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藍光激光焊接技術介紹
時間：2022-07-07 10:16 閱讀：4091 次
工業(yè)激光技術的發(fā)展，一直是沿著生產技術和社會新要求的路線圖而發(fā)展的，隨著金屬加工技術的不斷進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)性能方面進行創(chuàng)新，能有效加工高反射金屬的市場需求，激發(fā)了藍色高功率激光技術的發(fā)展，并定將打開金屬加工新技術的大門。下面來看看藍光激光焊接技術介紹。
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，為了應對這一挑戰(zhàn)，人們把目光放到了藍光半導體激光器上。
一是由于藍光有其特定的屬性，高反射率金屬材料對藍光的吸收率很高，這意味著藍光對高反材料(如銅等)金屬加工有著巨大的優(yōu)勢。銅對藍光的吸收比紅外線吸收要高13×(13倍)以上。此外，銅熔化時吸收率變化不大，一旦藍色激光開始焊接，相同的能量密度將使焊接繼續(xù)進行，藍光激光焊接具有內在的良好控制和少瑕疵，其結果是快速和高質量的銅焊縫。同時，藍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域變得現實。此外，藍光相對容易轉換為白光，因此可以使用藍色激光非常緊湊地實現泛光燈和其他照明應用。
二是基于氮化鎵材料的半導體激光器可直接產生波長450nm的激光，而無需進一步倍頻，因此具有更高的能量轉換效率。
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，高功率的藍色激光在數量和質量上均具有優(yōu)勢。
數量上的優(yōu)勢:提高了焊接速度，拓寬了工藝范圍，可直接轉化為更快的生產效率，以及最大程度地減少生產停機時間。
質量上的優(yōu)勢:可獲得更大的工藝范圍，無飛濺和無孔隙的高質量焊縫，以及更高的機械強度和更低的電阻率，焊接質量的一致性可大大提高生產良品率。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的。
采用450nm波長的藍光半導體光源，可以在導熱模式下熔化銅材料，從而可以精確調整薄銅材料的熔池幾何形狀，穩(wěn)定的能量吸收和導熱過程的精確控制對于深熔焊接薄銅材料尤其重要，主要是因為它有助于防止因高壓而導致對薄材料的切斷或飛濺的產生。
藍色激光將能有效地解決焊接異種金屬的難題?因為每種材料具有獨特的熱學?光學和力學性能，所以異種金屬焊接是一個挑戰(zhàn)?異種金屬的焊接通常會導致形成金屬間化合物，即不同合金的區(qū)域，損害了接頭的力學性能和電氣性能以及一致性?而最新一代的藍光半導體激光器的工藝參數范圍廣，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，這對高品質的焊接提出了挑戰(zhàn)，但對藍光半導體激光而言，則很容易處理?
激光焊接機在鍍鋅鋼板材料上的焊接工藝
激光焊接機在醫(yī)療器械行業(yè)的案例分析
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，為了應對這一挑戰(zhàn)，人們把目光放到了藍光半導體激光器上。
一是由于藍光有其特定的屬性，高反射率金屬材料對藍光的吸收率很高，這意味著藍光對高反材料(如銅等)金屬加工有著巨大的優(yōu)勢。銅對藍光的吸收比紅外線吸收要高13×(13倍)以上。此外，銅熔化時吸收率變化不大，一旦藍色激光開始焊接，相同的能量密度將使焊接繼續(xù)進行，藍光激光焊接具有內在的良好控制和少瑕疵，其結果是快速和高質量的銅焊縫。同時，藍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域變得現實。此外，藍光相對容易轉換為白光，因此可以使用藍色激光非常緊湊地實現泛光燈和其他照明應用。
二是基于氮化鎵材料的半導體激光器可直接產生波長450nm的激光，而無需進一步倍頻，因此具有更高的能量轉換效率。
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，高功率的藍色激光在數量和質量上均具有優(yōu)勢。
數量上的優(yōu)勢:提高了焊接速度，拓寬了工藝范圍，可直接轉化為更快的生產效率，以及最大程度地減少生產停機時間。
質量上的優(yōu)勢:可獲得更大的工藝范圍，無飛濺和無孔隙的高質量焊縫，以及更高的機械強度和更低的電阻率，焊接質量的一致性可大大提高生產良品率。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的。
采用450nm波長的藍光半導體光源，可以在導熱模式下熔化銅材料，從而可以精確調整薄銅材料的熔池幾何形狀，穩(wěn)定的能量吸收和導熱過程的精確控制對于深熔焊接薄銅材料尤其重要，主要是因為它有助于防止因高壓而導致對薄材料的切斷或飛濺的產生。
藍色激光將能有效地解決焊接異種金屬的難題?因為每種材料具有獨特的熱學?光學和力學性能，所以異種金屬焊接是一個挑戰(zhàn)?異種金屬的焊接通常會導致形成金屬間化合物，即不同合金的區(qū)域，損害了接頭的力學性能和電氣性能以及一致性?而最新一代的藍光半導體激光器的工藝參數范圍廣，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，這對高品質的焊接提出了挑戰(zhàn)，但對藍光半導體激光而言，則很容易處理?
以上就是藍光激光焊接技術介紹，2kW藍光半導體激光器已經在金屬加工，特別是高反射金屬材料加工中顯示出了它的優(yōu)勢，藍光半導體激光器的亮度和功率還在不斷提高到新的界限，這也將導致更多更廣的應用范圍。
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