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创鑫激光提供新技术 铜的激光焊接不再困难

顺晟科技

2021-07-08 10:21:57

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众所周知,紫铜是人类最早使用的金属之一。它具有许多优异的特性和功能,良好的导电性和导热性,优异的可塑性,易于热压和冷压,为人类社会的发展做出了巨大的贡献。随着科学技术的不断发展,紫铜创造了更多的新用途。在国内各行业消费的有色金属中,红铜排名第二,仅次于铝,广泛应用于建筑行业、电气行业、机械制造、国防工业等行业。

激光焊接具有能量密度高、熔融金属少、热影响区窄、焊接质量高、生产效率高的优点,可以大大提高紫铜的焊接效率和焊接质量,因此被越来越多的行业选用。然而,由于高反射材料对光纤激光器的吸收率低,加工难度大,对光源的要求也较高。

紫铜焊接时容易出现的问题:一是难以熔合和可变性:由于紫铜的导热系数比较大(约350瓦/(mk)),焊接时传热速度很快,使得紫铜与填料很难熔合在一起,焊接件热影响区大;由于紫铜的线膨胀系数很大,焊接时如果夹具夹持不当,工件会明显变形。二、微气孔:气孔是紫铜焊接,特别是深熔焊中的一个重要问题。孔隙的产生主要由两种情况引起,一种是氢溶于铜直接引起的扩散孔隙,另一种是氧化还原反应引起的反应孔隙。解决方案是室温下紫铜对红外激光的吸收率约为5%,加热到熔点附近后吸收率可达20%左右。要实现紫铜的激光深熔焊接,必须提高激光功率密度。

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当创鑫激光单模块3000W激光器(35um)配备透镜准直聚焦比为100: 200的焊接接头时,输出激光功率密度高达3120 kW/mm,比同功率50um芯径激光器(同功率50um芯径激光器功率密度仅为2000 kW/mm)高50%。

案例:铜线耳的焊接。过去一般采用锡焊和液压的形式加工线耳,但这些方法牢固性和导电性不强,不能满足高需求行业的需求。然而,激光加工因其效率高、无耗材、导电性强等优点,已成为加工方法的较好选择。

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创鑫激光铜焊接技巧:(1)焊接时焊接接头的角度要倾斜,防止激光长期回射损坏。(2)激光功率必须达到材料(紫铜)的吸收值,防止光被反射。(3)激光器小芯径能量密度比集中,容易达到材料(紫铜)的吸收值。(4)摆动焊接可以提高焊接的表面质量。

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