述待焊接件的于第二方向上的表面，以使所述第一半导体激光器对所述待焊接件的于所述第二方向上的表面进行焊接。

在一种可能的实施方式中，还包括：

移动组件，带动所述激光组件沿所述第一方向和/或所述第二方向移动。

在一种可能的实施方式中，还包括：

第二半导体激光器，用于设置在所述待焊接件于所述第一方向上的一侧或两侧，用于对所述待焊接件于所述第一方向上的表面进行焊接。

在一种可能的实施方式中，所述第一半导体激光器的激光出口朝向所述待焊接件，以能对所述待焊接件于所述第一方向上的表面焊接；

所述光路传输件包括用于改变激光束传播角度的第一光学镜片，所述第一光学镜片可移动的设置，以位于或远离传输激光束的预设位置，来改变或不改变所述第一半导体激光器的激光束的照射方向。

在一种可能的实施方式中，所述第一半导体激光器可移动的设置，能移动至远离所述光路传输件的位置，以对所述待焊接件于所述第一方向上的表面焊接，或移动至与所述光路传输件相对的位置，以对所述待焊接件于于所述第二方向上的表面进行焊接。

在一种可能的实施方式中，所述光路传输件还包括用于聚集激光束的第二光学镜片。

在一种可能的实施方式中，所述激光组件还包括：

透光件，用于透过激光束并压合在所述待焊接件的表面，可移动的设置；

驱动动力，驱动所述透光件靠近或远离所述待焊接件。

在一种可能的实施方式中，所述第一半导体激光器设置有相对并间隔而设的两组，以分列在所述待焊接件于所述第一方向上的两侧；和/或，所述第二半导体激光器设置有相对并间隔而设的两组，以分列在所述待焊接件于所述第一方向上的两侧。

在一种可能的实施方式中，所述移动组件包括底座和带动所述底座移动的驱动机构，位于所述待焊接件同一侧的所述第一半导体激光器设置有至少两组，并在同一所述底座上沿所述第二方向排列设置。

在一种可能的实施方式中，所述光路传输件包括用于改变激光束传播角度的第一光学镜片，所述第一光学镜片包括全反射棱镜或反光镜中的一种。

根据本申请提供的激光焊接装置，其使用半导体激光器进行焊接，利于实现薄膜的高质量焊接，且半导体激光器体积小巧，占用空间小，便于布置，加之本申请中设置光路传输件来改变激光束的照射方向，使位于产品第一方向一侧的半导体激光器能够对产品的第二方向上的表面进行焊接。如此，无需夹持产品的夹具和进行焊接的半导体激光器进行相对转动，简化了夹具结构，且无需在待焊接件的四周都设置激光器进行焊接，即可对产品的不与激光器相对的其他表面进行焊接，不仅消除了因夹具转动角度容易产生偏差而存在影响焊接质量的隐患，并简化了夹具的结构以及整个焊接装置的结构，且减少对空间的占用，简化布局，利于焊接装置相对于产品的输送线进行精简化布置，也利于提高产品的输送和生产效率。

附图说明

图1所示为本申请一些实施例中激光组件的第一角度示意图；

图2所示为本申请一些实施例中激光组件的第二角度示意图；

图3所示为本申请一些实施例中激光组件的第三角度示意图。

图1-3中:

1、第一半导体激光器；2、第一光学镜片；3、第二光学镜片；4、透光件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参考附图1-3，本申请的实施例提供了一种激光焊接装置，该激光焊接装置包括激光组件，激光组件包括第一半导体激光器1和光路传输件，第一半导体激光器1用于设置在待焊接件于第一方向(附图中所示的第一方向为Y向，下同)上的一侧或两侧，光路传输件用于改变第一半导体所发出的激光束的传输方向或者说是照射方向，并将第一半导体激光器1所发出的激光束射到待焊接件的于第二方向(附图中所示的第二方向为X向，下同)上的表面，也即使激光束能照射到待焊接件的不与第一半导体激光器1相对的表面上，以使第一半导体激光器1对待焊接件的于第二方向上的表面进行焊接。而待焊接件的于第一方向上的表面可以通过第一半导体激光器1进行焊接，如使第一半导体激光器1的激光束出口与待焊接件的表面相对(对于该实施方式，下文有对应的具体实施例进行具体阐述)，或者通过其他焊接器件进行焊接亦可(下文亦有相关阐述)，此处不做重点阐述。

