Влияния длин волн лазера 1064нм и 532нм на медное Микровельдинг

С использованием меди в различных отраслях промышленности функциональные требования различных продуктов растут, и лазерная сварка стала хорошим методом соединения. Однако сварка меди с использованием лазера становится трудной из-за отражательной способности и высокой теплопроводности медного материала. Сочетание низкой температуры плавления и высокой теплопроводности делает получение хорошего качества сварного шва сложной задачей из-за высокого энергопотребления. Исследование показало, что это связано с изменением скорости поглощения различных материалов на разных длинах волн, а также с большими различиями в плазмонном поглощении между разными длинами волн лазера. Когда для сварки используются два разных лазера, при одинаковых параметрах процесса можно получить сварочные сечения различной геометрии.

Высокая скорость поглощения синего лазера

Синие лазеры излучают лучи с длинами волн от 400 нм до 480 нм, в то время какЛазеры в ближнем инфракрасном диапазоне (БИК)Работают на длинах волн около 1000 нм. Медные материалы поглощают более короткие длины волн лазера с более высокой скоростью, чем более длинные длины волн лазера, такие как1064 нм. Скорость поглощения синего лазера на поверхности меди составляет около 65%, в то время как скорость поглощения ближнего инфракрасного лазера составляет около 5%. На уровне мощности лазерной обработки материалов голубые лазеры состоят из полупроводниковых стопок, лучи которых передаются по оптическим волокнам диаметром в несколько сотен микрометров. Лазеры ближнего инфракрасного диапазона, полученные из волоконных генераторов, имеют продукт параметров нижнего луча (BPP) и меньшую талию луча по сравнению с синими лазерами.

БИК лазеры имеют более высокие уровни выходной мощности

Сравненный с голубыми лазерами, лазеры 1064nmnear-infrared достигнут более высоких уровней силы выхода, и их высокая интенсивность необходима для обрабатывать материалы металла как медь с высокой светлой отражательной способностью. Несмотря на высокую скорость поглощения синих лазеров, для сварки толстых медных пластин требуется более высокая мощность лазера. Кроме того, для синих лазеров может потребоваться комбинирование выходов многих источников более низкой мощности для достижения общей мощности, необходимой для конкретного процесса. Эти недостатки делают синие лазеры более дорогими для обработки по сравнению с ближними инфракрасными лазерами. Поэтому обработка меди предъявляет высокие требования к лазерам NIR, и необходимо разработать технологии для преодоления проблем, связанных с лазерами NIR.

Сочетание 1064nm ближнего инфракрасного лазера и 532nm зеленый лазер

Исследователи использовали зеленый лазер с длиной волны 532 нм и лазер с длиной волны 1064 нм для микросварки меди. Лазер 1064 нм удваивает частоту, используя кристалл нелинейной оптики (NLO) и гармонический сепаратор для генерации зеленого лазерного света. Результаты показывают что когда лазер Nd:YAG 1064 нм использован для медной микро-заварки, пинхолы появляются, и тариф поглощения близко-инфракрасного лазера длины волны увеличивает быстро, приводящ в глубоком проникании. Условия заварки перехода необходимы между небольшой заваркой отверстия и заваркой кондукции жары. В переходных условиях процесс может быть стабилизирован, что приводит к хорошему качеству поверхности и большой глубине проникновения без пористости. В то же время лазеры в ближнем инфракрасном диапазоне могут достигать высокой средней мощности по доступной цене. Объединение лазеров в ближнем инфракрасном диапазоне с зелеными лазерами обеспечивает экономическую жизнеспособность процессов лазерной сварки меди. Если две длины волны объединены, и зеленый лазер используется для инициирования образования точечных отверстий, эффективность процесса может быть улучшена, и могут быть достигнуты высококачественные сварные швы.