激光焊接裝置及激光焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種激光焊接裝置及激光焊接方法，所述激光焊接裝置包括控制單元、激光發(fā)射單元及位置調(diào)節(jié)單元，所述激光發(fā)射單元與所述控制單元連接以將激光發(fā)射至焊接工件，所述位置調(diào)節(jié)單元與所述控制單元和激光發(fā)射單元連接以調(diào)節(jié)所述激光發(fā)射單元的位置。本發(fā)明所提供的激光焊接裝置和激光焊接方法，在焊接過程中可以改變激光發(fā)射單元的位置，使激光不僅被發(fā)射到焊接區(qū)域，還被發(fā)射到焊接區(qū)域附近的區(qū)域，從而使焊接后的工件具有較好的結(jié)合強(qiáng)度，因此焊接質(zhì)量較高。
【專利說明】激光焊接裝置及激光焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光焊接領(lǐng)域，具體涉及一種激光焊接裝置及激光焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，激光已被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)，特別是焊接、切割和表面處理等領(lǐng)域。由于精度高、速度快，且工件上的熱應(yīng)變較小，因此激光焊接技術(shù)在焊接領(lǐng)域具有越來越重要的地位?，F(xiàn)有技術(shù)中，進(jìn)行激光焊接時(shí)，均是向焊接區(qū)域發(fā)射激光，使焊接區(qū)域的材料熔化，然后再冷卻形成焊縫。但是，由于激光發(fā)射區(qū)域僅限于焊接區(qū)域，導(dǎo)致焊接區(qū)域的材料冷卻后，與非焊接區(qū)域形成非常明顯的界面，從而導(dǎo)致焊接后的工件之間的結(jié)合強(qiáng)度不高，容易失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種焊接質(zhì)量較高的激光焊接裝置和激光焊接方法。
[0004]本發(fā)明一方面提供一種激光焊接裝置，其包括控制單元、激光發(fā)射單元及位置調(diào)節(jié)單元，所述激光發(fā)射單元與所述控制單元連接以將激光發(fā)射至焊接工件，所述位置調(diào)節(jié)單元與所述控制單元和激光發(fā)射單元連接以調(diào)節(jié)所述激光發(fā)射單元的位置。
[0005]優(yōu)選地，所述焊接工件包括第一工件和第二工件，所述第一工件和第二工件之間形成有長(zhǎng)條形焊接區(qū)域，所述第一工件和第二工件鄰近所述焊接區(qū)域的預(yù)定寬度區(qū)域?yàn)檫^渡區(qū)域，所述位置調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)所述激光發(fā)射單元的位置，以使所述激光以所述焊接區(qū)域?yàn)橹行脑谒鲞^渡區(qū)域和焊接區(qū)域內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿焊接區(qū)域的延伸方向前進(jìn)。
[0006]優(yōu)選地，每一所述過渡區(qū)域的寬度大于所述焊接區(qū)域的寬度。
[0007]優(yōu)選地，所述激光穿過所述焊接區(qū)域的路徑均與所述焊接區(qū)域形成銳角。
[0008]優(yōu)選地，所述激光焊接裝置還包括功率調(diào)節(jié)單元，所述功率調(diào)節(jié)單元與所述控制單元和激光發(fā)射單元連接以調(diào)節(jié)所述激光發(fā)射單元發(fā)射激光的功率。
[0009]優(yōu)選地，所述功率調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)所述激光發(fā)射單元的功率以使激光在所述過渡區(qū)域內(nèi)的功率小于在所述焊接區(qū)域內(nèi)的功率。
[0010]本發(fā)明另一方面還提供一種激光焊接方法，用于將第一工件和第二工件焊接在一起，所述所述第一工件和第二工件之間形成有長(zhǎng)條形焊接區(qū)域，所述第一工件和第二工件鄰近所述焊接區(qū)域的預(yù)定寬度區(qū)域?yàn)檫^渡區(qū)域。所述激光焊接方法包括如下步驟:
[0011]向所述焊接區(qū)域或過渡區(qū)域發(fā)射激光；
[0012]使所述激光以所述焊接區(qū)域?yàn)橹行脑谒鲞^渡區(qū)域和焊接區(qū)域內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿焊接區(qū)域的延伸方向前進(jìn)。
[0013]優(yōu)選地，每一所述過渡區(qū)域的寬度大于所述焊接區(qū)域的寬度。
[0014]優(yōu)選地，所述激光穿過所述焊接區(qū)域的路徑均與所述焊接區(qū)域形成銳角。
