[发明专利]一种激光焊接装置及其焊接方法

说明书

本发明提供一种激光焊接装置及其焊接方法，属于激光焊接技术领域，该方法包括激光器根据焊接时间段输出频率变化的激光，激光按预设路径扫描待焊接金属。在不同的焊接时间段，输出不同频率的激光，激光频率随着焊接时间段改变，使作用在待焊接金属上的激光能量随之变化，激光能量和焊接所需的能量基本相等，避免因激光能量过剩导致的待焊接金属变形，同时，还避免待焊接金属内部产生应力，降低待焊接金属变形的几率，提高焊接质量。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体而言，涉及一种激光焊接装置及其焊接方法。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。随着工业的发展，激光焊接越来越广泛地应用于金属焊接领域。

但现有的激光金属焊接技术，受其激光与材料作用时间(即脉冲宽度ms量级)影响，容易导致能量过大，产生较大的热效应，会使得多余的能量继续作用在金属物质上，持续对焊接材料产生冲击和使金属液态化，导致金属物质产生形变，当一个激光脉冲停止时，液态化的金属冷却凝结成固态时，在固态金属内部又会产生应力，导致形变更加严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光焊接装置及其焊接方法，能有效降低焊接后金属变形的几率，提高焊接质量。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面提供一种激光焊接方法，其包括激光器根据焊接时间段输出频率变化的激光，激光按预设路径扫描待焊接金属。

可选地，激光器根据焊接时间段输出频率变化的激光，激光按预设路径扫描待焊接金属包括：在第一焊接时间段内，激光器输出第一频率的激光；其中，第一焊接时间段为0～20ms，第一频率为20KHz～40KHz；在第二焊接时间段内，激光器输出第二频率的激光；其中，第二焊接时间段为20ms～80ms，第二频率为30KHz～100KHz；在第三焊接时间段内，激光器输出第三频率的激光；其中，第三焊接时间段为80ms～100ms，第三频率为10KHz～30KHz。

可选地，激光器根据焊接时间段输出频率变化的激光，激光按预设路径扫描待焊接金属包括：在第一焊接时间段内，激光加速至200mm/s～1000mm/s扫描；在第二焊接时间段内，激光以200mm/s～1000mm/s匀速扫描；在第三焊接时间段内，激光从200mm/s～1000mm/s减速至0扫描。

可选地，激光器连接有振镜，振镜连接有驱动器；激光器根据焊接时间段输出频率变化的激光，激光按预设路径扫描待焊接金属包括：驱动器控制振镜运动，振镜带动通过振镜的激光运动扫描。

可选地，振镜沿激光器的出射方向还连接有聚焦透镜，激光依次经振镜和聚焦透镜出射；激光器根据焊接时间段输出频率变化的激光，激光按预设路径扫描待焊接金属包括：激光沿预设路径扫描，在预设路径上依次形成多个相互连接的圆形光斑；其中，圆形光斑的直径为20um～100um，多个圆形光斑的间距为圆形光斑的直径的1/1000倍～1/20倍。

可选地，在激光器根据焊接时间段输出频率变化的激光，激光按预设路径扫描待焊接金属之前，方法还包括：调整激光的脉宽范围在2ns～350ns之间。

可选地，在激光器根据焊接时间段输出频率变化的激光，激光按预设路径扫描待焊接金属之前，方法还包括：调整激光的波长为1064nm。

本发明实施例的另一方面提供一种激光焊接装置，其包括激光器和与激光器连接的控制器，控制器控制激光器根据焊接时间段出射频率变化的激光，并使激光按预设路径扫描待焊接金属。

可选地，激光器还连接振镜，振镜连接有驱动器，驱动器和控制器电连接，通过控制器控制驱动器，以驱动振镜运动，以使激光器出射的激光经振镜后运动。

可选地，振镜沿激光器的出射方向还连接有聚焦透镜，以使激光依次经振镜和聚焦透镜后出射。