Welding of a small auxiliary motor with blue diode laser by Laserline diode lasers

用高功率蓝光二极管激光器进行铜的焊接

445nm的波长 和 4000W 的 连续功率 为高质量激光铜加工 提供了新的可能性, 也为金和其他工业批量生产的有色金属  提供高效的加工工艺。

实例

激光铜焊接--过程

蓝激光可对材料厚度较低的铜和其他有色金属进行受控热传导焊接。以前使用红外线激光切割薄金属箔,而不是将其连接起来,而现在则可以使用蓝激光有针对性地、可控地加工材料。蓝色激光束沿接缝熔化所需的材料。液化的材料相互流动,冷却后形成焊缝。这种工艺生产出的焊缝特别平滑,质量上乘,因此非常稳定。除了使用的波长外,该工艺与红外线激光基本相同。

蓝色二极管激光器的优点

铜、金和其他有色金属

迄今为止,利用现有的工业激光光束源,只能在增加工作量的情况下成功地对铜等有色金属进行批量生产加工。蓝色激光二极管的开发开辟了新的可能性,因为铜和金对蓝光光谱的吸收率要比红外辐射高出七到二十倍(见图)。

蓝色高功率二极管激光器极大地改进了有色金属的激光材料加工。 尤其是薄金属箔和薄金属板,使用蓝色激光器可以更有效地进行加工,但蓝色二极管激光器还具有更多优势。

Close-up of two copper sheets welded together with laser by Laserline diode lasers
Close-up of two copper sheets welded together with a butt weld by Laserline diode lasers
Close-up of two copper sheets welded together with an overlap weld by Laserline diode lasers

蓝光吸收率高,更容易熔化铜,此外,二极管激光器特有的强度曲线也有助于实现一流的加工效果。此外,Laserline 成熟的二极管激光器技术可以在几毫秒内对激光功率进行微调,从而使其完美地适应工艺要求。无论焊接前材料的表面质量如何,铜焊接过程中产生的焊缝都非常干净、平滑。它们具有极佳的导电性,几乎不会在材料的邻近区域产生飞溅。材料效率也特别高,因为一方面蓝激光不需要在接缝区域进行任何重叠或材料加固,另一方面液态铜在蓝激光辐射下具有很高的间隙桥接性。通过可控热传导焊接,在焊接不同金属时,铜首次被用作上层连接部件。即使是铜粉和极薄的铜箔,也能与钢和铝等其他材料连接。在铜箔的焊接方面,对焊和边缘焊已经取得了相当大的成果。

对于用户而言,LDF 和 LDM 平台提供了一个熟悉的、经过工业验证的系统,可与针对波长进行优化的加工光学元件结合使用。否则,只需稍作改动即可将激光器集成到生产中。由于波长范围的改变,加工单元的视线保护窗和防护镜是唯一需要更换的部分,以满足对工作员工的激光安全要求。

蓝色二极管激光器应用实例

母线和电气触点的焊接

  • 焊接过程流畅且可重复
  • 扫描仪可轻松消除间隙和高度/侧面偏移
  • 可灵活处理材料厚度
    • 厚材料:通过增加功率提高焊接深度
    • 薄材料:通过增加功率提高加工速度

母线焊接

1 至 3 毫米铜

Busbars laser welding process and result by Laserline diode lasers

触点焊接

0.8 至 1.5 毫米铜

Electrical contact laser welding process and result by Laserline diode lasers

多种金属板配置

Close-up of a 3 mm copper sheet with a bead on plate weld by Laserline diode lasers

板珠

3 毫米铜板

Close-up of two copper sheets welded together with a butt weld by Laserline diode lasers

对接焊缝

1 毫米铜板

Close-up of two copper sheets welded together with an overlap weld by Laserline diode lasers

重叠焊缝

1.2 对 1.2 毫米铜板

Close-up of two copper sheets welded together with fillet weld by Laserline diode lasers

角焊

1.2 mm 铜板上的 1.2

小型电机的铜焊

汽车各种部件中使用的小型电机通常需要精确可靠的焊点。使用蓝色二极管激光器进行铜焊接可用于汽车行业的各个领域,例如电机、传感器、控制元件和电池系统的制造。

Welding of a small auxiliary motor with blue diode laser by Laserline diode lasers
Pin through sheet welding of a small electrical motor by Laserline diode lasers

焊接小型电机

- 在引脚扁平的一侧焊接三个铜触点(引脚穿板)

- 引脚: 1 x 2.2 mm²

- 板材1 mm

- 蓝色二极管激光器 LDFblue 3000-30

Pin to wire cooper welding of a small auxiliary motor by Laserline diode lasers

焊接小型辅助电机

- 焊接六个引脚(引脚至导线)

- 引脚: 1 x 1 mm²

- 导线:直径 0.9 mm

- 蓝色二极管激光器 LDMblue1800-30

电池和电气触点的焊接

蓝色二极管激光器的高吸收能力不仅适用于铜,还适用于多种应用和材料。不同性质的材料可以混合使用,而不会降低焊缝质量。

典型的材料混合物:

- 特殊涂层,如金、镍

- 混合材料,如钢、铜

- 其他材料,如钢、钛、非金属

Battery contacts with 0,2 mm copper on 0,3 mm nickel plated steel welded with laser by Laserline diode lasers

电池触点

0.2 毫米铜,0.3 毫米镀镍钢

Two gold-coated copper electrical contacts wtih circular weld seams by Laserline diode lasers

电气触点

0.2 mm 至 3 mm 镀金铜

铜管激光钎焊

例如,使用蓝色二极管激光器进行激光钎焊可实现铜管和铜配件的精确紧密连接。使用的填充材料是熔化温度低于铜的焊料。在激光钎焊中,热量是通过一个与部件几何形状相适应的激光光斑产生的。蓝色二极管激光器的均匀顶帽轮廓可确保均匀加热。只有钎焊合金熔化,填充钎焊间隙,从而将铜元件连接起来。

工艺 特点

- 工艺温度 > 450°C
- 中等功率范围,如 0.5 至 1 kW
- 工艺时间为 2 秒或更长
- 接头几何设计具有高度灵活性
- 目标能源输入
- 良好的自动化和可控性

A copper tube and a close-up of copper pipes brazed together with laser by Laserline diode lasers

发夹的焊接

吸收能力强,光斑尺寸大,因此工艺简单、坚固耐用。
可克服间隙、错位和零件公差。

4 kW 激光功率 | 发夹

  • 无需保护气体的高速扫描焊接
  • 前所未有的间隙桥接能力
  • 445 纳米波长对铜的吸收率达 70
  • 可变几何形状和尺寸的 OTZ 蓝色变焦光学镜组
  • 扫描仪光学元件 | 高精度动态光束定位 | 黑鸟位置检测
  • 工艺简单、坚固耐用

  • 高吸收率和大光斑尺寸

  • 可接受间隙、偏移和部件公差

  • 熔池立即形成,加工时间短

间隙 600 微米

侧面偏移 1.5 毫米

高度偏移 1.5 毫米

使用蓝色二极管激光器剥除发夹

蓝色二极管激光器可用于剥离发夹上的绝缘层。为了能够进行随后的铜端接触,这一过程必不可少。通常使用扫描光学器件。这样,需要剥离的区域就会被激光点扫描,绝缘层就会被一步或多步剥离。

Hairpins with stripped insulating layers with the blue laser by Laserline diode lasers

用于有色金属加工的二极管激光器

哪些激光解决方案特别适用于铜激光焊接以及金和其他有色金属加工?您可以在这里找到选择。

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