一种半导体激光器手持焊机制备方法与流程

本发明涉及半导体激光器，特别涉及一种半导体激光器手持焊机制备方法。

背景技术：

1、随着社会的发展，激光做为科技前沿技术已经在焊接、切割、熔覆、打标等制造领域得到了广泛的应用。尤其是手持式激光焊接机由于其具备小巧、灵活等特点在焊接领域得到了快速发展。

2、现有的激光手持焊接机大多采用光纤激光器或co2激光器，通常是由光纤激光器主机部分(包含半导体激光器泵浦源、增益光纤、光栅、光纤模式剥离器、散热系统、电源、控制板)、传输部分(光纤激光光缆(qbh))、手持部分(光学准直及聚焦输出)、以及冷水机等组成；其利用半导体激光器作为泵浦源，从而激发增益介质并在光学谐振腔内放大输出至光纤，然后经光纤传播至焊接手具内部经过准直以及聚焦后，作用于被加工的材料的表面使其基材加热至熔点，从而达到焊接的目的；

3、现有的激光焊接设备其光源和手具分离，二者通过光纤激光光缆(qbh)从光源传输激光能量至手具进行光学准直聚焦输出。其缺点是能耗大、电光转化效率低、结构部件多、结构复杂、体积大、重量大、价格高；而其中的电光转换效率是衡量激光器性能的一个重要指标，一般光纤激光器手持焊接机，其泵浦源将激光耦合进光纤会损失20％的光能量，泵浦光经过增益光纤及光纤谐振腔光光转换后损失20％左右能量，总体焊机的激光光源部分从电输入到光输出转换效率为30％-35％，尚未考虑电源和冷水机的能耗。

4、因此其缺少一种体积小、重量轻、便携、电光效率高、结构简单的半导体激光器手持焊机制备方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种半导体激光器手持焊制备方法，用以制备一种体积小、重量轻、便携、电光效率高、结构简单、成本低的手持焊机。

2、本发明提供一种半导体激光器手持焊机制备方法，包括：

3、制备激光光源模块，并将激光光源模块安装在手具壳体内；在手具壳体内依次间隔安装扩束透镜、聚焦透镜、以及保护镜片，所述扩束透镜、聚焦透镜、以及保护镜片用于对激光光源模块输出的光束进行扩束、光斑聚焦以及防护。

4、优选的，其激光光源模块壳体通过铜材结构部件和铝材结构部件组合加工而成；

5、其中，铜材结构部件设置在激光二极管下方，铝材结构部件设置在铜材结构部件的四周并用于设置光学部件。

6、优选的，所述激光光源模块中包括多个激光二极管，各所述激光二极管均设置在铜材结构部件的同一水平面上，所述铜材料为热沉。

7、优选的，所述激光光源模块中的激光二极管包含第一激光二极管排列和第二激光二极管排列；每组激光二极管排列的激光二极管均可利用对侧排列激光二极管之间的排列间隙出光，将其激光二极管的长度作为其光束路径传播的一部分。

8、优选的，所述激光光源模块的铜材结构部件设置有控制其温度的散热通道；所述散热通道用于对所述铜材结构部件进行温度调节。

9、优选的，所述手具壳体设置有控制焊机光源输出的开关装置。

10、优选的，其手具壳体设置有连接换热装置的接口、以及电源线束接口，所述换热装置用于通过其接口对散热通道进行换热；所述电源线束接口用于对设备进行供电或者信号控制。

11、优选的，还包括：在手具壳体内安装换向反射镜，所述换向反射镜用于调节手具内部的光束的方向；所述换向反射镜设在激光光束输出的一端。

12、本发明的工作原理和有益效果如下：

13、本发明提供一种半导体激光器手持焊机制备方法，包括：制备小型化轻量化的激光光源模块，并将激光光源模块安装在手具壳体内；在手具壳体内依次间隔安装扩束透镜聚焦透镜、以及保护镜片，并用于对激光光源模块输出的光束进行扩束和光斑聚焦以及防护；通过以上方法完成手持焊机的组装。

14、本发明通过把高功率激光光源模块小型化轻量化后集成在手持结构的手具壳体中；再通过手具壳体中的光学处理，使其输出的激光光源可直接用于焊接；本发明激光器手持焊机的激光光源模块轻量化、小体积，与光学组件形成一体化设计；其产品外观简洁、轻便易携、电光转换效率高；在降低产品成本的同时，还提升了产品的整体可靠性。本发明把激光二极管出射的激光直接导出至材料表面，其间未经光纤耦合及有源光纤的光光转换，所以电光转换效率可高达60％以上，节能环保。

15、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

16、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种半导体激光器手持焊机制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种半导体激光器手持焊机制备方法，其特征在于，其激光光源模块(2)壳体通过铜材结构部件和铝材结构部件组合加工而成；

3.如权利要求1所述的一种半导体激光器手持焊机制备方法，其特征在于，所述激光光源模块中包括多个激光二极管，各所述激光二极管均设置在铜材结构部件的同一水平面上，所述铜材料为热沉。

4.如权利要求1所述的一种半导体激光器手持焊机制备方法，其特征在于，所述激光光源模块(2)中的激光二极管包含第一激光二极管排列和第二激光二极管排列；每组激光二极管排列的激光二极管均可利用对侧排列激光二极管之间的排列间隙出光，将其激光二极管的长度作为其光束路径传播的一部分。

5.如权利要求1所述的一种半导体激光器手持焊机制备方法，其特征在于，所述激光光源模块(2)的铜材结构部件设置有控制其温度的散热通道；所述散热通道用于对所述铜材结构部件进行温度调节。

6.如权利要求1所述的一种半导体激光器手持焊机制备方法，其特征在于，所述手具壳体(1)设置有控制焊机光源输出的开关装置(6)。

7.如权利要求1所述的一种半导体激光器手持焊机制备方法，其特征在于，其手具壳体(1)设置有连接换热装置的接口、以及电源线束接口(7)，所述换热装置用于通过其接口对散热通道进行换热；所述电源线束接口(7)用于对设备进行供电或者信号控制。

技术总结
本发明提供一种半导体激光器手持焊机制备方法，包括：制备小型化轻量化激光光源模块，并将激光光源模块安装在手具壳体内；在手具壳体内依次间隔安装扩束透镜、聚焦透镜以及保护镜片，并用于对激光光源模块输出的光束进行扩束、光斑聚焦以及防护；通过以上方法完成手持焊机的组装。本发明通过把高功率半导体激光器小型化轻量化后集成在手具的保护壳体中；再通过手具壳体中的光学处理，使其输出的激光光束可直接用于焊接；本发明半导体激光器手持焊机的激光光源模块轻量化、小体积，与光学组件形成一体化设计；其产品部件更少、外观简洁、轻便易携、电光转换效率高；在降低产品成本的同时，还提升了产品的整体可靠性。

技术研发人员：蔡万绍,赵森,贺永贵,张路,王先兆
受保护的技术使用者：深圳活力激光技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12