การเชื่อมวัสดุทองแดงด้วยเลเซอร์: เลเซอร์สีน้ำเงิน VS เลเซอร์สีเขียว

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นเทคนิคการประมวลผลประสิทธิภาพสูงที่กำลังได้รับความนิยม กระบวนการตัดด้วยเลเซอร์เป็นผลจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างลำแสงพลังงานเฉพาะและวัสดุ วัสดุโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นโลหะและอโลหะ วัสดุโลหะได้แก่ เหล็ก เหล็ก ทองแดง อลูมิเนียม และโลหะผสมที่เกี่ยวข้อง ในขณะที่วัสดุที่ไม่ใช่โลหะได้แก่ แก้ว ไม้ พลาสติก ผ้า และวัสดุเปราะบาง การผลิตด้วยเลเซอร์ถูกนำไปใช้ในหลายอุตสาหกรรม แต่จนถึงปัจจุบัน การนำไปใช้ยังคงอยู่ในหมวดหมู่ของวัสดุเหล่านี้เป็นหลัก

อุตสาหกรรมเลเซอร์จำเป็นต้องเสริมสร้างการวิจัยเกี่ยวกับคุณสมบัติของวัสดุ

ในประเทศจีน การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเลเซอร์ได้รับแรงผลักดันจากความต้องการแอปพลิเคชันจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตอุปกรณ์เลเซอร์ส่วนใหญ่เน้นไปที่ปฏิสัมพันธ์ระหว่างลำแสงเลเซอร์และส่วนประกอบทางกลเป็นหลัก โดยบางรายยังพิจารณาถึงระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์ด้วย ขาดการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุ เช่น การกำหนดพารามิเตอร์ของคานที่เหมาะสมสำหรับวัสดุต่างๆ ช่องว่างในการวิจัยนี้หมายความว่าบริษัทบางแห่งพัฒนาอุปกรณ์ใหม่แต่ไม่สามารถสำรวจการใช้งานใหม่ได้ บริษัทเลเซอร์หลายแห่งมีวิศวกรด้านออปติกและเครื่องกล แต่มีวิศวกรด้านวัสดุศาสตร์เพียงไม่กี่คน ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นเร่งด่วนในการวิจัยคุณสมบัติของวัสดุเพิ่มเติม

การสะท้อนแสงสูงของทองแดงช่วยส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์สีเขียวและสีน้ำเงิน

ในด้านวัสดุโลหะ การประมวลผลด้วยเลเซอร์ของเหล็กและเหล็กกล้าได้รับการสำรวจมาเป็นอย่างดี อย่างไรก็ตาม การประมวลผลวัสดุที่มีการสะท้อนแสงสูง โดยเฉพาะทองแดงและอลูมิเนียม ยังคงอยู่ในระหว่างการศึกษา ทองแดงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสายเคเบิล เครื่องใช้ในบ้าน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อุปกรณ์ไฟฟ้า ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และแบตเตอรี่ เนื่องจากมีคุณสมบัติในการนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม แม้จะมีความพยายามมาหลายปี แต่เทคโนโลยีเลเซอร์ก็ยังประสบปัญหาในการประมวลผลทองแดงเนื่องจากคุณสมบัติของมัน

ประการแรก ทองแดงมีอัตราการสะท้อนแสงสูง โดยมีอัตราการสะท้อนแสง 90% สำหรับเลเซอร์อินฟราเรด 1,064 นาโนเมตรทั่วไป ประการที่สอง ความสามารถในการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมของทองแดงทำให้ความร้อนกระจายออกไปอย่างรวดเร็ว ทำให้ยากต่อการบรรลุผลการประมวลผลตามต้องการ ประการที่สาม ต้องใช้เลเซอร์ที่มีกำลังสูงในการประมวลผล ซึ่งอาจนำไปสู่การเสียรูปของทองแดงได้ แม้ว่าการเชื่อมจะเสร็จสมบูรณ์แล้วก็ตาม แต่ข้อบกพร่องและการเชื่อมที่ไม่สมบูรณ์ก็เกิดขึ้นได้บ่อยครั้ง

หลังจากการสำรวจหลายปี พบว่าเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นสั้น เช่น เลเซอร์สีเขียวและสีน้ำเงิน เหมาะสมกว่าสำหรับการเชื่อมทองแดง สิ่งนี้เป็นแรงผลักดันการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์สีเขียวและสีน้ำเงิน

การเปลี่ยนจากเลเซอร์อินฟราเรดไปเป็นเลเซอร์สีเขียวที่มีความยาวคลื่น 532 นาโนเมตร ช่วยลดการสะท้อนแสงได้อย่างมาก เลเซอร์ความยาวคลื่น 532 นาโนเมตรช่วยให้สามารถเชื่อมต่อลำแสงเลเซอร์กับวัสดุทองแดงได้อย่างต่อเนื่อง ช่วยให้กระบวนการเชื่อมมีความเสถียร ผลการเชื่อมทองแดงด้วยเลเซอร์ 532 นาโนเมตรเทียบได้กับผลการเชื่อมเลเซอร์ 1,064 นาโนเมตรบนเหล็ก

ในประเทศจีน พลังงานเชิงพาณิชย์ของเลเซอร์สีเขียวได้ถึง 500 วัตต์ ในขณะที่ในระดับสากลมีถึง 3,000 วัตต์ เอฟเฟกต์การเชื่อมมีความสำคัญอย่างยิ่งในส่วนประกอบแบตเตอรี่ลิเธียม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การเชื่อมทองแดงด้วยเลเซอร์สีเขียว โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ ได้กลายเป็นจุดเด่น

