[发明专利]一种振镜激光叠焊工艺

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种激光焊接工艺。

【背景技术】

激光焊接在焊接领域有着广泛应用，现有的激光在焊接时一般是使用激光线条样式进行加工，例如直线，曲线等。采用这样的方式焊接时，对应精细加工，难以满足小焊缝，高焊接强度的要求，特别是反射率高的材料，激光达到加工面时，容易产生反射，例如薄铝片或紫铜片，这样焊接焊缝粗大，热影响严重。

【发明内容】

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种焊接精细、焊接质量好的振镜激光叠焊工艺。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种振镜激光叠焊工艺，其特征在于：将光纤激光器射出激光经过激光振镜反射后射出，激光振镜射出的激光从保护气装置上的透镜穿入，最后射在待加工金属件上，所述的保护气装置充入保护气体，所述的激光振镜控制激光在待加工金属件的加工面上螺旋前进，所述的激光螺旋前进中具有重叠加工区。

如上所述的一种振镜激光叠焊工艺，其特征在于：所述的光纤激光器的纤芯直径为8至15μm。

如上所述的一种振镜激光叠焊工艺，其特征在于：所述的保护气装置充入的保护气体为氩气。

如上所述的一种振镜激光叠焊工艺，其特征在于：所述的激光螺旋路径所形成的螺旋线的半径r小于等于激光到达工件表面时光斑直径D。

如上所述的一种振镜激光叠焊工艺，其特征在于：所述的保护气装置的出气口与工件表面距离小于等于15mm。

如上所述的一种振镜激光叠焊工艺，其特征在于：激光投射到加工工件上的激光光斑直径小于等于0.15mm。

如上所述的一种振镜激光叠焊工艺，其特征在于：加工前，需要调整调整激光振镜的位置使得激光振镜上供激光射出的镜头平面与待加工平面平行。

本发明的有益效果有：使用单模激光器(纤芯直接15μm)压缩激光的焊接光斑直径，提高加工的能量密度，同时激光加工是运行轨迹为螺旋线前进，激光螺旋转动转圈时，相邻的两圈之间具有一定的重叠区，激光束投射到工件表面的光斑本身就有一定直径，这样在加工时就有加工的重叠区，重叠区内加工时就会有再次加工，一来避免激光点在同一位置长期烧灼扩大热影响区，螺旋的焊接路径会增大焊缝底部接触面积，二来缓流的保护气能均匀隔绝加工区域的外来空气，避免焊道氧化，抑制热影响区扩散，新工艺可以在获得精细焊道的前提下保证焊接的牢固度，同时提供有金属光泽的焊道表面，特别适用于精细加工。

【附图说明】

图1为本发明的工艺设备的立体图；

图2为本发明的工艺设备的爆炸图；

图3为本发明的保护气装置的部件立体图；

图4为本发明的激光振镜的工作原理图；

图5为本发明的激光运行轨迹的示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1至图5所示，一种振镜激光叠焊工艺，先进行设备调整安装，将光纤激光器1激光振镜2、保护气装置3安装在基座10上，光纤激光器1通过光纤传导，将激光传导至激光振镜2，激光振镜2安装在升降台6上，升降台6上设有用于安装激光振镜2的水平面板61，水平面板61上设有水平调整板62，激光振镜2固定在水平调整板62上，水平调整板62上设有螺纹孔63，螺纹孔63内设有能顶水平面板61而调整水平调整板62水平度的顶丝64。加工前，需要调整调整激光振镜2的位置使得激光振镜2上供激光射出的镜头25水平镜面与待加工平面平行，补偿机加工件加工和安装可能产生的水平误差，拧紧固定螺丝锁死当前加工位置。将光纤激光器1射出激光经过激光振镜2反射后射出，光纤激光器1的纤芯直径为8至15μm，属于细小光纤，可以用于加工精细工件，激光振镜2为高功率激光焊接用振镜，其工作原理如图所示，其具有水平反射镜(Y轴振镜22)和水平反射镜(X轴振镜21)，两个反射镜分别通过电机(23，24)控制转动，这样通过两个方向的复合来控制激光的反射，从而控制激光运行路径。激光经过激光振镜2内反射后通过聚焦透镜聚光后射出，激光振镜2射出的激光从保护气装置3上的透镜31穿入，激光最后射在待加工金属件上，激光投射到加工工件上的激光光斑直径小于等于0.15mm。保护气装置3充入保护气体，保护气装置3内设置保护气空腔30，通过进口气35进入，进气口35内可以设置消声器34，其出气口32正对工件台4，待加工工件设在工件台4上，保护气为惰性气体，优选方案为氩气，出气口32与工件表面距离小于等于15mm，控制距离防止氧化。激光振镜2控制激光在待加工金属件的加工面上螺旋前进，激光螺旋前进中具有重叠加工区5，激光束在工件表面螺旋移动，当螺旋转动到一圈，再转动到下一圈时，具有一个重叠区，即相邻两圈的重叠区，激光螺旋路径所形成的螺旋线的半径r小于等于激光到达工件表面时光斑直径D，这样重叠区面积可以占一圈面积的60％以上，由于激光到达工件表面时光斑具有一定直径，这样意味着激光在重叠区进行了再次加工，从而提高了焊接强度，提高焊接质量，尤其适用于板件厚度0.15-0.5mm，焊道宽度0.3mm以内的工件。