激光焊接装置及其焊接方法.pdf

《激光焊接装置及其焊接方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《激光焊接装置及其焊接方法.pdf（7页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910782296.X (22)申请日 2019.08.23 (71)申请人 大族激光科技产业集团股份有限公 司 地址 518000 广东省深圳市南山区深南大 道9988号 (72)发明人 黄裕佳刘维波关欣晟苏长鹏 黄彦展周继伟陆云波王瑾 高云峰 (74)专利代理机构 深圳市恒申知识产权事务所 (普通合伙) 44312 代理人 李倩竹 (51)Int.Cl. B23K 26/21(2014.01) B23K 26/046(2014.01) B23K 26/324(2014.。

2、01) (54)发明名称 一种激光焊接装置及其焊接方法 (57)摘要 本发明公开了一种激光焊接装置及其焊接 方法， 用于焊接玻璃， 所述玻璃包括相互贴合的 上层玻璃和下层玻璃， 包括： 超快激光器、 3D振镜 以及控制装置， 所述3D振镜与所述超快激光器连 接， 所述3D振镜包括准直镜片， 所述准直镜片调 节所述超快激光器发出的激光光束的焦距， 所述 控制装置分别与所述超快激光器、 所述3D振镜电 连接。 运用本技术方案解决了现有技术中激光焊 接玻璃时因玻璃平面度变化而导致焊接不良的 技术问题。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 110560896 A 2019.12.13 CN 1。

3、10560896 A 1.一种激光焊接装置， 用于焊接玻璃， 所述玻璃包括相互贴合的上层玻璃和下层玻璃， 其特征在于， 所述激光焊接装置包括超快激光器、 3D振镜以及控制装置， 所述3D振镜与所述 超快激光器连接， 所述3D振镜包括准直镜片， 所述准直镜片调节所述超快激光器发出的激 光光束的焦距， 所述控制装置分别与所述超快激光器、 所述3D振镜电连接。 2.根据权利要求1所述的激光焊接装置， 其特征在于， 所述3D振镜还包括聚焦镜片、 X镜 片以及Y镜片， 所述聚焦镜片、 所述X镜片以及所述Y镜片依次设置在所述准直镜片远离所述 超快激光器的一侧， 所述聚焦镜片对所述激光光束进行聚焦， 所述X。

4、镜片和所述Y镜片配合 调节所述激光光束在所述玻璃的贴合面上的焊接位置。 3.根据权利要求2所述激光焊接装置， 其特征在于， 所述激光焊接装置还包括用于压合 所述上层玻璃和所述下层玻璃的治具， 所述治具包括承载板和盖板， 所述承载板用于支撑 所述下层玻璃和所述上层玻璃， 所述盖板盖压在所述上层玻璃上。 4.根据权利要求3所述的激光焊接装置， 其特征在于， 所述承载板由金属材料构成， 所 述盖板由蓝宝石或陶瓷构成。 5.一种采用如权利要求1-4中任一项所述激光焊接装置的焊接方法， 其特征在于， 包括 如下步骤： S1、 压合所述上层玻璃和所述下层玻璃， 使所述上层玻璃与所述下层玻璃紧密贴合； S2。

5、、 用激光光束对所述上层玻璃和所述下层玻璃的压合面进行穿透焊接； S21、 通过超快激光器发射出所述激光光束； S22、 通过3D振镜中的准直镜片调节所述激光光束相对所述贴合面的焦距。 6.根据权利要求5所述的焊接方法， 其特征在于， 所述S2还包括： S23、 通过聚焦镜片对所述激光光束进行聚焦； S24、 通过X镜片和Y镜片改变所述激光光束的在所述贴合面的焊接位置。 7.根据权利要求6所述的焊接方法， 其特征在于， 所述S1还包括： S11、 将所述下层玻璃和所述上层玻璃依次放置在承载板上； S12、 用盖板盖压在所述上层玻璃上以压合所述上层玻璃和所述下层玻璃。 8.根据权利要求7所述的焊。

6、接方法， 其特征在于， 在S1之前分别对所述上层玻璃的表面 和所述下层玻璃的表面进行清洁处理。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110560896 A 2 一种激光焊接装置及其焊接方法 技术领域 0001 本发明涉及玻璃焊接的技术领域， 尤其涉及一种激光焊接装置及其焊接方法。 背景技术 0002 玻璃具有特殊的物理性质和化学性质， 被广泛用于光学、 通信、 电子、 生物医疗等 领域， 而玻璃焊接是一种重要的玻璃成型方式。 目前玻璃焊接应用多为添加玻璃料或钎料 的方式， 该方式存在工艺复杂及添加料成本较高问题， 同时由于添加料与玻璃成分不同， 存 在化学稳定性问题， 需要发展新型的激光玻璃焊接。

