激光加工是依靠光束辐射的热能量与材料相互作用,实现了材料之间的瞬间气化、分裂、熔融或改性等效果,达到人们所需要的工件加工要求的结果,称之为激光制造或者激光加工。如今激光加工在我国迅速推广开来,并已经渗透到上百个行业的产线上。
激光加工最适合在金属材料上应用,粗略统计在当前全球的所有激光加工应用,金属材料加工占据了超过85%的比重。但是,目前在金属加工上,以普通钢铁材料加工占据大部分,钢铁材料应用量无疑是最大,特别是不锈钢、合金钢已经用于生活方方面面了。然而激光在其他金属材料,如铜、铝以及其他有色金属的应用量还是很少,铜与铝合金是许多工业产品最开始的基础材料,它具备优质的导电率、传热性、抗腐蚀和耐磨性能。铝合金具有很高强度,是实现轻量化的好材料,但本文重点谈的是铜材料。
铜材料激光焊接
铜材料的
激光焊接难度较大。焊接需要把基材实现熔融,通常会产生比切割功率更高或持续时间更长的光回返现象。铜的吸收率随着波长的减小而增加,这意味着可见波段的激光器(例如,波长为532nm的绿光激光器)用于铜焊接将产生显著的优势。
摆动焊接头的出现让光纤激光器适用于铜材料焊接,
光纤激光焊接的功率、应用、配套成熟为铜材料焊接提供了保证。数千瓦的光纤激光器让铜材料焊接应用拓展了更多空间。
铜是非常好的导电材料,因此在电机、开关、印制电路板、电容器、电力、线缆、通信器件,电信基站等有大量的应用。铜有着很好的导热性,在热交换器、制冷设备、家电、管道等有着广泛的应用。另外,铜在电池行业应用很多,特别是近几年电池封装、动力电池的电芯逐渐采用了激光焊接技术。铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大,占总消费量一半以上。随着激光工艺的逐渐成熟,同时在铜材料相关部件使用激光加工。