[发明专利]一种半导体蓝光激光和光纤激光的复合焊接装置

说明书

本发明属于激光加工制造领域，更具体地，涉及一种半导体激光和光纤激光的复合焊接装置。该装置包括光路隔离防护部分和光路复合部分；其中，光路隔离防护部分包括半导体激光器反射光保护装置和光纤激光器反射光保护装置；该保护装置均能够使正向传输光通过，而使从焊接工件表面反射回来的逆向传输光通过反射为正向传输光后被重新利用。使用时，半导体激光入射光和光纤激光入射光分别穿过半导体激光器反射光保护装置和光纤激光器反射光保护装置，然后经光路复合部分在焊接工件表面形成两个相对位置可调的激光光斑，对焊接工件进行焊接。本发明的复合焊接装置能够克服克服铜等高反射率材料焊接困难、焊接过程中出现缺陷以及效率低的问题。

技术领域

本发明属于激光加工制造领域，更具体地，涉及一种半导体蓝光激光和光纤激光的复合焊接装置。

背景技术

目前汽车电气化的发展显著增加了对铜材料的可靠和有效的焊接工艺需求。由于铜在1μm左右波长的低吸收率和高导热率，铜材料的激光焊接经常导致焊接缺陷。这种焊缝遭受许多喷射和孔隙，经常可以看到沿焊缝穿透深度的强烈波动。对于近红外和远红外激光，高导热率和极低的室温吸收要求高激光功率强度以达到深度穿透焊接工艺。此外，低吸收还导致对表面条件的变化(如氧化或粗糙度)的高灵敏度，红外辐射的吸收在从固体到液体的相变过程中显着上升。所有这些特征导致敏感过程，重现性低。

因此在电动汽车电力传输连接组件的需求日益增长的推动下，激光器制造商正在寻找激光光源，能够对铜有足够的激光吸收功率，以实现焊接等制造工艺。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种半导体激光和光纤激光的复合焊接装置，其通过设置激光器反射光保护装置阻止高反射率材料反射激光对激光器的损坏，通过设置光路复合部分实现两种激光光路的复合，由此解决现有技术激光焊接过程中铜及铜合金等对于红外波长的激光反射率高、红外波长激光对高反射材料的焊接效果不理想等的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种半导体激光和光纤激光的复合焊接装置，包括光路隔离防护部分和光路复合部分；其中，

所述光路隔离防护部分包括半导体激光器反射光保护装置和光纤激光器反射光保护装置；所述光路复合部分用于将半导体激光光路和光纤激光光路在焊接工件表面实现复合；

使用时，半导体激光入射光和光纤激光入射光分别穿过所述半导体激光器反射光保护装置和光纤激光器反射光保护装置，然后经所述光路复合部分在焊接工件表面形成两个相对位置可调的激光光斑，对所述焊接工件进行焊接；

所述光路隔离防护部分还用于隔离从焊接工件表面反射回来的激光，使得所述半导体激光反射光和所述光纤激光反射光经过所述光路隔离防护部分的处理后返回至所述焊接工件表面，再次用于焊接；

所述半导体激光器反射光保护装置和光纤激光器反射光保护装置内均设置有第一组合双折射棱镜、绕有线圈的磁致旋光材料和第二组合双折射棱镜；

使用时，光路为从激光器入射的正向传输光时，光路依次经过所述第一组合双折射棱镜、绕有线圈的磁致旋光材料和第二组合双折射棱镜；所述第一组合双折射棱镜用于利用全反射将入射光分为偏振方向相互垂直的O光和E光；所述绕有线圈的磁致旋光材料用于利用通电时发生的旋光效应将入射的偏振光的偏振面从逆着光线传播的方向上看顺时针旋转45度；所述第二组合双折射棱镜用于将被所述第一组合双折射棱镜分开的两束偏振光重新合成为一束光；

使用时，光路为从焊接工件表面反射回的逆向传输光时，光路依次经过所述第二组合双折射棱镜、绕有线圈的磁致旋光材料和第一组合双折射棱镜；所述第二组合双折射棱镜用于利用全反射将入射的反射光分为偏振方向相互垂直的O光和E光；所述绕有线圈的磁致旋光材料用于利用通电时发生的旋光效应将入射的偏振光的偏振面从逆着光线传播的方向上看顺时针旋转45度；所述第一组合双折射棱镜用于将被所述第二组合双折射棱镜分开的两束偏振光反射为正向传输光；