7、。 激光玻璃焊接是一种新型的玻璃加工 方法， 激光焊接玻璃具有高效工艺简单的特点， 但其应用中对玻璃的平面度要求极高， 其平 面度变化0.03mm即会产生焊接不良的现象。 发明内容 0003 本发明的主要目的在于提供一种激光焊接装置及其焊接方法， 以解决现有技术中 激光焊接玻璃时因玻璃平面度变化而导致焊接不良的技术问题。 0004 为实现上述目的， 本发明提供一种激光焊接装置， 用于焊接玻璃， 所述玻璃包括相 互贴合的上层玻璃和下层玻璃， 包括： 超快激光器、 3D振镜以及控制装置， 所述3D振镜与所 述超快激光器连接， 所述3D振镜包括准直镜片， 所述准直镜片调节所述超快激光器发出的 激光光。

8、束的焦距， 所述控制装置分别与所述超快激光器、 所述3D振镜电连接。 0005 进一步地， 所述3D振镜还包括聚焦镜片、 X镜片以及Y镜片， 所述聚焦镜片、 所述X镜 片以及所述Y镜片依次设置在所述准直镜片远离所述超快激光器的一侧， 所述聚焦镜片对 所述激光光束进行聚焦， 所述X镜片和所述Y镜片配合调节所述激光光束在所述玻璃的贴合 面上的焊接位置。 0006 进一步地， 所述激光焊接装置还包括用于压合所述上层玻璃和所述下层玻璃的治 具， 所述治具包括承载板和盖板， 所述承载板用于支撑所述下层玻璃和所述上层玻璃， 所述 盖板盖压在所述上层玻璃上。 0007 进一步地， 所述承载板由金属材料构成，。

9、 所述盖板由蓝宝石或陶瓷构成。 0008 进一步地， 一种采用如前所述激光焊接装置的焊接方法， 包括如下步骤： 0009 S1、 压合所述上层玻璃和所述下层玻璃， 使所述上层玻璃与所述下层玻璃紧密贴 合； 0010 S2、 用激光光束对所述上层玻璃和所述下层玻璃的压合面进行穿透焊接； 0011 S21、 通过超快激光器发射出所述激光光束； 0012 S22、 通过3D振镜中的准直镜片调节所述激光光束相对所述贴合面的焦距。 0013 进一步地， 所述S2还包括： 0014 S23、 通过聚焦镜片对所述激光光束进行聚焦； 0015 S24、 通过X镜片和Y镜片改变所述激光光束的在所述贴合面的焊接位。

10、置。 0016 进一步地， 所述S1还包括： 说明书 1/3 页 3 CN 110560896 A 3 0017 S11、 将所述下层玻璃和所述上层玻璃依次放置在承载板上； 0018 S12、 用盖板盖压在所述上层玻璃上以压合所述上层玻璃和所述下层玻璃。 0019 进一步地， 在S1之前分别对所述上层玻璃的表面和所述下层玻璃的表面进行清洁 处理。 0020 与现有技术相比， 本发明的有益效果在于： 3D振镜与超快激光器连接， 当超快激光 器发出激光光束时， 通过控制装置移动3D振镜中的准直镜片可以控制激光光束在空间上的 聚焦位置， 当因治具或安装平台等因素导致上层玻璃和下层玻璃产生波动， 贴合。

11、面的平面 度超出变化范围时， 通过3D振镜使得激光光束的焦点在上下层玻璃的贴合面来回振荡， 以 兼容贴合面的平面度变化， 实现对玻璃的有效焊接， 从而解决了现有技术中激光焊接玻璃 时因玻璃平面度变化而导致焊接不良的技术问题。 附图说明 0021 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据 这些附图获得其他的附图。 0022 图1为本发明激光焊接装置中激光光束的轨迹图； 0023 图2为本发明激光。

12、焊接装置中激光光束的焦点振荡图； 0024 图3为本发明激光焊接装置的焊接方法的流程示意图。 0025 其中， 上述附图包括以下附图标记： 0026 11、 上层玻璃； 12、 下层玻璃； 21、 盖板； 22、 承载板； 30、 激光光束； 41、 准直镜片； 42、 聚焦镜片； 43、 X镜片； 44、 Y镜片。 具体实施方式 0027 为使得本发明的发明目的、 特征、 优点能够更加的明显和易懂， 下面将结合本发明 实施例中的附图， 对本发明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 施例仅仅是本发明一部分实施例， 而非全部实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域技术人。

