一種激光同步焊接工藝及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光同步焊接工藝及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法，其主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，由于其焊接過程屬熱傳導型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導向內(nèi)部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復頻率等參數(shù)，能夠使得工件熔化，以形成特定的熔池。
[0003]目前，在車燈行業(yè)塑料件大燈或后燈的焊接過程中，一般是采用激光焊接工藝來進行物件之間的焊接，但在實際應用中卻發(fā)現(xiàn)當前的激光焊接工藝中，焊接時焊接筋焊接狀態(tài)不穩(wěn)定，且由于焊接時激光束是通體震鏡反射到被焊接物體上，而被焊接物體又多是曲面形狀角度等不規(guī)則圖形，就會使得激光發(fā)生器照射時產(chǎn)生反射等缺陷，進而使得激光的能量被部分反射掉，即激光的能量不能全部集中在被焊接物體上(激光器發(fā)射端面不再被焊接物焊接的法線上)；進而致使焊接不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述問題，本申請記載了一種激光同步焊接裝置，可應用于對被焊接物進行同步焊接的工藝中，所述被焊接物包括產(chǎn)品底座和產(chǎn)品透鏡，所述裝置包括:
[0005]頂升氣缸；
[0006]第一承載板，固定設(shè)置于所述頂升氣缸之上；
[0007]第二承載板，通過焊接氣缸設(shè)置于所述第一承載板之上；
[0008]運動下模，固定設(shè)置于所述第二承載板之上，以用于夾持所述產(chǎn)品底座；
[0009]固定上模，對應所述運動下模設(shè)置于所述運動下模的上方，以用于夾持所述產(chǎn)品透鏡；以及
[0010]所述固定上模之上設(shè)置有激光源和導光管，且所述導光管位于所述激光源與所述產(chǎn)品透鏡之間；并且
[0011]所述頂升氣缸通過所述第一承載板和所述第二承載板驅(qū)動所述產(chǎn)品底座移動至焊接點位置處，以使所述產(chǎn)品透鏡貼合至所述產(chǎn)品底座之上；所述導光管對所述激光源發(fā)射的激光束進行處理后透過所述產(chǎn)品透鏡匯聚至所述產(chǎn)品底座的焊接區(qū)域進行加熱，同時所述焊接氣缸通過所述第二承載板驅(qū)動所述運動下模對所述產(chǎn)品底座和所述產(chǎn)品透鏡進行壓合。
[0012]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的激光同步焊接裝置中:
[0013]所述運動下模上固定設(shè)置有產(chǎn)品胎具，且所述產(chǎn)品底座固定設(shè)置于所述產(chǎn)品胎具上。
[0014]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的激光同步焊接裝置中:
[0015]所述導光管包括導光管本體和導光管固定塊，所述導光管固定塊固定于所述固定上模之上；以及
[0016]所述激光源發(fā)射的激光束經(jīng)所述導光管本體處理后至所述產(chǎn)品底座的焊接區(qū)域進行加熱。
[0017]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的激光同步焊接裝置中:
[0018]所述固定上模上設(shè)置有若干固定孔；以及
[0019]所述導光管本體通過所述若干固定孔固定于所述固定上模上，以形成與所述被焊接物上的所述焊接區(qū)域匹配的結(jié)構(gòu)形狀。
[0020]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的激光同步焊接裝置中:
[0021 ] 所述導光管本體為管狀結(jié)構(gòu)；以及
[0022]所述激光源發(fā)射的激光束經(jīng)所述導光管本體處理后分布均勻的條狀焊接光斑，所述焊接光斑照射至所述被焊接物的焊接區(qū)域進行加熱。
[0023]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的激光同步焊接裝置中:
