[发明专利]激光焊接系统和使用掩模控制焊接宽度的方法

权利要求书

1.用于连接第一工件和第二工件的部分的激光焊接方法，所述方法包括：

使用一对夹持板将待连接的所述第一工件和所述第二工件的部分夹持在一起，所述第一工件和所述第二工件由热塑性材料制成，所述热塑性材料是光学透明的并且能够由具有2微米的波长的激光束部分地透过并从所述激光束吸收辐射；

使用致动器通过将所述一对夹持板中的至少一个朝向所述一对夹持板中的另一个推动来将所述第一工件和所述第二工件压合在一起；

将带有掩模的透明玻璃板放置在所述第一工件的第一表面上，所述第一表面与接合所述第二工件的第二相对表面相对，所述掩模不能由所述激光束透过，并且所述掩模形成槽，所述槽用于将所述激光束传递至所述第一工件的第一表面的、由所述槽暴露的部分，使得所述第一工件和所述第二工件的材料的加热和熔化限于所述槽的宽度；

使用驱动单元将所述激光束引导至所述槽上，并以照射所述槽的方式移动所述激光束，使得所述第一工件和所述第二工件两者部分地吸收所述激光束，从而导致所述第一工件和所述第二工件的相应部分的加热和熔化；

在将所述第一工件和所述第二工件保持夹持在一起的同时，冷却所述第一工件和第二工件的熔融部分，以固化所述第一工件和所述第二工件的连接部分，从而形成焊缝。

2.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述掩模从所述第一工件吸收热量，以冷却所述第一工件的、未暴露于所述激光束的部分。

3.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述激光束是光纤束。

4.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述激光束垂直于所述掩模。

5.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述掩模镀铬在玻璃上。

6.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述第一工件和所述第二工件中的每个均是光学透明的未填充聚合物，并且所述激光束被所述聚合物部分地吸收。

7.激光焊接系统，包括：

激光束源，配置为发射具有2微米的波长的激光束；

第一工件，由热塑性材料制成，所述热塑性材料是光学透明的并且能够由所述激光束部分地透过；

第二工件，由热塑性材料制成，所述热塑性材料是光学透明的并且能够由所述激光束部分地透过；

一对夹持板，当所述第一工件和所述第二工件通过接触表面彼此相邻时，所述一对夹持板定位并配置成与所述第一工件和所述第二工件的相对侧接合，所述一对夹持板相对于所述激光束源定位，使得所述第一工件和所述第二工件部分地吸收所述激光束，从而导致所述第一工件和所述第二工件的相应部分的加热和熔化；

致动器，配置为将所述一对夹持板中的至少一个朝向所述一对夹持板中的另一个推动，以将所述第一工件和所述第二工件压合在一起；

透明玻璃板；

掩模，位于所述第一工件的、与所述第二工件相对的侧部上，所述掩模不能由所述激光束透过，并且所述掩模形成槽，所述槽用于将所述激光束传递至所述第一工件的、由所述槽暴露的部分，使得所述第一工件和所述第二工件的材料的加热和熔化限于所述槽的宽度，所述掩模位于所述透明玻璃板上，以从所述第一工件吸收热量从而冷却所述第一工件的、未暴露于所述激光束的部分；以及

驱动单元，配置为移动所述激光束以照射所述槽。

8.如权利要求7所述的激光焊接系统，其中，所述第一工件和所述第二工件中的每个均没有任何吸收剂。

9.如权利要求7所述的激光焊接系统，其中，所述掩模是在所述玻璃板的、面对所述第一工件的底表面上的反射涂层的光掩模。

10.如权利要求7所述的激光焊接系统，其中，所述掩模位于所述玻璃板的、与其底表面相对的顶表面上，所述底表面面对所述第一工件。

11.如权利要求7所述的激光焊接系统，其中，所述激光束具有光纤束。