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CN117564454A - 激光同轴热丝装置及方法 - Google Patents

激光同轴热丝装置及方法 Download PDF

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Publication number
CN117564454A
CN117564454A CN202311849151.XA CN202311849151A CN117564454A CN 117564454 A CN117564454 A CN 117564454A CN 202311849151 A CN202311849151 A CN 202311849151A CN 117564454 A CN117564454 A CN 117564454A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
workpiece
mirror
welding
arc track
Prior art date
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Pending
Application number
CN202311849151.XA
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English (en)
Inventor
刘志强
李响
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Ruike Fiber Laser Technology Co ltd
Original Assignee
Wuxi Ruike Fiber Laser Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Ruike Fiber Laser Technology Co ltd filed Critical Wuxi Ruike Fiber Laser Technology Co ltd
Priority to CN202311849151.XA priority Critical patent/CN117564454A/zh
Publication of CN117564454A publication Critical patent/CN117564454A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702Auxiliary equipment

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本申请公开了一种激光同轴热丝装置及方法,通过使第一激光发射组件和第二激光发射组件分别向工件发射激光,使第一激光在工件上的光斑沿第一弧形轨迹移动,且第二激光在工件上的光斑沿第二弧形轨迹移动,并使第二弧形轨迹的内凹侧与第一弧形轨迹的内凹侧相对设置,从而在工件位于两个弧形轨迹之间的区域形成较高的温度,以快速熔融工件表面位于两个弧形轨迹之间的区域形成熔池,以改善工件的焊接成型效果,减少焊接缺陷,实现对有色金属材料工件的增材焊接和厚板焊接。同时,还能够将送丝机构向工件位于第一弧形轨迹和第二弧形轨迹之间的区域提供的焊丝快速熔融,使熔融的焊丝能够很好的与熔池融合,以提高焊接质量。

Description

激光同轴热丝装置及方法
技术领域
本申请涉及激光技术领域,尤其涉及一种激光同轴热丝装置及方法。
背景技术
激光熔丝是一种被用于金属焊接或金属增材制造的技术,主要用于进行不锈钢、碳钢、铝合金等金属的熔丝增材制造,实现自熔焊性能差或装配有间隙金属零件的焊接。现有的激光熔丝技术主要采用激光旁轴熔丝,通过将激光垂直照射于工件的表面,并使激光沿着表面移动,以将工件熔化形成熔池。同时,通过送丝机构沿与激光呈一定夹角的方向向工件的熔池提供焊丝,使焊丝被激光熔融后混合进工件的熔池内,待熔池凝固后形成焊缝。
