蓝光激光的应用案例

随着450 nm波长的多千瓦蓝光激光系统的可用性，进一步扩大了铜组件的应用范围。在过去的几年里，对储能的需求不断增加，加上车辆电气化，增加了对铜焊接解决方案的需求。下面介绍蓝光激光的应用案例。

激光加工具有无接触加工的优点，并在时间和空间上高度控制能量沉积，这对于电池等温度敏感元件尤为重要。由于常规使用的近红外激光波长为1μm，铜的吸收率较低，因此激光光斑尺寸必须高度聚焦，以实现瞬间形成匙孔，并通过匙孔中的多次反射增加吸收。对于铜的近红外激光焊接，不可能采用无匙孔的热传导方式焊接，而采用有匙孔的深熔方式时，由于近红外激光吸收对匙孔的几何形状和稳定性的依赖，导致了飞溅的发生。波长为450 nm的二极管激光器解决了近红外激光器的吸收受限和工艺稳定性问题。

通过热传导模式焊接到匙孔焊接模式之间的焊接区域的可访问性，例如在圆柱形电池单元上的新应用是可能的。为了最大限度地减少铜（电气标签）和镀镍钢（圆柱形电池）之间的混合，并实现高接合宽度，接合过程中使用了热传导模式焊接。铜以单道次和圆形几何形状熔化，形成约800μm的接合宽度。横截面显示铜和钢之间没有明显的混合。由于缺少锁孔，焊接过程的低熔池动态导致液态铜扩散到电解槽的镍涂层。这创造了一个强大的机械结合和高电互连面积，同时最大限度地减少了铜和钢之间的金属间化合物。

蓝光半导体激光器和振镜扫描系统用于动力电池制造，蓝光有着宽大的工艺窗口，可以处理电池制造的每个阶段，能焊接更厚和多种材料，如铜、金和几毫米厚的不锈钢，它是制造棱柱形电池，电池外壳以及电池组和电池集成的理想选择。

高功率和高亮度还增加了焊接过程的灵活性，从而有可能扩展加工材料范围，例如，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，但蓝色工业激光很容易处理，现在可以焊接家电生产中常用的黄铜材料，初步研究表明，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。

用100W蓝光激光器搭接焊接铜箔的结果，在3张铜箔以30μm厚度堆叠的状态下，以约10mm/s的速度从顶部表面用激光扫描铜箔。由于芯径为100μm的光纤输出以1∶ 1的投影比集中，因此样品表面的激光光斑直径也为100μm，获得了良好的焊接质量，抑制了热量对碎屑和周围环境的影响。

在短短几年时间里，蓝色激光器已经展示出前所未有的能力，可以快速生产出高质量的铜接头。它还展示了铝、不锈钢、金和其他金属的相同性能。

以上就是蓝光激光的应用案例，在上市仅几年后，蓝色激光器已经在消费电子、电池制造和电动汽车制造中应用中展示了其应用价值。它的灵活性和性能使其非常适合各种领域。随着蓝色激光的能力不断扩大，它可能会在航空航天、研究设施、医疗保健和其他领域得到应用。

审核编辑 黄昊宇