RU2768618C1 - Способ лазерной сварки - Google Patents
Способ лазерной сварки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768618C1 RU2768618C1 RU2021119111A RU2021119111A RU2768618C1 RU 2768618 C1 RU2768618 C1 RU 2768618C1 RU 2021119111 A RU2021119111 A RU 2021119111A RU 2021119111 A RU2021119111 A RU 2021119111A RU 2768618 C1 RU2768618 C1 RU 2768618C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- focusing lens
- welding
- movement
- laser beam
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области лазерной сварки материалов и может быть использовано в атомной, авиационной и космической промышленности, а также для создания сложного высокотехнологичного оборудования, например, в медицине. В процессе сварки деталей создают колебательное перемещение лазерного луча относительно направления перемещения лазерной оптической головки, которое осуществляют колебательным перемещением узла фокусирующей линзы. Узел фокусирующей линзы приводят в движение с помощью пьезоактюатора, подавая на пьезоактюатор импульсы электрического напряжения с частотой в диапазоне 10-300 Гц. Техническим результатом изобретения является упрощение способа лазерной сварки материалов и повышение надежности устройства, осуществляющего данный способ. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области лазерной сварки материалов и может быть использовано в атомной, авиационной и космической промышленности, а также для создания сложного высокотехнологичного оборудования, например, в медицине.
Лазерная сварка отличается высокой точностью и производительностью, однако технология лазерной сварки предъявляет определенные требования к подготовке свариваемых деталей, связанные с небольшими размерами лазерного луча. В частности, эти требования относятся к подготовке кромок свариваемых деталей и зазору между ними. Для возможности увеличения необходимого технологического зазора применяются различные сканирующие системы, которые в процессе сварки деталей создают колебательное перемещение лазерного луча относительно направления перемещения лазерной оптической головки.
Из существующего уровня техники известен способ [1], реализованный посредством устройства, которое представляет собой лазерную оптическую головку с подвижными зеркалами для выполнения сварочных операций. Два подвижных зеркала обеспечивают колебательное движение лазерного луча в относительно небольшом угле сканирования. Подвижные зеркала могут быть гальванометрическими зеркалами, которые приводятся в движение системой управления, включающей в себя контроллер.
Недостатком данного технического решения является его сложность и недостаточно высокая надежность, обусловленная применением в фокусирующей системе двух подвижных зеркал. Известен способ [2], реализованный посредством устройства, включающего в себя подвижную конструкцию лазерной оптической головки, состоящей из неподвижного внешнего корпуса и внутреннего корпуса, установленного в нем с возможностью перемещения. Во внутреннем корпусе располагается оптический блок, содержащий коллимирующую и фокусирующую линзы, направляющие лазерный луч, генерируемый иттербиевым волоконным (YAG) лазерным источником на свариваемый участок.
Недостатком этого способа является его сложность и недостаточно высокая надежность, обусловленная наличием большого числа конструктивных элементов.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение является обеспечение качественной сварки деталей в автоматическом режиме при упрощении способа сварки и повышении его надежности.
Техническим результатом данного изобретения является упрощение способа лазерной сварки материалов и повышение надежности устройств, использующих данный способ.
Для достижения указанного технического результата в известном способе лазерной сварки, при котором в процессе сварки деталей создают колебательное перемещение лазерного луча относительно направления перемещения лазерной оптической головки, предложено колебательное движение лазерного луча создавать колебательным перемещением узла фокусирующей линзы, причем узел фокусирующей линзы приводить в движение с помощью пьезоактюатора, подавая на пьезоактюатор импульсы электрического напряжения с частотой в диапазоне 10-300 Гц. Узел фокусирующей линзы снабжают четырьмя опорами - двумя дополнительно введенными, диаметрально расположенными полуосями, размещенными на опорах вращения, жестко закрепленных в стенке корпуса оптической лазерной головки и двумя опорами, расположенными в перпендикулярной плоскости, первой из этих опор является пьезоактюатор, а второй - пружина.