[0015]優(yōu)選地，在所述激光移動(dòng)的同時(shí)調(diào)節(jié)所述激光的功率，以使激光在所述過渡區(qū)域內(nèi)的功率小于在所述焊接區(qū)域內(nèi)的功率。[0016]本發(fā)明所提供的激光焊接裝置和激光焊接方法，在焊接過程中可以改變激光發(fā)射單元的位置，使激光不僅被發(fā)射到焊接區(qū)域，還被發(fā)射到焊接區(qū)域附近的區(qū)域，從而使焊接后的工件具有較好的結(jié)合強(qiáng)度，因此焊接質(zhì)量較高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的激光焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例在焊接時(shí)激光的移動(dòng)路徑示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例在焊接時(shí)激光的移動(dòng)路徑示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]請(qǐng)參考請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種激光焊接裝置10，其包括控制單元11、激光發(fā)射單元12及位置調(diào)節(jié)單元13。
[0022]激光發(fā)射單元12與控制單元11連接以將激光發(fā)射至焊接工件20。具體來說，焊接開始時(shí)，控制單元11向激光發(fā)射單元12發(fā)出控制信號(hào)，激光發(fā)射單元12向焊接工件20發(fā)射激光。
[0023]位置調(diào)節(jié)單元13與控制單元11和激光發(fā)射單元12連接以調(diào)節(jié)激光發(fā)射單元12的位置。具體來說，位置調(diào)節(jié)單元13可以具有驅(qū)動(dòng)部件如電機(jī)和傳動(dòng)部件如齒輪齒條等。焊接過程中，位置調(diào)節(jié)單元13調(diào)節(jié)激光發(fā)射單元12的位置，以使激光不僅被發(fā)射到焊接區(qū)域，還被發(fā)射到焊接區(qū)域附近的區(qū)域，從而使焊接后的工件具有較好的結(jié)合強(qiáng)度。
[0024]請(qǐng)參考圖2和圖3，在一優(yōu)選實(shí)施例中，焊接工件20包括第一工件21和第二工件22，第一工件21和第二工件22之間形成有長(zhǎng)條形焊接區(qū)域23。第一工件21和第二工件22鄰近焊接區(qū)域23的預(yù)定寬度區(qū)域?yàn)檫^渡區(qū)域24。在焊接過程中，位置調(diào)節(jié)單元13調(diào)節(jié)激光發(fā)射單元12的位置，以使激光以焊接區(qū)域23為中心在過渡區(qū)域24和焊接區(qū)域23內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿焊接區(qū)域23的延伸方向前進(jìn)。
[0025]請(qǐng)參考圖2，激光從第一工件21的過渡區(qū)域24的內(nèi)邊緣出發(fā)，穿過第一工件21的過渡區(qū)域24、焊接區(qū)域23、第二工件22的過渡區(qū)域24，到達(dá)第二工件22的過渡區(qū)域24的內(nèi)邊緣，然后再斜向返回。如此往復(fù)，直至激光路徑沿焊接區(qū)域23的延伸方向(在圖2中為向下)覆蓋整個(gè)焊接區(qū)域23。圖3所示實(shí)施例與圖2所示實(shí)施例的區(qū)別在于，激光每次穿過焊接區(qū)域23的路徑均與焊接區(qū)域23形成銳角，如此路徑可以使焊接速度較快。
[0026]在一優(yōu)選實(shí)施例中，每一過渡區(qū)域24的寬度大于焊接區(qū)域23的寬度。過渡區(qū)域24較寬，則焊接后的工件的結(jié)合強(qiáng)度較高。
[0027]在一優(yōu)選實(shí)施例中，該激光焊接裝置還包括功率調(diào)節(jié)單元14,功率調(diào)節(jié)單元14與控制單元11和激光發(fā)射單元12連接以調(diào)節(jié)激光發(fā)射單元12發(fā)射激光的功率。也即在焊接過程中，當(dāng)激光在焊接區(qū)域23和過渡區(qū)域24內(nèi)移動(dòng)時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)激光的功率，以達(dá)到更好的焊接質(zhì)量。
[0028]具體地,在一優(yōu)選實(shí)施例中，功率調(diào)節(jié)單元14調(diào)節(jié)激光發(fā)射單元12的功率以使激光在過渡區(qū)域24內(nèi)的功率小于在焊接區(qū)域23內(nèi)的功率。在過渡區(qū)域24內(nèi)，激光功率可以較小，使過渡區(qū)域24的材料接近熔化狀態(tài)。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種激光焊接方法，用于將第一工件21和第二工件22焊接在一起，第一工件21和第二工件22之間形成有長(zhǎng)條形焊接區(qū)域23，第一工件21和第二工件22鄰近焊接區(qū)域23的預(yù)定寬度區(qū)域?yàn)檫^渡區(qū)域24。該激光焊接方法包括如下步驟:
[0030]向焊接區(qū)域23或過渡區(qū)域24發(fā)射激光；
[0031]使激光以焊接區(qū)域23為中心在過渡區(qū)域24和焊接區(qū)域23內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿焊接區(qū)域23的延伸方向前進(jìn)。