[0024]所述導光管本體的材質(zhì)為透明材質(zhì)。
[0025]本申請還記載了一種激光同步焊接工藝，可應用于對包括產(chǎn)品底座和產(chǎn)品透鏡的焊接物進行焊接，所述工藝包括:
[0026]將所述產(chǎn)品底座固定于設(shè)置在運動下模上的產(chǎn)品胎具之上，并繼續(xù)外形定位；
[0027]將所述產(chǎn)品透鏡夾持于固定上模上，以使所述產(chǎn)品透鏡位于所述產(chǎn)品底座的上方；
[0028]利用頂升氣缸驅(qū)動所述產(chǎn)品底座移動至焊接點位置處，使所述產(chǎn)品透鏡與所述產(chǎn)品底座貼合；
[0029]激光源發(fā)射激光束經(jīng)導光管整形并透過所述產(chǎn)品透鏡匯聚至所述產(chǎn)品底座的焊接區(qū)域進行加熱；同時，利用焊接氣缸驅(qū)動所述運動下模對所述產(chǎn)品底座和所述產(chǎn)品透鏡進行壓合。
[0030]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的激光同步焊接工藝中:
[0031]所述導光管包括導光管本體和導光管固定塊，所述導光管固定塊固定于所述固定上模之上；以及
[0032]所述激光源發(fā)射的激光束經(jīng)所述導光管本體處理后至所述產(chǎn)品底座的焊接區(qū)域進行加熱。
[0033]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的激光同步焊接工藝中:
[0034]所述固定上模上設(shè)置有若干固定孔；以及
[0035]所述導光管本體通過所述若干固定孔固定設(shè)置于所述固定上模上，以形成與所述產(chǎn)品底座上的所述焊接區(qū)域匹配的結(jié)構(gòu)形狀。
[0036]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的激光同步焊接工藝中:
[0037]所述導光管本體為管狀結(jié)構(gòu)；以及
[0038]所述激光源發(fā)射的激光束經(jīng)所述導光管本體整形為條狀光斑，所述焊接光斑照射至所述產(chǎn)品底座的焊接區(qū)域進行加熱。
[0039]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的激光同步焊接工藝中:
[0040]所述導光管本體的材質(zhì)為透明材質(zhì)。
[0041]作為一個優(yōu)選的實施例，上述的激光同步焊接工藝中:
[0042]采用所述激光同步焊接工藝對所述被焊物進行焊接工藝時，不產(chǎn)生粉末，且所產(chǎn)生的廢邊的尺寸:
[0043]O < H < 0.4mm ；
[0044]O < w < 0.4mm ；
[0045]所述H為所述廢邊的高度，所述w為所述廢邊的寬度。
[0046]上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點或有益效果:
[0047]本申請中記載的一種激光同步焊接工藝及裝置，通過利用運動下模和固定上模使得產(chǎn)品底座與產(chǎn)品透鏡貼合后，利用諸如聚碳酸酯或玻璃等廉價材質(zhì)制備的導光管，將激光源發(fā)射的激光經(jīng)處理后透過產(chǎn)品透鏡照射至產(chǎn)品底座的焊接區(qū)域中，進而對焊接區(qū)域進行快速、均勻加熱；同時，利用焊接氣缸對產(chǎn)品底座及產(chǎn)品透鏡進行壓合，使得產(chǎn)品底座及產(chǎn)品透鏡在熔融狀態(tài)下壓合焊接在一起，且焊接時在不產(chǎn)生粉末等缺陷的同時還能使得焊接所產(chǎn)生的廢邊(即飛邊)尺寸小于0.4mm，即能夠有效的提高焊接產(chǎn)品的性能。
【附圖說明】
[0048]參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
[0049]圖1為對熱塑性材料進行激光焊接工藝的示意圖；
