[发明专利]一种铜及铜合金材料的焊接方法及装置

权利要求书

1.一种铜及铜合金材料的焊接方法，其特征在于，包括：

通过主波段激光器输出主波段激光；

通过次波段激光器输出次波段激光；

通过激光转接头输出复合激光，以使得所述复合激光对待焊接区域进行焊接，所述复合激光包括所述主波段激光和所述次波段激光，且所述主波段激光和所述次波段激光同轴，所述待焊接区域对所述主波段激光的吸收率大于所述待焊接区域对所述次波段激光的吸收率，所述待焊接区域为铜与铜的接触区域、铜合金与铜合金的接触区域、铜与铜合金的接触区域中的一种；

所述主波段激光的波长范围为375nm～500nm，所述次波段激光的波长范围为800nm～1100nm；

当所述待焊接区域为固态时，所述主波段激光被所述待焊接区域的吸收率为50％以上，所述次波段激光被所述待焊接区域的吸收率为10％以下；

当所述待焊接区域为液态时，所述次波段激光被所述待焊接区域的吸收率为20％以上。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述激光转接头在焊接过程中与所述待焊接区域之间的距离为预设距离，所述预设距离通过离焦量确定，所述激光转接头在焊接过程中与所述待焊接区域之间的角度为预设入射角度，所述预设入射角度通过光束倾角确定，所述预设距离和所述预设入射角在焊接过程中均保持不变。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述主波段激光的功率为第一预设功率值，所述次波段激光的功率为第二预设功率值，在焊接过程中的稳定阶段保持不变。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述主波段激光在焊接开始时均使用所述第一预设功率值的第一预设比例开始出射激光，并逐渐线性增大，在之后的第一预设时间段内激光功率达到所述第一预设功率值，保持所述第一预设功率值直到焊接过程结束前第二预设时间段，之后激光功率开始逐步减小直到焊接结束时激光功率降为所述第一预设功率值的所述第一预设比例。

5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述次波段激光在焊接开始时均使用所述第二预设功率值的第二预设比例开始出射激光，并逐渐线性增大，在之后的第三预设时间段内激光功率达到所述第二预设功率值，保持所述第二预设功率值直到焊接过程结束前第四预设时间段，之后激光功率开始逐步减小直到焊接结束时激光功率降为所述第二预设功率值的所述第二预设比例。

6.一种铜及铜合金材料的焊接装置，其特征在于，包括：主波段激光器、次波段激光器和激光转接头，其中：

所述主波段激光器用于输出主波段激光；

所述次波段激光器用于输出次波段激光；

所述激光转接头用于输出复合激光，以使得所述复合激光对待焊接区域进行焊接，所述复合激光包括所述主波段激光和所述次波段激光，且所述主波段激光和所述次波段激光同轴，所述待焊接区域对所述主波段激光的吸收率大于所述待焊接区域对所述次波段激光的吸收率，所述待焊接区域为铜与铜的接触区域、铜合金与铜合金的接触区域、铜与铜合金的接触区域中的一种；

所述主波段激光的波长范围为375nm～500nm，所述次波段激光的波长范围为800nm～1100nm；

当所述待焊接区域为固态时，所述主波段激光被所述待焊接区域的吸收率为50％以上，所述次波段激光被所述待焊接区域的吸收率为10％以下；

当所述待焊接区域为液态时，所述次波段激光被所述待焊接区域的吸收率为20％以上。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述激光转接头包括第一准直镜、第二准直镜和聚焦镜，其中：

所述第一准直镜用于对所述主波段激光进行准直；

所述第二准直镜用于对所述次波段激光进行准直；

所述聚焦镜用于使准直后的主波段激光和准直后的次波段激光聚焦，且聚焦后的主波段激光和聚焦后的次波段激光同轴。

8.根据权利要求6所述装置，其特征在于，还包括：保护模块，所述保护模块用于输出焊缝保护气体，以保证焊缝成型质量，并吹走熔池上方的金属蒸汽羽。

9.根据权利要求8所述装置，其特征在于，所述保护模块输出焊缝保护气体的流量是10L/min～30L/min，所述保护气体为空气、氩气、氦气中的一种。