激光焊接是一種先進的制造技術(shù)，精度高、效率高。然而，對于銅來說，由于金屬的固有特性，該工藝充滿了挑戰(zhàn)。銅在室溫下對近紅外激光的吸收率低、熱導率高、吸收率波動，這些都是重大障礙。在這篇博文中，我們將深入探討銅激光焊接的難點、這些挑戰(zhàn)導致的缺陷。

高導熱、散熱快

銅具有極高的導熱系數(shù)，高達401W/(m*K)，這不僅有利于快速散熱，也使激光焊接工藝變得復雜。這意味著當激光束照射到銅上時，大部分能量會因冷卻而損失，而不是用于焊接深度。例如，在1000W的輸入功率下，銅可能消耗400W，只剩下600W用于焊接，而鋼則可以保留920W。要達到相當?shù)娜凵�，銅所需的激光功率是鋁的兩倍多，是鋼的五倍多。高導熱系數(shù)會導致一系列焊接缺陷，包括宏觀上的未熔合和外觀粗糙，以及微觀上的大熱影響區(qū)和性能下降。雖然預熱對于電弧焊等低密度焊接工藝通常是必要的，但像激光焊接這樣的高密度工藝需要更高的功率來保持穩(wěn)定性。

高反射率、低吸收率

銅對紅外激光的高反射率和低吸收率是另一個障礙。光纖激光器的廣泛使用，特別是在 1030-1080nm 波長范圍內(nèi)，導致室溫下只有約 3% 的入射激光被銅吸收。這種低效率需要更高功率的激光器才能實現(xiàn)有效焊接，從而加劇了焊接過程中的不穩(wěn)定性�？朔�這一問題的策略包括優(yōu)化激光參數(shù)和探索可能與銅更有利地相互作用的不同波長。

可變吸收率

焊接過程中，銅的吸收率變化劇烈，這進一步增加了激光焊接的難度。室溫下，固態(tài)銅的初始吸收率約為 3%，在 1250K 時緩慢增加到 8% 左右，僅增加了 5%。然而，在 1250-1350K 的狹窄溫度范圍內(nèi)，吸收率躍升至約 15%，熱導率從 330 W/(mK) 急劇下降到 160 W/(mK) 左右。這種劇烈的變化導致熱量積累顯著增加，從而導致飛濺和氣孔等缺陷。

銅激光焊接存在著獨特的挑戰(zhàn)，需要專門的方法來確保高質(zhì)量的連接。高熱導率、高反射率和吸收率的顯著波動需要使用更高的激光功率和嚴格控制焊接參數(shù)。通過了解這些挑戰(zhàn)并實施 LASERCHINA 工程師提供的解決方案，制造商可以克服與銅激光焊接相關(guān)的障礙，并獲得可靠、高效的結(jié)果。隨著技術(shù)的進步，激光設(shè)備和工藝的進一步優(yōu)化將繼續(xù)提高銅焊接在各種工業(yè)應用中的能力。

文章來源：激光焊接自動化

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