但是,现有的激光熔丝技术容易出现工件表面未熔融,或焊丝未熔融的情况,影响焊接质量。
发明内容
本申请实施例提供一种激光同轴热丝装置及方法,旨在解决现有激光熔丝技术容易出现工件表面或焊丝未熔融,而影响焊接质量的问题。
本申请实施例提供一种激光同轴热丝装置,包括:
第一激光发射组件,包括第一激光发射器和第一振镜组件,第一激光发射器用于发射第一激光,第一振镜组件用于接收所述第一激光,并将所述第一激光转化为扫描光,使所述第一激光在工件上的光斑沿第一弧形轨迹移动;
第二激光发射组件,包括第二激光发射器和第二振镜组件,第二激光发射器用于发射第二激光,第二振镜组件用于接收所述第二激光,并将所述第二激光转化为扫描光,使所述第二激光在所述工件上的光斑沿第二弧形轨迹移动,所述第二弧形轨迹的内凹侧与所述第一弧形轨迹的内凹侧相对设置;
送丝机构,用于向所述工件位于所述第一弧形轨迹和所述第二弧形轨迹之间的区域提供焊丝。
在一些实施例中,所述第一弧形轨迹的两端与所述第二弧形轨迹的两端一一对应连接。
在一些实施例中,所述第一弧形轨迹的形状为圆弧形,所述第一弧形轨迹的直径大于或等于0.8mm,且小于或等于2mm;
所述第二弧形轨迹的形状为圆弧形,所述第一弧形轨迹的直径大于或等于0.8mm,且小于或等于2mm。
在一些实施例中,所述第一激光发射器的功率大于所述第二激光发射器的功率。
在一些实施例中,所述第一激光的波长为1064nm;所述第二激光的波长为532nm。
在一些实施例中,所述焊丝的直径大于或等于0.8mm,且小于或等于1.6mm;所述送丝机构的送丝速度大于或等于10mm/s,且小于或等于100mm/s。
在一些实施例中,所述第一激光发射组件还包括第一准直镜、第一反射镜和第一聚焦镜,所述准直镜、所述第一反射镜、所述第一振镜组件及所述第一聚焦镜沿所述第一激光的传输方向依次光路连通,所述第一准直镜用于对所述第一激光进行准直,所述第一反射镜用于将所述第一激光反射至所述第一振镜组件,所述第一聚焦镜用于对所述第一振镜组件输出的所述扫描光进行聚焦;
所述第二激光发射组件还包括第二准直镜、第二反射镜和第二聚焦镜,所述准直镜、所述第二反射镜、所述第二振镜组件及所述第二聚焦镜沿所述第二激光的传输方向依次光路连通,所述第二准直镜用于对所述第二激光进行准直,所述第二反射镜用于将所述第二激光反射至所述第二振镜组件,所述第二聚焦镜用于对所述第二振镜组件输出的所述扫描光进行聚焦。
在一些实施例中,所述激光同轴热丝装置还包括加热电源,所述加热电源的负极与所述焊丝电连接,所述加热电源的正极与所述工件电连接;或者,所述加热电源的正极与所述焊丝电连接,所述加热电源的负极与所述工件电连接。
在一些实施例中,所述送丝机构包括驱动结构和导向件,所述驱动结构用于驱动所述焊丝沿所述焊丝的长度方向移动,所述导向件开设有导向孔,所述导向孔用于供所述焊丝穿过并对所述焊丝进行导向;所述加热电源的负极或正极通过所述导向件与所述焊丝电连接,以使所述加热电源的负极或正极与所述焊丝电连接。
本申请实施例还提供一种激光同轴热丝方法,所述方法用于通过如上所述的激光同轴热丝装置对工件进行焊接,所述激光同轴热丝装置包括第一激光发射组件、第二激光发射组件和送丝机构,所述第一激光发射组件包括第一激光发射器和第一振镜组件,第一激光发射器用于发射第一激光,第一振镜组件用于接收所述第一激光,并将所述第一激光转化为扫描光,使所述第一激光在工件上的光斑沿第一弧形轨迹移动;所述第二激光发射组件包括第二激光发射器和第二振镜组件,第二激光发射器用于发射第二激光,第二振镜组件用于接收所述第二激光,并将所述第二激光转化为扫描光,使所述第二激光在所述工件上的光斑沿第二弧形轨迹移动,所述第二弧形轨迹的内凹侧与所述第一弧形轨迹的内凹侧相对设置;所述送丝机构用于向所述工件位于所述第一弧形轨迹和所述第二弧形轨迹之间的区域提供焊丝;所述方法包括:
提供工件;
使所述激光同轴热丝装置的第一激光发射组件的第一激光在所述工件上的光斑沿第一弧形轨迹移动;
使述激光同轴热丝装置的第二激光发射组件的第二激光在所述工件上的光斑沿第二弧形轨迹移动;
通过所述激光同轴热丝装置的送丝机构向所述工件位于所述第一弧形轨迹和所述第二弧形轨迹之间的区域提供焊丝。
本申请实施例提供的激光同轴热丝装置通过使第一激光发射组件和第二激光发射组件分别向工件发射激光,使第一激光在工件上的光斑沿第一弧形轨迹移动,且第二激光在工件上的光斑沿第二弧形轨迹移动,并使第二弧形轨迹的内凹侧与第一弧形轨迹的内凹侧相对设置,从而在工件位于两个弧形轨迹之间的区域形成较高的温度,以快速熔融工件表面位于两个弧形轨迹之间的区域形成熔池。同时,还能够将送丝机构向工件位于第一弧形轨迹和第二弧形轨迹之间的区域提供的焊丝快速熔融,使熔融的焊丝能够很好的与熔池融合,以提高焊接质量。
附图说明
下面结合附图,通过对本申请的具体实施方式详细描述,将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的激光同轴热丝装置的一个实施例的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的激光同轴热丝方法的一个实施例的流程图。
激光同轴热丝装置100;第一激光发射组件110;第一激光发射器111;第一激光1111;第一光学结构112;第一振镜组件1121;第一准直镜1122;第一反射镜1123;第一聚焦镜1124;第二激光发射组件120;第二激光发射器121;第二激光1211;第二光学结构122;第二振镜组件1221;第二准直镜1222;第二反射镜1223;第二聚焦镜1224;送丝机构130;驱动结构131;导向件132;加热电源140;焊丝300;工件400。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本申请提供了各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本申请实施例提供一种激光同轴热丝装置及方法。以下分别进行详细说明。
首先,本申请实施例提供一种激光同轴热丝装置。该激光同轴热丝装置用于对工件进行焊丝或增材。
图1为本申请实施例提供的激光同轴热丝装置的一个实施例的结构示意图。如图1所示,激光同轴热丝装置100包括第一激光发射组件110、第二激光发射组件120和送丝机构130,第一激光发射组件110用于发射第一激光1111,第二激光发射组件120发射第二激光1211,送丝机构130用于提供焊丝300。其中,第一激光发射组件110发射的第一激光1111和第二激光发射组件120发射的第二激光1211均用于照射至工件400的焊接处或增材处,以在工件400的焊接处或增材处形成熔池。送丝机构130用于向工件400的熔池提供焊丝300,使焊丝300在熔池处熔融,以实现对工件400的焊接或增材。
继续参照图1,第一激光发射组件110包括第一激光发射器111和第一光学结构112,第一激光发射器111用于发射第一激光1111。第一光学结构112与第一激光发射器111的输出端光路连通。第一光学结构112用于接收第一激光发射器111的输出端发射的第一激光1111,并将第一激光1111传输至工件400表面,使第一激光1111在工件400的表面形成光斑,以在工件400的表面熔融形成熔池。其中,可以使第一光学结构112将接收到的第一激光1111转化为扫描光,使第一激光1111在工件400的上的光斑沿预定的轨迹移动,以扩大光斑在工件400的表面形成的熔池面积。