[0032]請(qǐng)參考圖2，激光從第一工件21的過渡區(qū)域24的內(nèi)邊緣出發(fā)，穿過第一工件21的過渡區(qū)域24、焊接區(qū)域23、第二工件22的過渡區(qū)域24，到達(dá)第二工件22的過渡區(qū)域24的內(nèi)邊緣，然后再斜向返回。如此往復(fù)，直至激光路徑沿焊接區(qū)域23的延伸方向(在圖2中為向下)覆蓋整個(gè)焊接區(qū)域23。圖3所示實(shí)施例與圖2所示實(shí)施例的區(qū)別在于，激光每次穿過焊接區(qū)域23的路徑均與焊接區(qū)域23形成銳角，如此路徑可以使焊接速度較快。
[0033]在一優(yōu)選實(shí)施例中，每一過渡區(qū)域24的寬度大于焊接區(qū)域23的寬度。過渡區(qū)域24較寬，則焊接后的工件的結(jié)合強(qiáng)度較高。
[0034]在一優(yōu)選實(shí)施例中，在激光移動(dòng)的同時(shí)調(diào)節(jié)激光的功率，以使激光在過渡區(qū)域24內(nèi)的功率小于在焊接區(qū)域23內(nèi)的功率。在過渡區(qū)域24內(nèi)，激光功率可以較小，使過渡區(qū)域24的材料接近熔化狀態(tài)。
[0035]如上所述，本發(fā)明實(shí)施例所提供的激光焊接裝置和激光焊接方法，在焊接過程中可以改變激光發(fā)射單元的位置，使激光不僅被發(fā)射到焊接區(qū)域，還被發(fā)射到焊接區(qū)域附近的區(qū)域，從而使焊接后的工件具有較好的結(jié)合強(qiáng)度，因此焊接質(zhì)量較高。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種激光焊接裝置，其特征在于，包括控制單元、激光發(fā)射單元及位置調(diào)節(jié)單元，所述激光發(fā)射單元與所述控制單元連接以將激光發(fā)射至焊接工件，所述位置調(diào)節(jié)單元與所述控制單元和激光發(fā)射單元連接以調(diào)節(jié)所述激光發(fā)射單元的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊接裝置，其特征在于，所述焊接工件包括第一工件和第二工件，所述第一工件和第二工件之間形成有長(zhǎng)條形焊接區(qū)域，所述第一工件和第二工件鄰近所述焊接區(qū)域的預(yù)定寬度區(qū)域?yàn)檫^渡區(qū)域，所述位置調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)所述激光發(fā)射單元的位置，以使所述激光以所述焊接區(qū)域?yàn)橹行脑谒鲞^渡區(qū)域和焊接區(qū)域內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿焊接區(qū)域的延伸方向前進(jìn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光焊接裝置，其特征在于，每一所述過渡區(qū)域的寬度大于所述焊接區(qū)域的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的激光焊接裝置，其特征在于，所述激光穿過所述焊接區(qū)域的路徑均與所述焊接區(qū)域形成銳角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的激光焊接裝置，其特征在于，還包括功率調(diào)節(jié)單元，所述功率調(diào)節(jié)單元與所述控制單元和激光發(fā)射單元連接以調(diào)節(jié)所述激光發(fā)射單元發(fā)射激光的功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光焊接裝置，其特征在于，所述功率調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)所述激光發(fā)射單元的功率以使激光在所述過渡區(qū)域內(nèi)的功率小于在所述焊接區(qū)域內(nèi)的功率。
7.一種激光焊接方法，用于將第一工件和第二工件焊接在一起，所述所述第一工件和第二工件之間形成有長(zhǎng)條形焊接區(qū)域，所述第一工件和第二工件鄰近所述焊接區(qū)域的預(yù)定寬度區(qū)域?yàn)檫^渡區(qū)域，其特征在于，所述激光焊接方法包括如下步驟: 向所述焊接區(qū)域或過渡區(qū)域發(fā)射激光； 使所述激光以所述焊接區(qū)域?yàn)橹行脑谒鲞^渡區(qū)域和焊接區(qū)域內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿焊接區(qū)域的延伸方向前進(jìn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光焊接方法，其特征在于，每一所述過渡區(qū)域的寬度大于所述焊接區(qū)域的寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光穿過所述焊接區(qū)域的路徑均與所述焊接區(qū)域形成銳角。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光焊接方法，其特征在于，在所述激光移動(dòng)的同時(shí)調(diào)節(jié)所述激光的功率，以使激光在所述過渡區(qū)域內(nèi)的功率小于在所述焊接區(qū)域內(nèi)的功率。
【文檔編號(hào)】B23K26/70GK103785949SQ201310629131
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】吳文淵 申請(qǐng)人:嘉興興桐電子科技有限公司