專利名稱：一種激光雙點(diǎn)焊分光方法中的聚焦鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種簡(jiǎn)單實(shí)用的激光雙 點(diǎn)焊分光方法中的聚焦鏡。
背景技術(shù)：
在激光焊接過程中，由于工藝需要，或?yàn)榱斯?jié)省時(shí)間，降低工序成本， 常需要兩點(diǎn)同時(shí)焊接，在不同的加工場(chǎng)合下，還要求兩焊點(diǎn)的能量之比可 方便調(diào)整。
常用的激光雙點(diǎn)焊，其光束分光方法有兩種
第一種如圖l所示，在激光聚焦鏡之前加入雙光楔，使激光束分成兩束 傾角相反的斜光束，則聚焦鏡聚焦成對(duì)稱的兩焦點(diǎn)；才艮據(jù)聚焦鏡焦距F,所 焊兩點(diǎn)的間距之半d,可以算出所需的光束傾斜角b;從而再根據(jù)光楔的材 料折射率n，可以計(jì)算出光楔的楔角a。
其優(yōu)點(diǎn)光楔的軸向位置沒有嚴(yán)格要求；而利用雙光楔的垂軸移動(dòng)可 以調(diào)配兩束光的激光能量的比值。
缺點(diǎn)實(shí)際上，激光焊接加工時(shí)都需要有一定的離焦量，而對(duì)于不同 的材料.厚度所需激光脈沖的脈寬.能量以及所需的離焦量是不同的，須要 作一些工藝試驗(yàn)來確定；而在不同的離焦量時(shí)，此方法所分開的兩點(diǎn)距離
是不同的； 一但光楔做定，很難調(diào)整兩點(diǎn)距離。
第二種如圖2所示，在激光聚焦鏡之后加入雙光楔，使已經(jīng)聚焦的激光 束分成兩束傾角相反的斜光束，同樣可聚焦成對(duì)稱的兩個(gè)聚焦點(diǎn)； 根據(jù)光楔到焦面的距離L,和所焊兩點(diǎn)的間距之半d,可以算出所需的光束 傾斜角b;再根據(jù)光楔的材料折射率n，可以計(jì)算出光楔的楔角a。
優(yōu)點(diǎn)利用光楔的軸向位置可以調(diào)整兩焊點(diǎn)的間距；而利用雙光楔的 垂軸移動(dòng)可以調(diào)配兩束光的激光能量的比值。
缺點(diǎn)實(shí)際上，激光焊接加工時(shí)的離焦量，對(duì)不同的材料.厚度.激光 脈寬.能量等，所需的離焦量是不同的，每改動(dòng)不同的離焦量，都要調(diào)整光 楔的軸向位置來調(diào)整兩點(diǎn)距離；使得在實(shí)際應(yīng)用中不太方便。 而且，要實(shí)現(xiàn)雙光楔可垂軸精密移動(dòng)，又要方便軸向精密調(diào)整移動(dòng)，還要 充分密封防塵，其機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種簡(jiǎn)單實(shí)用的激光雙點(diǎn)焊分光方法中的聚焦鏡。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下
一種激光雙點(diǎn)焊分光方法中的聚焦鏡，其特征在于將現(xiàn)有的單片聚 焦鏡片切去一部份成超半鏡，并使切邊到鏡片光軸中心的距離等于兩焊點(diǎn) 間距的一半，再將兩片相同的超半鏡沿切邊拼接在一起。
一種激光雙點(diǎn)焊分光方法中的聚焦鏡，只將組合聚焦鏡頭最后一片切 去一部份成超半鏡，組合聚焦鏡片的切邊到鏡片光軸中心的距離需經(jīng)光學(xué) 計(jì)算而定，使得聚焦后的兩焦點(diǎn)距離等于兩焊點(diǎn)間距，再將兩片相同的超 半鏡沿切邊拼接在一起。 一般情況下，與單片聚焦鏡片的差別不大。
如圖3所示，本實(shí)用新型的激光雙點(diǎn)焊光束分光方法將單片聚焦鏡片 切去一部份成超半鏡，使切邊到鏡片光軸中心的距離等于兩焊點(diǎn)間距的一 半，用兩片相同的這樣的超半鏡沿切邊拼接在一起成本實(shí)用新型的聚焦鏡； 當(dāng)激光束照射到此聚焦鏡的雙半鏡上，被兩鏡各自聚焦到其對(duì)應(yīng)焦面上的 光軸中心點(diǎn)，兩聚焦點(diǎn)之間的距離等于兩焊點(diǎn)的間距；當(dāng)焊接所需離焦量 變化時(shí)，兩焊點(diǎn)的間距是不變的。只要兩焊點(diǎn)間距小于原鏡片的半徑，此 方法是簡(jiǎn)單易行且有效的。
其優(yōu)點(diǎn)如下
1、 超半鏡片制作容易，間距易于控制；省去了雙光楔的計(jì)算與加工； 也省去了使雙光楔作軸向和垂軸雙向移動(dòng)的機(jī)械及其防塵密封困難。
