铜材料的激光焊接：蓝光激光与绿光激光对比

激光焊接是一种新兴的高效加工技术。激光加工过程是特定能量光束与材料相互作用的结果。材料通常分为金属和非金属。金属材料包括钢、铁、铜、铝及其相关合金，而非金属材料包括玻璃、木材、塑料、织物和脆性材料。激光制造已应用于许多行业，但迄今为止，其应用主要集中在上述材料类别中。

激光行业需要加强材料性能方面的研究

在中国，激光产业的快速发展主要受巨大应用需求的驱动。然而，大多数激光设备制造商主要关注激光束与机械部件的相互作用，部分制造商仅考虑设备自动化。在材料研究方面，例如确定适用于不同材料的光束参数，则相对缺乏。这种研究空白导致一些公司开发出新设备，却无法探索其新的应用。许多激光公司拥有光学和机械工程师，但材料科学工程师却寥寥无几，这凸显了加强材料特性研究的迫切性。

铜的高反射率促进了绿色和蓝色激光技术的发展。

在金属材料领域，激光加工钢铁已经得到了广泛的研究。然而，激光加工高反射率材料，特别是铜和铝，仍处于探索阶段。铜因其优异的导热性和导电性而被广泛应用于电缆、家用电器、消费电子产品、电气设备、电子元件和电池等领域。尽管多年来人们为此付出了诸多努力，但由于铜的特性，激光加工铜仍然面临诸多挑战。

首先，铜的反射率很高，对于常见的1064纳米红外激光，其反射率高达90%。其次，铜优异的导热性导致热量迅速散失，难以达到预期的加工效果。第三，加工需要更高功率的激光，这可能导致铜变形。即使焊接完成，也常常会出现缺陷和焊缝不完整。

经过多年的探索，人们发现波长较短的激光，例如绿光和蓝光激光，更适合用于铜焊接。这推动了绿光和蓝光激光技术的发展。

将红外激光器切换为波长为 532 nm 的绿光激光器可显著降低反射率。532 nm 波长的激光器能够使激光束持续耦合到铜材料上，从而稳定焊接过程。532 nm 激光器在铜上的焊接效果与 1064 nm 激光器在钢上的焊接效果相当。

在中国，商用绿光激光器的功率已达到500瓦，而国际上则已达到3000瓦。其焊接效果在锂电池部件中尤为显著。近年来，绿光激光焊接铜材，尤其是在新能源产业中，已成为研究热点。

目前，一家中国公司成功研制出功率为1000瓦的全光纤耦合绿光激光器，极大地拓展了其在铜焊领域的应用潜力。该产品在市场上广受好评。

近三年来，新型蓝光激光技术引起了业界的广泛关注。蓝光激光的波长约为450纳米，介于紫外激光和绿光激光之间。蓝光激光在铜上的吸收率优于绿光激光，可将反射率降低至35%以下。

蓝光激光焊接可用于热传导焊接和深熔焊接，实现“无飞溅焊接”并减少焊缝气孔。除了提高焊接质量外，蓝光激光焊接铜材还具有显著的速度优势，其速度至少是红外激光焊接的五倍。3000瓦红外激光器所能达到的效果，500瓦蓝光激光器即可实现，从而显著节省能源和电力。

开发蓝光激光器的激光器制造商

蓝光激光器的主要生产商包括 Laserline、Nuburu、United Winners、BWT 和 Han's Laser。目前，蓝光激光器主要采用光纤耦合半导体技术，能量密度略有不足。因此，一些公司开发了双光束复合焊接技术，以获得更好的铜焊接效果。双光束焊接是指同时使用蓝光激光束和红外激光束进行铜焊接，通过精确调整两束光斑的相对位置，在保证足够能量密度的同时，解决高反射率问题。

在应用或开发激光技术时，了解材料特性至关重要。无论是使用蓝光激光还是绿光激光，都能增强铜对激光的吸收，但目前高功率蓝光和绿光激光器的成本较高。人们相信，随着加工技术的成熟以及蓝光或绿光激光器运行成本的相应降低，市场需求将会真正激增。

蓝光和绿光激光器的高效冷却

蓝光和绿光激光器在运行过程中会产生大量热量，因此需要强大的冷却解决方案。TEYU Chiller 是一家拥有 22 年经验的领先冷却器制造商，为各种工业和激光应用提供定制化的冷却解决方案。我们的 CWFL 系列水冷机专为光纤激光系统（包括用于蓝光和绿光激光工艺的系统）提供精确高效的冷却而设计。通过了解激光设备独特的冷却需求，我们提供功能强大且可靠的冷却器，以提高生产效率并保护设备。

TEYU Chiller始终致力于保持激光冷却技术的领先地位。我们持续关注蓝光和绿光激光领域的行业趋势和创新，推动技术进步，从而提高生产效率，并加速创新型冷却器的生产，以满足激光行业不断变化的冷却需求。