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銅材料のレーザー溶接: 青色レーザー VS 緑色レーザー

TEYU Chiller は、レーザー冷却技術の最前線に留まり続けることに尽力し続けます。当社は、青色および緑色レーザーの業界動向と革新を継続的に監視し、技術の進歩を推進して新たな生産性を促進し、レーザー業界の進化する冷却要件を満たす革新的なチラーの生産を加速します。

8月 03, 2024

レーザー溶接は、新たな高効率加工技術です。レーザー加工のプロセスは、特定のエネルギービームと材料の間の相互作用の結果です。材料は大きく金属と非金属に分類されます。金属材料には鋼、鉄、銅、アルミニウム、およびそれらの関連合金が含まれ、非金属材料にはガラス、木材、プラスチック、布地、脆性材料が含まれます。レーザー製造は多くの産業で応用されていますが、これまでのところ、その応用は主にこれらの材料カテゴリー内にあります。

 

レーザー業界は材料特性の研究を強化する必要がある

中国では、レーザー産業の急速な発展は、アプリケーションに対する大きな需要によって推進されています。ただし、ほとんどのレーザー機器メーカーは主にレーザービームと機械コンポーネントの間の相互作用に焦点を当てており、機器の自動化を検討しているメーカーもあります。さまざまな材料にどのビームパラメータが適しているかを決定するなど、材料に関する研究が不足しています。研究におけるこのギャップは、一部の企業が新しい機器を開発しても、その新しい用途を開拓できないことを意味します。多くのレーザー会社には光学および機械エンジニアがいますが、材料科学エンジニアはほとんどいないため、材料特性のさらなる研究が緊急に必要であることが強調されています。

 

銅の高い反射率が緑色および青色レーザー技術の開発を促進

金属材料では、鋼や鉄のレーザー加工がよく研究されています。ただし、高反射率の材料、特に銅やアルミニウムの処理についてはまだ研究中です。銅は、その優れた熱伝導性と電気伝導性により、ケーブル、家電製品、家庭用電化製品、電気機器、電子部品、電池などに広く使用されています。長年の努力にもかかわらず、レーザー技術は銅の特性により銅の加工に苦労しています。

まず、銅は反射率が高く、一般的な 1064 nm 赤外線レーザーの反射率は 90% です。第二に、銅は熱伝導性に優れているため、熱がすぐに放散してしまい、望ましい加工効果を達成することが困難になります。第三に、処理には高出力レーザーが必要であり、銅の変形を引き起こす可能性があります。たとえ溶接が完了していても、欠陥や溶接不完全が発生することはよくあります。

長年の研究の結果、緑色レーザーや青色レーザーなどのより短い波長のレーザーが銅の溶接に適していることが判明しました。これにより、緑色および青色のレーザー技術の開発が促進されました。

赤外レーザーから波長 532 nm の緑色レーザーに切り替えると、反射率が大幅に減少します。 532 nm の波長レーザーにより、銅材料へのレーザービームの連続結合が可能になり、溶接プロセスが安定します。 532 nm レーザーによる銅の溶接効果は、鋼に対する 1064 nm レーザーの溶接効果に匹敵します。

中国では、緑色レーザーの商用出力は 500 ワットに達していますが、海外では 3000 ワットに達しています。溶接の効果は、リチウム電池部品において特に顕著です。近年、特に新エネルギー産業において銅のグリーンレーザー溶接が注目を集めています。

現在、中国企業は出力 1000 ワットの完全ファイバー結合緑色レーザーの開発に成功し、銅溶接の潜在的な用途を大幅に拡大しています。この製品は市場で好評です。

過去 3 年間で、新しい青色レーザー技術が業界の注目を集めてきました。青色レーザーは、約 450 nm の波長を持ち、紫外線レーザーと緑色レーザーの中間に位置します。銅に対する青色レーザーの吸収は緑色レーザーよりも優れており、反射率が 35% 未満に低下します。

ブルーレーザー溶接は、熱伝導溶接と深溶け込み溶接の両方に使用でき、「スパッタフリー溶接」を実現し、溶接ポロシティを低減します。銅のブルーレーザー溶接は、品質の向上に加えて、速度の面でも大きな利点があり、赤外線レーザー溶接よりも少なくとも 5 倍高速です。 3000 ワットの赤外線レーザーで達成される効果は、500 ワットの青色レーザーでも達成でき、エネルギーと電力を大幅に節約できます。

 

Laser Welding of Copper Materials: Blue Laser VS Green Laser


青色レーザーを開発するレーザーメーカー

青色レーザーの主要メーカーには、Laserline、Nuburu、United Winners、BWT、Han's Laser などがあります。現在、青色レーザーはファイバー結合半導体技術のルートを採用していますが、エネルギー密度の点でわずかに遅れています。したがって、一部の企業はより優れた銅溶接効果を達成するためにデュアルビーム複合溶接を開発しました。デュアルビーム溶接では、銅溶接に青色レーザー ビームと赤外線レーザー ビームを同時に使用し、2 つのビーム スポットの相対位置を慎重に調整して、十分なエネルギー密度を確保しながら高反射率の問題を解決します。

レーザー技術を応用または開発する場合、材料特性を理解することが重要です。青色レーザーと緑色レーザーのどちらを使用しても、銅によるレーザーの吸収を高めることができますが、高出力の青色レーザーと緑色レーザーは現在高価です。加工技術が成熟し、青色または緑色レーザーの運用コストが適切に低下するにつれて、市場の需要は本当に急増すると考えられています。


青色および緑色レーザーの効率的な冷却

青色および緑色のレーザーは動作中に大量の熱を発生するため、堅牢な冷却ソリューションが必要です。大手チラーのTEYUチラー チラーメーカー 22 年の経験を持つ同社は、幅広い産業用途やレーザー用途向けにカスタマイズされた冷却ソリューションを提供します。当社のCWFLシリーズ 冷水機 これらは、青色および緑色レーザー プロセスで使用されるファイバー レーザー システムを含むファイバー レーザー システムに正確かつ効率的な冷却を提供するように特別に設計されています。レーザー機器特有の冷却需要を理解することで、当社は生産性を向上させ、機器を保護するための強力で信頼性の高いチラーを提供します。 

TEYU Chiller は、レーザー冷却技術の最前線に留まり続けることに尽力し続けます。当社は、青色および緑色レーザーの業界動向と革新を継続的に監視し、技術の進歩を推進して新たな生産性を促進し、レーザー業界の進化する冷却要件を満たす革新的なチラーの生産を加速します。


TEYU Chiller Manufacturer with 22 Years of Experience

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