1064nmおよび532nmレーザーの波长の銅のマイクロ波処理に対する効果

さまざまな産業で銅を使用することで、さまざまな製品の機能要件が高まっており、レーザー溶接が優れた接続方法になっています。 しかし、銅材料の反射率と高い熱伝導率により、レーザーを用いた銅溶接が困難になる。 低融点と高熱伝導率の組み合わせにより、高エネルギー利用により、良好な溶接品質を得ることが困難になります。 この研究は、異なる波長での異なる材料の吸収速度の変動、および異なるレーザー波長間のプラズモン吸収の大きな違いによることを示しました。 2つの異なるレーザーが溶接に使用される場合、同じプロセスパラメータの下で、異なる形状の溶接断面を得ることができる。

青いレーザーの高い吸収率

青色レーザーは400nmから480nmの間の波長のビームを放出しますが、近赤外 (NIR) レーザー1000nmのまわりの波长で作动して下さい。 銅材料は、より長いレーザー波長よりも高い割合でより短いレーザー波長を吸収します。1064nmをご利用ください。 銅表面の青色レーザーの吸収率は約65% であり、近赤外レーザーの吸収率は約5% である。 レーザー材料処理の出力レベルでは、青色レーザーは半導体スタックで構成され、そのビームは直径数百マイクロメートルの光ファイバーを介して送信されます。 ファイバーオシレーターから得られる近赤外レーザーは、青色レーザーと比較して、ビームパラメーター積 (BPP) が低く、ビームウエストが小さい。

NIRレーザーはより高い出力パワーレベルを持っています

青色レーザーと比較して、1064nm近赤外線レーザーはより高い出力出力レベルを実現し、その高強度は、光反射率の高い銅などの金属材料の処理に不可欠です。 青色レーザーの高い吸収率にもかかわらず、厚い銅板の溶接にはより高いレーザー出力が必要です。 さらに、青色レーザーの場合、特定のプロセスに必要な総出力を達成するために、多くの低電源の出力を組み合わせる必要がある場合があります。 これらの欠点により、青色レーザーは近赤外レーザーと比較して処理がより高価になります。 したがって、銅加工はNIRレーザーに高い需要をもたらし、NIRレーザーに関連する課題を克服するための技術を開発する必要があります。

1064nm近赤外レーザーと532nmグリーンレーザーの組み合わせ

研究者たちは、銅のマイクロ溶接に、波長532nmの緑色レーザーと波長1064nmのレーザーを使用しました。 1064nmレーザーは、非線形光学 (NLO) 結晶および高調波分離器を使用して周波数を2倍にし、緑色レーザー光を生成します。 結果は、1064 nm Nd:YAGレーザーを銅のマイクロ溶接に使用すると、ピンホールが現れ、近赤外波長レーザーの吸収率が急速に増加することを示しています。深い浸透をもたらす。 遷移溶接条件は、小さな穴溶接と熱伝導溶接の間に必要です。 遷移条件下では、プロセスを安定させることができ、その結果、良好な表面品質と多孔性のない大きな浸透深さが得られます。 同时に、近赤外レーザーは手顷なコストで高い平均出力を达成することができます。 近赤外レーザーとグリーンレーザーを組み合わせることで、銅レーザー溶接プロセスの経済的実行可能性が可能になります。 2つの波長を組み合わせ、グリーンレーザーを使用してピンホール形成を開始すると、プロセス効率を向上させ、高品質の溶接を実現できます。