一種激光焊接工藝、裝置和設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種激光焊接工藝，其中，采用激光器和焊接頭進(jìn)行焊接，所述焊接頭設(shè)置有雙光束鏡片，所述雙光束鏡片用于將單光束分開(kāi)為雙光束，所述方法包括：測(cè)量所述激光器的輸出激光經(jīng)過(guò)所述焊接頭之后的分光質(zhì)量參數(shù)；依據(jù)所述分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置；在所述目標(biāo)焊接位置，固定焊接材料；開(kāi)啟所述激光器對(duì)所述焊接材料進(jìn)行焊接。本申請(qǐng)實(shí)施例中，通過(guò)在焊接頭中設(shè)置雙光束鏡片，使得激光經(jīng)過(guò)焊接頭后形成雙光束激光，在目標(biāo)焊接位置采用雙光束激光對(duì)焊接材料進(jìn)行焊接，使得焊接材料的焊縫形狀為U字型，滿足電磁閥焊接工藝要求。
【專利說(shuō)明】
一種激光焊接工藝、裝置和設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)涉及激光焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種激光焊接工藝、一種激光焊接裝置和一種激光焊接設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著金屬焊接的發(fā)展，目前成熟焊接方式有:電阻焊、氬弧焊、電子束焊、等離子弧焊、激光焊等。
[0003]激光焊接也分了多種激光光源，有C02激光焊接，有YAG激光焊接，光纖激光焊接。焊接最多應(yīng)用于汽車工業(yè)及電子工業(yè)，其中很多電子器件都采用光纖激光進(jìn)行焊接，焊接工藝也多種多樣。
[0004]焊接是金屬全密封器件(如:電磁閥，氣壓閥)生產(chǎn)中的一道重要工序，用以實(shí)現(xiàn)電磁閥金屬部件的牢固、永久連接。激光焊接作為精密、高效、高質(zhì)的焊接工藝，具有熱影響區(qū)小、焊接強(qiáng)度高、焊縫美觀等優(yōu)點(diǎn)，它是電磁閥焊接生產(chǎn)的理想工藝。
[0005]目前的激光焊接工藝，對(duì)焊縫形狀沒(méi)有特殊要求，很難保證電磁閥焊接工藝要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述問(wèn)題，提出了本申請(qǐng)實(shí)施例以便提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的一種激光焊接工藝、一種激光焊接裝置和一種激光焊接設(shè)備。
[0007]為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)了一種激光焊接工藝，其中，采用激光器和焊接頭進(jìn)行焊接，所述焊接頭設(shè)置有雙光束鏡片，所述雙光束鏡片用于將單光束分開(kāi)為雙光束，所述方法包括:
[0008]測(cè)量所述激光器的輸出激光經(jīng)過(guò)所述焊接頭之后的分光質(zhì)量參數(shù)；
[0009]依據(jù)所述分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置；
[0010]在所述目標(biāo)焊接位置，固定焊接材料；
[0011 ]開(kāi)啟所述激光器對(duì)所述焊接材料進(jìn)行焊接。
[0012]優(yōu)選的，所述測(cè)量所述激光器的輸出激光經(jīng)過(guò)所述焊接頭之后的分光質(zhì)量參數(shù)的步驟包括:
[0013]調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置；
[0014]在焦點(diǎn)位置調(diào)節(jié)完成后，測(cè)量焦點(diǎn)及其前后預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的位置的分光質(zhì)量參數(shù)。
[0015]優(yōu)選的，所述激光器內(nèi)設(shè)置有可見(jiàn)光發(fā)光器;所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出的可見(jiàn)光與所述激光器發(fā)出的激光的空間光路重合；
[0016]所述調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置的步驟包括:
[0017]開(kāi)啟所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出可見(jiàn)光；
[0018]通過(guò)檢測(cè)所述可見(jiàn)光的光斑大小，調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置。
[0019]優(yōu)選的，所述分光質(zhì)量參數(shù)包括:能量分布和光斑橢圓度；
[0020]所述依據(jù)所述分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置的步驟包括:
[0021]將雙光束的光斑的能量分布滿足高斯分布，并且雙光束的光斑橢圓度滿足預(yù)設(shè)要求的雙光束的光斑所在的位置，確定為目標(biāo)焊接位置。
[0022]優(yōu)選的，所述固定焊接材料的步驟包括:
[0023]將焊接材料的焊接面正對(duì)固定，并使焊接面之間的縫隙小于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度。
[0024]優(yōu)選的，還包括:
[0025]在焊接過(guò)程中，向所述焊接材料吹送保護(hù)氣體。
[0026]優(yōu)選的，所述開(kāi)啟所述激光器對(duì)所述焊接材料進(jìn)行焊接的步驟包括:
[0027]開(kāi)啟所述激光器按預(yù)設(shè)的功率輸出激光；
