Effetti di 1064nm e 532nm Lunghezze d'onda laser su Microweling di rame

Con l'uso di rame in varie industrie, i requisiti funzionali dei vari prodotti sono in aumento e la saldatura laser è diventata un buon metodo di connessione. Tuttavia, la saldatura del rame con un laser diventa difficile a causa della riflettività e dell'elevata conduttività termica del materiale di rame. La combinazione di basso punto di fusione e alta conduttività termica rende l'ottenimento della buona qualità della saldatura una sfida dovuta all'elevata utilizzo dell'energia. Lo studio ha dimostrato che a causa della variazione del tasso di assorbimento dei diversi materiali a diverse lunghezze d'onda, nonché le grandi differenze nell'assorbimento plasmonico tra diverse lunghezze d'onda del laser. Quando due diversi laser vengono utilizzati per la saldatura, sotto gli stessi parametri di processo, è possibile ottenere sezioni trasversali di saldatura di diverse geometrie.

Ampio tasso di assorbimento del laser blu

I lastratori blu emettono travi con lunghezze d'onda tra 400nm e 480nm, mentrelaser a infrarossi vicino (Nir)operare a lunghezze d'onda intorno a 1000nm. I materiali di rame assorbono lunghezze d'onda del laser più brevi ad un tasso più alto delle lunghezze d'onda del laser più lunghe come1064nm.. Il tasso di assorbimento del laser blu sulla superficie di rame è di circa il 65%, mentre il tasso di assorbimento del laser a infrarossi vicino è di circa il 5%. Nel livello di potenza dell'elaborazione del materiale laser, i laser blu sono costituiti da pile di semiconduttori, i quali sono trasmessi attraverso fibre ottiche con diametri di diverse centinaia di micrometri. I laser a infrarossi vicini ottenuti da oscillatori in fibra hanno un prodotto del parametro del raggio inferiore (BPP) e una vita del fascio più piccolo rispetto ai laser blu.

I laser Nir hanno livelli di potenza di uscita più elevati

Rispetto ai laser blu, i laser a infrarossi a 1064NNNEar raggiungeranno livelli di potenza di uscita più elevati e la loro elevata intensità è essenziale per la lavorazione di materiali metallici come il rame con un'elevata riflettività della luce. Nonostante l'elevato tasso di assorbimento dei laser blu, è richiesta una maggiore potenza del laser per la saldatura di piastre di rame spesse. Inoltre, per i laser blu, le uscite di molte fonti di energia inferiori potrebbero dover essere combinate per raggiungere la potenza totale richiesta per un particolare processo. Questi svantaggi rendono i laser blu più costosi da elaborare rispetto ai laser quasi infrarossi. Pertanto, la lavorazione del rame posiziona elevate richieste di laser NIR e le tecnologie devono essere sviluppate per superare le sfide associate ai laser Nir.

Combinazione di 1064 nm laser vicino a infrarossi e laser verde 532nm

I ricercatori hanno utilizzato un laser verde con una lunghezza d'onda di 532nm e un laser con una lunghezza d'onda di 1064 nm per micro-saldatura in rame. Il laser 1064nm è la frequenza raddoppiata utilizzando un separatore di cristallo e armonico ottica non lineare (NLO) per generare luce laser verde. I risultati mostrano che quando il 1064 ND ND: YAG laser viene utilizzato per la micro-saldatura di rame, appaiono i pinole, e il tasso di assorbimento del laser a lunghezza d'onda quasi infrarossi aumenta rapidamente, con conseguente penetrazione profonda. Le condizioni di saldatura di transizione sono necessarie tra la saldatura del foro e la saldatura del calore. In condizioni di transizione, il processo può essere stabilizzato, con conseguente buona qualità superficiale e una grande profondità di penetrazione senza porosità. Allo stesso tempo, i laser a infrarossi quasi possono raggiungere un alto potere medio a un costo accessibile. La combinazione di laser a infrarossi vicino con laser verdi consente la redditività economica dei processi di saldatura laser in rame. Se le due lunghezze d'onda sono combinate e viene utilizzato un laser verde per avviare la formazione di sten trohole, è possibile ottenere un'efficienza dei processi e le saldature di alta qualità possono essere raggiunte.