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激光铜产品焊接为什么很难?

来源:深圳市镭康机械设备有限公司发表时间:2021-02-03

        为什么激光焊接机难焊接铜材产品,铜作为一种导体的优良选择,具有极高的热传导性能,会快速地将热量从焊接接头处扩散,其很难维持热平衡并进行可靠的焊接。这使铜快速传导热量的特点成为微焊接中的难题。
       而激光焊接机非接触式工艺,快速和准确,但是必须处理材料反射问题。只要求单侧接近操作。在极小的连接区域内,这种技术十分有用。它可以用于焊接不同形状的部件、不同的连接几何形状以及异种材料。它不使用需要维护或更换的损耗品,焊接周期只有几毫秒。表面上看,激光焊接似乎是微焊接铜的一种卓越解决方案——但是也存在着问题。YAG激光器用于大多数微焊接应用,波长为1064纳米,超过铜反射的90%。
       通常采用极高的功率以克服反射问题,并确保将充足的光传输到铜。但是,当激光能量传输到铜上,并提升其温度时,则反射率降低。由于激光功率的吸收出现时间范围小于十亿分之一秒,因此能量吸收的变化非常快速。较初所需的高功率远远超过焊接所需功率。因此,材料快速过热和蒸发,留下了大量的小孔或孔洞。
       已经使用许多技术克服这种反射,包括脉冲整形、氧气协助以及使用反射率更低的镀层。脉冲整形不可靠,因为铜和其它导电部件的反射率不同,因此降低激光功率时的准确时间点也会变化。人们曾经尝试采用反馈技术,以便更好地预期这种“准确时刻”,但是目前还没有人证实可行。使用氧气协助时,由于会在焊接的部件上形成氧化层,因此会大幅提高铜的焊接缝隙的渗透性,但是,对于点焊应用时却没有影响,因为只有在几个连续脉冲之后才能看到氧的积极效应,因此并不能为单点焊接或较短焊缝提供一种可靠的技术。使用镍或锡等反射率更低的涂层,确实可以帮助降低较初的反射率,但是不能完全减轻问题,因仍然需要较高的能量继续渗入铜内;因此,微焊接的加工窗口极小。