雙介質(zhì)激光焊接裝置及雙介質(zhì)激光焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙介質(zhì)激光焊接裝置及雙介質(zhì)激光焊接方法，雙介質(zhì)激光焊接裝置用于將第一工件和第二工件焊接在一起，第一工件的熔點(diǎn)大于第二工件的熔點(diǎn)，第一工件具有第一焊接區(qū)，第二工件具有第二焊接區(qū)，雙介質(zhì)激光焊接裝置包括控制單元、激光發(fā)射單元及驅(qū)動(dòng)單元，激光發(fā)射單元與控制單元連接以將激光發(fā)射至第一工件和第二工件，驅(qū)動(dòng)單元與控制單元和激光發(fā)射單元連接，驅(qū)動(dòng)激光發(fā)射單元移動(dòng)以使激光在第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)之間移動(dòng)，且激光在第一焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率小于在第二焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率。由于該雙介質(zhì)激光焊接裝置和雙介質(zhì)激光焊接方法僅使用一束激光即可實(shí)現(xiàn)熔點(diǎn)不同的雙介質(zhì)材料的焊接，因此成本較低。
【專利說明】雙介質(zhì)激光焊接裝置及雙介質(zhì)激光焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光焊接領(lǐng)域，具體涉及一種雙介質(zhì)激光焊接裝置及雙介質(zhì)激光焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，激光已被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)，特別是焊接、切割和表面處理等領(lǐng)域。由于精度高、速率快，且工件上的熱應(yīng)變較小，因此激光焊接技術(shù)在焊接領(lǐng)域具有越來越重要的地位。現(xiàn)有技術(shù)中，在將兩種熔點(diǎn)不同的材料(例如陶瓷與金屬)焊接到一起時(shí)，一般采用兩種功率不同的激光，分別施加在不同的材料上，以將兩種材料均熔化，從而焊接到一起。但是，由于采用了兩種功率不同的激光，因此激光焊接設(shè)備的成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種成本較低的雙介質(zhì)激光焊接裝置和雙介質(zhì)激光焊接方法。
[0004]本發(fā)明一方面提供一種雙介質(zhì)激光焊接裝置，用于將第一工件和第二工件焊接在一起，所述第一工件的熔點(diǎn)大于第二工件的熔點(diǎn)，所述第一工件具有第一焊接區(qū)，所述第二工件具有與所述第一焊接區(qū)相鄰的第二焊接區(qū)，所述雙介質(zhì)激光焊接裝置包括控制單元、激光發(fā)射單元及驅(qū)動(dòng)單元，所述激光發(fā)射單元與所述控制單元連接以將激光發(fā)射至第一工件和第二工件，所述驅(qū)動(dòng)單元與所述控制單元和激光發(fā)射單元連接，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述激光發(fā)射單元移動(dòng)以使激光發(fā)射單元發(fā)射的激光在第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)之間移動(dòng)，且激光在第一焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率小于在第二焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率。
[0005]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述激光發(fā)射單元移動(dòng)，以使所述激光在第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)的界面的延伸方向前進(jìn)。
[0006]優(yōu)選地，所述激光發(fā)射單元包括激光器及與激光器球鉸接的支撐座，所述驅(qū)動(dòng)單元與所述激光器連接以驅(qū)動(dòng)所述激光器繞所述支撐座轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]優(yōu)選地，所述雙介質(zhì)激光焊接裝置還包括功率調(diào)節(jié)單元，所述功率調(diào)節(jié)單元與所述控制單元和激光發(fā)射單元連接，所述功率調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)所述激光發(fā)射單元發(fā)射激光的功率以使激光在第一焊接區(qū)的功率大于在第二焊接區(qū)的功率。
[0008]本發(fā)明另一方面還提供一種雙介質(zhì)激光焊接方法，用于將第一工件和第二工件焊接在一起，所述第一工件的熔點(diǎn)大于第二工件的熔點(diǎn)，所述第一工件具有第一焊接區(qū)，所述第二工件具有與所述第一焊接區(qū)相鄰的第二焊接區(qū)。所述雙介質(zhì)激光焊接方法包括如下步驟:
[0009]向所述第一焊接區(qū)或第二焊接區(qū)發(fā)射激光；
[0010]使所述激光在所述第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)之間移動(dòng)，且激光在第一焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率小于在第二焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率。[0011]優(yōu)選地，使所述激光在第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)的界面的延伸方向前進(jìn)。
[0012]優(yōu)選地，在使所述激光移動(dòng)的同時(shí)調(diào)節(jié)所述激光的功率以使激光在第一焊接區(qū)的功率大于在第二焊接區(qū)的功率。
[0013]本發(fā)明所提供的雙介質(zhì)激光焊接裝置和雙介質(zhì)激光焊接方法，通過使一束激光在第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)之間移動(dòng)，且使激光在第一焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率小于在第二焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率，從而可以使第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)差不多同時(shí)熔化，從而能夠較好地焊接在一起。由于該雙介質(zhì)激光焊接裝置和雙介質(zhì)激光焊接方法僅使用一束激光即可實(shí)現(xiàn)熔點(diǎn)不同的雙介質(zhì)材料的焊接，因此成本較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的雙介質(zhì)激光焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的雙介質(zhì)激光焊接裝置中激光發(fā)射單元與驅(qū)動(dòng)單元的連接關(guān)系不意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例在焊接時(shí)激光的移動(dòng)路徑示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例在焊接時(shí)激光的移動(dòng)路徑示意圖。