在一些实施例中,可以使第一光学结构112包括第一振镜组件1121,该第一振镜组件1121用于接收第一激光1111,并将第一激光1111转化为扫描光,使第一激光1111在工件400上的光斑沿预定轨迹移动。具体地,第一振镜组件1121包括第一振镜和第一驱动部件,第一振镜用于接收第一激光1111,并将第一激光1111进行发射。第一驱动部件与第一振镜连接,以驱动第一振镜按照预定的轨迹摆动,从而使第一振镜反射的第一激光1111一起按照预定方向摆动形成扫描光,进而使第一激光1111在工件400上的光斑衍射预定轨迹移动。第一驱动部件可以为驱动电机或其它能够驱动第一振镜摆动的部件,此处不作限制。
同样地,可以使第二激光发射组件120包括第二激光发射器121和第二光学结构122,第二激光发射器121用于发射第二激光1211。第二光学结构122与第二激光发射器121的输出端光路连通。第二光学结构122用于接收第二激光发射器121的输出端发射的第二激光1211,并将第二激光1211传输至工件400表面,使第二激光1211在工件400的表面形成光斑,以在工件400的表面熔融形成熔池。其中,可以使第二光学结构122将接收到的第二激光1211转化为扫描光,使第二激光1211在工件400的上的光斑沿预定的轨迹移动,以扩大光斑在工件400的表面形成的熔池面积。
在一些实施例中,可以使第二光学结构122包括第二振镜组件1221,该第二振镜组件1221用于接收第二激光1211,并将第二激光1211转化为扫描光,使第二激光1211在工件400上的光斑沿预定轨迹移动。具体地,第二振镜组件1221包括第二振镜和第二驱动部件,第二振镜用于接收第二激光1211,并将第二激光1211进行发射。第二驱动部件与第二振镜连接,以驱动第二振镜按照预定的轨迹摆动,从而使第二振镜反射的第二激光1211一起按照预定方向摆动形成扫描光,进而使第二激光1211在工件400上的光斑衍射预定轨迹移动。第二驱动部件可以为驱动电机或其它能够驱动第二振镜摆动的部件,此处不作限制。
在一些实施例中,可以使第一激光1111在工件400上的光斑沿第一弧形轨迹移动,并使第二激光1211在工件400上的光斑沿第二弧形轨迹移动,而且,第二弧形轨迹的内凹侧与第一弧形轨迹的内凹侧相对设置。送丝机构130用于向工件400位于第一弧形轨迹和第二弧形轨迹之间的区域提供焊丝300。
本申请实施例提供的激光同轴热丝装置100通过使第一激光发射组件110和第二激光发射组件120分别向工件400发射激光,使第一激光1111在工件400上的光斑沿第一弧形轨迹移动,且第二激光1211在工件400上的光斑沿第二弧形轨迹移动,并使第二弧形轨迹的内凹侧与第一弧形轨迹的内凹侧相对设置,从而在工件400位于两个弧形轨迹之间的区域形成较高的温度,以快速熔融工件400表面位于两个弧形轨迹之间的区域形成熔池,以改善工件400的焊接成型效果,减少焊接缺陷,实现对有色金属材料工件400的增材焊接和厚板焊接。同时,还能够将送丝机构130向工件400位于第一弧形轨迹和第二弧形轨迹之间的区域提供的焊丝300快速熔融,使熔融的焊丝300能够很好的与熔池融合,以提高焊接质量。
需要说明的是,第一弧形轨迹与第二弧形轨迹的内凹侧是指第一弧形轨迹和第二弧形轨迹向内凹陷的一侧,与内凹侧相对地,第一弧形轨迹和第二弧形轨迹还包括外凸侧,也即,第一弧形轨迹和第二弧形轨迹向外凸出的一侧。另外,第一弧形轨迹和第二弧形轨迹可以为圆弧形、椭圆弧形或其它曲线形状。
在一些实施例中,可以使第一激光1111的光斑的第一弧形轨迹的两端与第二激光1211的第二光斑的第二弧形轨迹的两端一一对应连接。由此,第一轨迹和第二轨迹能够组合形成完整的环形,使第一激光1111和第二激光1211的能量在圆环的周向上更加均匀的分布。其中,当第一弧形轨迹和第二弧形轨迹为圆弧形时,第一轨迹和第二轨迹能够组合形成完整的圆环。