[0028]按預(yù)設(shè)的移動(dòng)速度移動(dòng)所述焊接材料，以及按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)所述焊接材料。
[0029]同時(shí)，本申請(qǐng)實(shí)施例還公開(kāi)了一種激光焊接裝置，其中，采用激光器和焊接頭進(jìn)行焊接，所述焊接頭設(shè)置有雙光束鏡片，所述雙光束鏡片用于將單光束分開(kāi)為雙光束，所述裝置包括:
[0030]分光質(zhì)量參數(shù)測(cè)量模塊，用于測(cè)量所述激光器的輸出激光經(jīng)過(guò)所述焊接頭之后的分光質(zhì)量參數(shù)；
[0031 ]目標(biāo)焊接位置確定模塊，用于依據(jù)所述分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置；
[0032]固定模塊，用于在所述目標(biāo)焊接位置，固定焊接材料；
[0033]焊接模塊，用于開(kāi)啟所述激光器對(duì)所述焊接材料進(jìn)行焊接。
[0034]優(yōu)選的，所述分光質(zhì)量參數(shù)測(cè)量模塊包括:
[0035]焦點(diǎn)調(diào)節(jié)子模塊，用于調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置；
[0036]范圍測(cè)量子模塊，用于在焦點(diǎn)位置調(diào)節(jié)完成后，測(cè)量焦點(diǎn)及其前后預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的位置的分光質(zhì)量參數(shù)。
[0037]優(yōu)選的，所述激光器內(nèi)設(shè)置有可見(jiàn)光發(fā)光器;所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出的可見(jiàn)光與所述激光器發(fā)出的激光的空間光路重合；
[0038]所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)子模塊進(jìn)一步包括:
[0039]可見(jiàn)光發(fā)出子模塊，用于開(kāi)啟所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出可見(jiàn)光；
[0040]光斑檢測(cè)調(diào)節(jié)子模塊，用于通過(guò)檢測(cè)所述可見(jiàn)光的光斑大小，調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置。
[0041]優(yōu)選的，所述分光質(zhì)量參數(shù)包括:能量分布和光斑橢圓度；
[0042]所述目標(biāo)焊接位置確定模塊包括:
[0043]條件位置確定子模塊，用于將雙光束的光斑的能量分布滿足高斯分布，并且雙光束的光斑橢圓度滿足預(yù)設(shè)要求的雙光束的光斑所在的位置，確定為目標(biāo)焊接位置。
[0044]優(yōu)選的，所述固定模塊包括:
[0045]正對(duì)固定子模塊，用于將焊接材料的焊接面正對(duì)固定，并使焊接面之間的縫隙小于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度。
[0046]優(yōu)選的，還包括:
[0047]吹氣模塊，用于在焊接過(guò)程中，向所述焊接材料吹送保護(hù)氣體。
[0048]優(yōu)選的，所述焊接模塊包括:
[0049]激光開(kāi)啟子模塊，用于開(kāi)啟所述激光器按預(yù)設(shè)的功率輸出激光；
[0050]運(yùn)動(dòng)子模塊，用于按預(yù)設(shè)的移動(dòng)速度移動(dòng)所述焊接材料，以及按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)所述焊接材料。
[0051]同時(shí)，本申請(qǐng)實(shí)施例還公開(kāi)了一種激光焊接設(shè)備，包括:激光器、焊接頭;所述焊接頭包括:準(zhǔn)直鏡、聚焦鏡、雙光束鏡片、保護(hù)鏡；
[0052]所述激光器發(fā)出的激光通過(guò)所述準(zhǔn)直鏡，形成平行光；
[0053]所述準(zhǔn)直鏡輸出的平行光通過(guò)所述聚焦鏡，形成聚焦光；
[0054]所述聚焦鏡輸出的聚焦光通過(guò)所述雙光束鏡片，形成兩束激光；
[0055]所述雙光束鏡片輸出的兩束激光通過(guò)保護(hù)鏡片后，輸出到外部。
[0056]優(yōu)選的，還包括:運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)，所述控制平臺(tái)用于控制焊接材移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。
[0057]優(yōu)選的，所述運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)包括:旋轉(zhuǎn)夾具，
[0058]所述旋轉(zhuǎn)夾具用于夾持焊接材料。
[0059]優(yōu)選的，還包括:保護(hù)氣體吹送設(shè)備，所述保護(hù)氣體吹送設(shè)備用于向焊接材料吹送保護(hù)氣體。
[0060]優(yōu)選的，所述保護(hù)氣體吹送設(shè)備包括:噴嘴，所述噴嘴設(shè)置在所述保護(hù)鏡片的輸出端。
[0061]優(yōu)選的，所述激光器內(nèi)設(shè)置有可見(jiàn)光發(fā)光器，所述可見(jiàn)光發(fā)光器用于發(fā)出可見(jiàn)光，以用于觀察焊接頭的焦點(diǎn)位置。
[0062]本申請(qǐng)實(shí)施例包括以下優(yōu)點(diǎn):
