蓝光激光焊接技术的详细说明

工业激光技术的发展，一直是沿着生产技术和社会新要求的路线图而发展的，随着金属加工技术的不断进步和用户要求的不断提高，激光器需要在成本和能效以及激光系统性能方面进行创新，能有效加工高反射金属的市场需求，激发了蓝色高功率激光技术的发展，并定将打开金属加工新技术的大门。下面来看看蓝光激光焊接技术。

蓝光激光焊接技术对于有色金属，其对光能量的吸收随着光波长的减短而增加。例如，铜对500nm以下波长的光吸收会比红外光增加至少50%以上，因此短光波长更适合于铜的加工，为了应对这一挑战，人们把目光放到了蓝光半导体激光器上。

一是由于蓝光有其特定的属性，高反射率金属材料对蓝光的吸收率很高，这意味着蓝光对高反材料(如铜等)金属加工有着巨大的优势。铜对蓝光的吸收比红外线吸收要高13×(13倍)以上。此外，铜熔化时吸收率变化不大，一旦蓝色激光开始焊接，相同的能量密度将使焊接继续进行，蓝光激光焊接具有内在的良好控制和少瑕疵，其结果是快速和高质量的铜焊缝。同时，蓝光在海水中吸收较少，因此传程较长，这使得开拓水下激光材料加工领域变得现实。此外，蓝光相对容易转换为白光，因此可以使用蓝色激光非常紧凑地实现泛光灯和其他照明应用。

二是基于氮化镓材料的半导体激光器可直接产生波长450nm的激光，而无需进一步倍频，因此具有更高的能量转换效率。

波长为450n m的激光对铜材料的加工效率比1μm的波长有望提高近20倍，与传统的近红外激光焊接工艺相比，高功率的蓝色激光在数量和质量上均具有优势。

数量上的优势:提高了焊接速度，拓宽了工艺范围，可直接转化为更快的生产效率，以及最大程度地减少生产停机时间。

质量上的优势:可获得更大的工艺范围，无飞溅和无孔隙的高质量焊缝，以及更高的机械强度和更低的电阻率，焊接质量的一致性可大大提高生产良品率。此外，蓝色激光还可以进行导热焊接模式，这是近红外激光所无法实现的。采用450nm波长的蓝光半导体光源，可以在导热模式下熔化铜材料，从而可以精确调整薄铜材料的熔池几何形状，稳定的能量吸收和导热过程的精确控制对于深熔焊接薄铜材料尤其重要，主要是因为它有助于防止因高压而导致对薄材料的切断或飞溅的产生。

蓝色激光将能有效地解决焊接异种金属的难题，因为每种材料具有独特的热学，光学和力学性能，所以异种金属焊接是一个挑战。异种金属的焊接通常会导致形成金属间化合物，即不同合金的区域，损害了接头的力学性能和电气性能以及一致性，而最新一代的蓝光半导体激光器的工艺参数范围广，可以焊接异种材料，且缺陷最少，虽然黄铜中的铜和锌具有明显不同的热性能，这对高品质的焊接提出了挑战，但对蓝光半导体激光而言，则很容易处理。

以上就是蓝光激光焊接技术，2kW蓝光半导体激光器已经在金属加工，特别是高反射金属材料加工中显示出了它的优势，蓝光半导体激光器的亮度和功率还在不断提高到新的界限，这也将导致更多更广的应用范围。

审核编辑：汤梓红