在一些实施例中,可以使第一激光1111的光斑的第一弧形轨迹的形状为圆弧形,且第一弧形轨迹的直径大于或等于0.8mm,且小于或等于2mm,以使第一激光1111在工件400的表面产生的热量分布适中,能够快速熔融工件400表面位于两个弧形轨迹之间的区域形成熔池。同时,还能够将送丝机构130向工件400位于第一弧形轨迹和第二弧形轨迹之间的区域提供的焊丝300快速熔融。其中,第一弧形轨迹的直径可以为1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、1.9mm等,具体可根据第一激光1111的功率、第一激光1111在工件400上的光斑尺寸等因素确定。
同样地,可以使第二弧形轨迹的形状为圆弧形,且第一弧形轨迹的直径大于或等于0.8mm,且小于或等于2mm,以使第二激光1211在工件400的表面产生的热量分布适中,能够快速熔融工件400表面位于两个弧形轨迹之间的区域形成熔池。同时,还能够将送丝机构130向工件400位于第二弧形轨迹和第二弧形轨迹之间的区域提供的焊丝300快速熔融。其中,第二弧形轨迹的直径可以为1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、1.9mm等,具体可根据第二激光1211的功率、第二激光1211在工件400上的光斑尺寸等因素确定。
在一些实施例中,可以使第一激光发射器111的功率大于第二激光发射器121的功率。由此,可以通过功率较小的第二激光发射器121发射的第二激光1211对工件400的表面进行微熔,促进工件400对激光的吸收,而后功率较大的第一激光发射器111发射的第一激光1111能够在工件400上实现大熔深焊接效果。
在一些实施例中,可以使第一激光1111的波长为1064nm,第二激光1211的波长为532nm,以进一步提高对紫铜等高反射材料的焊接效果。
在一些实施例中,可以使焊丝300的直径大于或等于0.8mm,且小于或等于1.6mm。送丝机构130的送丝速度大于或等于10mm/s,且小于或等于100mm/s。由此,能够使送丝机构130进行较快的送丝的同时,使焊丝300能够及时在工件400的熔池处熔融。其中,焊丝300的直径、送丝机构130的送丝速度可根据第一激光1111和第二激光1211的功率、第一弧形轨迹和第二弧形轨迹的直径等因素确定。
在一些实施例中,如图1所示,第一激光发射组件110还可以包括第一准直镜1122、第一反射镜1123和第一聚焦镜1124,第一准直镜1122、第一反射镜1123、第一振镜组件1121及第一聚焦镜1124沿第一激光1111的传输方向依次光路连通,以使第一激光发射器111发射的第一激光1111能够依次传输至第一准直镜1122、第一反射镜1123、第一振镜组件1121和第一聚焦镜1124。其中,第一准直镜1122用于对第一激光1111进行准直,第一反射镜1123用于将第一激光1111反射至第一振镜组件1121,第一聚焦镜1124用于对第一振镜组件1121输出的扫描光进行聚焦,以提高第一激光1111在工件400表面的光斑的能量密度。
同样地,第二激光发射组件120还可以包括第二准直镜1222、第二反射镜1223和第二聚焦镜1224,第二准直镜1222、第二反射镜1223、第二振镜组件1221及第二聚焦镜1224沿第二激光1211的传输方向依次光路连通,以使第二激光发射器121发射的第二激光1211能够依次传输至第二准直镜1222、第二反射镜1223、第二振镜组件1221和第二聚焦镜1224。其中,第二准直镜1222用于对第二激光1211进行准直,第二反射镜1223用于将第二激光1211反射至第二振镜组件1221,第二聚焦镜1224用于对第二振镜组件1221输出的扫描光进行聚焦,以提高第二激光1211在工件400表面的光斑的能量密度。
在一些实施例中,可以使射向工件400的第一激光1111和第二激光1211分别与送丝机构130向工件400的熔池提供的焊丝300呈夹角设置,而且,射向工件400的第一激光1111和第二激光1211分布于送丝机构130向工件400的熔池提供的焊丝300的两侧。