[0063]本申請(qǐng)實(shí)施例中，通過(guò)在焊接頭中設(shè)置雙光束鏡片，使得激光經(jīng)過(guò)焊接頭后形成雙光束激光，在目標(biāo)焊接位置采用雙光束激光對(duì)焊接材料進(jìn)行焊接，使得焊接材料的焊縫形狀為U字型，滿足電磁閥焊接工藝要求。
【附圖說(shuō)明】
[0064]圖1是本申請(qǐng)的一種激光焊接工藝實(shí)施例1的步驟流程圖；
[0065]圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例中測(cè)量光束質(zhì)量參數(shù)的示意圖；
[0066]圖3是本申請(qǐng)的一種激光焊接工藝實(shí)施例2的步驟流程圖；
[0067]圖4是本申請(qǐng)實(shí)施例2中，一種調(diào)節(jié)焊接頭焦點(diǎn)位置的步驟流程圖；
[0068]圖5是本申請(qǐng)實(shí)施例中一種依據(jù)分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置的步驟流程圖；
[0069]圖6是本申請(qǐng)實(shí)施例中一種固定焊接材料的步驟流程圖；
[0070]圖7是本申請(qǐng)實(shí)施例中一種對(duì)焊接材料進(jìn)行焊接的步驟流程圖；
[0071 ]圖8是本申請(qǐng)的一種激光焊接裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0072]圖9是本申請(qǐng)的一種激光焊接設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0073]為使本申請(qǐng)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0074]本申請(qǐng)實(shí)施例的核心構(gòu)思之一在于，通過(guò)在焊接頭中設(shè)置雙光束鏡片，使得激光經(jīng)過(guò)焊接頭后形成雙光束激光，在目標(biāo)焊接位置采用雙光束激光對(duì)焊接材料進(jìn)行焊接。
[0075]參照?qǐng)D1，示出了本申請(qǐng)的一種激光焊接工藝實(shí)施例1的步驟流程圖，其中，采用激光器和焊接頭進(jìn)行焊接，所述焊接頭設(shè)置有雙光束鏡片，所述雙光束鏡片用于將單光束分開(kāi)為雙光束，所述方法具體可以包括如下步驟:
[0076]步驟101，測(cè)量所述激光器的輸出激光經(jīng)過(guò)所述焊接頭之后的分光質(zhì)量參數(shù)；
[0077]焊接頭可以將激光束聚焦至合適的光斑大小，而且可以調(diào)整激光光束的焦點(diǎn)位置。
[0078]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，在焊接頭中設(shè)置有雙光束鏡片，雙光束鏡片是鍍膜特殊的鏡片，可以把一束光的中間區(qū)域能量轉(zhuǎn)移，均勻分開(kāi)光束能量，讓能量從一個(gè)大的光束分散成2個(gè)光束。實(shí)際上，經(jīng)過(guò)雙光束鏡片的激光還是一束激光，只是在焦點(diǎn)附件的位置能量密度不是按高斯型分布，而是分成兩個(gè)光束。
[0079]具體的可以采用光束質(zhì)量測(cè)量?jī)x測(cè)試出經(jīng)過(guò)分光后，焦點(diǎn)前后位置的的光束能量分布圖，以焦點(diǎn)為準(zhǔn)，往焦點(diǎn)前/后偏移，光斑的分布越來(lái)越接近一個(gè)光斑，分光效果越來(lái)越不明顯。
[0080]參照?qǐng)D2所示，為本申請(qǐng)實(shí)施例中測(cè)量光束質(zhì)量參數(shù)的示意圖。其中，激光器21將激光輸出到焊接頭22，焊接頭22將激光聚焦輸出，在焦點(diǎn)附近，采用光束質(zhì)量測(cè)量?jī)x23的探頭2301，測(cè)量激光器21輸出的激光經(jīng)過(guò)焊接頭22之后的分光質(zhì)量參數(shù)。
[0081 ]步驟102，依據(jù)所述分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置；
[0082]具體的，可以測(cè)量焦點(diǎn)及其前后一定距離的位置的分光質(zhì)量參數(shù)，將分光質(zhì)量參數(shù)最好的位置，作為目標(biāo)焊接位置。
[0083]步驟103，在所述目標(biāo)焊接位置，固定焊接材料；
[0084]將需要焊接的材料固定在目標(biāo)焊接位置。
[0085]步驟104，開(kāi)啟所述激光器對(duì)所述焊接材料進(jìn)行焊接。
[0086]開(kāi)啟激光器輸出激光對(duì)焊接材料進(jìn)行焊接。
[0087]在焊接完成后，可以采用線切割方式，把焊接好的焊接材料的焊縫剖開(kāi)。將剖開(kāi)使用細(xì)沙紙打磨，直至能清晰看見(jiàn)焊縫即可，然后使用酒精清潔焊縫表面。在電子顯微鏡下觀察焊縫形狀。焊縫大小，可以采用電子顯微鏡的軟件，打開(kāi)圖片，使用軟件中的測(cè)量工具來(lái)測(cè)量焊縫寬度及深度。
[0088]若沒(méi)有采用雙光束激光進(jìn)行焊接，焊縫形狀一般都為丁字型和奶嘴型。本申請(qǐng)實(shí)施例中，通過(guò)在焊接頭中設(shè)置雙光束鏡片，使得激光經(jīng)過(guò)焊接頭后形成雙光束激光，在目標(biāo)焊接位置采用雙光束激光對(duì)焊接材料進(jìn)行焊接，使得焊接材料的焊縫形狀為U字型，滿足電磁閥焊接工藝要求。
[0089]參照?qǐng)D3，示出了本申請(qǐng)的一種激光焊接工藝實(shí)施例2的步驟流程圖，其中，采用激光器和焊接頭進(jìn)行焊接，所述焊接頭設(shè)置有雙光束鏡片，所述雙光束鏡片用于將單光束分開(kāi)為雙光束，所述方法具體可以包括如下步驟:
[0090]步驟301，調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置；
