[发明专利]激光对射焊接装置和方法

说明书

本发明公开的一种激光对射焊接装置和方法，涉及激光焊接技术领域。包括激光发生器、第一聚焦镜、第二聚焦镜和样品台，激光发生器用于产生第一脉冲激光和第二脉冲激光，第一玻璃和第二玻璃层叠设置。第一聚焦镜设于激光发生器和第一玻璃之间，第一聚焦镜用于使第一脉冲激光从第一玻璃远离第二玻璃的一侧入射至第一玻璃和第二玻璃之间的间隙处；第二聚焦镜用于使第二脉冲激光从第二玻璃远离第一玻璃的一侧入射至第一玻璃和第二玻璃之间的间隙处；通过第一脉冲激光和第二脉冲激光对射，并在第一玻璃和第二玻璃之间产生等离子体并形成融化物，以焊接第一玻璃和第二玻璃，提高焊接质量和效率。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体而言，涉及一种激光对射焊接装置和方法。

背景技术

激光焊接技术是一种利用高能量密度的激光束作为热源的新型连接技术，具有选择性焊接、无接触、效率高等优点，因而在工程上得到了广泛应用和快速发展。

然而该焊接技术用于玻璃焊接却较为困难，因为玻璃对大多数激光而言是透明的，即激光无法与玻璃发生相互作用而沉积能量，若采用不会透过玻璃的激光，如CO₂激光器发出的波长为10.6μm的激光，则激光会在玻璃表面上与其发生相互作用，而无法透过玻璃在其接触处沉积能量实现焊接。因此利用激光焊接技术对玻璃实施焊接时，需要在玻璃间隙中插入中间吸收层，或者下层材料为不透光材料，然后采用对玻璃具有透射性波长的激光，将其聚焦到玻璃接触间隙处，利用中间吸收层或者下层材料对激光的吸收来沉积激光能量从而实现焊接。这样的焊接方法显然会影响器件的整体透光性能，而且由于异质材料的引入，热膨胀系数的差异会导致焊缝受到热应力的影响，从而导致焊缝失效。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种激光对射焊接装置和方法，其能够直接用于两个玻璃材质的焊接，无需引入不透光材料，对需要焊接的玻璃表面光学要求低，焊接后不影响产品的透光性能，提高焊接质量和效率。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种激光对射焊接装置，包括激光发生器、第一聚焦镜、第二聚焦镜和样品台；

所述激光发生器用于产生第一脉冲激光和第二脉冲激光，所述样品台用于放置第一玻璃和第二玻璃，所述第一玻璃和所述第二玻璃层叠设置；

所述第一聚焦镜设于所述激光发生器和所述第一玻璃之间，所述第一聚焦镜用于使所述第一脉冲激光从所述第一玻璃远离所述第二玻璃的一侧入射至所述第一玻璃和所述第二玻璃之间的间隙处；所述第一脉冲激光用于在所述第二玻璃靠近所述第一玻璃的一侧产生等离子体并融化所述第二玻璃，以焊接所述第一玻璃和所述第二玻璃；

所述第二聚焦镜设于所述激光发生器和所述第二玻璃之间，所述第二聚焦镜用于使所述第二脉冲激光从所述第二玻璃远离所述第一玻璃的一侧入射至所述第一玻璃和所述第二玻璃之间的间隙处；所述第二脉冲激光用于在所述第一玻璃靠近所述第二玻璃的一侧产生等离子体并融化所述第一玻璃，以焊接所述第一玻璃和所述第二玻璃。

在可选的实施方式中，所述第一脉冲激光在所述第一玻璃远离所述第二玻璃的一侧的入射方向与所述第二脉冲激光在所述第二玻璃远离所述第一玻璃的一侧的入射方向位于同一直线上。

在可选的实施方式中，还包括偏振分束镜，所述偏振分束镜设于所述激光发生器和所述样品台之间，所述偏振分束镜用于将所述激光发生器发出的光束分为所述第一脉冲激光和所述第二脉冲激光，所述第一脉冲激光用于经所述第一聚焦镜后从所述第一玻璃入射，所述第二脉冲激光用于经所述第二聚焦镜后从所述第二玻璃入射。

在可选的实施方式中，还包括扩束准直镜，所述扩束准直镜设于所述激光发生器和所述偏振分束镜之间。