[发明专利]一种激光复合焊接出射装置

说明书

本发明公开了一种激光复合焊接出射装置包括激光焊接头，及分别与激光焊接头连接发射半导体激光的半导体激光器和发射光纤激光的光纤激光器；激光焊接头的光路包括：半导体光路、光纤光路及同轴监视光路，半导体光路的激光光束和光纤光路的激光光束在激光焊接头的焦点处重合为一个光束进行焊接，并通过外部的光源照亮焊接位置，焊接位置所反射的光经过同轴监视光路成像后由监视器显示。本发明解决了传统焊接气孔较多，热裂纹倾向较重、焊接飞溅较多、焊缝较大等技术问题，具有提高能量利用率、匙孔稳定，适用于高速焊接、凝固速度降低，减少气孔，降低热裂纹倾向、减少焊接飞溅、改善焊缝成型使焊接表面平滑等特点。

【技术领域】

本发明涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种激光复合焊接出射装置。

【背景技术】

目前，激光已被广泛应用到工业生产中，尤其是用于金属的焊接、切割、打孔、标记以及表面处理等方面。激光焊接技术正变得越来越重要，这主要得益于在生产中激光焊接具有焊接速度快、易于被光学系统引导、精度高、变形小、对工件产生较低热应力等特点。激光焊接技术正逐步取代传统的焊接技术，激光焊接技术主要应用于相同金属或不同种金属之间的焊接，由于激光属于一种特殊的光，所以焊接过程中与金属材料表面特性密切相关。如铜、铝等常见的反射率较高的材料焊接中，半导体激光焊接过程具有稳定的熔池，焊接飞溅小，能获得平缓、均匀、光滑的外观，但穿透力不足。光纤激光焊接具有较深的熔深、较窄的焊道，但焊接过程匙孔波动大，焊接过程飞溅大，焊缝均匀性一般，尤其在焊接5系铝、6系铝等含较多低熔点元素材料时，焊接外观不理想。

【发明内容】

综上所述，本发明主要的目的是使半导体激光器与光纤激光器发出的激光光束作用于同一焊接面，从而解决了传统焊接气孔较多，热裂纹倾向较重、焊接飞溅较多、焊缝较大等技术问题，而提供一种激光复合焊接出射装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光复合焊接出射装置，所述装置包括激光焊接头，以及分别与所述激光焊接头连接用于发射半导体激光的半导体激光器和用于发射光纤激光的光纤激光器；所述激光焊接头的光路包括：用于将所述半导体激光器发射的半导体激光传输至激光焊接头焦点处聚焦的半导体光路、用于将所述光纤激光器发射的光纤激光传输至激光焊接头焦点处聚焦的光纤光路、以及实时检测焊接位置并通过监视器上的位置自定义焊接点的同轴监视光路，所述半导体光路的激光光束和光纤光路的激光光束在激光焊接头的焦点处重合为一个光束进行焊接，通过外部的光源照亮焊接位置，焊接位置所反射的光经过同轴监视光路成像后由监视器显示。

所述半导体光路包括：半导体光纤、半导体准直镜、半导体反射镜第一光纤反射镜及第一聚焦镜，所述半导体光纤连接在所述激光焊接头与半导体激光器之间，所述所述半导体准直镜安装在激光焊接头内且位于半导体反射镜和半导体光纤之间，所述半导体激光由半导体激光器发出，经半导体光纤传输至半导体准直镜整形成平行光，并分别通过所述半导体反射镜和第一光纤反射镜反射后，在所述第一聚焦镜处聚焦。

所述光纤光路包括：光纤激光器光纤、光纤准直镜、第二光纤反射镜及第二聚焦镜，所述光纤激光器光纤连接在激光焊接头与光纤激光器之间，所述光纤准直镜安装在激光焊接头内且位于光纤激光器光纤和第二光纤反射镜之间，所述光纤激光由光纤激光器发出，通过光纤激光器光纤传输至光纤准直镜整形成平行光，并由第二光纤反射镜反射后，在所述第二聚焦镜处聚焦。

所述同轴监视光路包括：外部光源、第三聚焦镜、第三光纤反射镜、第二半导体反射镜，胶合成像镜及CCD图像传感器，所述外部光源设于焊接位置的上方，其用于照亮焊接位置，光源在焊接位置处反射并分别经过第三聚焦镜、第三光纤反射镜、第二半导体反射镜及胶合成像镜后传输至CCD图像传感器，CCD图像传感器将采集到的光学信号转化为图形。

所述激光焊接头上且位于半导体光纤和半导体反射镜之间还设有用于调节半导体激光的出射位置的半导体调节机构。