[0091]在激光焊接時(shí)，通常將焊接材料固定在運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)上。因此，需要將焊接頭的焦點(diǎn)大致調(diào)整到運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)上。運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)包括X、Y、Z運(yùn)動(dòng)軸，X、Y、Z運(yùn)動(dòng)軸通過(guò)伺服電機(jī)控制。將焊接材料固定在運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)上，運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)可以在焊接過(guò)程中控制焊接材料在Χ、Υ、Ζ運(yùn)動(dòng)軸上移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步的，運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)還具有旋轉(zhuǎn)夾具，通過(guò)旋轉(zhuǎn)夾具可以?shī)A持圓形工件進(jìn)行焊接。
[0092]參照?qǐng)D4所示，是本申請(qǐng)實(shí)施例中，一種調(diào)節(jié)焊接頭焦點(diǎn)位置的步驟流程圖，在本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例中，所述激光器內(nèi)設(shè)置有可見(jiàn)光發(fā)光器;所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出的可見(jiàn)光與所述激光器發(fā)出的激光的空間光路重合；
[0093]所述步驟301具體可以包括如下子步驟:
[0094]子步驟Sll，開(kāi)啟所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出可見(jiàn)光；
[0095]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，在激光器中設(shè)置有可見(jiàn)光發(fā)光器(例如，紅光激光器)，可見(jiàn)光發(fā)光器的輸出光路與用于焊接的激光器的輸出光路是重合的。
[0096]子步驟S12，通過(guò)檢測(cè)所述可見(jiàn)光的光斑大小，調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置。
[0097]開(kāi)啟可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出可見(jiàn)光，檢測(cè)可見(jiàn)光照射到指定位置(例如，運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái))的光斑的大小。在焦點(diǎn)處，光斑的大小是最小的，可以通過(guò)反復(fù)調(diào)整焊接頭的焦距，使得照射到運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的光斑最小，即使得的焊接頭的焦點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)上。
[0098]步驟302，在焦點(diǎn)位置調(diào)節(jié)完成后，測(cè)量焦點(diǎn)及其前后預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的位置的分光質(zhì)量參數(shù)；
[0099]具體的，在將焦點(diǎn)照射到運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)后，可以移開(kāi)運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)，并測(cè)量在焦點(diǎn)和焦點(diǎn)前后預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的位置的分光質(zhì)量參數(shù)。
[0100]步驟303，依據(jù)所述分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置；
[0101]參照?qǐng)D5所示，是本申請(qǐng)實(shí)施例中一種依據(jù)分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置的步驟流程圖。在本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例中，所述分光質(zhì)量參數(shù)包括:能量分布和光斑橢圓度；
[0102]所述步驟303具體可以包括如下子步驟包括:
[0103]子步驟S21，將雙光束的光斑的能量分布滿足高斯分布，并且雙光束的光斑橢圓度滿足預(yù)設(shè)要求的雙光束的光斑所在的位置，確定為目標(biāo)焊接位置。
[0104]在焦點(diǎn)和焦點(diǎn)前后一定范圍的位置，單光束將分為雙光束，越偏離焦點(diǎn)，光束分光效果越差。
[0105]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，測(cè)量焦點(diǎn)及其前后預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的位置的光斑的分光質(zhì)量參數(shù)，分光質(zhì)量參數(shù)包括:能量分布和光斑橢圓度。
[0106]將雙光束的光斑的能量分布滿足高斯分布，并且雙光束的光斑橢圓度滿足預(yù)設(shè)要求的雙光束的光斑所在的位置，確定為目標(biāo)焊接位置。