在一些实施例中,如图1所示,激光同轴热丝装置100还可以包括加热电源140,该加热电源140用于对送丝机构130向工件400的熔池提供的焊丝300进行加热。由此,能够通过加热电源140提前对焊丝300和工件400进行预热,使焊接效果保持不变的情况下,对第一激光发射器111和第二激光发射器121的功率要求更低,而且焊缝的热影响区和变形更小。与此同时,还能够调控工件400的熔池温度分布,优化焊缝的成型,减少焊缝的咬边、气孔、成型不均匀等问题,提高焊缝成型效果。另外,加热电源140对焊丝300和工件400预热后,能够提高工件400与焊丝300对激光的吸收率,从而有效改善有色金属反光严重,工件400难熔融形成熔池的问题。
其中,可以使加热电源140的负极与焊丝300电连接,并使加热电源140的正极与工件400电连接,从而使焊丝300与工件400的接触处短接以产生热量,对焊丝300和工件400进行加热。或者,也可以使加热电源140的正极与焊丝300电连接,加热电源140的负极与工件400电连接,使焊丝300与工件400的接触处短接以产生热量,对焊丝300和工件400进行加热。可以使加热电源140的电流在30-120A之间,并使加热电源140的电压在10-15V之间,以使焊丝300与工件400的接触处短接后快速产生热量。
具体地,如图1所示,送丝机构130包括驱动结构131和导向件132,驱动结构131用于驱动焊丝300沿焊丝300的长度方向移动,导向件132开设有导向孔,导向孔用于供焊丝300穿过并对焊丝300进行导向,使焊丝300稳定的向工件400的熔池移动。加热电源140的负极或正极通过导向件132焊丝300电连接,以使加热电源140的负极或正极与焊丝300电连接。
在一些实施例中,激光同轴热丝装置100还可以包括控制器,该控制器与第一激光发射组件110、第二激光发射组件120和送丝机构130电连接,以控制第一激光发射组件110、第二激光发射组件120和送丝机构130的运行状态,实现激光同轴热丝装置100对工件400进行焊接或增材的功能。
本申请实施例还提供一种激光同轴热丝方法,该激光同轴热丝方法用于通过上述任意一实施例中的激光同轴热丝装置对工件进行焊接,该激光同轴热丝装置的具体结构参照上述实施例,由于本激光同轴热丝方法采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
其中,如图2所示,激光同轴热丝方法包括步骤S210至步骤S240,详细说明如下:
S210、提供工件400。
其中,工件400的材质为金属,包括铁或有色金属。工件400的形状可以为板状、块状等等。
S220、使激光同轴热丝装置100的第一激光发射组件110的第一激光1111在工件400上的光斑沿第一弧形轨迹移动。
其中,可以通过激光同轴热丝装置100的控制装置控制第一激光发射组件110的第一激光发射器111发射第一激光1111,并控制第一振镜组件1121将第一激光1111转化为沿第一弧形轨迹摆动的扫描光,使第一激光1111在工件400上的光斑沿第一弧形轨迹移动。
S230、使述激光同轴热丝装置100的第二激光发射组件120的第二激光1211在工件400上的光斑沿第二弧形轨迹移动。
其中,可以通过激光同轴热丝装置100的控制装置控制第二激光发射组件120的第二激光发射器121发射第二激光1211,并控制第二振镜组件1221将第二激光1211转化为沿第二弧形轨迹摆动的扫描光,使第二激光1211在工件400上的光斑沿第二弧形轨迹移动。
S240、通过激光同轴热丝装置100的送丝机构130向工件400位于第一弧形轨迹和第二弧形轨迹之间的区域提供焊丝300。
其中,可以通过激光同轴热丝装置100的控制装置控制送丝结构向工件400位于第一弧形轨迹和第二弧形轨迹之间的区域提供焊丝300,以使焊丝300在工件400位于第一弧形轨迹和第二弧形轨迹之间的区域快速熔融。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种激光同轴热丝装置及方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想;本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种激光同轴热丝装置,其特征在于,包括:
第一激光发射组件,包括第一激光发射器和第一振镜组件,第一激光发射器用于发射第一激光,第一振镜组件用于接收所述第一激光,并将所述第一激光转化为扫描光,使所述第一激光在工件上的光斑沿第一弧形轨迹移动;
第二激光发射组件,包括第二激光发射器和第二振镜组件,第二激光发射器用于发射第二激光,第二振镜组件用于接收所述第二激光,并将所述第二激光转化为扫描光,使所述第二激光在所述工件上的光斑沿第二弧形轨迹移动,所述第二弧形轨迹的内凹侧与所述第一弧形轨迹的内凹侧相对设置;
送丝机构,用于向所述工件位于所述第一弧形轨迹和所述第二弧形轨迹之间的区域提供焊丝。
2.如权利要求1所述的激光同轴热丝装置,其特征在于,所述第一弧形轨迹的两端与所述第二弧形轨迹的两端一一对应连接。
3.如权利要求1所述的激光同轴热丝装置,其特征在于,所述第一弧形轨迹的形状为圆弧形,所述第一弧形轨迹的直径大于或等于0.8mm,且小于或等于2mm;
所述第二弧形轨迹的形状为圆弧形,所述第一弧形轨迹的直径大于或等于0.8mm,且小于或等于2mm。
4.如权利要求1所述的激光同轴热丝装置,其特征在于,所述第一激光发射器的功率大于所述第二激光发射器的功率。
5.如权利要求4所述的激光同轴热丝装置,其特征在于,所述第一激光的波长为1064nm;所述第二激光的波长为532nm。
6.如权利要求1所述的激光同轴热丝装置,其特征在于,所述焊丝的直径大于或等于0.8mm,且小于或等于1.6mm;所述送丝机构的送丝速度大于或等于10mm/s,且小于或等于100mm/s。
7.如权利要求1所述的激光同轴热丝装置,其特征在于,所述第一激光发射组件还包括第一准直镜、第一反射镜和第一聚焦镜,所述准直镜、所述第一反射镜、所述第一振镜组件及所述第一聚焦镜沿所述第一激光的传输方向依次光路连通,所述第一准直镜用于对所述第一激光进行准直,所述第一反射镜用于将所述第一激光反射至所述第一振镜组件,所述第一聚焦镜用于对所述第一振镜组件输出的所述扫描光进行聚焦;
所述第二激光发射组件还包括第二准直镜、第二反射镜和第二聚焦镜,所述准直镜、所述第二反射镜、所述第二振镜组件及所述第二聚焦镜沿所述第二激光的传输方向依次光路连通,所述第二准直镜用于对所述第二激光进行准直,所述第二反射镜用于将所述第二激光反射至所述第二振镜组件,所述第二聚焦镜用于对所述第二振镜组件输出的所述扫描光进行聚焦。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的激光同轴热丝装置,其特征在于,所述激光同轴热丝装置还包括加热电源,所述加热电源的负极与所述焊丝电连接,所述加热电源的正极与所述工件电连接;或者,所述加热电源的正极与所述焊丝电连接,所述加热电源的负极与所述工件电连接。
9.如权利要求8所述的激光同轴热丝装置,其特征在于,所述送丝机构包括驱动结构和导向件,所述驱动结构用于驱动所述焊丝沿所述焊丝的长度方向移动,所述导向件开设有导向孔,所述导向孔用于供所述焊丝穿过并对所述焊丝进行导向;所述加热电源的负极或正极通过所述导向件与所述焊丝电连接,以使所述加热电源的负极或正极与所述焊丝电连接。
10.一种激光同轴热丝方法,所述方法用于通过权利要求1至9中任意一项所述的激光同轴热丝装置对工件进行焊接,其特征在于,所述方法包括:
提供工件;
使所述激光同轴热丝装置的第一激光发射组件的第一激光在所述工件上的光斑沿第一弧形轨迹移动;
使述激光同轴热丝装置的第二激光发射组件的第二激光在所述工件上的光斑沿第二弧形轨迹移动;
通过所述激光同轴热丝装置的送丝机构向所述工件位于所述第一弧形轨迹和所述第二弧形轨迹之间的区域提供焊丝。
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