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藍(lán)光激光焊接技術(shù)介紹
對(duì)于有色金屬，其對(duì)光能量的吸收隨著光波長(zhǎng)的減短而增加。例如，銅對(duì)500nm以下波長(zhǎng)的光吸收會(huì)比紅外光增加至少50%以上，因此短光波長(zhǎng)更適合于銅的加工，為了應(yīng)對(duì)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(duì)藍(lán)光的吸收率很高，這意味著藍(lán)光對(duì)高反材料(如銅等)金屬加工有著巨大的優(yōu)勢(shì)。銅對(duì)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(zhǎng)，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(duì)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(zhǎng)450nm的激光，而無(wú)需進(jìn)一步倍頻，因此具有更高的能量轉(zhuǎn)換效率。
波長(zhǎng)為450n m的激光對(duì)銅材料的加工效率比1μm的波長(zhǎng)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(shì)。
數(shù)量上的優(yōu)勢(shì):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(shì):可獲得更大的工藝范圍，無(wú)飛濺和無(wú)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(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
采用450nm波長(zhǎng)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(guò)程的精確控制對(duì)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(duì)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(duì)高品質(zhì)的焊接提出了挑戰(zhàn)，但對(duì)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(shì)，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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