[0107]一般在焦點(diǎn)以及焦點(diǎn)前后一定范圍(例如，焦點(diǎn)的-4-4mm的范圍)的位置的雙光束都能滿足高斯分布以及光斑橢圓度要求。在實(shí)際焊接時(shí)，可以逐個(gè)嘗試在焦點(diǎn)以及焦點(diǎn)前后一定范圍進(jìn)行焊接，根據(jù)實(shí)際焊縫的形狀，進(jìn)一步選擇焊接位置。
[0108]步驟304，在所述目標(biāo)焊接位置，固定焊接材料；
[0109]具體的，可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)將焊接材料固定在目標(biāo)焊接位置。
[0110]參照?qǐng)D6所示，為本申請(qǐng)實(shí)施例中一種固定焊接材料的步驟流程圖，在本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例中，所述步驟304具體可以包括如下子步驟:
[0111]子步驟S31，將焊接材料的焊接面正對(duì)固定，并使焊接面之間的縫隙小于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度。
[0112]具體的，在運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)上設(shè)置有夾具，采用夾具將焊接材料的焊接面正對(duì)固定，使焊接面之間的縫隙小于一定的長(zhǎng)度，并且保證焊接面的平整。
[0113]步驟305，開(kāi)啟所述激光器對(duì)所述焊接材料進(jìn)行焊接；
[0114]在將焊接材料固定到目標(biāo)焊接位置后，開(kāi)啟激光器對(duì)焊接材料進(jìn)行焊接。
[0115]參照?qǐng)D7所示，為本申請(qǐng)實(shí)施例中一種對(duì)焊接材料進(jìn)行焊接的步驟流程圖，在本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例中，所述步驟305具體可以包括如下子步驟:
[0116]子步驟S41，開(kāi)啟所述激光器按預(yù)設(shè)的功率輸出激光；
[0117]具體的，焊接不同的材料需要不同的激光功率，只有選取了合適的激光功率才能保證焊接效果。
[0118]子步驟S42，按預(yù)設(shè)的移動(dòng)速度移動(dòng)所述焊接材料，以及按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)所述焊接材料。
[0119]具體的，可以將焊接材料固定在運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)控制移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)焊接材料，以對(duì)焊接面的各個(gè)方向進(jìn)行焊接。
[0120]步驟306，在焊接過(guò)程中，向所述焊接材料吹送保護(hù)氣體。
[0121]保護(hù)氣體，用于在焊接過(guò)程中保護(hù)金屬熔滴、熔池及焊縫區(qū)免受外界氣體的侵害。例如，在焊接不銹鋼時(shí)，可以采用氬氣作為保護(hù)氣體。
[0122]用于吹送保護(hù)氣體的噴嘴可以設(shè)置在焊接頭的輸出端，以對(duì)焊接材料直接吹送保護(hù)氣體。
[0123]需要說(shuō)明的是，對(duì)于方法實(shí)施例，為了簡(jiǎn)單描述，故將其都表述為一系列的動(dòng)作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本申請(qǐng)實(shí)施例并不受所描述的動(dòng)作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本申請(qǐng)實(shí)施例，某些步驟可以采用其他順序或者同時(shí)進(jìn)行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說(shuō)明書中所描述的實(shí)施例均屬于優(yōu)選實(shí)施例，所涉及的動(dòng)作并不一定是本申請(qǐng)實(shí)施例所必須的。
[0124]參照?qǐng)D8，示出了本申請(qǐng)的一種激光焊接裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，在本申請(qǐng)實(shí)施例中，采用激光器和焊接頭進(jìn)行焊接，所述焊接頭設(shè)置有雙光束鏡片，所述雙光束鏡片用于將單光束分開(kāi)為雙光束，所述裝置具體可以包括如下模塊:
[0125]分光質(zhì)量參數(shù)測(cè)量模塊41，用于測(cè)量所述激光器的輸出激光經(jīng)過(guò)所述焊接頭之后的分光質(zhì)量參數(shù)；
[0126]目標(biāo)焊接位置確定模塊42，用于依據(jù)所述分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置；
[0127]固定模塊43，用于在所述目標(biāo)焊接位置，固定焊接材料；
[0128]焊接模塊44，用于開(kāi)啟所述激光器對(duì)所述焊接材料進(jìn)行焊接。
[0129]作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例，所述分光質(zhì)量參數(shù)測(cè)量模塊41可以包括:
[0130]焦點(diǎn)調(diào)節(jié)子模塊，用于調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置；
[0131]范圍測(cè)量子模塊，用于在焦點(diǎn)位置調(diào)節(jié)完成后，測(cè)量焦點(diǎn)及其前后預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的位置的分光質(zhì)量參數(shù)；
[0132]作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例，所述激光器內(nèi)設(shè)置有可見(jiàn)光發(fā)光器;所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出的可見(jiàn)光與所述激光器發(fā)出的激光的空間光路重合；
