青色レーザーは、銅やその他の非鉄金属を、材料の厚さが薄くても制御された熱伝導溶接が可能です。これまでは薄い箔を赤外線レーザーで接合するのではなく切断していたが、青色レーザーを使用することで、狙いを定めて制御された方法で材料を加工できるようになった。青色レーザービームは、接合部に沿って目的の材料を溶かすために使用される。液化した材料は互いに流れ込み、冷えると溶接継ぎ目を形成する。このプロセスにより、特に滑らかな継ぎ目が形成され、優れた品質と高い安定性が得られます。プロセスは、使用する波長を除けば、赤外線レーザーと基本的に同じです。
これまでの工業用レーザービーム光源では、銅のような非鉄金属の加工は、手間のかかる連続生産でしか成功しませんでした。青色レーザーダイオードの開発により、新たな可能性が開かれました。なぜなら、特に銅と金は、青色光スペクトルを赤外線の7～20倍も吸収するからです（図参照）。
青色高出力ダイオードレーザーは、非鉄金属のレーザー材料加工を大幅に改善します。 特に薄い箔やシートは、青色レーザーではるかに効果的に加工できますが、青色ダイオードレーザーにはさらに多くの利点があります。
銅の溶融をより容易にする青色光の高い吸収率に加え、ダイオードレーザの特徴である強度プロファイルの使用もまた、最高の加工結果に貢献しています。さらに、Laserline社の実績のあるダイオードレーザ技術により、レーザ出力をミリ秒単位で微調整することができ、加工要件に完璧に適合させることができます。銅の溶接でできる溶接継ぎ目は、溶接加工を始める前の材料の表面品質に関係なく、非常にきれいで非常に滑らかです。電気伝導性に優れ、隣接する素材にはほとんどスパッタが発生しません。青色レーザーは、一方では継ぎ目部分の重ね合わせや材料の補強を必要とせず、他方では液体銅は青色レーザーでの加工に適した高いギャップ橋渡し性を持つため、材料効率も特に高い。制御された熱伝導溶接のオプションにより、異なる金属を溶接する際、上部接合部品として初めて銅を使うことができるようになりました。銅粉や非常に薄い銅箔でも、鉄やアルミのような他の素材と接合することができます。箔の溶接に関しては、突合せ溶接やエッジ溶接ですでにかなりの成果が上がっています。
ユーザーにとって、LDFおよびLDMプラットフォームは、波長に最適化された加工光学系と組み合わせて使用できる、使い慣れた、工業的に実証されたシステムを提供します。そうでなければ、レーザーを生産に統合するために必要なのは、わずかな修正だけである。波長範囲の変更により、作業を行う従業員のレーザー安全要件を満たすために交換しなければならないのは、加工セルの視力保護窓と保護メガネだけである。
1～3mm銅
0.8～1.5mm銅
3mm銅板
1mm銅板
1.2mm銅板上に1.2mm
1.2mm銅板に1.2mm溶接
自動車の様々な部品に使用される小型モーターは、精密で信頼性の高い溶接継手を必要とすることがよくあります。青色ダイオードレーザーによる銅溶接は、電気モーター、センサー、制御エレメント、バッテリーシステムの製造など、自動車分野のさまざまな分野で使用できます。
青色ダイオードレーザーの高い吸収能力は、銅だけでなく幅広い用途や素材に有利です。溶接シームの品質を低下させることなく、特性の異なる材料を組み合わせることができます。
代表的な材料の組み合わせ
- 特殊コーティング、例：金、ニッケル
- スチール、銅などの混合素材
- その他の素材、例えば鋼、チタン、非金属
0.3mm厚ニッケルメッキ鋼に0.2mm厚銅接点
0.2mm～3mm金メッキ銅
青色ダイオードレーザーによるレーザーブレージングは、例えば銅パイプと継手の精密で強固な接続を可能にする。使用されるろう材は、銅の融点よりも低い温度のはんだです。レーザーブレージングでは、部品の形状に合わせたレーザースポットから熱が加えられます。青色ダイオードレーザーの均質なトップハットプロファイルは、均一な加熱を保証します。ブレージング合金のみが溶融し、ブレージングギャップを埋め、銅部品を接合します。
- プロセス温度 > 450°C
- 中出力範囲、例えば0.5～1kW
- プロセス時間2秒以上
- ジョイントの幾何学的設計における高い柔軟性
- 目標とするエネルギー投入量
- 優れた自動化と制御性
高い吸収能力と大きなスポットサイズによるシンプルで堅牢なプロセス。
ギャップ、ミスアライメント、部品公差を克服。
4 kWレーザー出力｜ヘアピン
シンプルで堅牢なプロセス
高い吸収率と大きなスポットサイズ
ギャップ、オフセット、コンポーネント公差に対応
メルトプールが即座に形成されるため、プロセス時間が短い
ギャップ 600 µm
サイドオフセット 1.5 mm
高さオフセット1.5mm
青色ダイオードレーザーは、ヘアピンから絶縁層を剥離するために使用できます。この工程は、その後の銅端のコンタクトを行うために必要です。通常、スキャナー光学系が使用されます。これにより、剥離される領域がレーザースポットでスキャンされ、1つまたは複数のステップで絶縁が除去されます。
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