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藍(lán)光激光焊接技術(shù)介紹

時(shí)間:2022-07-07 10:16  閱讀:3363
工業(yè)激光技術(shù)的發(fā)展,一直是沿著生產(chǎn)技術(shù)和社會(huì)新要求的路線圖而發(fā)展的,隨著金屬加工技術(shù)的不斷進(jìn)步和用戶要求的不斷提高,激光器需要在成本和能效以及激光系統(tǒng)性能方面進(jìn)行創(chuàng)新,能有效加工高反射金屬的市場需求,激發(fā)了藍(lán)色高功率激光技術(shù)的發(fā)展,并定將打開金屬加工新技術(shù)的大門。下面來看看藍(lán)光激光焊接技術(shù)介紹。

對于有色金屬,其對光能量的吸收隨著光波長的減短而增加。例如,銅對500nm以下波長的光吸收會(huì)比紅外光增加至少50%以上,因此短光波長更適合于銅的加工,為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn),人們把目光放到了藍(lán)光半導(dǎo)體激光器上。
一是由于藍(lán)光有其特定的屬性,高反射率金屬材料對藍(lán)光的吸收率很高,這意味著藍(lán)光對高反材料(如銅等)金屬加工有著巨大的優(yōu)勢。銅對藍(lán)光的吸收比紅外線吸收要高13×(13倍)以上。此外,銅熔化時(shí)吸收率變化不大,一旦藍(lán)色激光開始焊接,相同的能量密度將使焊接繼續(xù)進(jìn)行,藍(lán)光激光焊接具有內(nèi)在的良好控制和少瑕疵,其結(jié)果是快速和高質(zhì)量的銅焊縫。同時(shí),藍(lán)光在海水中吸收較少,因此傳程較長,這使得開拓水下激光材料加工領(lǐng)域變得現(xiàn)實(shí)。此外,藍(lán)光相對容易轉(zhuǎn)換為白光,因此可以使用藍(lán)色激光非常緊湊地實(shí)現(xiàn)泛光燈和其他照明應(yīng)用。
二是基于氮化鎵材料的半導(dǎo)體激光器可直接產(chǎn)生波長450nm的激光,而無需進(jìn)一步倍頻,因此具有更高的能量轉(zhuǎn)換效率。

波長為450n m的激光對銅材料的加工效率比1μm的波長有望提高近20倍,與傳統(tǒng)的近紅外激光焊接工藝相比,高功率的藍(lán)色激光在數(shù)量和質(zhì)量上均具有優(yōu)勢。
數(shù)量上的優(yōu)勢:提高了焊接速度,拓寬了工藝范圍,可直接轉(zhuǎn)化為更快的生產(chǎn)效率,以及最大程度地減少生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間。
質(zhì)量上的優(yōu)勢:可獲得更大的工藝范圍,無飛濺和無孔隙的高質(zhì)量焊縫,以及更高的機(jī)械強(qiáng)度和更低的電阻率,焊接質(zhì)量的一致性可大大提高生產(chǎn)良品率。此外,藍(lán)色激光還可以進(jìn)行導(dǎo)熱焊接模式,這是近紅外激光所無法實(shí)現(xiàn)的。

采用450nm波長的藍(lán)光半導(dǎo)體光源,可以在導(dǎo)熱模式下熔化銅材料,從而可以精確調(diào)整薄銅材料的熔池幾何形狀,穩(wěn)定的能量吸收和導(dǎo)熱過程的精確控制對于深熔焊接薄銅材料尤其重要,主要是因?yàn)樗兄诜乐挂蚋邏憾鴮?dǎo)致對薄材料的切斷或飛濺的產(chǎn)生。

藍(lán)色激光將能有效地解決焊接異種金屬的難題?因?yàn)槊糠N材料具有獨(dú)特的熱學(xué)?光學(xué)和力學(xué)性能,所以異種金屬焊接是一個(gè)挑戰(zhàn)?異種金屬的焊接通常會(huì)導(dǎo)致形成金屬間化合物,即不同合金的區(qū)域,損害了接頭的力學(xué)性能和電氣性能以及一致性?而最新一代的藍(lán)光半導(dǎo)體激光器的工藝參數(shù)范圍廣,可以焊接異種材料,且缺陷最少?雖然黃銅中的銅和鋅具有明顯不同的熱性能,這對高品質(zhì)的焊接提出了挑戰(zhàn),但對藍(lán)光半導(dǎo)體激光而言,則很容易處理?

以上就是藍(lán)光激光焊接技術(shù)介紹,2kW藍(lán)光半導(dǎo)體激光器已經(jīng)在金屬加工,特別是高反射金屬材料加工中顯示出了它的優(yōu)勢,藍(lán)光半導(dǎo)體激光器的亮度和功率還在不斷提高到新的界限,這也將導(dǎo)致更多更廣的應(yīng)用范圍。


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