[0133]所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)子模塊進(jìn)一步包括:
[0134]可見(jiàn)光發(fā)出子模塊，用于開(kāi)啟所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出可見(jiàn)光；
[0135]光斑檢測(cè)調(diào)節(jié)子模塊，用于通過(guò)檢測(cè)所述可見(jiàn)光的光斑大小，調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置。
[0136]作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選不例，所述分光質(zhì)量參數(shù)包括:能量分布和光斑橢圓度；
[0137]所述目標(biāo)焊接位置確定模塊42可以包括:
[0138]條件位置確定子模塊，用于將雙光束的光斑的能量分布滿足高斯分布，并且雙光束的光斑橢圓度滿足預(yù)設(shè)要求的雙光束的光斑所在的位置，確定為目標(biāo)焊接位置。
[0139]作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例，所述固定模塊43可以包括:
[0140]正對(duì)固定子模塊，用于將焊接材料的焊接面正對(duì)固定，并使焊接面之間的縫隙小于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度。
[0141]作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例，還可以包括:
[0142]吹氣模塊，用于在焊接過(guò)程中，向所述焊接材料吹送保護(hù)氣體。
[0143]作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例，所述焊接模塊44可以包括:
[0144]激光開(kāi)啟子模塊，用于開(kāi)啟所述激光器按預(yù)設(shè)的功率輸出激光；
[0145]運(yùn)動(dòng)子模塊，用于按預(yù)設(shè)的移動(dòng)速度移動(dòng)所述焊接材料，以及按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)所述焊接材料。
[0146]對(duì)于裝置實(shí)施例而言，由于其與方法實(shí)施例基本相似，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。
[0147]參照?qǐng)D9，示出了本申請(qǐng)的一種激光焊接設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，具體可以包括:激光器51、焊接頭52;所述焊接頭52包括:準(zhǔn)直鏡5201、聚焦鏡5202、雙光束鏡5203、保護(hù)鏡5204；
[0148]所述激光器51發(fā)出的激光通過(guò)所述準(zhǔn)直鏡5201，形成平行光；
[0149]所述準(zhǔn)直鏡5201輸出的平行光通過(guò)所述聚焦鏡5202，形成聚焦光；
[0150]所述聚焦鏡5202輸出的聚焦光通過(guò)所述雙光束鏡5203，形成兩束激光；
[0151]所述雙光束鏡5203輸出的兩束激光通過(guò)保護(hù)鏡片5204后，輸出到外部。
[0152]作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例，還包括:運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)(圖中未示出)，所述控制平臺(tái)用于控制焊接材53移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。
[0153]作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例，所述運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)包括:旋轉(zhuǎn)夾具，
[0154]所述旋轉(zhuǎn)夾具用于夾持焊接材料。
[0155]作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例，還包括:保護(hù)氣體吹送設(shè)備(圖中未示出)，所述保護(hù)氣體吹送設(shè)備用于向焊接材料吹送保護(hù)氣體。
[0156]作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例，所述保護(hù)氣體吹送設(shè)備包括:噴嘴53，所述噴嘴設(shè)置在所述保護(hù)鏡片的輸出端。
[0157]作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種優(yōu)選示例，所述激光器內(nèi)設(shè)置有可見(jiàn)光發(fā)光器，所述可見(jiàn)光發(fā)光器用于發(fā)出可見(jiàn)光，以用于觀察焊接頭的焦點(diǎn)位置。
[0158]本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。
[0159]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請(qǐng)實(shí)施例的實(shí)施例可提供為方法、裝置、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請(qǐng)實(shí)施例可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本申請(qǐng)實(shí)施例可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。
