Kuparimateriaalien laserhitsaus: sininen laser vs. vihreä laser

Laserhitsaus on nouseva tehokas prosessointitekniikka. Lasertyöstöprosessi on tietyn energiasuihkun ja materiaalin välisen vuorovaikutuksen tulos. Materiaalit luokitellaan yleensä metalleihin ja epämetalleihin. Metallimateriaaleihin kuuluvat teräs, rauta, kupari, alumiini ja niiden kaltaiset seokset, kun taas epämetallisiin materiaaleihin kuuluvat lasi, puu, muovi, kangas ja hauraat materiaalit. Laservalmistusta käytetään monilla teollisuudenaloilla, mutta toistaiseksi sitä sovelletaan pääasiassa näihin materiaaliluokkiin.

Laserteollisuuden on vahvistettava materiaalien ominaisuuksien tutkimusta

Kiinassa laserteollisuuden nopeaa kehitystä vauhdittaa suuri sovellusten kysyntä. Useimmat laserlaitteiden valmistajat keskittyvät kuitenkin pääasiassa lasersäteen ja mekaanisten komponenttien väliseen vuorovaikutukseen, ja jotkut harkitsevat laitteiden automatisointia. Materiaalitutkimusta, kuten eri materiaaleille sopivien sädeparametrien määrittämistä, on vähän. Tämä tutkimusvaje tarkoittaa, että jotkut yritykset kehittävät uusia laitteita, mutta eivät voi tutkia niiden uusia sovelluksia. Monilla laseryrityksillä on optisia ja konetekniikan insinöörejä, mutta vain vähän materiaalitieteen insinöörejä, mikä korostaa kiireellistä tarvetta lisätä materiaalien ominaisuuksien tutkimusta.

Kuparin korkea heijastavuus edistää vihreän ja sinisen laserteknologian kehitystä

Metallimateriaaleissa teräksen ja raudan laserkäsittelyä on tutkittu paljon. Korkean heijastavuuden omaavien materiaalien, erityisesti kuparin ja alumiinin, käsittelyä tutkitaan kuitenkin edelleen. Kuparia käytetään laajalti kaapeleissa, kodinkoneissa, kulutuselektroniikassa, sähkölaitteissa, elektronisissa komponenteissa ja akuissa sen erinomaisen lämmön- ja sähkönjohtavuuden ansiosta. Monien vuosien ponnisteluista huolimatta laserteknologia on kamppaillut kuparin käsittelyn kanssa sen ominaisuuksien vuoksi.

Ensinnäkin kuparilla on korkea heijastavuus, tavallisen 1064 nm:n infrapunalaserin 90 %:n heijastavuusaste. Toiseksi kuparin erinomainen lämmönjohtavuus aiheuttaa lämmön nopean haihtumisen, mikä vaikeuttaa halutun prosessointituloksen saavuttamista. Kolmanneksi prosessointiin tarvitaan suuritehoisempia lasereita, mikä voi johtaa kuparin muodonmuutoksiin. Vaikka hitsaus olisi valmis, viat ja epätäydelliset hitsit ovat yleisiä.

Vuosien tutkimusten jälkeen on havaittu, että lyhyemmän aallonpituuden omaavat laserit, kuten vihreät ja siniset laserit, sopivat paremmin kuparin hitsaukseen. Tämä on vauhdittanut vihreän ja sinisen laserteknologian kehitystä.

Vaihtaminen infrapunalasereista vihreisiin lasereihin, joiden aallonpituus on 532 nm, vähentää heijastavuutta merkittävästi. 532 nm:n aallonpituuden laser mahdollistaa lasersäteen jatkuvan kytkennän kuparimateriaaliin, mikä vakauttaa hitsausprosessia. 532 nm:n laserin hitsausvaikutus kupariin on verrattavissa 1064 nm:n laserin hitsausvaikutukseen teräkseen.

Kiinassa vihreiden lasereiden kaupallinen teho on saavuttanut 500 wattia, kun taas kansainvälisesti se on saavuttanut 3000 wattia. Hitsausvaikutus on erityisen merkittävä litium-akkukomponenteissa. Viime vuosina kuparin vihreästä laserhitsauksesta on tullut erityisesti uuden energian teollisuudessa suosittu.

