Laserschweißen von Kupfermaterialien: Blauer Laser VS. Grüner Laser

Laserschweißen ist eine aufstrebende Hocheffizientenverarbeitungstechnik. Der Prozess der Laserbearbeitung ist das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen einem bestimmten Energiestrahl und dem Material. Materialien werden im Allgemeinen in Metalle und Nicht-Metalle eingeteilt. Metallmaterialien umfassen Stahl, Eisen, Kupfer, Aluminium und ihre zugehörigen Legierungen, während nichtmetallische Materialien Glas, Holz, Kunststoff, Stoff und spröde Materialien umfassen. Die Laserherstellung wird in vielen Branchen angewendet, aber bisher liegt die Anwendung in erster Linie in diesen materiellen Kategorien.

Die Laserindustrie muss die Forschung zu materiellen Eigenschaften stärken

In China wird die schnelle Entwicklung der Laserindustrie von einer großen Nachfrage nach Anwendungen angetrieben. Die meisten Hersteller von Lasergeräten konzentrieren sich jedoch hauptsächlich auf die Wechselwirkung zwischen Laserstrahl und mechanischen Komponenten, wobei einige die Automatisierung der Geräte berücksichtigen. Es fehlt an Materialforschung, z. B. zu bestimmen, welche Strahlparameter für verschiedene Materialien geeignet sind. Diese Lücke in der Forschung bedeutet, dass einige Unternehmen neue Geräte entwickeln, aber ihre neuen Anwendungen nicht untersuchen können. Viele Laserunternehmen haben optische und mechanische Ingenieure, aber nur wenige Materialwissenschaften, die den dringenden Bedarf an mehr Forschung zu Materialeigenschaften hervorheben.

Das hohe Reflexionsvermögen von Kupfer fördert die Entwicklung der grünen und blauen Lasertechnologie

In Metallmaterialien wurde die Laserverarbeitung von Stahl und Eisen gut erforscht. Die Verarbeitung von Materialien mit hoher Reflexivität, insbesondere Kupfer und Aluminium, wird jedoch noch untersucht. Kupfer wird aufgrund seiner hervorragenden thermischen und elektrischen Leitfähigkeit häufig in Kabeln, Haushaltsgeräten, Unterhaltungselektronik, elektrischen Geräten, elektronischen Komponenten und Batterien verwendet. Trotz langjähriger Anstrengung hat die Lasertechnologie aufgrund ihrer Eigenschaften Schwierigkeiten, Kupfer zu verarbeiten.

Erstens hat Kupfer ein hohes Reflexionsvermögen mit einer Reflexionsrate von 90% für den gemeinsamen 1064 -nm -Infrarot -Laser. Zweitens führt die hervorragende thermische Leitfähigkeit von Kupfer dazu, dass sich die Wärme schnell auflöst, was es schwierig macht, den gewünschten Verarbeitungseffekt zu erzielen. Drittens sind für die Verarbeitung höhere Laser mit höherer Leistung erforderlich, was zu einer Kupferverformung führen kann. Selbst wenn das Schweißen abgeschlossen ist, sind Mängel und unvollständige Schweißnähte häufig.

Nach Jahren der Erkundung wurde festgestellt, dass Laser mit kürzeren Wellenlängen wie grünen und blauen Lasern besser zum Schweißen von Kupfer geeignet sind. Dies hat die Entwicklung der grünen und blauen Lasertechnologie getrieben.

Das Umschalten von Infrarotlasern zu grünen Lasern mit einer Wellenlänge von 532 nm verringert das Reflexionsvermögen signifikant. Der 532 -nm -Wellenlängenlaser ermöglicht eine kontinuierliche Kopplung des Laserstrahls mit dem Kupfermaterial, wodurch das Schweißprozess stabilisiert wird. Der Schweißeffekt auf Kupfer mit einem 532 -nm -Laser ist vergleichbar mit dem eines 1064 -nm -Lasers auf Stahl.

In China hat die kommerzielle Kraft von grünen Lasern 500 Watt erreicht, während sie international 3000 Watt erreicht hat. Der Schweißeffekt ist in Lithiumbatterienkomponenten besonders signifikant. In den letzten Jahren ist das grünes Laserschweißen von Kupfer, insbesondere in der neuen Energieindustrie, zu einem Höhepunkt geworden.

