Soldadura láser de materiais de cobre: ​​láser azul VS láser verde

A soldadura por láser é unha técnica de procesamento emerxente de alta eficiencia. O proceso de mecanizado por láser é o resultado da interacción entre un feixe de enerxía específico e o material. Os materiais clasifícanse xeralmente en metais e non metais. Os materiais metálicos inclúen aceiro, ferro, cobre, aluminio e as súas aliaxes relacionadas, mentres que os materiais non metálicos inclúen vidro, madeira, plástico, tecido e materiais fráxiles. A fabricación por láser aplícase en moitas industrias, pero ata o de agora, a súa aplicación é principalmente dentro destas categorías de materiais.

A industria láser necesita reforzar a investigación sobre as propiedades dos materiais

Na China, o rápido desenvolvemento da industria láser está impulsado por unha gran demanda de aplicacións. Non obstante, a maioría dos fabricantes de equipos láser céntranse principalmente na interacción entre o raio láser e os compoñentes mecánicos, e algúns consideran a automatización dos equipos. Hai unha falta de investigación sobre materiais, como determinar que parámetros do raio son axeitados para diferentes materiais. Esta lagoa na investigación significa que algunhas empresas desenvolven novos equipos pero non poden explorar as súas novas aplicacións. Moitas empresas de láser teñen enxeñeiros ópticos e mecánicos, pero poucos enxeñeiros de ciencia de materiais, o que destaca a necesidade urxente de máis investigación sobre as propiedades dos materiais.

A alta reflectividade do cobre promove o desenvolvemento da tecnoloxía láser verde e azul

Nos materiais metálicos, o procesamento por láser de aceiro e ferro foi ben explorado. Non obstante, o procesamento de materiais de alta reflectividade, especialmente cobre e aluminio, aínda se está a explorar. O cobre úsase amplamente en cables, electrodomésticos, electrónica de consumo, equipos eléctricos, compoñentes electrónicos e baterías debido á súa excelente condutividade térmica e eléctrica. A pesar dos moitos anos de esforzo, a tecnoloxía láser tivo dificultades para procesar o cobre debido ás súas propiedades.

En primeiro lugar, o cobre ten unha alta reflectividade, cunha taxa de reflectividade do 90 % para o láser infravermello común de 1064 nm. En segundo lugar, a excelente condutividade térmica do cobre fai que a calor se disipe rapidamente, o que dificulta acadar o efecto de procesamento desexado. En terceiro lugar, requírense láseres de maior potencia para o procesamento, o que pode levar á deformación do cobre. Mesmo se se completa a soldadura, son comúns os defectos e as soldaduras incompletas.

Tras anos de exploración, descubriuse que os láseres con lonxitudes de onda máis curtas, como os láseres verdes e azuis, son máis axeitados para soldar cobre. Isto impulsou o desenvolvemento da tecnoloxía láser verde e azul.

Ao cambiar de láseres infravermellos a láseres verdes cunha lonxitude de onda de 532 nm, a reflectividade redúcese significativamente. O láser de lonxitude de onda de 532 nm permite o acoplamento continuo do feixe láser ao material de cobre, o que estabiliza o proceso de soldadura. O efecto de soldadura no cobre cun láser de 532 nm é comparable ao dun láser de 1064 nm no aceiro.

Na China, a potencia comercial dos láseres verdes chegou aos 500 vatios, mentres que a nivel internacional chegou aos 3000 vatios. O efecto de soldadura é particularmente significativo nos compoñentes das baterías de litio. Nos últimos anos, a soldadura láser verde de cobre, especialmente na nova industria enerxética, converteuse nun punto destacado.

Actualmente, unha empresa chinesa desenvolveu con éxito un láser verde totalmente acoplado a fibra cunha potencia de saída de 1000 vatios, o que amplía enormemente as aplicacións potenciais para a soldadura de cobre. O produto ten unha boa acollida no mercado.

Nos últimos tres anos, a nova tecnoloxía láser azul atraeu a atención da industria. Os láseres azuis, cunha lonxitude de onda duns 450 nm, sitúanse entre os láseres ultravioleta e verde. A absorción do láser azul no cobre é mellor que a do láser verde, o que reduce a reflectividade a menos do 35 %.

A soldadura por láser azul pódese empregar tanto para a soldadura por condución térmica como para a soldadura por penetración profunda, conseguindo unha "soldadura sen salpicaduras" e reducindo a porosidade da soldadura. Ademais de mellorar a calidade, a soldadura por láser azul do cobre tamén ofrece vantaxes significativas en canto a velocidade, sendo polo menos cinco veces máis rápida que a soldadura por láser infravermello. O efecto conseguido cun láser infravermello de 3000 vatios pódese conseguir cun láser azul de 500 vatios, aforrando significativamente enerxía e electricidade.

Fabricantes de láseres que desenvolven láseres azuis

Entre os principais fabricantes de láseres azuis están Laserline, Nuburu, United Winners, BWT e Han's Laser. Actualmente, os láseres azuis adoptan a vía da tecnoloxía de semicondutores acoplados a fibra, que presenta un lixeiro atraso na densidade de enerxía. Polo tanto, algunhas empresas desenvolveron a soldadura composta de dobre feixe para lograr mellores efectos de soldadura de cobre. A soldadura de dobre feixe implica o uso simultáneo de feixes láser azuis e feixes láser infravermellos para a soldadura de cobre, con posicións relativas coidadosamente axustadas dos dous puntos do feixe para resolver problemas de alta reflectividade, garantindo ao mesmo tempo unha densidade de enerxía suficiente.

Comprender as propiedades dos materiais é crucial á hora de aplicar ou desenvolver tecnoloxías láser. Tanto se se empregan láseres azuis como verdes, ambos poden mellorar a absorción dos láseres por parte do cobre, aínda que os láseres azuis e verdes de alta potencia son actualmente caros. Crese que a medida que as técnicas de procesamento maduren e os custos operativos dos láseres azuis ou verdes diminúan adecuadamente, a demanda do mercado aumentará considerablemente.

Refrixeración eficiente para láseres azuis e verdes

Os láseres azuis e verdes xeran unha calor significativa durante o funcionamento, o que require solucións de refrixeración robustas. TEYU Chiller, un fabricante líder de refrixeradores con 22 anos de experiencia, ofrece solucións de refrixeración personalizadas para unha ampla gama de aplicacións industriais e láser. Os nosos refrixeradores de auga da serie CWFL están deseñados especificamente para ofrecer unha refrixeración precisa e eficiente para sistemas láser de fibra, incluídos os empregados en procesos láser azul e verde. Ao comprender as demandas únicas de refrixeración dos equipos láser, ofrecemos refrixeradores potentes e fiables para mellorar a produtividade e protexer os equipos.

TEYU Chiller mantén o seu compromiso de manterse na vangarda da tecnoloxía de refrixeración por láser. Monitorizamos continuamente as tendencias e innovacións da industria en láseres azuis e verdes, impulsando os avances tecnolóxicos para fomentar unha nova produtividade e acelerar a produción de refrixeradores innovadores para satisfacer os requisitos de refrixeración en evolución da industria láser.