[发明专利]用于激光焊接的方法和设备

权利要求书

1.一种用于经由激光焊机将第一工件接合到第二工件的方法，其中所述第一工件和所述第二工件被构造作为片材，并且其中所述第一工件包括顶部表面和底部表面，所述方法包括：

将所述第一工件和所述第二工件布置成叠堆，包括将所述第一工件的部分与所述第二工件的部分重叠；

经由所述激光焊机生成第一激光束并同时控制所述激光焊机以横穿设置在所述第一工件的所述顶部上的期望焊接路径；以及

经由所述激光焊机生成第二激光束并同时控制所述激光焊机以横穿设置在所述第一工件的所述顶部表面上的所述期望焊接路径；

其中经由所述激光焊机生成所述第一激光束包括以脉冲操作并在第一功率水平下操作所述激光焊机,选择所述第一功率水平以将所述第一工件从固态改变为熔融状态，其中以脉冲操作并在第一功率水平下操作所述激光焊机包括在占空比和功率水平下操作所述激光焊机，所述占空比和所述功率水平是基于所述第一工件的所述顶部表面的吸收率和/或反射率来确定的；并且

其中经由所述激光焊机生成所述第二激光束包括以连续操作并在第二功率水平下操作所述激光焊机,选择所述第二功率水平以将所述第一工件和所述第二工件改变为熔融状态，选择限制以避免达到蒸发状态，其中以连续操作并在第二功率水平下操作所述激光焊机是基于所述第一工件和所述第二工件的物理属性来调节。

2.根据权利要求1所述的方法，其中经由所述激光焊机生成所述第一激光束包括控制所述第一激光束以具有设置在所述第一工件的所述顶部表面下方的焦点。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在基于所述第一工件的所述顶部表面的反射率确定的占空比和功率水平下操作所述激光焊机包括当所述第一工件是由铜制造的时以50％的占空比来操作所述激光焊机。

4.根据权利要求1所述的方法，其中设置在所述第一工件的所述顶部表面上的所述期望焊接路径包括这样的焊接路径，所述焊接路径包括所述第一工件的重叠到所述第二工件的所述部分上的所述部分。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括在控制所述激光焊机横穿所述期望焊接路径之前将压缩载荷施加到所述第一工件和所述第二工件。

6.根据权利要求1所述的方法，其中与所述第二激光束相关联的所述第二功率水平小于与所述第一激光束相关联的第一功率水平。

7.根据权利要求1所述的方法，其中基于与所述第二工件的蒸发相关联的温度来选择与所述第二激光束相关联的所述第二功率水平。

8.一种用于接合第一金属工件和第二金属工件的设备，其中所述第一金属工件和所述第二金属工件被构造作为片材，并且其中所述第一金属工件包括顶部表面和底部表面，所述设备包括：

激光焊机；和

控制器，其中所述控制器可操作地连接到所述激光焊机；

其中所述第一金属工件和所述第二金属工件被布置成叠堆并被定位成使得所述第一金属工件的部分重叠所述第二金属工件的部分；

其中所述控制器被构造用于控制所述激光焊机以生成第一激光束并同时控制所述激光焊机以横穿设置在所述第一金属工件的所述顶部表面上的期望焊接路径；

其中所述控制器被构造用于控制所述激光焊机以生成第二激光束并同时控制所述激光焊机以横穿设置在所述第一金属工件的所述顶部表面上的所述期望焊接路径；

其中所述第一激光束包括以脉冲操作并在第一功率水平下操作的所述激光焊机,选择所述第一功率水平以将所述第一工件从固态改变为熔融状态，其中以脉冲操作并在第一功率水平下操作所述激光焊机包括在占空比和功率水平下操作所述激光焊机，所述占空比和所述功率水平是基于所述第一工件的所述顶部表面的吸收率和/或反射率来确定的；并且

其中所述第二激光束包括以连续操作并在第二功率水平下操作的所述激光焊机,选择所述第二功率水平以将所述第一工件和所述第二工件改变为熔融状态，选择限制以避免达到蒸发状态，其中以连续操作并在第二功率水平下操作所述激光焊机是基于所述第一工件和所述第二工件的物理属性来调节。