Kiinalainen yritys on parhaillaan kehittänyt onnistuneesti täysin kuitukytkettyyn vihreään laseriin, jonka teho on 1000 wattia, mikä laajentaa huomattavasti kuparin hitsaussovelluksia. Tuote on otettu hyvin vastaan ​​markkinoilla.

Viimeisten kolmen vuoden aikana uusi sininen laserteknologia on herättänyt alan huomion. Siniset laserit, joiden aallonpituus on noin 450 nm, sijoittuvat ultravioletti- ja vihreiden lasereiden väliin. Sinisen laserin absorptio kupariin on parempi kuin vihreän laserin, ja heijastavuus laskee alle 35 prosenttiin.

Sinistä laserhitsausta voidaan käyttää sekä lämpöjohtavuushitsaukseen että syvätunkeumahitsaukseen, jolloin saavutetaan "roiskeeton hitsaus" ja vähennetään hitsauksen huokoisuutta. Laadun parantamisen lisäksi kuparin sinisellä laserilla hitsattaessa on myös merkittäviä nopeusetuja, sillä se on vähintään viisi kertaa nopeampi kuin infrapunalaserhitsaus. 3000 watin infrapunalaserilla saavutettu vaikutus voidaan saavuttaa 500 watin sinisellä laserilla, mikä säästää merkittävästi energiaa ja sähköä.

Sinisiä lasereita kehittävät laservalmistajat

Sinisten lasereiden johtavia valmistajia ovat Laserline, Nuburu, United Winners, BWT ja Han's Laser. Tällä hetkellä siniset laserit käyttävät kuitukytkettyä puolijohdetekniikkaa, jonka energiatiheys on hieman jäljessä. Siksi jotkut yritykset ovat kehittäneet kaksoissädekomposiittihitsausta parempien kuparin hitsaustulosten saavuttamiseksi. Kaksoissädehitsauksessa käytetään samanaikaisesti sinisiä lasersäteitä ja infrapunalasereita kuparin hitsauksessa, ja kahden sädepisteen suhteellisia sijainteja säädetään huolellisesti, jotta voidaan ratkaista korkeat heijastavuusongelmat ja varmistaa riittävä energiatiheys.

Materiaalien ominaisuuksien ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää laserteknologioita sovellettaessa tai kehitettäessä. Olipa kyseessä sitten sininen tai vihreä laser, molemmat voivat parantaa kuparin lasereiden absorptiota, vaikka tehokkaat siniset ja vihreät laserit ovat tällä hetkellä kalliita. Uskotaan, että prosessointitekniikoiden kehittyessä ja sinisten tai vihreiden lasereiden käyttökustannusten laskeessa asianmukaisesti markkinoiden kysyntä todella kasvaa.

Tehokas jäähdytys sinisille ja vihreille lasereille

Siniset ja vihreät laserit tuottavat merkittävää lämpöä käytön aikana, mikä edellyttää vankkoja jäähdytysratkaisuja. TEYU Chiller, johtava jäähdyttimien valmistaja , jolla on 22 vuoden kokemus, tarjoaa räätälöityjä jäähdytysratkaisuja laajaan valikoimaan teollisuus- ja lasersovelluksia. CWFL-sarjan vesijäähdyttimemme on erityisesti suunniteltu tarjoamaan tarkkaa ja tehokasta jäähdytystä kuitulaserjärjestelmille, mukaan lukien sinisen ja vihreän laserin prosesseissa käytettävät järjestelmät. Ymmärtämällä laserlaitteiden ainutlaatuiset jäähdytysvaatimukset toimitamme tehokkaita ja luotettavia jäähdyttimiä tuottavuuden parantamiseksi ja laitteiden suojaamiseksi.

TEYU Chiller on edelleen sitoutunut pysymään laserjäähdytysteknologian eturintamassa. Seuraamme jatkuvasti alan trendejä ja innovaatioita sinisissä ja vihreissä lasereissa, edistämme teknologista kehitystä uuden tuottavuuden edistämiseksi ja nopeuttamme innovatiivisten jäähdyttimien tuotantoa laserteollisuuden kehittyvien jäähdytysvaatimusten täyttämiseksi.