[实用新型]一种焊接设备

说明书

本实用新型公开了一种焊接设备，属于激光焊接技术领域。该焊接设备包括光束整形系统及长焦会聚透镜和短焦会聚透镜；长焦会聚透镜间隔设置于光束整形系统的一侧以对从光束整形系统发出的贝塞尔光束进行第一次聚焦压缩，短焦会聚透镜间隔设置于长焦会聚透镜的背离光束整形系统的一侧以对贝塞尔光束第二次聚焦压缩后对待焊接材料进行焊接。上述焊接设备可用于对待焊接材料进行焊接，与高斯光束相比，上述设备形成的直径小、焦深长、能量密度高的贝塞尔聚焦光束能够使焊接过程中接头界面受热均匀，降低激光焊接对于对焦精度的要求，提高焊接工艺适应性和焊接质量。同时，贝塞尔光束增长的焦深有利于具有较大接触间隙材料的搭接焊。

技术领域

本实用新型涉及激光焊接领域，具体而言，涉及一种焊接设备。

背景技术

通常，激光焊接过程中聚焦后的高斯激光束焦深小，激光焦点中心需精准地控制在待焊接材料界面特定位置，严重影响了焊接工艺的适应性。并且，聚焦后高斯光束轴向强度分布梯度较大，容易导致焊接过程中界面受热不均匀，尤其是对于较大接触间隙材料的搭接焊，界面受热不匀更为明显，不仅能容易导致焊缝中易形成气孔的缺陷，而且有的还会导致焊缝不能熔合，影响最终的焊接质量。

鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种焊接设备，其结构简单，能够形成的直径小、焦深长、能量密度高的贝塞尔聚焦光束，使焊接过程中接头界面受热均匀，降低激光焊接对于对焦精度的要求，提高焊接工艺适应性和焊接质量。

本实用新型可这样实现：

本实用新型提供一种焊接设备，其包括光束处理装置，光束处理装置包括光束整形系统以及4f成像系统。

4f成像系统包括长焦会聚透镜和短焦会聚透镜。

长焦会聚透镜间隔设置于光束整形系统的一侧以对从光束整形系统发出的贝塞尔光束进行第一次聚焦压缩，短焦会聚透镜间隔设置于长焦会聚透镜的背离光束整形系统的一侧以对从长焦会聚透镜发出的贝塞尔光束进行第二次聚焦压缩并用于对待焊接材料进行焊接。

在可选的实施方式中，光束整形系统包括锥透镜、空间光调制器或衍射光学元件。

在可选的实施方式中，锥透镜为圆锥透镜。

在可选的实施方式中，圆锥透镜的底角为0.5-6°。

在可选的实施方式中，长焦会聚透镜的焦距为f1，短焦会聚透镜的焦距为f2，长焦会聚透镜与短焦会聚透镜的缩束倍率f1/f2为10-50。

在可选的实施方式中，光束整形系统与长焦会聚透镜之间的距离为20-200mm，长焦会聚透镜与短焦会聚透镜之间的距离为50-450mm，短焦会聚透镜与待焊接材料之间的距离为4-20mm。

在可选的实施方式中，焊接设备还包括光束产生装置，光束产生装置包括激光器，激光器设置于光束整形系统的远离4f成像系统的一侧以使激光器发出的高斯光束经光束整形系统整形为贝塞尔光束。

在可选的实施方式中，激光器包括纳秒激光器、皮秒激光器或飞秒激光器。

在可选的实施方式中，焊接设备还包括移动装置，移动装置用于控制光束处理装置移动以使短焦会聚透镜聚焦压缩后的贝塞尔光束在待焊接材料的表面进行扫描运动。

在可选的实施方式中，移动装置包括移动台或机械臂。

本实用新型的有益效果包括：