На фиг. 1 представлена схема способа лазерной сварки с помощью одной из возможных конструкций лазерной оптической головки, реализующих способ.
На фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.
На фиг. 3 - колебание лазерного луча относительно оси распространения излучения.
На фиг. 4 - вид сверху фиг. 3.
Лазерная оптическая головка содержит корпус 1, коллимирующую линзу 2, узел фокусирующей линзы 3 с двумя диаметрально расположенными полуосями 4, размещенными на опорах вращения 5, жестко закрепленных в стенке корпуса 1, механизм колебания лазерного луча, включающий пьезоактюатор 6, и подпружиненную опору 7.
В процессе сварки деталей 8 и 9 при перемещении в автоматическом режиме 10 лазерной оптической головки на пьезоактюатор 6 подают импульсы электрического напряжения с частотой в диапазоне 10-300 Гц, свободный конец пьезоактюатора 6 начинает изгибаться, подпружиненная опора 7 давит на узел фокусирующей линзы 3, поворачивая его вместе с фокусирующей линзой в опорах вращения 5, тем самым отклоняя луч падающий на кромки свариваемых деталей 8 и 9, установленных с зазором 11, в результате чего происходит колебательное перемещение фокального пятна относительно продольной оси 12 зазора 11. Лазерный луч 13 при этом колеблется в пределах угла ± α относительно оси 14 распространения излучения (фиг. 3). Глубина резкости фокусирующей линзы 3 выбирается такой, что расфокусировки при колебании лазерного луча 13 не происходит.
Колебание лазерного луча позволяет увеличить допуск, необходимый для подготовки зазора между деталями, а при сварке деталей большой толщины обеспечивает расширение парогазового канала, улучшение дегазации, исключение возможности появления пор и других дефектов сварного шва.
Предложенный способ сварки позволяет осуществить качественную сварку материалов с управлением процесса изменения ширины сварного шва в пределах ± 5 мм, колебанием лазерного луча в пределах угла α ± 2.5°.
Источники использованной информации
1. N. Speker, J. Seebach. Verfahren und Vorrichtung zum von mindestenszwei Patent DE 102017211982 A1. - 2017-07-13.
Claims (2)
1. Способ лазерной сварки, включающий создание в процессе сварки деталей колебательного движения лазерного луча относительно направления перемещения лазерной оптической головки, отличающийся тем, что колебательное движение лазерного луча создают колебательным перемещением узла фокусирующей линзы, причем узел фокусирующей линзы приводят в движение с помощью пьезоактюатора, подавая на пьезоактюатор импульсы электрического напряжения с частотой в диапазоне 10-300 Гц.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют узел фокусирующей линзы, содержащей четыре опоры, две из которых в виде диаметрально расположенных полуосей размещены на опорах вращения, жестко закрепленных в стенке корпуса оптической лазерной головки, и две других опоры, одна из которых является пьезоактюатором, а вторая – пружиной, расположены в перпендикулярной двум первым опорам плоскости.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021119111A RU2768618C1 (ru) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | Способ лазерной сварки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021119111A RU2768618C1 (ru) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | Способ лазерной сварки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768618C1 true RU2768618C1 (ru) | 2022-03-24 |
Family
ID=80819953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021119111A RU2768618C1 (ru) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | Способ лазерной сварки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768618C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6027491A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-12 | Agency Of Ind Science & Technol | レ−ザ溶接装置 |