Derzeit hat ein chinesisches Unternehmen einen vollständig fasergekoppelten grünen Laser mit einer Leistung von 1000 Watt erfolgreich entwickelt, was die potenziellen Anwendungen für Kupferschweißen erheblich erweitert. Das Produkt ist auf dem Markt gut aufgenommen.

In den letzten drei Jahren hat die New Blue Laser Technology die Aufmerksamkeit der Branche erlangt. Blaue Laser mit einer Wellenlänge von etwa 450 nm liegen zwischen ultravioletten und grünen Lasern. Die blaue Laserabsorption auf Kupfer ist besser als umweltfreundlicher Laser, wodurch das Reflexionsvermögen auf unter 35%reduziert wird.

Blaues Laserschweißen kann sowohl für das Schweißen des Wärmeleiters als auch für das Schweißen von Tiefendurchdringung verwendet werden, das Erreichen “Spritzfreies Schweißen” und Reduzierung der Schweißporosität. Neben der Verbesserung der Qualität bietet das blaue Laserschweißen von Kupfer auch erhebliche Geschwindigkeitsvorteile und ist mindestens fünfmal schneller als das Infrarot -Laserschweißen. Der mit einem 3000-Watt-Infrarotlaser erzielte Effekt kann mit einem 500-Watt-blauen Laser erreicht werden, der Energie und Strom erheblich spart.

Laserhersteller, die blaue Laser entwickeln

Zu den führenden Herstellern von blauen Lasern zählen Laserline, Nuburu, United -Gewinner, BWT und Hans Laser. Derzeit übernehmen blaue Laser den fasergekoppelten Semiconductor-Technologieweg, der leicht an der Energiedichte zurückbleibt. Daher haben einige Unternehmen Dual-Strahl-Verbundschweißen entwickelt, um bessere Kupferschweißeffekte zu erzielen. Das Dual-Strahl-Schweißen umfasst gleichzeitig blaue Laserstrahlen und Infrarot-Laserstrahlen für Kupferschweißen, wobei sorgfältig angepasste relative Positionen der beiden Strahlflecken zur Lösung hoher Reflexionsvermögensprobleme und gleichzeitig eine ausreichende Energiedichte gewährleistet sind.

Das Verständnis der Materialeigenschaften ist bei der Anwendung oder Entwicklung von Lasertechnologien von entscheidender Bedeutung. Unabhängig davon, ob Blue- oder Green-Laser verwendet werden, können beide die Absorption von Lasern durch die Kupfer verbessern, obwohl derzeit hochleistungsfähige Blau- und grüne Laser kostspielig sind. Es wird angenommen, dass die Verarbeitungstechniken, die reifen und die Betriebskosten von blauen oder grünen Lasern angemessen abnehmen, die Marktnachfrage wirklich steigen wird.

Effiziente Kühlung für blaue und grüne Laser

Blaue und grüne Laser erzeugen während des Betriebs erhebliche Wärme und erfordert robuste Kühllösungen. Teyu Chiller, eine Führung Kühlerhersteller  Mit 22 Jahren Erfahrung bietet maßgeschneiderte Kühllösungen für eine breite Palette von Industrie- und Laseranwendungen. Unsere CWFL -Serie Wasserkühler  sind speziell entwickelt, um präzise und effiziente Kühlung für Faserlasersysteme zu bieten, einschließlich solcher, die in blauen und grünen Laserprozessen eingesetzt werden. Durch das Verständnis der einzigartigen Kühlanforderungen der Lasergeräte liefern wir leistungsstarke und zuverlässige Kältemaschinen, um die Produktivität und die Sicherung von Geräten zu verbessern 

Teyu Chiller bleibt verpflichtet, an der Spitze der Laserkühlungstechnologie zu bleiben. Wir überwachen kontinuierliche Branchentrends und Innovationen in blauen und grünen Lasern und treiben technologische Fortschritte vor, um die neue Produktivität zu fördern und die Produktion innovativer Kühler zu beschleunigen, um die sich entwickelnden Kühlanforderungen der Laserindustrie zu erfüllen.