[0050]圖2為本申請實施例中激光同步焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖3為圖2中固定上模上設(shè)置導光管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖4為圖2中固定上模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖5為導光管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖6為本申請實施例中激光同步焊接工藝的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0055]本發(fā)明實施例中提供的激光同步焊接工藝及裝置，可基于傳統(tǒng)的激光同步焊接工藝及裝置的基礎(chǔ)上，通過采用透明耐高溫的廉價材質(zhì)制作導光管，使得激光源發(fā)射的光線經(jīng)處理后形成焊接光斑，以對被焊接物進行焊接工藝，具體的可通過利用運動下模和固定上模使得產(chǎn)品底座與產(chǎn)品透鏡貼合后，利用廉價透明材質(zhì)制備的導光管，將激光源發(fā)射的激光處理后透過產(chǎn)品透鏡照射至產(chǎn)品底座的焊接區(qū)域中，進而對焊接區(qū)域進行快速、均勻加熱；同時，利用焊接氣缸對產(chǎn)品底座及產(chǎn)品透鏡進行壓合，使得產(chǎn)品底座及產(chǎn)品透鏡在熔融狀態(tài)下壓合焊接在一起，且焊接時在不產(chǎn)生粉末等缺陷的同時還能使得焊接所產(chǎn)生的廢邊尺寸尚度和寬度均能夠小于0.4mm,即能夠有效的提尚焊接廣品的性能。
[0056]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本申請的激光同步焊接工藝及裝置進行詳細說明。
[0057]由于激光透射焊接工藝(即透射性紅外焊接工藝)的焊接強度符合基體材料強度范圍，同時又具有諸如非接觸式的靈活焊接工藝、待焊接的部件承受最少的熱應力、機械壓力小、無粉塵溢料、無震動作業(yè)、焊接外觀美觀、高度精密、焊接強度高、無模具損耗等優(yōu)點，使得其能夠適用許多的熱塑性塑料進行焊接。
[0058]在進行激光透射焊接工藝(即透射性紅外焊接工藝)時，對于被焊接物的材料組合有一定的光學屬性要求，即其中的一個結(jié)合部件必須對激光透明，一般來說本色狀態(tài)下的熱塑性塑料對于激光束是透明，而另一個則必須吸收所有的激光能量，如使用添加材料(如碳黑)至熱塑性材料中便可達到吸收能量效果，且要求在基底材料強度范圍內(nèi)實行焊接強度。
[0059]圖1為對熱塑性材料進行激光焊接工藝的示意圖；如圖1所示，當采用激光透射焊接工藝(即透射性紅外焊接工藝)對熱塑性塑料進行焊接時，通常使得激光源11發(fā)射的激光束經(jīng)導光管12處理后透過透明工件(即產(chǎn)品透鏡)13照射至激光吸收工件(即產(chǎn)品底座)14上形成能量分布均勻的焊接光斑15，以對激光吸收工件的焊接區(qū)域進行局部加熱熔融，進而使得透明工件13與激光吸收工件14被焊接在一起，即上述的激光束穿透透明物體(即透明工件13)照射至激光吸收工件14上，以吸收激光能量進而產(chǎn)生熱能，而在激光焊接過程中由于兩層工件(即透明工件13和激光吸收工件14)通過夾具壓緊在一起，熱能就從激光吸收工件14傳導到透明工件13上，從而使得壓緊在一起的兩個工件焊接區(qū)域熔化并且結(jié)合，同時由于塑料本身的熱膨脹及熱擴張等性能，就會產(chǎn)生內(nèi)部的壓力，內(nèi)部的壓力和外部夾具壓力同時作用，能夠確保壓緊貼合的兩個工件能夠牢固焊接。
[0060]圖2為本申請實施例中激光同步焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖2中固定上模上設(shè)置導光管的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖2中固定上模的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為導光管的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2?5所示，可基于圖1所示的結(jié)構(gòu)及相關(guān)闡述的基礎(chǔ)上，本實施例提供了一種激光同步焊接裝置，可應用于對被焊接物進行同步焊接的工藝中，被焊接物包括產(chǎn)品底座(即激光吸收工件14)和產(chǎn)品透鏡(即透明工件13)，上述的焊接裝置包括:
[0061]頂升氣缸1，可固定設(shè)置于行業(yè)中進行工藝特制平臺上，且該頂升氣缸I的數(shù)量可為一個或多個，只要使得設(shè)置在其上的部件能夠保持水平或工藝要求的參數(shù)范圍內(nèi)即可。優(yōu)選的，該頂升氣缸I可為業(yè)界常用的用于頂升部件上下運動氣缸，如該頂升氣缸I可包括有