一种改进的高功率激光焊接机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及激光焊接领域，尤其设及一种改进的高功率激光焊接机。
【背景技术】
[0002] 在裡电池制造过程中焊接技术使用十分广泛，焊接方法和工艺优化，不仅直接影 响电池的质量可靠性与使用安全性，还决定着电池的生产成本。W前使用的较多的是超声 波焊接，电阻焊焊接。目前，裡电池正不断向大容量，快速充电、长寿命和高安全性方向发 展，对其制造过程中的焊接技术也提出了新的要求；电池在装配过程与焊接的过程中要求 精度提高，还需要解决不同材料、薄片和小尺寸的电池零件的焊接问题，同时，还要满足快 速、大批量和牢固焊接，运样才能应用于批量化生产，在W上要求提出后，企业已经开始大 量导入激光焊接工艺来取代原有的传统焊接工艺。
[0003] 在生产过程中，一般流程是装夹工件，焊接工件，取下工件；当单工位工作时，装夹 工件和取下工件会占用一些辅助时间，虽然焊接工件时间短，但是整体生产效率会因为辅 助时间占用而比较低，如何提高生产效率，减少辅助时间就是一个很重要的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中激光焊接装置焊接效率低的缺陷， 提供一种能够提高生产效率，减少辅助时间的改进的高功率激光焊接机。 阳〇化]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006] 本发明提供一种改进的高功率激光焊接机，包括光学谐振腔，和设置在所述光学 谐振腔两端的谐振腔全反射镜片和谐振腔半反射镜片，激光通过所述谐振腔全反射镜片后 反射进入所述光学谐振腔进行激励，激励后的激光一部分穿过所述谐振腔半反射镜片，另 一部分通过所述谐振腔半反射镜片反射回所述光学谐振腔；
[0007] 所述谐振腔半反射镜片的输出端与多个分时光闽连接，穿过所述谐振腔半反射镜 片后的激光通过所述分时光闽对多个工位上的工件进行焊接。
[0008] 进一步地，本发明的所述的光学谐振腔和所述谐振腔全反射镜片之间还设置有累 浦源。
[0009] 进一步地，本发明的所述的累浦源为四点接触的方式，并采用纯铜作为电极材料。
[0010] 进一步地，本发明的所述的光学谐振腔在轴光线上的几何光学损耗为零，满足的 条件为：
[0011] 0<gl*g2<l 阳01引其中，
[0013] RU R2分别为所述光学谐振腔的凹镜、凸镜的半径，L为腔长。
[0014] 进一步地，本发明的所述的分时光闽的镜片反射率为100%。
[0015] 进一步地，本发明的所述的分时光闽有2-4个。
[0016] 本发明产生的有益效果是：本发明的改进的高功率激光焊接机，通过分时光闽将 一束焊接激光在不同的工时分配到不同的工作位置，使焊接过程和上下工件的工程可W同 时进行，极大的提高了生产效率，减少了焊接的辅助时间；另外，通过合理的设置光学谐振 腔的参数，使其轴光线上的几何损耗为零，能够获得更好的光学模式和高功率输出。
【附图说明】
[0017] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0018] 图1是本发明实施例的改进的高功率激光焊接机的结构示意图；
[0019] 图2是本发明实施例的改进的高功率激光焊接机的累浦源的结构示意图；
[0020] 图3是本发明实施例的改进的高功率激光焊接机的分时光闽的光路结构示意图；
[0021] 图中1-光学谐振腔，2-谐振腔全反射镜片，3-谐振腔半反射镜片，4-分时光闽， 5-累浦源。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用W解释本发明，并不 用于限定本发明。
[0023] 如图1所示，本发明实施例的改进的高功率激光焊接机，包括光学谐振腔1，和设 置在光学谐振腔1两端的谐振腔全反射镜片2和谐振腔半反射镜片3,激光通过谐振腔全反 射镜片2后反射进入光学谐振腔1进行激励，激励后的激光一部分穿过谐振腔半反射镜片 3,另一部分通过谐振腔半反射镜片3反射回光学谐振腔1 ;
[0024] 谐振腔半反射镜片3的输出端与多个分时光闽4连接，穿过谐振腔半反射镜片 3后的激光通过分时光闽4对多个工位上的工件进行焊接；分时光闽5的镜片反射率为 100%，在本实施例中分时光闽5设置有两个，一般可设置2-4个，也可设置多个。
[00巧]光学谐振腔1和谐振腔全反射镜片2之间还设置有累浦源5,累浦源5为四点接触 的方式，并采用纯铜作为电极材料。作为给发光物质激励的氣灯在工作时会大电流瞬间放 电，此时关键核屯、连接件就显得尤其重要。因为加工和装配的原因，灯电极和电极夹头不能 做到完全贴合，当大电流放电时，灯极和灯极夹头的接触面积过小，容易造成发热，在长期 工作的时候，非常容易损坏氣灯；针对此现象，我们改善了灯极结构。如图2所示，通过改进 累浦源5的固定方式，从两点接触，改为四点接触，加大了两者之间的接触面积，大大改善 了灯极发热的现象，延长了灯的使用寿命，在增大接触面积的同时，我们采用纯铜作为电极 材料，增强了导电性和导热性，可W使设备长期稳定的工作。
[00%] 当工作物质和激励能源确定W后，通过选择合适的光学谐振腔1的形式，来获得 较好的光学模式和高功率的输出。光学谐振腔1的作用是建立和维持自激振荡，决定光学 谐振腔1的主要因素是由两镜的反射率、几何形状及组合形式。
