[发明专利]圆形光束变点环光束且能量分布可调焊接头

说明书

本发明涉及光的强度控制及激光焊接技术领域，特别涉及一种圆形光束变点环光束且能量分布可调焊接头，包括本体、调节杆、滑块、平顶锥镜和准直镜；平顶锥镜位于本体内的光源入射端且平顶锥镜固定在滑块上，滑块与调节杆通过螺纹连接，使得旋转调节杆能够调整平顶锥镜与激光源入射端的距离；准直镜位于本体内的平顶锥镜背离激光源入射端的方向，用于将经平顶锥镜处理后形成的点环光束调整为平行照射的点环光束。本发明用于锥形激光光源，可以产生内外环光束，能实现在焊接过程中外环起到加热与锁住匙孔溶液飞溅的作用，内环起到加深匙孔的效果；还可实现点环光束的点光束与环形光束之间能量对比调节，以适应不同焊接需要，提高了适用性。

技术领域

本发明涉及光的强度控制及激光焊接技术领域，特别涉及一种圆形光束变点环光束且能量分布可调焊接头。

背景技术

随着激光的不断发展，目前激光焊接涉及到我们生活中的方方面面，针对不同产品的焊接市面上也推出了各式各样的激光器、焊接头。由于激光对金属的焊接过程中会存在飞溅、焊疤气孔、表面光滑度等问题，特别是针对新能源电池的铝焊接，由于铝对1064波段的光在焊接时吸收率只有30%左右，所以普通激光器或者焊接头在焊接过程中往往由于匙孔形成慢且浅的作用下造成焊接飞溅大、表面成形不光滑，焊疤里面存在大量的气孔（气密性差）的情况，市面有推出环形激光器对其铝改善了上述焊接问题，其原理是同一光束有内外两环光束在焊接过程中外环起到加热与锁住匙孔溶液飞溅的作用，内环起到加深匙孔的效果。

目前，现有的环形激光器的内外两环光束的能量分配比固定，针对某一或者某几种材质焊接使用可能较好，但换成其他材质的焊接，其加深匙孔或者锁住匙孔溶液飞溅的效果会出现显著下降。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种圆形光束变点环光束且能量分布可调焊接头，包括本体、调节杆、滑块、平顶锥镜和准直镜；

平顶锥镜位于本体内的光源入射端且平顶锥镜固定在滑块上，滑块与调节杆通过螺纹连接，使得旋转调节杆能够调整平顶锥镜与激光源入射端的距离；

准直镜位于本体内的平顶锥镜背离激光源入射端的方向，用于将经平顶锥镜处理后形成的点环光束调整为平行照射的点环光束。

可选的，本体内沿准直镜轴线远离平顶锥镜方向设有保护透镜。

可选的，本体内在准直镜与保护透镜之间设有第一聚焦透镜。

可选的，本体内第一聚焦透镜背离保护透镜方向设有带水路接口的容腔。

可选的，本体在保护透镜沿轴线远离准直镜方向设置有进气口。

可选的，本体上还安装有CCD工业相机，CCD工业相机用于实时拍摄焊接面图像。

可选的，CCD工业相机位于平顶锥镜的轴向外侧，准直镜远离平顶锥镜方向设有第一反射镜，第一反射镜与准直镜呈45度角且反射面背离准直镜；CCD工业相机设有第二聚焦透镜，第二聚焦透镜远离CCD工业相机方向设置有第二反射镜，第二反射镜与第一反射镜平行且相对设置，使得第一反射镜接收到的焊接面反射光能够反射至第二反射镜，再由第二反射镜反射至第二聚焦透镜传输到CCD工业相机获得焊接面图像。

可选的，调节杆配置有伺服电机，伺服电机的输出轴与调节杆传动连接；

还包括控制器，控制器与伺服电机和CCD工业相机电连接，控制器用于对CCD工业相机拍摄的焊接面图像进行处理分析，并根据分析结果控制伺服电机对平顶锥镜进行调节。

可选的，控制器包括预处理模块、焊接分析模块和执行模块；

预处理模块用于对焊接面图像进行预处理，包括滤波处理；

焊接分析模块用于对行预处理后的焊接面图像进行分析，对焊接的匙孔进行识别，并对匙孔的中心及周边进行光谱对比分析；