一种温控激光焊接系统和方法与流程

本发明涉及焊接技术领域，具体为一种温控激光焊接系统和方法。

背景技术：

光伏焊带是光伏组件焊接过程中的重要原材料，主要用于太阳能电池片之间的连接，起到聚电导电的作用。但是现有焊带与电池片之间的焊接多是通过人工来焊接的，不仅焊接效率低，且无法控制焊接光斑的大小，若是光斑较大的话，很可能会影响焊接工艺质量，若是光斑较小的话，很可能会灼伤焊点，影响产品质量。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种温控激光焊接系统，其不仅可提高焊接效率，且可控制焊接光斑的大小，保证产品质量，另外，本发明还提供了一种温控激光焊接方法。

其技术方案是这样的：一种温控激光焊接系统，其特征在于：其包括高温计及与其电连接的激光发生器，所述激光发生器下方设有与其激光束出射方向倾斜设置的合束镜，所述高温计下方设有与所述合束镜平行设置的反射镜，所述合束镜位于所述反射镜的入射光路上，在所述合束镜的反射光路上设置有振镜，所述振镜下部连接有场镜，所述场镜的聚焦点处为焊接位置。

其进一步特征在于：

所述高温计、激光发生器的接口端处分别对应连接有反射镜座、合束镜座，所述反射镜座、合束镜座内均设有光路腔体，所述光路腔体内均装有镜架，所述反射镜、合束镜分别通过所述镜架安装于对应的所述光路腔体内，所述高温计、激光发生器的接口均与其对应的所述光路腔体相连通，所述反射镜座、合束镜座、振镜之间均通过连接件连通，所述连接件呈中空状；

所述反射镜、合束镜均倾斜安装于对应的所述光路腔体内，所述合束镜与所述激光发生器的激光束出射方向呈45°设置；

所述反射镜的反射波长为1700nm～2000nm；所述合束镜的反射波长为1064nm、透射波长为1700nm～2000nm；所述连接件呈中空管状；

一种温控激光焊接方法，其特征在于：其包括以下步骤：

s1、在两块电池片拼接处紧贴焊带，场镜设置于所述焊带上方，且所述场镜的聚焦点对准需要被焊接的所述焊带上；

s2、激光发生器发出激光束，通过合束镜座的光路腔体后入射至合束镜上，激光束被所述合束镜反射进入振镜，并通过所述振镜反射到所述场镜上，所述场镜将激光束聚焦到合适大小，随后聚焦作用于所述焊带上形成焊点光斑进行激光焊接；

s3、所述焊带上焊接点处反射的红外热辐射依次穿过所述场镜、振镜、合束镜后入射到反射镜上，随后通过所述反射镜反射至高温计进行温度检测，所述高温计根据实测温度控制所述激光发生器的输出功率，从而实现精准激光焊接。

其进一步特征在于：

在所述s2中，在打标软件中绘制焊点，将聚焦点运动轨迹绘制成直径为1mm～1.5mm的螺旋线，且所述聚焦点的直径为0.25mm～1mm，所述螺旋线的螺距为0.1mm～0.2mm，焊接速度为50mm/s～100mm/s，焊接次数设为1次；

在所述s3中，所述高温计里的焊接温度为350℃～450℃，所述高温计根据实测温度实时控制激光输出功率进而控制焊接点温度，控制频率为10khz；

所述焊带为扁平型焊带。

本发明的有益效果是，激光发生器发出的激光束被合束镜反射进入振镜，而后反射到场镜上，通过场镜将激光束聚焦到合适大小后聚焦作用于需要被焊接的焊带上，焊带上焊接点处反射的红外热辐射沿光路返回入射到反射镜上，随后通过反射镜反射至高温计进行温度检测，高温计可根据实测温度控制激光发生器的输出功率，从而实现了精准激光焊接，不仅提高了焊接效率，且可控制焊接光斑的大小以及焊接点的温度，保证产品质量。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是图2的a-a向结构示意图；

图4是本发明的立体结构示意图；

图5是本发明的激光焊接示意图。

具体实施方式

如图1～图4所示，本发明包括高温计1及与其电连接的激光发生器2，激光发生器2下方设有与其激光束出射方向倾斜设置的合束镜3，高温计1下方设有与合束镜3平行设置的反射镜4，合束镜3位于反射镜4的入射光路上，在合束镜3的反射光路上设置有振镜5，振镜5下部连接有场镜6，场镜6的聚焦点处为焊接位置。

高温计1、激光发生器2的接口端处分别对应连接有反射镜座7、合束镜座8，反射镜座7、合束镜座8内均设有光路腔体9，光路腔体9内均装有镜架10，反射镜4、合束镜3分别通过镜架10安装于对应的光路腔体9内，高温计1、激光发生器2的接口均与其对应的光路腔体9相连通，反射镜座7、合束镜座8、振镜5之间均通过连接件11连通，连接件11呈中空管状；

反射镜4、合束镜3均倾斜安装于对应的光路腔体9内，合束镜3与激光发生器2的激光束出射方向呈45°设置；

反射镜4的反射波长为1700nm～2000nm；合束镜3的反射波长为1064nm、透射波长为1700nm～2000nm。

一种温控激光焊接方法，其包括以下步骤：

s1、在两块电池片13拼接处紧贴焊带14，焊带14为扁平型焊带，场镜6设置于焊带14上方，且场镜6的聚焦点对准需要被焊接的焊带14上；

s2、在打标软件markingmate中绘制焊点15，如图5所示，将聚焦点运动轨迹绘制成直径为1mm的螺旋线，且聚焦点的直径为0.25mm，螺旋线的螺距为0.1mm，焊接速度为50mm/s，焊接次数设为1次；振镜5会根据相机提供的定位数据精准定位到焊接点，并控制完成打标图形，节拍要求为8个焊点1s，其中，相机通过线缆与工控机相连接，在相机拍照后，可通过相机将图像数据发给工控机，工控机通过相应软件处理后，将焊点位置信息传输给振镜5，其作为现有技术原理，因此在本实施例中未示出工控机及相机；

则激光发生器2发出激光束，通过合束镜座8的光路腔体9后入射至合束镜3上，激光束被合束镜3反射进入振镜5，并通过振镜5反射到场镜6上，场镜6将激光束聚焦到合适大小，还可通过调节激光发生器2和高温计1上的旋钮12进行调节聚焦光斑，随后聚焦作用于焊带上形成焊点光斑，光斑沿着这个螺旋轨迹扫描，从而进行激光焊接；

s3、焊带14上焊接点处反射的红外热辐射经光路依次穿过场镜6、振镜5、合束镜3后入射到反射镜4上，随后通过反射镜4反射至高温计1进行温度检测，高温计1里的焊接温度设为350℃，高温计1根据实测温度实时控制激光发生器2的输出功率，进而控制焊接点温度，且控制频率为10khz，从而实现精准激光焊接。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种温控激光焊接系统，其不仅可提高焊接效率，且可控制焊接光斑的大小，保证产品质量，另外，本发明还提供了一种温控激光焊接方法；其包括高温计及与其电连接的激光发生器，所述激光发生器下方设有与其激光束出射方向倾斜设置的合束镜，所述高温计下方设有与所述合束镜平行设置的反射镜，所述合束镜位于所述反射镜的入射光路上，在所述合束镜的反射光路上设置有振镜，所述振镜下部连接有场镜，所述场镜的聚焦点处为焊接位置。

技术研发人员：鲁乾坤;赵润川;秦云
受保护的技术使用者：苏州沃特维自动化系统有限公司
技术研发日：2019.04.30
技术公布日：2019.06.25