13、 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0028 请参阅图1及图2， 一种激光焊接装置， 用于焊接玻璃， 玻璃包括相互贴合的上层玻 璃11和下层玻璃12， 包括： 超快激光器、 3D振镜以及控制装置， 3D振镜与超快激光器连接， 3D 振镜包括准直镜片41， 准直镜片41调节超快激光器发出的激光光束30的焦距， 控制装置分 别与超快激光器、 3D振镜电连接。 0029 在本发明中， 超快激光器的功率为10W， 脉宽为280fs， 频率为1000KHZ， 3D振镜与超 快激光器连接， 当超快激光器发出激光光束30时， 通过控制装置移动3D振镜中的准直镜片。

14、 41可以控制激光光束30在空间上的聚焦位置， 当因治具或安装平台等因素导致上层玻璃11 和下层玻璃12产生波动， 贴合面的平面度超出变化范围时， 通过3D振镜使得激光光束30的 焦点在上下层玻璃的贴合面来回振荡， 以兼容贴合面的平面度变化， 实现对玻璃的有效焊 接， 在本技术方案中， 设置焦点振荡振幅为0.05mm， 振荡频率为1000HZ， 配合光束在上下玻 璃贴合面移动的速度进行焊接， 解决了现有技术中激光焊接玻璃时因玻璃平面度变化而导 说明书 2/3 页 4 CN 110560896 A 4 致焊接不良的技术问题。 0030 进一步地， 3D振镜还包括聚焦镜片42、 X镜片43以及Y镜。

15、片44， 聚焦镜片42、 X镜片43 以及Y镜片44依次设置在准直镜片41远离超快激光器的一侧， 聚焦镜片42对激光光束30进 行聚焦， X镜片43和Y镜片44配合调节激光光束30在玻璃的贴合面上的焊接位置。 控制器控 制准直镜片41平移运动使激光光束30的焦点在上下层玻璃的结合面来回振荡、 控制X镜片 43以及Y镜片44的旋转角度调节激光光束30的焊接位置， 本技术方案通过3D振镜编辑激光 光束30的轨迹以实现对大幅面玻璃的穿透焊接。 0031 优选地， 激光焊接装置还包括用于压合上层玻璃11和下层玻璃12的治具， 治具包 括承载板22和盖板21， 承载板22用于支撑下层玻璃12和上层玻璃1。

16、1， 盖板21盖压在上层玻 璃11上， 由承载板22和盖板21相互作用保证上层玻璃11与下层玻璃12之间无间隙， 以顺利 进行激光焊接工作。 承载板22由金属材料构成进行支撑和导热作用， 盖板21由蓝宝石或陶 瓷构成， 通过蓝宝石或陶瓷的高导热性对高重频激光产生的热量进行散热， 防止高温下玻 璃产生裂纹甚至破裂。 0032 参见图3， 本发明提供了一种激光焊接装置的焊接方法， 包括如下步骤： 0033 S1、 压合上层玻璃11和下层玻璃12， 使上层玻璃11与下层玻璃12紧密贴合； 0034 S2、 用激光光束30对上层玻璃11和下层玻璃12的压合面进行穿透焊接； 0035 S21、 通过超快。

17、激光器发射出激光光束30； 0036 S22、 通过3D振镜中的准直镜片41调节激光光束30相对贴合面的焦距。 0037 首先使上层玻璃11压合在下层玻璃12上， 确保上层玻璃11与下层玻璃12无间隙再 进行焊接工作， 由超快激光器发出激光光束30， 移动3D振镜中的准直镜片41以使激光光束 的焦点相对玻璃的贴合面来回振荡， 兼容贴合面的平面度变化。 当激光光束超过一定阈值， 会在玻璃内部产生非线性吸收， 并使玻璃焦体积内的电子电离产生等离子体进而熔化形成 液体池， 填充贴合面， 凝固后形成有效焊接。 0038 进一步地， S2还包括： 0039 S23、 通过聚焦镜片42对激光光束30进行聚。

18、焦； 0040 S24、 通过X镜片43和Y镜片44改变激光光束30的在贴合面的焊接位置。 0041 更进一步地， S1还包括： 0042 S11、 将下层玻璃12和上层玻璃11依次放置在承载板22上； 0043 S12、 用盖板21盖压在上层玻璃11上以压合上层玻璃11和下层玻璃12。 0044 承载板22为金属材料， 起支撑和导热作用， 盖板21为蓝宝石或陶瓷材料， 通过其高 导热性为玻璃在焊接时进行散热， 确保焊接工作安全顺利进行。 0045 优选地， 在压合上层玻璃11和下层玻璃12之前分别对上层玻璃11的表面和下层玻 璃12的表面进行清洁处理， 以确保焊接质量。 0046 以上为对本发明所提供的一种激光焊接装置及其焊接方法的描述， 对于本领域的 技术人员， 依据本发明实施例的思想， 在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处， 综 上， 本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 说明书 3/3 页 5 CN 110560896 A 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 110560896 A 6 图3 说明书附图 2/2 页 7 CN 110560896 A 7 。