[0027] 光学谐振腔1的稳定条件：
[002引 （1)使傍轴模（即近轴光线）在腔内往返无限多次不逸出腔外的条件，即近轴光 线几何光学损耗为零，其数学表达式为0《gig2《1
[0029] (2)据稳定条件的数学形式：
[0030] 稳定腔：0<gl*g2<l
[0031] 非稳腔：gl*g2〉l 或 gl*g2<0
[0032] 临界腔：gl*g2 = I 或 gl*g2 = 0
[0033] 从光学稳定性上选择稳定腔形式来减少光学损耗。
[0034] 其中，
[0035] R1、R2分别为所述光学谐振腔1的凹镜、凸镜的半径，L为腔长，当凹面向着腔内时 (凹镜）Ri〉0,凸面向着腔外时（凸镜）Ri<0。
[0036] 由一个凹面发射镜和一个平面发射镜组成的谐振腔称为平凹腔。其稳定条件为： R > L。选择合适的镜片和腔长，然后通过检测仪器来检测，记录大量的数据，最终确定最好 的效果和合适的腔厂和镜片参数。
[0037] 谐振腔全反射镜片2和谐振腔半反射镜片3之间还设置有用来调整谐振腔的谐振 腔镜片调整装置，运些精密的调整架因具有可锁定调节器，同时拥有坚固的机械设计W提 供长时间的稳定性。与目前市面上常规使用的标准两调节器光学调整架相比，我们重新设 计了结构，使用了更厚的基板和更硬的弹黃。可锁定调节器减少了偏移，从而实现长时间稳 定操作，从而保证光学系统的长期稳定性。膜片基板采用一体化结构设计，采用整体基材一 次加工成型，而且增加了结构的厚度，保证了强度和结构的稳定性。调节螺栓和调节螺母都 采用了细螺牙，从而提高了调整的精度，从材料选择上，也采用了不诱钢，增强了稳定性。与 常规的两维调整机构相比，我们增加了一维调整，灵活性更好，且调整更方便更可靠。采用 了蝶黃代替常规弹黃，增强了整体的性能。针对环境问题，增加了防尘接口，可W防止灰尘 进入谐振腔，从而保证光路的密封性，提高了使用的稳定性。
[0038] 如图3所示，通过使用分时光闽4,在生产中能够采取双工位操作，利用时间分光 的技术，来平衡辅助时间，提高单位时间内的工作效率。默认状态分时光闽在原始位置，工 位二工作；与此同时，工位一可W进行上下工件的操作；当工位二操作结束，取工件时，将 分时光闽切换到工位位置，工位一可W开始工作；工位二在工位一工作时，可W进行上下料 的工作；将辅助时间缩短，从而提高效率。
[0039] 时间分光指通过不同的控制部分在不同的时间内给同一台焊接机控制信号，W达 到实时焊接的功能，同一时间只有一个工位在工作，另一个工位在做辅助工作。
[0040] 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可W根据上述说明加W改进或变换， 而所有运些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种改进的高功率激光焊接机，其特征在于，包括光学谐振腔（1)，和设置在所述光 学谐振腔（1)两端的谐振腔全反射镜片（2)和谐振腔半反射镜片（3)，激光通过所述谐振腔 全反射镜片（2)后反射进入所述光学谐振腔（1)进行激励，激励后的激光一部分穿过所述 谐振腔半反射镜片（3)，另一部分通过所述谐振腔半反射镜片（3)反射回所述光学谐振腔 (1)； 所述谐振腔半反射镜片（3)的输出端与多个分时光闽（4)连接，穿过所述谐振腔半反 射镜片（3)后的激光通过所述分时光闽（4)对多个工位上的工件进行焊接。2. 根据权利要求1所述的改进的高功率激光焊接机，其特征在于，所述光学谐振腔（1) 和所述谐振腔全反射镜片（2)之间还设置有累浦源巧）。3. 根据权利要求2所述的改进的高功率激光焊接机，其特征在于，所述累浦源（5)为四 点接触的方式，并采用纯铜作为电极材料。4. 根据权利要求1所述的改进的高功率激光焊接机，其特征在于，所述光学谐振腔（1) 在轴光线上的几何光学损耗为零，满足的条件为： 0<gl*g2<l 其中，R1、R2分别为所述光学谐振腔（1)的凹镜、凸镜的半径，L为腔长。5. 根据权利要求1所述的改进的高功率激光焊接机，其特征在于，所述分时光闽（5)的 镜片反射率为100%。6. 根据权利要求1所述的改进的高功率激光焊接机，其特征在于，所述分时光闽（5)有 2-4 个。
【专利摘要】本发明公开了一种改进的高功率激光焊接机，包括光学谐振腔，和设置在光学谐振腔两端的谐振腔全反射镜片和谐振腔半反射镜片，激光通过谐振腔全反射镜片后反射进入所述光学谐振腔进行激励，激励后的激光一部分穿过谐振腔半反射镜片，另一部分通过谐振腔半反射镜片反射回光学谐振腔；谐振腔半反射镜片的输出端与多个分时光闸连接，穿过谐振腔半反射镜片后的激光通过分时光闸对多个工位上的工件进行焊接。本发明能够提高生产效率，减少焊接的辅助时间，并能够获得更好的光学模式和高功率输出。
【IPC分类】B23K26/04, H01S3/081, H01S3/08
【公开号】CN105406335
【申请号】CN201510814970
【发明人】曾伟明, 雷波, 王雄力, 吴轩, 熊五岳
【申请人】武汉逸飞激光设备有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月20日