[发明专利]一种同轴光路的激光焊接头

说明书

一种同轴光路的激光焊接头，包括光路腔体、激光出射头、分别连接于所述光路腔体上的用于提供激光光束的激光光纤、用于收集红外测温光束的红外测温光纤和用于提供视觉定位及监视光束的相机；光路腔体将激光光束、红外测温光束和视觉定位及监视光束合并成三合一的同轴光束，同轴光束通过所述激光出射头，以对位于激光出射头下的焊点位置进行激光焊接、测温和视觉定位；所述激光出射头内设有用于传输所述三合一的同轴光束，以及对激光光束进行聚焦的激光聚焦透镜，本发明的同轴光束使得温控和视觉定位在特殊的焊点位置均能起到有效的作用，且控制精准，可靠性更强，从而解决了温控检测易被干扰问题，而且，激光焦点处光斑大小可调节，以适用不同大小的焊盘。

技术领域

本发明涉及激光焊接设备领域，具体涉及一种同轴光路的激光焊接头。

背景技术

激光焊锡是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量被材料吸收后升温，将材料熔化后形成特定熔池。现有使用较多的焊锡大致有两种结构：一种是传统的电烙铁自动焊接；另一种是采用激光焊接结构。

传统的电烙铁焊为接触性焊接工艺无法满足微小精密器件的焊接，且无法满足精准定位。

现有的激光焊接可以基本上满足微小精密器件的焊接，如图1所示，为现有的激光焊接设备的激光焊接头的结构示意图，其中，用于焊接的激光束01垂直对准焊接点，而用于检测焊点的温控头02采用的是从侧面倾斜安装对准焊接点，该结构对激光焊接点的温度检测存在一定的影响，例如，对于一些深槽旁边有凸台影响的焊接位置，温控头02可能就会被遮挡住导致无法做出准确的测温检测，从而无法有效的控制激光的焊接温度，影响焊接质量。

另外，现有的激光焊接设备，其激光焊接焦点处的光斑大小是固定的，当有不同大小的焊盘时无法改变焊接点的激光光斑大小，导致出现整个焊盘受热不均的现象。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种同轴光路的激光焊接头，以解决现有激光焊接设备的控温过程易受焊接设备的结构和被焊产品的结构影响，且激光焦点处的光斑大小不可改变的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种同轴光路的激光焊接头，包括光路腔体、激光出射头、分别连接于所述光路腔体上的用于提供激光光束的激光光纤、用于收集红外测温光束的红外测温光纤和用于提供视觉定位及监视光束的相机；所述光路腔体将激光光束、红外测温光束和视觉定位及监视光束合并成三合一的同轴光束，所述同轴光束通过所述激光出射头，以对位于激光出射头下的焊点位置进行激光焊接、测温和视觉定位；所述激光出射头内设有用于传输所述三合一的同轴光束，以及对激光光束进行聚焦的激光聚焦透镜。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述光路腔体内设有与激光光束的入射方向呈45度设置的第一合束镜，所述第一合束镜用于反射激光光纤发射的激光光束和透射相机发射的视觉定位及监视光束，并将反射的激光光束与透射的视觉定位及监视光束进行第一次同轴合束；所述光路腔体内还设有与红外测温光束的入射方向呈45度设置的第二合束镜，所述第二合束镜用于透射红外测温光纤发射的红外测温光束，以及反射第一次同轴合束后的激光光束和视觉定位及监视光束，并将透射的红外测温光束与反射的第一次同轴合束后的激光光束和视觉定位及监视光束进行第二次同轴合束，以得到三合一的同轴光束。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第一合束镜与激光光纤的发射端之间的光路上还设有间距可调的第一激光透镜和第二激光透镜，所述光路腔体内还设有用于调节所述第一激光透镜和所述第二激光透镜间距的驱动装置。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第一合束镜与相机之间设有用于对视觉定位及监视光束进行调焦的视觉聚焦透镜，所述视觉聚焦透镜与所述第一合束镜之间的光路上还设可调光阑。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述视觉聚焦透镜与相机之间的光路上还设有用于调节相机发射角度的反射镜。