激光加工是依靠光束輻射的熱能量與材料相互作用,實(shí)現(xiàn)了材料之間的瞬間氣化、分裂、熔融或改性等效果,達(dá)到人們所需要的工件加工要求的結(jié)果,稱之為激光制造或者激光加工。如今激光加工在我國迅速推廣開來,并已經(jīng)滲透到上百個(gè)行業(yè)的產(chǎn)線上。
激光加工最適合在金屬材料上應(yīng)用,粗略統(tǒng)計(jì)在當(dāng)前全球的所有激光加工應(yīng)用,金屬材料加工占據(jù)了超過85%的比重。但是,目前在金屬加工上,以普通鋼鐵材料加工占據(jù)大部分,鋼鐵材料應(yīng)用量無疑是最大,特別是不銹鋼、合金鋼已經(jīng)用于生活方方面面了。然而激光在其他金屬材料,如銅、鋁以及其他有色金屬的應(yīng)用量還是很少,銅與鋁合金是許多工業(yè)產(chǎn)品最開始的基礎(chǔ)材料,它具備優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)電率、傳熱性、抗腐蝕和耐磨性能。鋁合金具有很高強(qiáng)度,是實(shí)現(xiàn)輕量化的好材料,但本文重點(diǎn)談的是銅材料。
銅材料激光焊接
銅材料的
激光焊接難度較大。焊接需要把基材實(shí)現(xiàn)熔融,通常會產(chǎn)生比切割功率更高或持續(xù)時(shí)間更長的光回返現(xiàn)象。銅的吸收率隨著波長的減小而增加,這意味著可見波段的激光器(例如,波長為532nm的綠光激光器)用于銅焊接將產(chǎn)生顯著的優(yōu)勢。
擺動焊接頭的出現(xiàn)讓光纖激光器適用于銅材料焊接,
光纖激光焊接的功率、應(yīng)用、配套成熟為銅材料焊接提供了保證。數(shù)千瓦的光纖激光器讓銅材料焊接應(yīng)用拓展了更多空間。
銅是非常好的導(dǎo)電材料,因此在電機(jī)、開關(guān)、印制電路板、電容器、電力、線纜、通信器件,電信基站等有大量的應(yīng)用。銅有著很好的導(dǎo)熱性,在熱交換器、制冷設(shè)備、家電、管道等有著廣泛的應(yīng)用。另外,銅在電池行業(yè)應(yīng)用很多,特別是近幾年電池封裝、動力電池的電芯逐漸采用了激光焊接技術(shù)。銅在電氣、電子工業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最大,占總消費(fèi)量一半以上。隨著激光工藝的逐漸成熟,同時(shí)在銅材料相關(guān)部件使用激光加工。