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星空体育科技:复合激光焊接方法及设备与流程

2024-10-17

  1、目前,在对工件进行激光焊接时,通常采用不同光斑大小的双激光束组合成一束同步扫描的复合激光束,集合小光斑激光束的高能量密度和大光斑激光束的低能量密度,从而解决激光扫描金属粉末过程中产生的热应力集中问题。然而,此种方式小光斑激光束的尺寸和大光斑激光束的尺寸比例及相对位置固定不变,无法适应于不同类型工件的激光焊接。

  1、鉴于上述状况,有必要提供一种复合激光焊接方法及设备,以调整小光斑激光束的尺寸和大光斑激光束的尺寸比例及相对位置,从而适应于不同类型工件的激光焊接。

  2、本技术的实施例提出了一种复合激光焊接方法,其中,包括以下步骤:检测预设区域并形成待焊接区域图片;根据所述待焊接区域图片,计算形成待焊接区域和区域形貌信息;发出第一激光束,所述第一激光束照射在所述待焊接区域形成第一光斑用于对所述待焊接区域进行预热或保温;发出第二激光束,所述第二激光束照射在所述待焊接区域形成第二光斑用于对所述待焊接区域进行焊接;透射所述第一激光束及反射所述第二激光束,使所述第二激光束与所述第一激光束合光,所述第二光斑处于所述第一光斑中;根据所述区域形貌信息,调节所述第二激光束的圆径以调节所述第二光斑的直径;根据所述区域形貌信息,转动反射镜装置及使反射镜装置反射所述第二激光束,使得所述第二光斑在所述第一光斑内运动。

  3、上述的复合激光焊接方法,星空体育官方网站先检测预设区域并形成待焊接区域图片;然后根据所述待焊接区域图片,计算形成待焊接区域和区域形貌信息;接着发出第一激光束,第一激光束照射在待焊接区域形成第一光斑用于对待焊接区域进行预热或保温,以减少焊接时产生的裂纹,然后发出第二激光束,第二激光束照射在待焊接区域形成第二光斑用于对待焊接区域进行焊接,透射第一激光束及反射第二激光束,使第二激光束与第一激光束合光,第二光斑处于第一光斑中;之后根据区域形貌信息,调节第二激光束的圆径以调节第二光斑的直径,以及转动反射镜装置及使反射镜装置反射第二激光束以使得第二光斑在第一光斑内运动,通过调整第一光斑的尺寸和第二光斑的尺寸比例及相对位置,能够减少激光在焊接路径上的热量积累,避免待焊工件被焊穿或者出现飞溅的不良情况,焊接后的工件的质量较高,能够适用于不同类型的待焊工件的激光焊接。

  4、在一些实施例中,其中,所述检测预设区域并形成待焊接区域图片的步骤具体包括:拍摄预设区域形成检测图像,以确认存在待焊工件,至少部分所述待焊工件位于所述预设区域;计算处理所述检测图像,形成所述待焊接区域图片。

  5、在一些实施例中,其中,所述方法进一步包括:根据所述区域形貌信息,移动待焊工件通过所述预设区域。

  6、在一些实施例中,其中,所述检测图像包括根据预设频率拍摄的多张子检测图像,所述计算处理所述检测图像包括步骤:依次序拼接多张所述子检测图像,合成所述检测图像。

  7、在一些实施例中,其中,所述区域形貌信息包括表面形貌曲线及所述表面形貌曲线上的多个峰点值、谷点值;所述根据区域形貌信息,调节第二激光束的圆径以调节第二光斑的直径的步骤具体包括:根据相邻的所述峰点值和所述谷点值及其之间的部分所述表面形貌曲线,调节所述第二激光束的圆径连续性变大以调节所述第二光斑的直径连续性变大。

  8、在一些实施例中,其中,所述区域形貌信息包括表面形貌曲线及所述表面形貌曲线上的多个峰点值、谷点值;所述根据区域形貌信息,调节第二激光束的圆径以调节第二光斑的直径的步骤具体包括:根据相邻的所述谷点值和所述峰点值及其之间的部分所述表面形貌曲线,调节所述第二激光束的圆径连续性变小以调节所述第二光斑的直径连续性变小。

  9、在一些实施例中,其中,所述区域形貌信息包括表面形貌曲线及所述表面形貌曲线上的多个峰点值、谷点值;所述根据区域形貌信息,转动反射镜装置及使反射镜装置反射第二激光束,使得第二光斑在第一光斑内运动的步骤具体包括:根据相邻的所述峰点值和所述谷点值及其之间的部分所述表面形貌曲线,调节反射镜装置的转动速度并使反射镜装置反射所述第二激光束,以调节所述第二光斑在所述第一光斑内运动的快慢。

