【技术实现步骤摘要】
本技术涉及激光加工领域，尤其涉及可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头及激光焊接系统。
技术介绍
1、摆动焊接作为激光焊接中的一种常见方式，其运动速度快，运动轨迹长，单位长度轨迹激光停留时间短，熔池表面能量分布更加均匀，因此具有较优的能量分布均匀效果。
2、现有的摆动焊接通常通过振镜扫描式光路输出系统实现，即在焊接头中额外引入振镜模块以及与振镜模块配套使用的散热模块和温控模块，以在低功率激光输出下维持较高的稳定性。但上述方案存在以下问题：
3、1、引入的光学镜片及其他器件较多，整个系统的设计较为复杂，装配难度也较高，整个焊接头体积较大，不利于实现小型化轻量化目标；
4、2、在高功率激光输出的条件下，振镜系统的引入会严重影响焊接头工作效率及振镜系统控制的稳定性。
5、因此，为了解决现有技术中摆动焊接头存在光路系统复杂、高功率激光输出时光路系统工作效率及系统稳定性较低的问题，有必要设计一种新的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头及激光焊接系统。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头及激光焊接系统，用于解决现有技术中摆动焊接头存在光路系统复杂、高功率激光输出时光路系统工作效率及系统稳定性较低的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本技术所采用的一个技术方案是：
3、可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，包括变焦组件，变焦组件承接来自上游光路输出的准直光束，并
4、作为优选方案，第一透镜的主光轴相对旋转轴平行且偏心设置，准直光束的中心光轴与旋转轴的相对空间位置可调。
5、作为优选方案，当第一透镜的旋转速度大于20r/s时，形成于待加工工件的焦点光斑做旋转运动。
6、作为优选方案，当第一透镜的旋转速度大于1000r/s时，准直光束经聚焦后在待加工工件留下环状轨迹。
7、作为优选方案，第一透镜的主光轴与旋转轴的间距小于1mm。
8、作为优选方案，还包括成像单元及第二透镜，自待加工工件反射的回返光经过第二透镜后到达成像单元；成像单元通过接收回返光，采集焊缝形状和自焊接头发射的激光的焦点图像轨迹，以便于判断焊接头是否完成对焦。
9、作为优选方案，旋转驱动装置具有中空腔体，第一透镜内嵌设置于中空腔体内。
10、作为优选方案，可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头还包括第一控制单元，第一控制单元与旋转驱动装置电连接，以用于根据加工需求控制旋转驱动装置的转速，以形成对应轨迹。
11、作为优选方案，上游光路的准直光束自激光输出头输出，激光输出头与变焦组件收容于一整体式密封腔体内。
12、本申请还提出一种激光焊接系统，采用上述任一项的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，激光焊接系统的主控设备根据输入的加工指令控制焊接头输出的光斑形态。
13、本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开了一种可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头及激光焊接系统，其包括变焦组件。在该可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头中，准直激光束沿与第一透镜光轴平行的方向入射，第一透镜将准直激光束汇聚，并在第一透镜的主光轴上形成焦点光斑；由于第一透镜的主光轴与旋转驱动装置的旋转轴不重合，第一透镜通过旋转驱动装置被带动围绕该旋转轴旋转，进一步使得主光轴上形成的焦点光斑也围绕该旋转轴同步旋转。当旋转轴的转速达到某一阈值速度时，焦点光斑的旋转轨迹呈环状。
14、在本技术的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头中，激光束输出光路中不采用振镜模块，即减少了光学镜片及其他散热、温控相关器件的使用，从而大大缩减了装置的体积和重量；更无需设置任何光学介质面，利用简单的光路结构即可输出摆动轨迹可控的激光光斑，大大的提高了焊接质量，能适应各种复杂的焊接工艺；同时还有效减少了激光在传输过程中的损耗及回返光，尤其适用于高功率的激光加工系统。
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1.可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，包括变焦组件，所述变焦组件承接来自上游光路输出的准直光束，并将所述准直光束聚焦至待加工工件，所述变焦组件包括旋转驱动装置和第一透镜，所述旋转驱动装置用于带动所述第一透镜围绕所述旋转驱动装置的旋转轴转动，所述第一透镜的主光轴与所述旋转轴不重合，且所述第一透镜的主光轴与所述旋转轴之间的距离可调。
2.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，所述第一透镜的主光轴相对所述旋转轴平行且偏心设置，所述准直光束的中心光轴与所述旋转轴的相对空间位置可调。
3.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，当所述第一透镜的旋转速度大于20r/s时，形成于所述待加工工件的焦点光斑做旋转运动。
4.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，当所述第一透镜的旋转速度大于1000r/s时，所述准直光束经聚焦后在所述待加工工件留下环状轨迹。
5.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，所述第一透镜的主光轴与
6.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，还包括成像单元及第二透镜，自所述待加工工件反射的回返光经过所述第二透镜后到达所述成像单元；所述成像单元通过接收所述回返光，采集焊缝形状和自所述焊接头发射的激光的焦点图像轨迹，以便于判断所述焊接头是否完成对焦。
7.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，所述旋转驱动装置具有中空腔体，所述第一透镜内嵌设置于所述中空腔体内。
8.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，所述可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头还包括第一控制单元，所述第一控制单元与所述旋转驱动装置电连接，以用于根据加工需求控制所述旋转驱动装置的转速，以形成对应轨迹。
9.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，所述上游光路的准直光束自激光输出头输出，所述激光输出头与所述变焦组件收容于一整体式密封腔体内。
10.一种激光焊接系统，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，所述激光焊接系统的主控设备根据输入的加工指令控制所述焊接头输出的光斑形态。
...【技术特征摘要】
1.可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，包括变焦组件，所述变焦组件承接来自上游光路输出的准直光束，并将所述准直光束聚焦至待加工工件，所述变焦组件包括旋转驱动装置和第一透镜，所述旋转驱动装置用于带动所述第一透镜围绕所述旋转驱动装置的旋转轴转动，所述第一透镜的主光轴与所述旋转轴不重合，且所述第一透镜的主光轴与所述旋转轴之间的距离可调。
2.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，所述第一透镜的主光轴相对所述旋转轴平行且偏心设置，所述准直光束的中心光轴与所述旋转轴的相对空间位置可调。
3.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，当所述第一透镜的旋转速度大于20r/s时，形成于所述待加工工件的焦点光斑做旋转运动。
4.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，当所述第一透镜的旋转速度大于1000r/s时，所述准直光束经聚焦后在所述待加工工件留下环状轨迹。
5.根据权利要求1所述的可调环形光斑的轻量化万瓦激光焊接头，其特征在于，所述第一透镜的主光轴与所述旋转轴的间距小于1mm。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，李日华，蒋峰，
申请(专利权)人：苏州创鑫激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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