目前流行的紅外激光以及二氧化碳激光器,對許多對常見波長反射率高的材料不能有效或者不能焊接,尤其是對金、銀和銅的有色金屬。下面來看看銅的紅外激光焊接與藍光激光焊接的區(qū)別。
自從2017年以來,一種藍色激光器逐漸開始吸引人們的注意力。許多對常見波長反射率高的材料,對波長為450nm的藍色激光的吸收率非常高。相同的應(yīng)用,原來采用幾千瓦的紅外激光器功率,切換到藍色激光只需要500W,并能解決了紅外激光焊接時“大量飛濺污染”的問題。
在焊接領(lǐng)域,激光的精度和靈活性明顯優(yōu)于其它焊接方法。激光焊接具有高功率密度特點,能夠在一個指定的、非常小的區(qū)域熔化目標材料,形成一個尺寸精確和美觀的焊縫,且熱影響區(qū)小,不會影響材料性能。遺憾的是,這些優(yōu)點在一定程度上被許多金屬材料的光學吸收性能差的特點所抵消。
在1080nm波長附近,銅的輻射能量吸收率只有5%。銅對紅外激光的吸收率低意味著需要大量額外的激光能量來產(chǎn)生熔池,然而一旦熔池形成,吸收率就會突然變的很高,導(dǎo)致工藝過程窗口非常狹窄,容易導(dǎo)致材料熔穿。因此,這個過程激光功率和焊接速度必須達成微妙的平衡。 即便如此,熔池本身也是不穩(wěn)定的,產(chǎn)生大量飛濺。因為局部瞬時蒸發(fā)會產(chǎn)生微小的爆破,導(dǎo)致微粒從焊縫中飛濺出來,影響焊縫質(zhì)量。
藍光的波長大約450nm,銅金屬對藍光的吸收率可達65%。高吸收率大大增加了工藝過程窗口,容易通過參數(shù)控制對焊接效果進行細微調(diào)整。藍光焊接可以用在導(dǎo)熱焊和深熔焊兩種方式下,且都可實現(xiàn)“無飛濺焊接”。除了質(zhì)量上的提升,藍光焊接銅金屬還具有明顯的速度優(yōu)勢,至少比紅外激光焊接快5倍。
以上就是銅的紅外激光焊接與藍光激光焊接的區(qū)別,除銅外,許多金屬采用藍光焊接也有這樣的優(yōu)點。另外,藍色激光在焊接不同類金屬這一極其困難的問題上,也已證明了其具有優(yōu)勢。許多電子應(yīng)用需要將銅和不銹鋼,以及銅和鋁連接起來,對藍色波長的高吸收率允許對焊接參數(shù)調(diào)整的靈活性。