ปัจจุบัน บริษัทจีนแห่งหนึ่งประสบความสำเร็จในการพัฒนาเลเซอร์สีเขียวที่เชื่อมต่อด้วยไฟเบอร์เต็มรูปแบบที่มีกำลังขับ 1,000 วัตต์ ซึ่งขยายศักยภาพการใช้งานในการเชื่อมทองแดงได้อย่างมาก สินค้าได้รับการตอบรับดีในตลาด

ในช่วงสามปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีเลเซอร์สีน้ำเงินใหม่ได้รับความสนใจจากอุตสาหกรรม เลเซอร์สีน้ำเงิน ซึ่งมีความยาวคลื่นประมาณ 450 นาโนเมตร อยู่ในช่วงระหว่างเลเซอร์อัลตราไวโอเลตและเลเซอร์สีเขียว การดูดซับเลเซอร์สีน้ำเงินบนทองแดงจะดีกว่าเลเซอร์สีเขียว โดยลดการสะท้อนแสงให้ต่ำกว่า 35%

การเชื่อมด้วยเลเซอร์สีน้ำเงินสามารถใช้ได้ทั้งการเชื่อมด้วยการนำความร้อนและการเชื่อมแบบเจาะลึก ทำให้ได้ “การเชื่อมแบบไร้สะเก็ดไฟ” และลดความพรุนของรอยเชื่อม นอกจากการปรับปรุงคุณภาพแล้ว การเชื่อมทองแดงด้วยเลเซอร์สีน้ำเงินยังมีข้อได้เปรียบด้านความเร็วที่สำคัญ โดยเร็วกว่าการเชื่อมด้วยเลเซอร์อินฟราเรดอย่างน้อย 5 เท่า ผลลัพธ์ที่ได้จากเลเซอร์อินฟราเรด 3,000 วัตต์สามารถทำได้ด้วยเลเซอร์สีน้ำเงิน 500 วัตต์ ช่วยประหยัดพลังงานและไฟฟ้าได้อย่างมาก

ผู้ผลิตเลเซอร์ที่พัฒนาเลเซอร์สีน้ำเงิน

ผู้ผลิตเลเซอร์สีน้ำเงินชั้นนำได้แก่ Laserline, Nuburu, United Winners, BWT และ Han's Laser ในปัจจุบัน เลเซอร์สีน้ำเงินใช้เส้นทางเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์แบบไฟเบอร์ซึ่งมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าเล็กน้อย ดังนั้น บริษัทบางแห่งจึงได้พัฒนาการเชื่อมคอมโพสิตแบบคานคู่เพื่อให้ได้ผลการเชื่อมทองแดงที่ดีขึ้น การเชื่อมด้วยลำแสงคู่เกี่ยวข้องกับการใช้ลำแสงเลเซอร์สีน้ำเงินและลำแสงเลเซอร์อินฟราเรดในเวลาเดียวกันสำหรับการเชื่อมทองแดง โดยมีการปรับตำแหน่งสัมพันธ์ของจุดลำแสงทั้งสองอย่างระมัดระวังเพื่อแก้ปัญหาการสะท้อนแสงสูงในขณะที่ยังคงรักษาความหนาแน่นของพลังงานที่เพียงพอ

การทำความเข้าใจคุณสมบัติของวัสดุเป็นสิ่งสำคัญเมื่อนำไปใช้หรือพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์ ไม่ว่าจะใช้เลเซอร์สีน้ำเงินหรือสีเขียว ทั้งสองชนิดสามารถเพิ่มการดูดซับเลเซอร์ของทองแดงได้ แม้ว่าเลเซอร์สีน้ำเงินและสีเขียวกำลังสูงจะมีราคาแพงในปัจจุบันก็ตาม เชื่อกันว่าเมื่อเทคนิคการประมวลผลมีความสมบูรณ์มากขึ้นและต้นทุนการดำเนินงานของเลเซอร์สีน้ำเงินหรือสีเขียวลดลงอย่างเหมาะสม ความต้องการของตลาดจะเพิ่มขึ้นอย่างแท้จริง

การระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพสำหรับเลเซอร์สีน้ำเงินและสีเขียว

เลเซอร์สีน้ำเงินและสีเขียวก่อให้เกิดความร้อนอย่างมากในระหว่างการทำงาน จึงจำเป็นต้องใช้โซลูชันการระบายความร้อนที่แข็งแกร่ง TEYU Chiller ผู้นำด้าน ผู้ผลิตเครื่องทำความเย็น  ด้วยประสบการณ์กว่า 22 ปี มอบโซลูชันการระบายความร้อนที่เหมาะกับการใช้งานในอุตสาหกรรมและเลเซอร์ที่หลากหลาย ซีรีส์ CWFL ของเรา เครื่องทำน้ำเย็น  ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้การระบายความร้อนที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพสำหรับระบบเลเซอร์ไฟเบอร์ รวมถึงระบบที่ใช้ในกระบวนการเลเซอร์สีน้ำเงินและสีเขียว ด้วยการทำความเข้าใจความต้องการการทำความเย็นที่เป็นเอกลักษณ์ของอุปกรณ์เลเซอร์ เราจึงมอบเครื่องทำความเย็นที่ทรงพลังและเชื่อถือได้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและปกป้องอุปกรณ์ 

TEYU Chiller ยังคงมุ่งมั่นที่จะเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีการทำความเย็นด้วยเลเซอร์ เราติดตามแนวโน้มและนวัตกรรมอุตสาหกรรมในด้านเลเซอร์สีน้ำเงินและสีเขียวอย่างต่อเนื่อง ขับเคลื่อนความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเพื่อส่งเสริมผลผลิตใหม่ และเร่งการผลิตเครื่องทำความเย็นที่เป็นนวัตกรรมใหม่ เพื่อตอบสนองความต้องการการทำความเย็นที่เปลี่ยนแปลงไปของอุตสาหกรรมเลเซอร์