[0018]圖5是在焊接時(shí)激光的移動(dòng)速率變化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]請(qǐng)參考請(qǐng)參考圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種雙介質(zhì)激光焊接裝置10，其包括控制單元11、激光發(fā)射單元12及驅(qū)動(dòng)單元13。
[0021]激光發(fā)射單元12與控制單元11連接以將激光發(fā)射至焊接工件20。具體來說，焊接開始時(shí)，控制單元11向激光發(fā)射單元12發(fā)出控制信號(hào)，激光發(fā)射單元12向焊接工件20發(fā)射激光。請(qǐng)參考圖3和圖4，焊接工件20包括第一工件21和第二工件22。第一工件21的熔點(diǎn)大于第二工件22的熔點(diǎn)。第一工件21具有第一焊接區(qū)211，第二工件22具有與第一焊接區(qū)211相鄰的第二焊接區(qū)221。第一工件21可以由陶瓷材料制成，第二工件22可以由金屬材料例如鋼制成。
[0022]請(qǐng)參考圖3至圖5，驅(qū)動(dòng)單元13與控制單元11和激光發(fā)射單元12連接。具體來說，驅(qū)動(dòng)單元13可以具有驅(qū)動(dòng)部件如電機(jī)和傳動(dòng)部件如齒輪齒條等。焊接過程中，驅(qū)動(dòng)單元13驅(qū)動(dòng)激光發(fā)射單元12移動(dòng)，以使激光發(fā)射單元12發(fā)射的激光在第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221之間移動(dòng)，且激光在第一焊接區(qū)211內(nèi)的移動(dòng)速率小于在第二焊接區(qū)221內(nèi)的移動(dòng)速率。請(qǐng)參考圖5，激光在第一焊接區(qū)211內(nèi)以第一速率勻速移動(dòng)，在第二焊接區(qū)221內(nèi)以大于第一速率的第二速率勻速移動(dòng)。由于第一速率小于第二速率，因此激光可以是第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221差不多同時(shí)熔化，從而能夠較好地焊接在一起。
[0023]請(qǐng)參考圖3，在一優(yōu)選實(shí)施例中，在焊接過程中，驅(qū)動(dòng)單元13驅(qū)動(dòng)激光發(fā)射單元12移動(dòng)，以使激光在第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221的界面的延伸方向前進(jìn)。如圖3所示，激光從第一焊接區(qū)211的內(nèi)邊緣出發(fā)，橫向穿過第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221，到達(dá)第二焊接區(qū)221的內(nèi)邊緣，然后再斜向返回。如此往復(fù)，直至激光路徑沿第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221的界面的延伸方向(在圖3中為向下)覆蓋整個(gè)第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221。圖4示出了激光移動(dòng)路徑的另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中，激光每次穿過第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221的界面時(shí)，其移動(dòng)路徑均與第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221的界面的延伸方向形成銳角，如此路徑可以使焊接速率較快。
[0024]請(qǐng)參考圖2，在一優(yōu)選實(shí)施例中，激光發(fā)射單元12包括激光器121及與激光器121球鉸接的支撐座122，驅(qū)動(dòng)單元13與激光器121連接以驅(qū)動(dòng)激光器121繞支撐座122轉(zhuǎn)動(dòng)。通過驅(qū)動(dòng)激光器121繞支撐座122轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221內(nèi)移動(dòng)。在其他實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元13也可以驅(qū)動(dòng)激光發(fā)射單元12平移來實(shí)現(xiàn)激光的移動(dòng)。
[0025]在一優(yōu)選實(shí)施例中，該雙介質(zhì)激光焊接裝置還包括功率調(diào)節(jié)單元14，功率調(diào)節(jié)單元14與控制單元11和激光發(fā)射單元12連接以調(diào)節(jié)激光發(fā)射單元12發(fā)射激光的功率。在焊接過程中，功率調(diào)節(jié)單元14調(diào)節(jié)激光發(fā)射單元12發(fā)射激光的功率以使激光在第一焊接區(qū)211的功率大于在第二焊接區(qū)221的功率。通過如此設(shè)置，可以更好地控制第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221差不多同時(shí)熔化。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種雙介質(zhì)激光焊接方法，用于將第一工件21和第二工件22焊接在一起，第一工件21的熔點(diǎn)大于第二工件22的熔點(diǎn)，第一工件21具有第一焊接區(qū)211，第二工件22具有與第一焊接區(qū)211相鄰的第二焊接區(qū)22。該雙介質(zhì)激光焊接方法包括如下步驟:
[0027]向第一焊接區(qū)211或第二焊接區(qū)221發(fā)射激光；
[0028]然后使激光在第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221之間移動(dòng)，且激光在第一焊接區(qū)211內(nèi)的移動(dòng)速率小于在第二焊接區(qū)221內(nèi)的移動(dòng)速率。
[0029]激光一開始可以射在第一焊接區(qū)211，也可以射在第二焊接區(qū)221。圖5所示的實(shí)施例中，激光一開始是射在第一焊接區(qū)211中。
