[发明专利]一种实现椭圆形焊点的激光焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料焊接技术领域，尤其是涉及一种实现椭圆形焊点的激光焊接方法。

背景技术

薄片金属的焊接加工一般对工艺要求会比较高。例如，剃须刀片功能上需要保证一定的刚性，同时又需要保持刀口的锋利性，因此在结构上需要分为刀架和刀片两个部分。刀架与刀片之间一般使用焊接方法进行连接，但是由于刀架及刀片的尺寸和厚度都很小，传统焊接方式难以实现，因此最优选的连接方式就是采用激光焊接。由于刀片本身宽度有限，为了避免焊接对刀片刃口位置造成损伤，可供焊接的位置宽度一般在0.5mm以下，产品需要的理想焊点或焊缝的宽度尺寸在0.2mm以下。又由于刀片本身很薄，产品不允许连续穿透缝焊，因为连续缝焊会造成刀片的变形无法控制。因此，为了实现刀架与刀片之间的可靠连接，一般采用断续的点焊，同时焊点的理想形状为椭圆形。目前，脉冲点焊生产中应用较多的YAG激光器由于其本身设计的限制，光束质量较差，因此较难以实现0.2mm以下的焊点，焊点尺寸大多在0.2mm以上，且由于其功率限制，生产效率较低。正常情况下，激光器产生的光斑都是圆形，其作用在金属上产生的焊点相应的也为圆形，如要实现椭圆形焊点通常采用两种方式：

一、定制专用的镜片，在光束的传输过程中改变其形状，最终形成椭圆形焊点。这种方式实现难度较大，需要定制镜片，成本较高，且灵活性不够。

二、通过倾斜焊接头来实现，但是这种方式会造成大量的激光因反射而损失，且同样存在灵活性不够的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种实现椭圆形焊点的激光焊接方法，克服现有技术实现椭圆形焊点过程中需要通过定制专用镜片或倾斜焊接头来实现，造成成本较高、灵活性低和激光利用率低的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实现椭圆形焊点的激光焊接方法，包括：承载待加工件的运动平台；对待加工件进行焊接的光纤激光器，以及控制光纤激光器进行焊接的控制系统；运动平台承载待加工件与光纤激光器呈相对运动，控制系统控制光纤激光器的焊接功率和时间进行焊接，实现椭圆形焊点的形成。

本发明的更进一步优选方案是：所述的光纤激光器焊接的焊点包括起始阶段，中间阶段和末尾阶段，所述的光纤激光器在该中间阶段的功率大于起始阶段和末尾阶段。

本发明的更进一步优选方案是：所述的光纤激光器焊接起始阶段和末尾阶段的时间不同于中间阶段的焊接时间。

本发明的更进一步优选方案是：所述起始阶段的焊接时间等于末尾阶段的焊接时间，且中间阶段的焊接时间大于起始阶段和末尾阶段

本发明的更进一步优选方案是：所述的光纤激光器中间端的焊接时间为1.3-1.8ms，起始端和末尾端的焊接时间为0.8-1.1ms。

本发明的更进一步优选方案是：所述的光纤激光器中间端焊接的进一步优选时间为1.5ms，起始端和末尾端焊接的进一步优选时间为1.0ms。

本发明的更进一步优选方案是：所述的运动平台以100-200mm/s的速度带动待加工件运行。

本发明的更进一步优选方案是：所述的运动平台带动待加工件运行的速度进一步优选为150mm/s。

本发明的更进一步优选方案是：所述光纤激光器的功率从起始阶段逐渐上升至中间阶段，再从该中间阶段逐渐下降至起始阶段的功率。

本发明的更进一步优选方案是：所述的焊点宽度为0.12-0.15mm，长度为0.45-0.6mm。

本发明的有益效果在于，通过采用光纤激光器焊接，配合运动平台的运行，控制系统设置焊接波形为渐进渐出的波形，达到以更低的成本获得了产品所需的椭圆焊点，提高了焊接质量和效率，灵活性更好。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的实现椭圆形焊点的激光焊接系统示意图；

图2是本发明实施例的光纤激光器的焊接时p-t示意图；

图3是本发明实施例的焊点处对应的焊接p-t示意图；

图4是本发明实施例的焊点示意图；

图5是本发明实施例的焊点局部放大示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。