[发明专利]一种复合激光加工方法及复合激光加工装置

说明书

本申请公开了一种复合激光加工方法及复合激光加工装置，所述方法是将N束激光以非同轴的方式复合以获得复合激光，N束激光中各束激光分别对应一加工工序，复合激光在待加工目标上形成N个光斑，N个光斑沿着加工方向呈线性排列，并且相邻光斑之间具有预设的间距，以对待加工目标上的一个或多个位置依序实施N道加工工序，其中，N为大于等于2的正整数，所述方法可以实现将任意波长、具有任意加工特性的N束激光相复合，具有简化加工工序的优点。本申请实施例的复合激光加工装置可以采用所述方法进行加工，具有整体结构布局合理、适用于工业化生产需求的优点。

技术领域

本申请涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种复合激光加工方法及复合激光加工装置。

背景技术

激光加工属于无接触加工，其是利用光的能量经过透镜聚焦后在待加工目标上形成具有高能量密度的光斑，依靠光斑的光热效应对待加工目标进行如切割、表面处理、焊接、打标和打孔等的加工操作，其中，表面处理包括激光熔敷、激光表面合金化、激光相变硬化和激光表面熔凝等加工操作。激光加工尤其适用于对高硬度、高脆性以及高熔点的材料进行加工。

目前，通常采用单激光束进行激光加工，虽然单激光加工技术发展的较为成熟，但单激光加工技术具有明显的局限性。以单激光焊接技术为例，采用单激光焊接技术焊接板材前一般需要增设板材清洗、板材预热等工序，板材焊接后一般需要增设板材冷却、板材清洗等工序，造成整个加工过程工序繁琐，并且存在易出现咬边、焊缝成型差、焊接处易产生气泡等问题。以单激光熔覆技术为例，经单激光熔覆处理后的板材存在气孔率较多、晶粒粗大、粉末熔化不均匀、熔覆表面不平整等问题。

因此，提供一种加工效果理想、经济可靠的复合激光加工方法及激光加工装置，成为当前激光加工技术领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有单激光加工技术的不足之处，本申请提供了一种复合激光加工方法及复合激光加工装置。

第一方面，本申请提供了一种复合激光加工方法，所述复合激光加工方法包括如下步骤：

分别获取N束激光，所述N束激光中各束激光分别对应一加工工序，且所述N束激光中至少有两者对应的加工工序不相同；

将所述N束激光以非同轴的方式复合，获得复合激光；以及

将所述复合激光作用于待加工目标上，所述复合激光在所述待加工目标上形成N个光斑，所述N个光斑沿着加工方向呈线性排列，并且所述N个光斑中相邻光斑之间具有预设的间距，以对所述待加工目标上的一个或多个位置依序实施N道加工工序；

其中，N为大于等于2的正整数。

可选的，当N为大于2的正整数时，所述N束激光中至少有两者对应的加工工序相同。

可选的，所述将所述N束激光以非同轴的方式复合，包括步骤：

将所述N束激光中各束激光分别准直形成平行激光束，获得N束平行光；

将所述N束平行光中的(N-1)束平行光分别反射形成反射激光束，以获得(N-1)束反射光，余下一束平行光保持出射方向不变，所述(N-1)束反射光中各束反射光的出射方向均与所述余下一束平行光的出射方向相交，且所述各束反射光的出射方向均与所述余下一束平行光的出射方向之间具有锐角夹角；以及

将所述各束反射光以及所述余下一束平行光分别聚焦，以形成N束聚焦光，所述N束聚焦光中各束聚焦光的光轴均不相同，然后将所述N束聚焦光相复合以形成复合激光。

可选的，所述N束激光包括连续式光纤激光、脉冲式光纤激光以及连续式半导体激光中的至少两者。