在 1,000 纳米波长范围内,铜或金等高反金属的低能量吸收对标准红外激光器构成了重大挑战。所需的初始强度高会导致熔池波动并产生飞溅,这些都是电子元件加工过程中的关键因素。
Laserline 的蓝光高功率二极管激光器系列以多种方式改变了铜、金及其合金的加工工艺。这些激光器的波长约为 445 nm,是激光加工高反金属的理想波长。高出数倍的吸收率可大大降低激光强度并生成更大光斑。二极管激光器可实现平滑、稳定和简单的加工工艺,从而获得无飞溅的可重复结果。
在过去两年中,位于汉堡的德国电子同步加速器研究所(DESY)进行了大量的焊接试验,以说明熔池条件下的行为。通过高频 X 射线,熔池的横截面变得清晰可见,为了解焊接工艺和熔池动态提供了宝贵的见解。
相同的激光功率和焊接速度
结果凸显了我们的蓝光二极管激光器的卓越性能,它表现出稳定的熔池,没有波动或气孔形成,同时保持稳定的焊接深度。相比之下,红外激光器需要较小的光斑才能作用于铜表面,因此焊接深度较差,并伴有较高的波动和气孔形成。
可提供独立设备 (LDF) 或 19" 机架式激光设备 (LDM),以备集成。更多技术规格
蓝光二极管激光器在多个方面改变了铜、金和其他高反金属的加工工艺。在 445 nm 波长范围内可直接产生高达 4 kW(连续出光)的激光功率,这在工业激光器中脱颖而出,而且还避免了复杂、低效的波长转换。同时,与红外激光器相比,吸收率和加工效率都有显著提高。二极管激光器可精确控制的能量沉积使铜在熔化时不会蒸发,从而实现了以前无法实现的熔池稳定性。这就创造了新的应用可能性,例如薄铜箔的热传导焊接或电气连接器的无飞溅焊接工艺。
最大输出功率 | 400 W | 800 W | 1,800 W | 2,000 W | 1,500 W | 3,000 W | 4,000 W | ||||
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光束品质 | 20 mm.mrad | 20 mm.mrad | 30 mm.mrad | 60 毫米 | 20 mm.mrad | 30 mm.mrad | 30 mm.mrad | ||||
可提供其他激光功率和加工适应性光束品质 | |||||||||||
光纤 | 400 微米 [NA 0.1] | 400 微米 [NA 0.1] | 600 微米 [NA 0.1] | 600 微米 [NA 0.2] | 400 微米 [NA 0.1] | 600 微米 [NA 0.1] | 600 微米 [NA 0.1] | ||||
光纤长度 | 光纤长度可达 20 米 | ||||||||||
波长范围 | 445 nm ± 20 nm | ||||||||||
产品系列 | LDMblue | LDFblue |
*光纤长度为 5 m 时的功率规格。
将LDMblue 的蓝光激光照射与红外波长范围内的激光相结合,可实现高度稳定、几乎无飞溅的匙孔焊接工艺。即使在深熔焊时蓝光激光也能稳定焊接过程,而红外激光则能提供额外的能量。Laserline 开发了特殊的复合镜组,将蓝光和红外激光束结合在一起。
2018年,蓝光二极管激光器面世。作为德国联邦教育与研究部(BMBF)发起的EffiLAS(高效高功率激光源)资助计划的一部分,建造并优化了用于材料加工的蓝光千瓦级二极管激光器。这一研发成果开创了激光技术的新领域:利用可见光波长范围内的激光照射进行材料加工。
红外激光器在许多工业应用中都取得了卓越的效果。然而,红外激光不太适合加工有色金属,尤其是铜。其中一个主要原因是在此波长范围内,有色金属对激光束的吸收率较低。因此,焊接过程经常会出现运行不稳定的情况,从而导致生产中出现焊接缺陷,产出废品。使用波长为 450 nm 的短波长蓝光是获得高吸收率的理想选择。蓝光激光的出现开辟了新的应用领域,不仅适用于有色金属(如铜或金)的激光加工,也适用于不同金属的连接。
特别是在再生能源和替代驱动领域,蓝光激光在生产中的应用具有新的潜力。例如,与内燃机汽车相比,电动汽车在制造过程中要多加工约 8 千克的铜。这只是一个很小的数值,但总的来说,它为蓝光激光提供了广泛的应用前景。例如,在电池制造过程中,厚度为 10 微米的铜箔被连接在一起或与其他金属连接在一起。使用蓝光高功率二极管激光器实现了这一过程。
风力涡轮机的建造需要更多的铜。由于接缝质量高,该工艺也非常适合电气工程领域的应用,尤其是电力电子元件的制造,因为接缝必须特别耐高温。
除电子应用外,新波长的蓝光激光还能加工黄金,从而在珠宝生产中实现新的应用。随着技术发展的不断进步,预计在不久的将来还会有更多的应用被挖掘出来--在这一新波长范围内,用于工业生产的高功率二极管激光器将继续保持快速的技术革新。