[发明专利]一种皮秒脉冲激光焊接机

说明书

本发明提供一种皮秒脉冲激光焊接机，包括机箱，机箱内设有皮秒脉冲激光器和控制板卡，机箱上方通过支架依次安装有振镜和场镜，场镜连接于振镜的下方，皮秒脉冲激光器通过光纤连接振镜，振镜包括X轴镜片和Y轴镜片，X轴镜片连接有X轴电机，Y轴镜片连接有Y轴电机；皮秒脉冲激光器发射的激光束依次经X轴镜片、Y轴镜片和场镜聚焦至待焊接的工件上；控制板卡的信号输出端分别连接皮秒脉冲激光器、X轴电机和Y轴电机；激光束在工件上的运动轨迹为螺旋轨迹。本发明可在工件上进行高速焊接，形成螺旋轨迹的细密的焊点，由数万个焊点排列成螺旋形的焊纹，使用本焊接机焊接时两块金属材料不易脆化，焊接强度高。

技术领域

本发明属于激光焊接技术领域，具体涉及一种皮秒脉冲激光焊接机。

背景技术

激光焊接机在做同种材料或不同种材料激光焊接时，由于激光脉冲的加热时间长，因此很多情况下被焊接的材料容易变脆，加热时间越长，材料越容易变脆，尤其是进行不同材料之间的焊接时，因为不同金属间氧化物普遍都比较脆，导致焊接不牢固。

发明内容

本发明的目的是提供一种皮秒脉冲激光焊接机，被其激光加热的材料不容易脆化，焊接强度高。

本发明提供了如下的技术方案：

一种皮秒脉冲激光焊接机，包括机箱，机箱内设有皮秒脉冲激光器和控制板卡，机箱上方通过支架依次安装有振镜和场镜，皮秒脉冲激光器通过光纤连接振镜，振镜包括X轴镜片和Y轴镜片，X轴镜片连接有X轴电机，Y轴镜片连接有Y轴电机，场镜连接于振镜的下方；皮秒脉冲激光器发射的激光束依次经X轴镜片、Y轴镜片和场镜聚焦至待焊接的工件上；控制板卡的信号输出端分别连接皮秒脉冲激光器、X轴电机和Y轴电机，控制板卡可控制皮秒脉冲激光器发射的激光脉冲范围、以及X轴电机和Y轴电机的旋转角度和旋转频率；所述激光束在所述工件上的运动轨迹为螺旋轨迹。

优选的，支架内还设有扩束镜，扩束镜位于振镜的激光束入口的前侧。

优选的，扩束镜为扩束倍数在2-10倍范围内可调的可调式扩束镜。

优选的，所述激光束经过所述扩束镜发射至所述X轴镜片上形成的光斑直径范围为6mm～20mm。

优选的，所述皮秒脉冲激光器发射的激光束波长范围为355nm-1070nm，所述激光束的脉宽范围为0.5ps-400000ps，所述激光束的出光焊接速度范围为1mm/s-2000mm/s。

优选的，所述螺旋轨迹为由中心螺旋向外运动，或者由外螺旋向里运动。

优选的，所述工件为上下层叠的两个金属薄板，所述金属薄板的厚度范围为0.005mm-0.9mm。

优选的，所述控制板卡的信号输入端连接有电脑。

本发明的有益效果是：本发明的激光焊接每个脉冲的都是皮秒级的，所以焊接处的材料被激光加热的时间极短，同时脉冲峰值高，所以被激光加热的材料不容易脆化，从而提高了被焊接材料的强度，尤其对不同材料的薄型金属板的焊接更加牢固；本发明通过控制板卡分别控制皮秒脉冲激光器发射的激光脉冲范围、以及X轴电机和Y轴电机的旋转角度和旋转频率，对工件进行高速焊接，形成螺旋轨迹的细密的焊点，由数万个焊点排列呈螺旋形，形成咬合力均匀并且连接强度高的焊纹，使两块金属板能够紧密融合，焊接强度高。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的电路连接示意图；

图3是本发明的振镜内部结构的仰视示意图；

图4是本发明带扩束镜的光路示意图；