[发明专利]一种光功率衰减调节系统、方法和激光焊接系统

说明书

本发明适用于激光领域，提供了一种光功率衰减调节系统、方法和激光焊接系统。所述光功率衰减调节系统包括光功率衰减控制装置和光功率衰减装置，其中光功率衰减控制装置包括处理器和分别与处理器电连接的光强度传感器和驱动模块，驱动模块与光功率衰减装置电连接。本发明有效的避免了高功率焊接时反射光对激光器和QBH准直系统的危害，提高了整个激光焊接的安全性。

技术领域

本发明属于激光领域，尤其涉及一种光功率衰减调节系统、方法和激光焊接系统。

背景技术

近些年来，由于激光具有高峰值、高功率密度、光斑小、容易携带等特点，相比于传统的焊接，激光焊接具有焊接速度快、精确度高、受热区域影响小、工件无物理接触、不会变形、冷却速度快等优点，因而在焊接领域中备受关注。

然而，在焊接过程中，对于一些金属工件，尤其是金、银、铜、铝、钛等金属表面光洁度高，反射率高，而金属的反射率随着表面温度达到熔点后迅速下降，当表面熔化后，反射率便降到较低的稳定值。对于大功率激光器，为了解决焊接初始反射率高的问题，现有技术通常通过采用前置尖峰的激光输出波形，利用峰值功率高的特点迅速改变工件表面状态使之熔化，从而降低材料表面反射率。但是从激光照射到表面熔化这段时间内，30-80％的激光能量将会被加工件反射，反射光不仅危害操作者的人身安全，而且部分高功率激光经由原有光路反射回激光腔内会直接损坏QBH准直系统、光纤以及激光器的其他光学器件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光功率衰减调节系统、方法和激光焊接系统，旨在解决高功率焊接时反射光对激光器和操作者的危害的问题。

第一方面，本发明提供了一种光功率衰减调节系统，包括光功率衰减控制装置和光功率衰减装置，其中光功率衰减控制装置包括处理器和分别与处理器电连接的光强度传感器和驱动模块，驱动模块与光功率衰减装置电连接；

当焊接接头输出的激光聚焦在待加工工件上时，光强度传感器检测待加工工件表面反射光的光强，得到光强值，并将光强值传输至处理器；

处理器根据待加工工件的属性、激光参数和光强值模拟反射光经由焊接接头和光功率衰减调节系统进入QBH准直系统的实际光功率；

处理器判断进入QBH准直系统的实际光功率是否大于安全值，如果是，则处理器通过控制驱动模块来控制光功率衰减装置对输出至焊接接头的光功率进行衰减，直至实时反馈的进入QBH准直系统的实际光功率小于或等于安全值为止。

第二方面，本发明提供了一种激光焊接系统，包括激光器、QBH准直系统、焊接接头和如上述的光功率衰减调节系统；激光器输出的激光通过QBH准直系统输入至光功率衰减调节系统，输入至光功率衰减调节系统的光功率经光功率衰减调节系统进行衰减调节后输出至焊接接头。

第三方面，本发明提供了一种激光焊接系统的光功率衰减调节方法，所述方法包括：

当焊接接头输出的激光聚焦在待加工工件上时，光强度传感器检测待加工工件表面反射光的光强，得到光强值，并将光强值传输至处理器；

处理器根据待加工工件的属性和激光参数和光强值模拟反射光经由焊接接头和光功率衰减调节系统进入QBH准直系统的实际光功率；

处理器判断进入QBH准直系统的实际光功率是否大于安全值，如果是，则处理器通过控制驱动模块来控制光功率衰减装置对输出至焊接接头的光功率进行衰减，直至实时反馈的进入QBH准直系统的实际光功率小于或等于安全值为止。