该激光焊接装置可以在多个领域内进行应用，如用于焊接电芯，以焊接电芯顶盖和麦拉膜为例，电芯顶盖为方形，在周向上具有四个侧表面，可以将其于第一方向上的表面称为第一侧表面和第二侧表面，于第二方向上的表面称为第三侧表面和第四侧表面。以本申请提供的激光焊接装置进行焊接，则第一半导体激光器1位于电芯顶盖的第一侧或第二侧，或设置有两组时，可以分布在第一侧和第二侧两侧，其激光束的出口可以朝向电芯顶盖的第一侧表面，光路传输件改变激光束的照射方向，使激光束照射到电芯顶盖的第三侧表面或第四侧表面上(若光路传输件具有分光镜时，也可以将一束激光束分为两束，分别照射到第三侧表面和第四侧表面上)，使位于电芯顶盖第一侧的第一半导体激光器1能够对电芯顶盖的第三侧表面或第四侧表面进行焊接。

如此，将进行焊接的半导体激光器设置在待焊接件的某一侧，无需夹具带着待焊接件转动，也无需半导体激光器转动，即可实现对待焊接件的不与半导体激光器相对的其他表面的焊接。

第一方向和第二方向为具有夹具的两个方向，例如，第一方向和第二方向相垂直(附图2中所示的X向和Y向)。

则，本申请提供的激光焊接装置，第一方面，其使用半导体激光器进行焊接，相比于现有技术中使用热熔头焊接薄膜，不会产生粘连拉丝现象，相对于热熔头无需频繁维护，且功率高、焊接用时短、焊缝大小精准可控，利于实现薄膜的高质量焊接；第二方面，设置光路传输件来改变激光束的传输方向，使位于产品第一方向一侧的半导体激光器能够对产品的第二方向上的表面进行焊接，无需夹持产品的夹具和进行焊接的半导体激光器进行相对转动，即可对产品的不与焊接装置相对的其他表面进行焊接，消除了因夹具转动角度容易产生偏差而存在影响焊接质量的隐患，并简化了夹具的结构以及整个焊接装置的结构，减少对空间的占用，利于焊接装置相对于产品的输送线进行精简化布置；第三方面，半导体激光器仅需布置在产品第一方向上的旁侧即可，使产品能够用输送线在第二方向上进行连续高效输送，即半导体激光器仅需布置在产品输送线的旁侧即可对输送线上的产品进行多表面焊接，无需围绕待焊接件设置，布置简便，使得产品的焊接工序与焊接之前和之后的工序之间，可以使用同一输送线对产品进行输送，无需进行输送线的转移，简化生产工序操作，提高生产效率，且由于半导体激光器仅布置在输送线旁侧即可，则半导体激光器也不会占用产品在第二方向上旁侧的空间(仅光路传输件占用第二方向上的少量空间即可)，即不会占用在第二方向上(输送方向)进行排列的产品之间的空间，加之半导体激光器本身体积小巧，利于布置，占用空间小，利于提高产品在输送线上的摆放密集程度，利于提高输送效率，进而利于提高生产效率。

光路传输件至少包括用于改变激光束传输方向或者说角度的第一光学镜片2，例如全反射棱镜或反光镜等。一些实施例中，光路传输件还包括用于聚集激光束的第二光学镜片3，例如凸透镜。

至于待焊接件的于第一方向上的表面的焊接，可以通过第一半导体激光器1实现，也可以通过其他激光器实现。

例如，一些实施例中，激光焊接装置还包括有第二半导体激光器，用于设置在待焊接件于第一方向上的一侧或两侧。第二半导体激光器的激光出口朝向待焊接件的于第一方向上且靠近第二半导体激光器的一侧表面，如，位于待焊接件于第一方向上的第一侧时，激光束出口朝向待焊接件的第一侧表面，与该第一侧表面相对。如此，第二半导体激光器的激光束直射，即能对待焊接件于第一方向上的一侧表面焊接。第一半导体激光器1和第二半导体激光器分工合作，分别对待焊接件的和激光器相对的表面及不与激光器相对的表面进行焊接，且焊接过程无需产品和激光器转动，无需在夹具或激光组件中设置复杂的转动结构。

而当通过第一半导体激光器1对待焊接件于第一方向上的表面进行焊接时，可以进行如下设置。

如，一些实施例中，设置第一半导体激光器1的激光束出口朝向待焊接件于第一方向上的靠近第一半导体激光器1的表面，如此，第一半导体激光器1的激光束直射时，能对待焊接件于第一方向上的一侧表面焊接。同时，该实施例中，第一光学镜片2可移动的设置，以位于或远离传输激光束的预设位置，来改变或不改变第一半导体激光器1的激光束的照射方向。