[0160]本申請(qǐng)實(shí)施例是參照根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的方法、終端設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理終端設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理終端設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。
[0161]這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理終端設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。
[0162]這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理終端設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程終端設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程終端設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。
[0163]盡管已描述了本申請(qǐng)實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本申請(qǐng)實(shí)施例范圍的所有變更和修改。
[0164]最后，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0165]以上對(duì)本申請(qǐng)所提供的一種激光焊接工藝、一種激光焊接裝置和一種激光焊接設(shè)備，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本申請(qǐng)的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本申請(qǐng)的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請(qǐng)的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本申請(qǐng)的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光焊接工藝，其特征在于，采用激光器和焊接頭進(jìn)行焊接，所述焊接頭設(shè)置有雙光束鏡片，所述雙光束鏡片用于將單光束分開(kāi)為雙光束，所述方法包括: 測(cè)量所述激光器的輸出激光經(jīng)過(guò)所述焊接頭之后的分光質(zhì)量參數(shù)； 依據(jù)所述分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置； 在所述目標(biāo)焊接位置，固定焊接材料； 開(kāi)啟所述激光器對(duì)所述焊接材料進(jìn)行焊接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述測(cè)量所述激光器的輸出激光經(jīng)過(guò)所述焊接頭之后的分光質(zhì)量參數(shù)的步驟包括: 調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置； 在焦點(diǎn)位置調(diào)節(jié)完成后，測(cè)量焦點(diǎn)及其前后預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的位置的分光質(zhì)量參數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于，所述激光器內(nèi)設(shè)置有可見(jiàn)光發(fā)光器;所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出的可見(jiàn)光與所述激光器發(fā)出的激光的空間光路重合； 所述調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置的步驟包括: 開(kāi)啟所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出可見(jiàn)光； 通過(guò)檢測(cè)所述可見(jiàn)光的光斑大小，調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的工藝，其特征在于，所述分光質(zhì)量參數(shù)包括:能量分布和光斑橢圓度； 所述依據(jù)所述分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置的步驟包括: 將雙光束的光斑的能量分布滿足高斯分布，并且雙光束的光斑橢圓度滿足預(yù)設(shè)要求的雙光束的光斑所在的位置，確定為目標(biāo)焊接位置。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的工藝，其特征在于，所述固定焊接材料的步驟包括: 將焊接材料的焊接面正對(duì)固定，并使焊接面之間的縫隙小于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的工藝，其特征在于，還包括: 在焊接過(guò)程中，向所述焊接材料吹送保護(hù)氣體。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的工藝，其特征在于，所述開(kāi)啟所述激光器對(duì)所述焊接材料進(jìn)行焊接的步驟包括: 開(kāi)啟所述激光器按預(yù)設(shè)的功率輸出激光； 按預(yù)設(shè)的移動(dòng)速度移動(dòng)所述焊接材料，以及按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)所述焊接材料。