激光焊接系统和使用掩模控制焊接宽度的方法.pdf

(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CN109641398A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201780052797.1(74)专利代理机构北京英赛嘉华知识产权代理(22)申请日2017.09.15有限责任公司11204代理人王达佐王艳春(30)优先权数据15/266,1822016.09.15US(51)Int.Cl.B29C65/16(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日B29K33/04(2006.01)2019.02.27B29K69/00(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2017/0517342017.09.15(87)PCT国际申请的公布数据WO2018/053238EN2018.03.22(71)申请人杜凯恩IAS有限责任公司地址美国伊利诺斯州(72)发明人亚历山大·萨维茨基格热戈日·兹齐斯拉瓦·布加杰莱奥·克林斯坦权利要求书2页说明书3页附图2页(54)发明名称激光焊接系统和使用掩模控制焊接宽度的方法(57)摘要一种用于连接热塑性材料的第一工件和第二工件的部分的激光焊接方法和系统，其中，热塑性材料可由激光束部分地透过但从激光束吸收辐射。将由从激光束吸收辐射的材料制成的第一工件和第二工件夹持在一起。将掩模放置在第一工件的第一表面上，第一表面与接合第二工件的表面相对。掩模不能由激光束透过，并且掩膜形成槽，该槽用于将激光束传递至上工件的第一表面的、由该槽暴露的部分，使得工件的材料的加热和熔化限于该槽的宽度。将激光束引导至槽上，并以照射该槽以便熔化和连接工件的方式移动激光束。CN109641398ACN109641398A权利要求书1/2页1.用于连接能够由激光束部分地透过的热塑性材料的第一工件和第二工件的部分的激光焊接方法，所述方法包括：将待连接的所述第一工件和所述第二工件的部分夹持在一起，所述第一工件和所述第二工件由从激光束吸收辐射的材料制成，将掩模放置在所述第一工件的第一表面上，所述第一表面与接合所述第二工件的表面相对，所述掩模不能由激光束透过，并且所述掩膜形成槽，所述槽用于将激光束传递至所述上工件的第一表面的、由所述槽暴露的部分，使得所述第一工件和所述第二工件的材料的加热和熔化限于所述槽的宽度，在将所述第一工件和所述第二工件保持夹持在一起的同时，将激光束引导至所述槽上，并以照射所述槽以沿着所述槽熔化并连接所述第一工件和所述第二工件的方式移动所述激光束，以及在将所述第一工件和所述第二工件保持夹持在一起的同时，冷却所述第一工件和第二工件的熔融部分，以固化所述第一工件和所述第二工件的连接部分，从而形成焊缝。2.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述第一工件和所述第二工件均吸收所述激光束的部分，以加热和熔化所述第一工件和所述第二工件的、暴露于所述激光束的部分。3.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述掩模从所述第一工件吸收热量，以冷却所述第一工件的、未暴露于所述激光束的部分。4.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述激光束具有约2微米的波长。5.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述激光束是光纤束。6.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述激光束大致垂直于所述掩模。7.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述掩模镀铬在玻璃上。8.如权利要求1所述的激光焊接方法，其中，所述第一工件和所述第二工件中的每个均是能够光学透明的未填充聚合物，并且所述激光束被所述聚合物部分地吸收。9.用于连接由热塑性材料制成的第一工件和第二工件的部分的激光焊接系统，其中，所述热塑性材料能够由激光束部分地透过但从所述激光束吸收辐射，所述系统包括：一对夹持板，当所述第一工件和所述第二工件通过接触表面彼此相邻时，所述一对夹持板定位成与所述第一工件和所述第二工件的相对侧接合，致动器，将所述夹持板中的至少一个朝向另一夹持板推动，以将所述第一工件和所述第二工件压合在一起，掩模，位于所述第一工件的、与所述第二工件相对的侧部上，所述掩模不能由所述激光束透过，并且所述掩膜形成槽，所述槽用于将所述激光束传递至所述第一工件的、由所述槽暴露的部分，使得所述第一工件和所述第二工件的材料的加热和熔化限于所述槽的宽度，激光束源，将激光束引导至所述槽中，以及驱动单元，在将所述第一工件和所述第二工件保持夹持在一起的同时，所述驱动单元以照射所述槽以便熔化并连接所述第一工件和所述第二工件的方式移动所述激光束。10.如权利要求9所述的激光焊接系统，其中，由所述第一工件和所述第二工件从所述激光束吸收的辐射熔化所述第一工件和所述第二工件的、暴露于所述激光束的部分。11.如权利要求9所述的激光焊接系统，其中，所述掩模从所述第一工件吸收热量，以冷却所述第一工件的、未暴露于