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

Avec l'utilisation du cuivre dans diverses industries, les exigences fonctionnelles de divers produits augmentent et le soudage au laser est devenu une bonne méthode de connexion. Cependant, le soudage au cuivre à l'aide d'un laser devient difficile en raison de la réflectivité et de la conductivité thermique élevée du matériau en cuivre. La combinaison d'un point de fusion bas et d'une conductivité thermique élevée fait de l'obtention d'une bonne qualité de soudure un défi en raison de la forte utilisation de l'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 grandes différences d'absorption plasmonique entre les 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 géométries différentes peuvent être obtenues.

Taux d'absorption élevé du laser bleu

Les lasers bleus émettent des faisceaux avec des longueurs d'onde comprises entre 400nm et 480nm, tandis queLasers à infrarouge proche (NIR)Fonctionner à des longueurs d'onde autour de 1000nm. Les matériaux de cuivre absorbent des 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 du 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 des matériaux laser, les lasers bleus sont constitués d'empilements de semi-conducteurs, dont les faisceaux sont transmis à travers des fibres optiques de diamètres de plusieurs centaines de micromètres. Les lasers à infrarouge proche obtenus à partir d'oscillateurs à fibre 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

Par rapport aux lasers bleus, les lasers infrarouges 1064mnear atteindront des niveaux de puissance de sortie plus élevés, et leur haute intensité est essentielle pour traiter des matériaux métalliques tels que le cuivre avec une réflectivité lumineuse élevée. Malgré le taux d'absorption élevé des lasers bleus, une puissance laser plus élevée est nécessaire pour souder des plaques de cuivre épaisses. De plus, pour les lasers bleus, les sorties de nombreuses sources d'énergie inférieures peuvent devoir être combinées pour atteindre la puissance totale requise pour un processus particulier. Ces inconvénients rendent les lasers bleus plus coûteux à traiter que les lasers proche infrarouge. Par conséquent, le traitement du cuivre impose des exigences élevées aux lasers NIR, et des technologies doivent être développées pour surmonter les défis associés aux lasers NIR.

Combinaison de laser proche infrarouge 1064nm et laser vert 532nm

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