Effets de longueurs d'onde laser de 1064nm et 532nm sur micro-ondes en cuivre

Avec l'utilisation de cuivre dans diverses industries, les exigences fonctionnelles de divers produits sont en augmentation et la soudure au laser est devenue une bonne méthode de connexion. Cependant, le soudage en cuivre utilisant un laser devient difficile en raison de la réflectivité et de la conductivité thermique élevée du matériau de cuivre. La combinaison de faible point de fusion et de conductivité thermique élevée permet d'obtenir une bonne qualité de soudure un défi en raison d'une utilisation élevée en énergie. L'étude a montré qu'en raison de la variation du taux d'absorption de différents matériaux à différentes longueurs d'onde, ainsi que des différences importantes de l'absorption plasmonique entre différentes longueurs d'onde laser. Lorsque deux lasers différents sont utilisés pour le soudage, sous les mêmes paramètres de processus, des sections transversales de soudage de différentes géométries peuvent être obtenues.

Taux d'absorption élevé de laser bleu

Les lasers bleus émettent des poutres avec des longueurs d'onde comprises entre 400 nm et 480 nm, tandis queLasers à proximité infrarouge (NIR)fonctionner à des longueurs d'onde d'environ 1000nm. Les matériaux de cuivre absorbent les longueurs d'onde laser plus courtes à un taux plus élevé que les longueurs d'onde laser plus longues telles que1064nm. Le taux d'absorption du laser bleu sur la surface de cuivre est d'environ 65%, tandis que le taux d'absorption du laser proche infrarouge est d'environ 5%. Dans le niveau de puissance du traitement du matériau laser, les lasers bleus sont constitués de piles à semi-conducteurs, dont les faisceaux sont transmis à travers des fibres optiques avec des diamètres de plusieurs centaines de micromètres. Les lasers quasi infrarouges obtenus à partir d'oscillateurs de fibres ont un produit de paramètre de faisceau inférieur (BPP) et une taille de faisceau plus petite par rapport aux lasers bleus.

Les lasers NIR ont des niveaux de puissance de sortie plus élevés

Comparé aux lasers bleus, les lasers infrarouges de 1064nmnes atteindront des niveaux de puissance de sortie plus élevés et leur intensité élevée est essentielle pour transformer les matières métalliques telles que le cuivre avec une réflectivité à haute lumière. Malgré le taux d'absorption élevé des lasers bleus, une puissance laser supérieure est nécessaire pour souder des plaques de cuivre épaisse. De plus, pour les lasers bleus, les sorties de nombreuses sources d'énergie inférieures doivent être combinées pour atteindre la puissance totale requise pour un processus particulier. Ces inconvénients rendent les lasers bleus plus coûteux à traiter par rapport aux lasers proches infrarouges. Par conséquent, la transformation du cuivre place des exigences élevées sur les lasers NIR et les technologies doivent être développées pour surmonter les défis associés aux lasers NIR.

Combinaison de laser de 1064nm à proximité et de laser vert de 532 nm

Les chercheurs ont utilisé un laser vert avec une longueur d'onde de 532nm et un laser avec une longueur d'onde de 1064nm pour le micro-soudage en cuivre. Le laser 1064nm est une fréquence doublée à l'aide d'une optique non linéaire (NLO) séparateur de cristal et harmonique pour générer une lumière laser verte. Les résultats montrent que lorsque le laser de 1064 NM ND: YAG est utilisé pour le micro-soudage en cuivre, les trous d'épingle apparaissent et le taux d'absorption du laser à longueur d'onde à quasi-infrarouge augmente rapidement, ce qui entraîne une pénétration profonde. Des conditions de soudage de transition sont nécessaires entre le soudage de la petite trous et le soudage de la conduction thermique. Dans des conditions de transition, le processus peut être stabilisé, entraînant une bonne qualité de surface et une grande profondeur de pénétration sans porosité. Dans le même temps, les lasers à quasi-infrarouges peuvent atteindre une puissance moyenne élevée à un coût abordable. La combinaison de lasers proches infrarouges avec des lasers verts permet une viabilité économique des procédés de soudage au laser de cuivre. Si les deux longueurs d'onde sont combinées et qu'un laser vert est utilisé pour initier la formation du trou d'épingle, l'efficacité des processus peut être améliorée et des soudures de haute qualité peuvent être obtenues.