在銅的激光加工中,多次高吸收有助于獲得高質(zhì)量、均勻的焊接結(jié)果。藍色激光束的可用性開辟了新的應(yīng)用可能性。不僅適用于銅、金等有色金屬的激光加工,也適用于不同金屬的焊接。下面介紹藍光激光焊接的優(yōu)勢。
波長越短意味著更高的光子能量,利于提升材料對激光的吸收率。藍光激光器相較于工業(yè)加工常用的光纖激光器,金屬材料在450nm處的吸收率提升了10-60%,尤其對銅、金等高反射金屬材料吸收率的提升更為明顯。藍光激光器在銅的焊接上所需的能耗比紅外激光器低84%,在金的焊接上甚至要低92%。這意味著,當紅外激光器需要10 kW的激光功率來焊接銅或金材時,使用藍光激光器僅需要約1 kW或0.5 kW的功率。
此外,半導體激光技術(shù)允許在毫秒內(nèi)對激光功率進行精細分級調(diào)節(jié),從而最佳地適應(yīng)工藝要求。無論焊接前材料的表面質(zhì)量如何,銅焊接過程中產(chǎn)生的焊縫都非常干凈和光滑。它們具有極好的導電性,在相鄰的材料區(qū)域只有少量的飛濺。材料效率也特別高,因為藍光激光一方面不需要在接縫區(qū)域進行任何重疊或材料加固。
藍光激光焊接的優(yōu)勢來源于材料對450 nm波長吸收的物理特性。這些固有的物理特性提高了藍光的焊接效率,缺點是功率低。據(jù)了解,目前世界上最高功率的藍光激光器是1500W。尚需要開發(fā)高功率藍光激光器的關(guān)鍵技術(shù),例如制造可靠的藍色氮化鎵(GaN)二極管、耦合和組合光學。
在再生能源和替代驅(qū)動領(lǐng)域,藍色激光器在生產(chǎn)中的應(yīng)用有著新的潛力。例如,在電動汽車的制造過程中,銅的加工量比內(nèi)燃機轎車的加工量更多,為藍色激光提供了更多的應(yīng)用可能。例如,在電池制造中,10微米薄銅箔被連接在一起或與其他金屬連接在一起。這是異種金屬第一次通過藍光高功率半導體激光器實現(xiàn)連接。
以上就是藍光激光焊接的優(yōu)勢,藍光激光器提高了焊接速度,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)停機時間;焊接質(zhì)量的一致性可大大提高生產(chǎn)良品率;無飛濺和無孔隙的高質(zhì)量焊縫,以及更高的機械強度和更低的電阻率等獨特優(yōu)勢拓寬了工藝范圍。此外,藍色激光還可以進行導熱焊接模式,這是近紅外激光所無法實現(xiàn)的。相對于紅外激光,藍光半導體激光器對非鋼鐵金屬加工,擁有很大的優(yōu)勢,在電子、能源、汽車、電池等領(lǐng)域?qū)⒂泻艽蟮陌l(fā)揮空間。