如此，当第一光学镜片2移动至与激光束出口相对而能传输激光束的预设位置时，能够改变激光束的传输和照射方向，使其照射至待焊接件的于第二方向上的表面，使第一半导体激光束能够对待焊接件的于第二方向上的表面也即待焊接件的不与第一半导体激光束相对的表面进行焊接。而当第一光学镜片2移动而离开预设位置，则第一半导体激光器1所发出的激光束可以照射到待焊接件的于第一方向上的表面，从而可以对待焊接件的于第一方向上且与第一半导体激光器1相对的一侧表面进行焊接。

或者，一些实施例中，第一半导体激光器1可移动的设置。第一半导体激光器1能移动至远离第一光学镜片2且激光出口与待焊接件相对的位置，以对待焊接件于第一方向上的表面进行焊接，也能移动至与第一光学镜片2相对的位置，以能对待焊接件于第二方向上的表面进行焊接。

例如，第一半导体激光的激光出口与待焊接件的表面相对，第一光学镜片2设置在其激光出口和待焊接件之间，而第一半导体激光器1沿第二方向移动，则第一半导体激光器1在第二方向上左右移动，即可与第一光学镜片2相对，使激光束变向而照射到待焊接件于第二方面的表面上，或不与第一光学镜片2相对，激光束直接照射到待焊接件于第一方向上的表面上。

通常，在未设置分光镜等分光件时，一个半导体激光器的激光束只能照射到待焊接件的一侧表面上，当待焊接件周向上具有多个表面，且有多个表面均需要焊接时，可以将半导体激光器进行多组设置。一组半导体激光器与待焊接件的一侧表面相对应。以电芯顶盖为例，沿周向电芯顶盖具有四个侧面，四个侧面均需要焊接时，第一半导体激光器1可设置有两组，两组分别设置在电芯顶盖于第一方向上的两侧，分别用于焊接电芯顶盖的于第二方向上且相对的第三侧面和第四侧面。在设置有第二半导体激光器的实施方案中，第二半导体激光器亦设置有两组，分别设置在电芯顶盖于第一方向上的两侧，分别用于焊接电芯顶盖的于第一方向上且相对的第一侧面和第二侧面。如此，相当于电芯顶盖于第一方向上的两侧，均设置有一个第一半导体激光器和一个第二半导体激光器。

也可以说，本申请的实施例还提供了一种用于焊接电芯的激光焊接装置，其具有上述实施例中的阐述的结构。一些实施例中，第一半导体激光器1设置有相对并间隔而设的两组，以分列在待焊接件于所述第一方向上的两侧；和/或，第二半导体激光器设置有相对并间隔而设的两组，以分列在待焊接件于第一方向上的两侧。也可以说，第一半导体激光器和第二半导体激光器组成一个焊接单元，待焊接件于第一方向上的两侧均设置有一组焊接单元。

焊接有时是点焊，有时需要进行连续焊接。因此，一些实施例中，激光焊接装置还包括移动组件，移动组件带动第一半导体激光器1沿第一方向和/或第二方向移动。优选的实施例中，移动组件包括带动第一半导体激光器1沿第一方向移动的第一移动机构和带动第一半导体激光器1沿第二方向移动的第二移动机构。第一移动机构和第二移动机构可以是电机丝杠模组、气缸导轨模组等。再进一步而言，移动组件包括底座，位于待焊接件同一侧的第一半导体激光器1可设置在同一底座上，第一移动机构包括沿第一方向设置的第一轨道和驱动底座沿第一轨道移动的第一动力，而第二移动机构包括沿第二方向设置的第二轨道和驱动底座沿第二方向移动的第二动力。位于待焊接件不同侧的第一半导体激光器可以使用不同的移动机构驱动，也可以说，当第一半导体激光器设置有分列待焊接件于第一方向两侧的两组时，移动组件也包括两组分列待焊接件第一方向两侧的第一移动单元，每个第一移动单元均包括上述第一移动机构和第二移动机构。

当第一半导体激光器1沿第一方向移动时，第一半导体激光器1可以对待焊接件的于第二方向上的表面进行连续焊接。当第一半导体激光器1沿第二方向移动时，可以调节第一半导体激光器1所发出的激光束的出射终点(传输路径上最后一个光学镜片的出射点)至待焊接件于第二方向上表面的距离，可以调整激光束的焦点，来调整激光束的能量、光斑大小等参数，调节焊接效果。使用第一半导体激光器1对待焊接件于第二方向上的表面进行焊接时，第一半导体激光器1沿第一方向移动，可以对待焊接件的于第二方向上的表面进行连续焊接，第一半导体激光器1沿第二方向移动，可以调节激光束出射终点和待焊接件于第二方向表面的距离。