8.一種激光焊接裝置，其特征在于，采用激光器和焊接頭進(jìn)行焊接，所述焊接頭設(shè)置有雙光束鏡片，所述雙光束鏡片用于將單光束分開(kāi)為雙光束，所述裝置包括: 分光質(zhì)量參數(shù)測(cè)量模塊，用于測(cè)量所述激光器的輸出激光經(jīng)過(guò)所述焊接頭之后的分光質(zhì)量參數(shù)； 目標(biāo)焊接位置確定模塊，用于依據(jù)所述分光質(zhì)量參數(shù)確定目標(biāo)焊接位置； 固定模塊，用于在所述目標(biāo)焊接位置，固定焊接材料； 焊接模塊，用于開(kāi)啟所述激光器對(duì)所述焊接材料進(jìn)行焊接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述分光質(zhì)量參數(shù)測(cè)量模塊包括: 焦點(diǎn)調(diào)節(jié)子模塊，用于調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置； 范圍測(cè)量子模塊，用于在焦點(diǎn)位置調(diào)節(jié)完成后，測(cè)量焦點(diǎn)及其前后預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的位置的分光質(zhì)量參數(shù)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述激光器內(nèi)設(shè)置有可見(jiàn)光發(fā)光器;所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出的可見(jiàn)光與所述激光器發(fā)出的激光的空間光路重合； 所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)子模塊進(jìn)一步包括: 可見(jiàn)光發(fā)出子模塊，用于開(kāi)啟所述可見(jiàn)光發(fā)光器發(fā)出可見(jiàn)光； 光斑檢測(cè)調(diào)節(jié)子模塊，用于通過(guò)檢測(cè)所述可見(jiàn)光的光斑大小，調(diào)節(jié)所述焊接頭的焦點(diǎn)位置。11.根據(jù)權(quán)利要求8或9或10所述的裝置，其特征在于，所述分光質(zhì)量參數(shù)包括:能量分布和光斑橢圓度； 所述目標(biāo)焊接位置確定模塊包括: 條件位置確定子模塊，用于將雙光束的光斑的能量分布滿足高斯分布，并且雙光束的光斑橢圓度滿足預(yù)設(shè)要求的雙光束的光斑所在的位置，確定為目標(biāo)焊接位置。12.根據(jù)權(quán)利要求8或9或10所述的裝置，其特征在于，所述固定模塊包括: 正對(duì)固定子模塊，用于將焊接材料的焊接面正對(duì)固定，并使焊接面之間的縫隙小于預(yù)設(shè)長(zhǎng)度。13.根據(jù)權(quán)利要求8或9或10所述的裝置，其特征在于，還包括: 吹氣模塊，用于在焊接過(guò)程中，向所述焊接材料吹送保護(hù)氣體。14.根據(jù)權(quán)利要求8或9或10所述的裝置，其特征在于，所述焊接模塊包括: 激光開(kāi)啟子模塊，用于開(kāi)啟所述激光器按預(yù)設(shè)的功率輸出激光； 運(yùn)動(dòng)子模塊，用于按預(yù)設(shè)的移動(dòng)速度移動(dòng)所述焊接材料，以及按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)所述焊接材料。15.一種激光焊接設(shè)備，其特征在于，包括:激光器、焊接頭;所述焊接頭包括:準(zhǔn)直鏡、聚焦鏡、雙光束鏡片、保護(hù)鏡； 所述激光器發(fā)出的激光通過(guò)所述準(zhǔn)直鏡，形成平行光； 所述準(zhǔn)直鏡輸出的平行光通過(guò)所述聚焦鏡，形成聚焦光； 所述聚焦鏡輸出的聚焦光通過(guò)所述雙光束鏡片，形成兩束激光； 所述雙光束鏡片輸出的兩束激光通過(guò)保護(hù)鏡片后，輸出到外部。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的激光焊接設(shè)備，其特征在于，還包括:運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)，所述控制平臺(tái)用于控制焊接材移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的激光焊接設(shè)備，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)包括:旋轉(zhuǎn)夾具， 所述旋轉(zhuǎn)夾具用于夾持焊接材料。18.根據(jù)權(quán)利要求15或16或17所述的激光焊接設(shè)備，其特征在于，還包括:保護(hù)氣體吹送設(shè)備，所述保護(hù)氣體吹送設(shè)備用于向焊接材料吹送保護(hù)氣體。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的激光焊接設(shè)備，其特征在于，所述保護(hù)氣體吹送設(shè)備包括:噴嘴，所述噴嘴設(shè)置在所述保護(hù)鏡片的輸出端。20.根據(jù)權(quán)利要求15或16或17所述的激光焊接設(shè)備，其特征在于，所述激光器內(nèi)設(shè)置有可見(jiàn)光發(fā)光器，所述可見(jiàn)光發(fā)光器用于發(fā)出可見(jiàn)光，以用于觀察焊接頭的焦點(diǎn)位置。
【文檔編號(hào)】B23K26/12GK106001919SQ201610422343
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】楊德權(quán), 楊東杰, 蔣峰
【申請(qǐng)人】深圳市創(chuàng)鑫激光股份有限公司