铜材料激光焊接：蓝色激光 VS 绿色激光

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。激光制造应用于许多行业，但迄今为止，其应用主要集中在这些材料类别中。

激光行业需加强材料特性研究

在中国，激光产业的快速发展得益于巨大的应用需求。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，一些制造商也考虑设备自动化。材料研究方面缺乏深入研究，例如确定哪些光束参数适用于不同的材料。这种研究缺口意味着一些公司开发了新设备，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很少，这凸显了对材料特性进行深入研究的迫切需求。

铜的高反射率推动绿蓝激光技术的发展

在金属材料领域，钢铁的激光加工已得到充分探索。然而，高反射率材料（尤其是铜和铝）的加工仍在探索中。铜因其优异的导热性和导电性，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。尽管经过多年的努力，但由于铜的特性，激光技术在加工铜方面仍举步维艰。

首先，铜的反射率很高，对于常见的1064nm红外激光，反射率高达90%。其次，铜的导热性极佳，导致热量散发较快，难以达到理想的加工效果。再次，加工需要更高功率的激光器，这容易导致铜材变形。即使焊接完成，也容易出现缺陷和焊缝不完整等问题。

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，更适合焊接铜。这推动了绿光和蓝光技术的发展。

从红外激光器转换为波长为 532 nm 的绿光激光器，反射率显著降低。532 nm 波长激光器可将激光束持续耦合到铜材料，从而稳定焊接过程。532 nm 激光器对铜的焊接效果与 1064 nm 激光器对钢的焊接效果相当。

国内绿光激光器商用功率已达500瓦，国际上已达3000瓦，在锂电池组件焊接中效果尤为显著。近年来，尤其是在新能源行业，铜的绿光激光焊接成为一大亮点。

目前，中国一家公司已成功研制出输出功率达1000瓦的全光纤耦合绿光激光器，大大拓展了铜焊接的潜在应用领域，产品获得了市场的一致好评。

过去三年，新型蓝色激光技术备受业界关注。蓝色激光的波长约为450纳米，介于紫外激光和绿光激光之间。蓝光在铜上的吸收率优于绿光，导致反射率降至35%以下。

蓝色激光焊接既可用于热传导焊接，也可用于深熔焊接，实现“无飞溅焊接”，并减少焊接气孔。除了提高质量外，蓝色激光焊接铜还具有显著的速度优势，比红外激光焊接速度至少快五倍。3000瓦红外激光器达到的效果，500瓦蓝色激光器即可达到，显著节省能源和电力。

开发蓝色激光器的激光器制造商

蓝光激光器的领先厂商包括Laserline、Nuburu、联赢、BWT、大族激光等。目前蓝光激光器采用光纤耦合半导体技术路线，在能量密度方面略有落后。因此，一些公司开发了双光束复合焊接，以达到更好的铜焊接效果。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，并精心调整两束光斑的相对位置，在保证足够能量密度的同时，解决高反射率的问题。

在应用或开发激光技术时，了解材料特性至关重要。无论是使用蓝光还是绿光激光器，都能增强铜对激光的吸收，尽管目前高功率蓝光和绿光激光器价格昂贵。相信随着加工技术的成熟以及蓝光或绿光激光器运营成本的适当降低，市场需求将真正激增。

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 冷水机是一家拥有 22 年经验的领先冷水机制造商，为各种工业和激光应用提供定制的冷却解决方案。我们的 CWFL 系列冷水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。我们了解激光设备独特的冷却需求，提供强大可靠的冷水机，以提高生产力并保护设备。

TEYU 冷水机始终致力于引领激光冷却技术的发展。我们持续关注蓝光和绿光激光器的行业趋势和创新，推动技术进步，提升生产力，加速创新型冷水机的生产，以满足激光行业不断变化的冷却需求。