RU2062195C1 (ru) * | 1994-08-10 | 1996-06-20 | Акционерное общество закрытого типа "Технолазер" | Способ лазерной сварки труб |
RU2064388C1 (ru) * | 1991-08-14 | 1996-07-27 | Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам РАН | Устройство для лазерной обработки |
DE102014210118A1 (de) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Optik mit beweglichem Innengehäuse zum Schweißen mit oszillierenden Strahlen und Schweißverfahren |
RU2641213C2 (ru) * | 2016-06-09 | 2018-01-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Лазерная оптическая головка |
DE102017211982A1 (de) * | 2017-07-13 | 2019-01-17 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von mindestens zwei Werkstücken |
RU2738128C1 (ru) * | 2017-08-31 | 2020-12-08 | Баостил Тейлорд Блэнкс Гмбх | Способ лазерной сварки одного или нескольких стальных листов, изготовленных из закаленной под прессом борсодержащей марганцовистой стали |
-
2021
- 2021-06-29 RU RU2021119111A patent/RU2768618C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6027491A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-12 | Agency Of Ind Science & Technol | レ−ザ溶接装置 |
RU2064388C1 (ru) * | 1991-08-14 | 1996-07-27 | Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам РАН | Устройство для лазерной обработки |
RU2062195C1 (ru) * | 1994-08-10 | 1996-06-20 | Акционерное общество закрытого типа "Технолазер" | Способ лазерной сварки труб |
DE102014210118A1 (de) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Optik mit beweglichem Innengehäuse zum Schweißen mit oszillierenden Strahlen und Schweißverfahren |
RU2641213C2 (ru) * | 2016-06-09 | 2018-01-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Лазерная оптическая головка |
DE102017211982A1 (de) * | 2017-07-13 | 2019-01-17 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von mindestens zwei Werkstücken |
RU2738128C1 (ru) * | 2017-08-31 | 2020-12-08 | Баостил Тейлорд Блэнкс Гмбх | Способ лазерной сварки одного или нескольких стальных листов, изготовленных из закаленной под прессом борсодержащей марганцовистой стали |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110655307B (zh) | 一种实现玻璃封装的激光焊接装置及工艺方法 | |
CN111699069B (zh) | 用于使电磁波束定形状的光学装置及其用途、束处理装置及其用途以及束处理方法 | |
WO2010073465A1 (ja) | パルスレーザ加工装置 | |
US6410882B1 (en) | Laser welding method | |
CN111465889B (zh) | 用于产生照明线的光学系统 | |
JP5431561B2 (ja) | パルスレーザ加工装置およびパルスレーザ加工方法 | |
CN101288922A (zh) | 激光装置及电池的制造方法 | |
US20170313617A1 (en) | Method and apparatus for laser-cutting of transparent materials | |
CN113634925B (zh) | 一种激光旋切加工系统及方法 | |
JP7141547B2 (ja) | ワークピースをレーザマシニングするマシニング装置及びワークピースをレーザマシニングする方法 | |
RU2768618C1 (ru) | Способ лазерной сварки | |
CN113579468B (zh) | 一种线阵式激光3d打印装置及方法 | |
CN115805365B (zh) | 一种复合偏转激光填充扫描系统、方法、装置及设备 | |
US20170021450A1 (en) | Method and device for laser machining a substrate with multiple laser radiation deflection | |
US20220097171A1 (en) | Method for processing at least one workpiece | |
WO2014203489A1 (ja) | 外装缶封口方法及び外装缶封口装置 | |
WO2013147643A1 (ru) | Лазерная сканирующая система на основе резонансного сканера | |
US5170029A (en) | Energy-beam welding method | |
RU2021133454A (ru) | Способ многолучевой лазерной полировки алмазной поверхности и устройство для реализации | |
JP7171238B2 (ja) | 走査型レーザ印字装置 | |
JP7301939B2 (ja) | 高周波レーザ光学装置、及び高周波レーザ光学装置の動作方法 | |
KR20180073475A (ko) | 레이저 용접 방법 및 레이저 용접 장치 | |
CN115091029B (zh) | 微锥阵列飞秒激光加工装置、加工方法及系统 | |
JP2001058285A (ja) | レーザ溶接用光学ヘッド | |
KR100598521B1 (ko) | 레이저빔을 이용한 용접장치 |