2、 當(dāng)工藝所需作離焦量調(diào)整，在不同離焦量時(shí)此兩焊點(diǎn)間距不變化；
3、 垂軸移動(dòng)聚焦鏡的雙半鏡，可以很方便地調(diào)配兩束光的激光能量的 比值，以適應(yīng)不同材料雙點(diǎn)焊的工藝要求。單一方向移動(dòng)的機(jī)械及其防塵 密封易于實(shí)現(xiàn)。
如圖4所示，本實(shí)用新型的組合聚焦鏡頭激光雙點(diǎn)焊光束分光方法只 將組合聚焦鏡頭最后一片切去一部份成超半鏡，切邊到鏡片中心的距離， 則要事先經(jīng)光學(xué)計(jì)算而定，使得聚焦后的兩焦點(diǎn)距離等于兩焊點(diǎn)間距，再 將兩片相同的超半鏡沿切邊拼接在一起。 一般情況下，與單片聚焦鏡片的 差別不大。且同樣具有明顯的優(yōu)點(diǎn)
1、 在不同離焦量時(shí)兩焊點(diǎn)間距不變化；
2、 垂軸移動(dòng)聚焦鏡的鏡片組，可以很方便地調(diào)配兩束光的激光能量的 比值。


圖1為聚焦前雙光楔光束分光圖。 圖2為聚焦后雙光楔光束分光圖。圖3為本實(shí)用新型的單片聚焦鏡的光束分光圖。 圖4為復(fù)合聚焦鏡的示意圖。
圖5為本實(shí)用新型的復(fù)合聚焦鏡的光束分光圖。
具體實(shí)施方式
如圖3所示，本實(shí)用新型的激光雙點(diǎn)焊光束分光方法將單片聚焦鏡片 切去一部份成超半鏡，使切邊到鏡片光軸中心的距離等于兩焊點(diǎn)間距的一 半，用兩片相同的這樣的超半鏡沿切邊拼接在一起成本實(shí)用新型的聚焦鏡； 當(dāng)激光束照射到此聚焦鏡的雙半鏡上，被兩鏡各自聚焦到其對(duì)應(yīng)焦面上的 光軸中心點(diǎn)，兩聚焦點(diǎn)之間的距離等于兩焊點(diǎn)的間距；當(dāng)焊接所需離焦量 變化時(shí)，兩焊點(diǎn)的間距是不變的。只要兩焊點(diǎn)間距小于原鏡片的半徑，此 方法是筒單易行且有效的。
如圖4所示，本實(shí)用新型的組合聚焦鏡頭激光雙點(diǎn)焊光束分光方法 只將組合聚焦鏡頭最后一片切去一部份成超半鏡，切邊到鏡片中心的距離， 則要事先經(jīng)光學(xué)計(jì)算而得，使得聚焦后的兩焦點(diǎn)距離等于兩焊點(diǎn)間距，再 將兩片相同的超半鏡沿切邊拼接在一起。 一般情況下，與單片聚焦鏡片的 差別不大。
本實(shí)用新型主要解決了如下關(guān)鍵問題
一、 超半鏡片制作不難，間距易于控制；
二、 當(dāng)工藝所需作離焦量調(diào)整，在不同離焦量時(shí)兩焊點(diǎn)間距不變化；
三、 垂軸移動(dòng)聚焦鏡或聚焦鏡組，可以很方便地調(diào)配兩束光的激光能 量的比值，適應(yīng)不同材料雙點(diǎn)焊的工藝要求。
本實(shí)用新型已在本公司多種激光焊接機(jī)上實(shí)施，效果特好。
權(quán)利要求1、一種激光雙點(diǎn)焊分光方法中的聚焦鏡，其特征在于該聚焦鏡的結(jié)構(gòu)為將兩片相同的且切去一部份的鏡片沿切邊拼接在一起，且單片聚焦鏡片的切邊到鏡片光軸中心的距離等于兩焊點(diǎn)間距的一半；組合聚焦鏡只將最后一鏡片切去一部份，且切邊到鏡片光軸中心的距離使得聚焦后的兩焦點(diǎn)距離等于兩焊點(diǎn)間距。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種激光雙點(diǎn)焊分光方法中的聚焦鏡，將現(xiàn)有的單片聚焦鏡片或組合聚焦鏡片的最后一鏡片切去一部份成超半鏡，并使單鏡片的切邊到鏡片光軸中心的距離等于兩焊點(diǎn)間距的一半，組合聚焦鏡片的切邊到鏡片光軸中心的距離經(jīng)光學(xué)計(jì)算而定使得聚焦后的兩焦點(diǎn)距離等于兩焊點(diǎn)間距，再將兩片相同的超半鏡沿切邊拼接在一起。當(dāng)激光束照射到聚焦鏡上，被兩鏡各自聚焦到其對(duì)應(yīng)焦面上的光軸中心點(diǎn)，兩聚焦點(diǎn)之間的距離等于兩焊點(diǎn)的間距；當(dāng)焊接所需離焦量變化時(shí)，兩焊點(diǎn)的間距是不變的。只要兩焊點(diǎn)間距小于原鏡片的半徑，此方法是簡(jiǎn)單易行且有效的。
文檔編號(hào)B23K26/00GK201152907SQ20072008875
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者盧飛星, 游立德, 閔大勇 申請(qǐng)人:武漢華工激光工程有限責(zé)任公司