[0030]在一優(yōu)選實(shí)施例中，使激光在第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221的界面的延伸方向前進(jìn)。請(qǐng)參考圖3，在一優(yōu)選實(shí)施例中，激光從第一焊接區(qū)211的內(nèi)邊緣出發(fā)，橫向穿過第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221，到達(dá)第二焊接區(qū)221的內(nèi)邊緣，然后再斜向返回。如此往復(fù)，直至激光路徑沿第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221的界面的延伸方向(在圖3中為向下)覆蓋整個(gè)第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221。圖4示出了激光移動(dòng)路徑的另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中，激光每次穿過第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221的界面時(shí)，其移動(dòng)路徑均與第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221的界面的延伸方向形成銳角，如此路徑可以使焊接速率較快。
[0031 ] 在一優(yōu)選實(shí)施例中，在使激光移動(dòng)的同時(shí)調(diào)節(jié)激光的功率以使激光在第一焊接區(qū)211的功率大于在第二焊接區(qū)221的功率。通過如此設(shè)置，可以更好地控制第一焊接區(qū)211和第二焊接區(qū)221差不多同時(shí)熔化。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例所提供的雙介質(zhì)激光焊接裝置和雙介質(zhì)激光焊接方法，通過使一束激光在第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)之間移動(dòng)，且使激光在第一焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率小于在第二焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率，從而可以使第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)差不多同時(shí)熔化，從而能夠較好地焊接在一起。由于該雙介質(zhì)激光焊接裝置和雙介質(zhì)激光焊接方法僅使用一束激光即可實(shí)現(xiàn)熔點(diǎn)不同的雙介質(zhì)材料的焊接，因此成本較低。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙介質(zhì)激光焊接裝置，用于將第一工件和第二工件焊接在一起，所述第一工件的熔點(diǎn)大于第二工件的熔點(diǎn)，所述第一工件具有第一焊接區(qū)，所述第二工件具有與所述第一焊接區(qū)相鄰的第二焊接區(qū)，其特征在于，所述雙介質(zhì)激光焊接裝置包括控制單元、激光發(fā)射單元及驅(qū)動(dòng)單元，所述激光發(fā)射單元與所述控制單元連接以將激光發(fā)射至第一工件和第二工件，所述驅(qū)動(dòng)單元與所述控制單元和激光發(fā)射單元連接，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述激光發(fā)射單元移動(dòng)以使激光發(fā)射單元發(fā)射的激光在第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)之間移動(dòng)，且激光在第一焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率小于在第二焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙介質(zhì)激光焊接裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述激光發(fā)射單元移動(dòng)，以使所述激光在第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)的界面的延伸方向前進(jìn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙介質(zhì)激光焊接裝置，其特征在于，所述激光發(fā)射單元包括激光器及與激光器球鉸接的支撐座，所述驅(qū)動(dòng)單元與所述激光器連接以驅(qū)動(dòng)所述激光器繞所述支撐座轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的雙介質(zhì)激光焊接裝置，其特征在于，還包括功率調(diào)節(jié)單元，所述功率調(diào)節(jié)單元與所述控制單元和激光發(fā)射單元連接，所述功率調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)所述激光發(fā)射單元發(fā)射激光的功率以使激光在第一焊接區(qū)的功率大于在第二焊接區(qū)的功率。
5.一種雙介質(zhì)激光焊接方法，用于將第一工件和第二工件焊接在一起，所述第一工件的熔點(diǎn)大于第二工件的熔點(diǎn)，所述第一工件具有第一焊接區(qū)，所述第二工件具有與所述第一焊接區(qū)相鄰的第二焊接區(qū)，其特征在于，所述雙介質(zhì)激光焊接方法包括如下步驟: 向所述第一焊接區(qū)或第二焊接區(qū)發(fā)射激光； 使所述激光在所述第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)之間移動(dòng)，且激光在第一焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率小于在第二焊接區(qū)內(nèi)的移動(dòng)速率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙介質(zhì)激光焊接方法，其特征在于，使所述激光在第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)內(nèi)沿“Z”字形路徑移動(dòng)且沿第一焊接區(qū)和第二焊接區(qū)的界面的延伸方向前進(jìn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的雙介質(zhì)激光焊接方法，其特征在于，在使所述激光移動(dòng)的同時(shí)調(diào)節(jié)所述激光的功率以使激光在第一焊接區(qū)的功率大于在第二焊接區(qū)的功率。
【文檔編號(hào)】B23K26/08GK103624405SQ201310639208
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】俞國(guó)麟 申請(qǐng)人:寧波唯爾激光科技有限公司