  10、在一些实施例中,其中,所述表面形貌曲线还包括多个中间值,一所述中间值位于相邻所述峰点值和所述谷点值之间,所述调节第二光斑在第一光斑内运动的快慢的步骤具体包括:所述峰点值或所述谷点值至相邻所述中间值的过程中,减速反射镜装置的转动并使反射镜装置反射所述第二激光束;一所述中间值至相邻所述峰点值或所述谷点值的过程中,邻近所述峰点值或所述谷点值时,加速反射镜装置的转动并使反射镜装置反射所述第二激光束。

  11、在一些实施例中,其中,所述第二光斑在所述第一光斑内的运动方式为转动或摆动。

  12、本技术的实施例还提出了一种复合激光设备,其中,包括:视觉检测装置,用于检测预设区域并形成待焊接区域图片;控制装置,与所述视觉检测装置电连接,用于根据所述待焊接区域图片,计算形成待焊接区域和区域形貌信息;第一激光装置,用于发出第一激光束,所述第一激光束照射在所述待焊接区域形成第一光斑用于对所述待焊接区域进行预热或保温;第二激光装置,用于发出第二激光束,所述第二激光束照射在所述待焊接区域形成第二光斑用于对所述待焊接区域进行焊接;合光组件,用于透射所述第一激光束,及反射所述第二激光束,使所述第二激光束与所述第一激光束合光,所述第二光斑处于所述第一光斑中;变焦扩束镜装置,与所述控制装置电连接,用于根据所述区域形貌信息,调节所述第二激光束的圆径以调节所述第二光斑的直径;反射镜装置,与所述控制装置电连接,用于根据所述区域形貌信息,转动并反射所述第二激光束,使得所述第二光斑在所述第一光斑内运动。

  13、在一些实施例中,其中,所述变焦扩束镜装置包括第一透镜、第二透镜及扩束驱动件;所述第二透镜设于所述第一透镜和所述反射镜装置之间,所述扩束驱动件与所述第二透镜连接,用于驱动所述第二透镜靠近或远离所述第一透镜移动,以扩散或会聚所述第二激光装置射出的所述第二激光束,从而调节所述第二光斑的直径。

  14、在一些实施例中,其中,所述第一透镜靠近和远离所述第二激光装置的表面在光轴处分别为凹面和凸面,所述第二透镜靠近和远离所述第二激光装置的表面在光轴处分别为凸面和平面。

  15、在一些实施例中,其中,所述反射镜装置包括反射件和反射驱动组件,所述反射驱动组件与所述反射件连接,用于转动并反射所述第二激光束,以使得所述第二光斑在所述第一光斑内运动。

  16、在一些实施例中,星空体育官方网站其中,所述反射驱动组件包括底座、多个反射驱动件及用于安装所述反射件的镜片架;多个所述反射驱动件环设于所述底座和所述镜片架之间,每个所述反射驱动件的一端连接所述底座,每个所述反射驱动件的另一端连接所述镜片架;多个所述反射驱动件配合用于驱动所述镜片架带动所述反射件转动,以转动并反射所述第二激光束,从而使得所述第二光斑在所述第一光斑内运动。

  17、在一些实施例中,其中,所述复合激光设备还包括:运动工作平台,用于根据所述区域形貌信息,移动待焊工件通过所述预设区域。

  18、上述的复合激光设备,先通过视觉检测装置检测预设区域并形成待焊接区域图片;然后控制装置根据所述待焊接区域图片,计算形成待焊接区域和区域形貌信息;接着第一激光装置发出第一激光束,第一激光束照射在待焊接区域形成第一光斑用于对待焊接区域进行预热或保温,以减少焊接时产生的裂纹,第二激光装置发出第二激光束,第二激光束照射在待焊接区域形成第二光斑用于对待焊接区域进行焊接,合光组件透射第一激光束及反射第二激光束,使第二激光束与第一激光束合光,第二光斑处于第一光斑中;之后变焦扩束镜装置根据区域形貌信息,调节第二激光束的圆径以调节第二光斑的直径,以及反射镜装置转动并反射第二激光束以使得第二光斑在第一光斑内运动,通过调整第一光斑的尺寸和第二光斑的尺寸比例及相对位置,能够减少激光在焊接路径上的热量积累,避免待焊工件被焊穿或者出现飞溅的不良情况,焊接后的工件的质量较高,能够适用于不同类型的待焊工件的激光焊接。

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