而在激光焊接装置还包括第二半导体激光器的实施例中，激光焊接装置还包括带动第二半导体激光器沿第一方向移动的第三移动机构以及带动第二半导体激光器沿第二方向移动的第四移动机构。第三移动机构包括沿第一方向设置的第三轨道和驱动第二半导体激光器沿第三轨道移动的第三动力，而第四移动机构包括沿第二方向设置的第四轨道和驱动第二半导体激光器沿第四方向移动的第四动力。第一动力、第二动力、第三动力、第四动力均可以是电机或气缸或液压缸等动力件。

当第二半导体激光器沿第二方向移动时，第二半导体激光器可以对待焊接件的于第一方向上的表面进行连续焊接，当第二半导体激光器沿第一方向移动时，可以调节第二半导体激光器所发出的激光束的出射终点至待焊接件于第一方向上表面的距离。

当第二半导体激光器设置有分列待焊接件于第一方向两侧的两组时，移动组件也包括两组分列待焊接件第一方向两侧的第二移动单元，第二移动单元包括上述第三移动机构和第四移动机构。

一些实施例中，如图3所示，位于待焊接件同一侧的第一半导体激光器1设置有至少两组，或者说至少两个。位于待焊接件同一侧的至少两个的第一半导体激光器1均设置在同一底座上，并在底座上沿第二方向排列设置。如此，一个移动单元可以带动位于待焊接件同一侧的至少两个第一半导体激光器1移动，可以对至少两个的待焊接件同时进行焊接，提高了焊接效率和产品生产效率。

一些实施例中，激光组件还包括透光件4和驱动动力，透光件4用于透过激光束并压合在待焊接件的表面，透光件4可移动的设置，驱动动力驱动透光件4靠近或远离待焊接件。透光件4具体可以是透光的玻璃或塑料块，也可以是带有镂空结构的压块，激光束从镂空处透过。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的部件、装置仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照附图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些部件、装置。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备中，各部件是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

应当理解，本申请实施例描述中所用到的限定词“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于更清楚的阐述技术方案，并不能用于限制本申请的保护范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光焊接装置，其特征在于，包括激光组件，所述激光组件包括:

第一半导体激光器，用于设置在待焊接件于第一方向上的一侧或两侧；

光路传输件，用于改变所述第一半导体激光器所发出的激光束的照射方向，并将所述激光束射到所述待焊接件的于第二方向上的表面，以使所述第一半导体激光器对所述待焊接件的于所述第二方向上的表面进行焊接。

2.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，还包括：

移动组件，带动所述激光组件沿所述第一方向和/或所述第二方向移动。

3.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，还包括：

第二半导体激光器，用于设置在所述待焊接件于所述第一方向上的一侧或两侧，用于对所述待焊接件于所述第一方向上的表面进行焊接。

4.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述第一半导体激光器的激光出口朝向所述待焊接件，以能对所述待焊接件于所述第一方向上的表面焊接；

所述光路传输件包括用于改变激光束传播角度的第一光学镜片，所述第一光学镜片可移动的设置，以位于或远离传输激光束的预设位置，来改变或不改变所述第一半导体激光器的激光束的照射方向。

5.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述第一半导体激光器可移动的设置，能移动至远离所述光路传输件的位置，以对所述待焊接件于所述第一方向上的表面焊接，或移动至与所述光路传输件相对的位置，以对所述待焊接件于于所述第二方向上的表面进行焊接。

6.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述光路传输件还包括用于聚集激光束的第二光学镜片。

7.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述激光组件还包括：

透光件，用于透过激光束并压合在所述待焊接件的表面，可移动的设置；

驱动动力，驱动所述透光件靠近或远离所述待焊接件。

8.如权利要求3所述的激光焊接装置，其特征在于，所述第一半导体激光器设置有相对并间隔而设的两组，以分列在所述待焊接件于所述第一方向上的两侧；和/或，所述第二半导体激光器设置有相对并间隔而设的两组，以分列在所述待焊接件于所述第一方向上的两侧。

9.如权利要求2所述的激光焊接装置，其特征在于，所述移动组件包括底座和带动所述底座移动的移动机构，位于所述待焊接件同一侧的所述第一半导体激光器设置有至少两组，并在同一所述底座上沿所述第二方向排列设置。

10.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述光路传输件包括用于改变激光束传播角度的第一光学镜片，所述第一光学镜片包括全反射棱镜或反光镜中的一种。