Проблемы лазерной микросварки тонких металлических материалов

Проблемы лазерной микросварки тонких металлических материалов

В современной промышленности существует растущий спрос на эффективное механическое и / или электрическое микросоединение тонких металлических материалов. Есть много областей, в которых совместимость материалов или процессов недостаточна для обычных термических процессов, таких как сварка, пайка и пайка, или использование клеев и механических креплений нежелательно. 

Это, пожалуй, наиболее распространено в секторе накопления энергии, где использование тонкой фольги для изготовления катодов и анодов необходимо для батарей следующего поколения; критически важный компонент растущего сектора электронной мобильности. В отрасли бытовой электроники наблюдается постоянный толчок к инновациям за счет упаковки высокой плотности и миниатюризации, что бросает вызов традиционным методам соединения.

На сайте laser-form.ru вы можете заказать услуги по лазерной сварке титана и нержавеющей стали.

С точки зрения лазера существует множество проблем, которые делают микросварку тонких металлических материалов исключительно сложной задачей. Для успешного соединения необходимо избегать чрезмерного проплавления, деформации и коробления, все из которых связаны с необходимостью тщательного контроля подводимого тепла в процессе. В обычных процессах лазерной сварки с замочной скважиной для преодоления пороговых значений материала часто требуется относительно высокая средняя мощность, которая может быть больше для соединения ярких материалов и разнородных комбинаций металлов. Одна из основных дилемм заключается в том, следует ли использовать процесс с ограничением проводимости или метод замочной скважины. При сварке с ограниченной проводимостью более широкий и менее интенсивный источник тепла имеет тенденцию производить более высокое тепловложение, поэтому его часто не принимают во внимание как решение для тонких сечений. При сварке в замочную скважину очень сфокусированный, интенсивный источник тепла сводит к минимуму плавление и, таким образом, помогает контролировать подвод тепла. Поэтому управление параметрами сварки в замочную скважину имеет решающее значение для достижения высококачественного конечного результата.

Один из подходов, который получает широкое распространение при соединении, — это использование импульсных волоконных лазеров наносекундной длительности (нс). Эти короткоимпульсные лазеры с высокой пиковой интенсивностью, возможно, более известны для маркировки, гравировки и других процессов удаления материала, поэтому их использование для процессов соединения материалов, возможно, противоречит интуиции. Тем не менее, импульсное управление, обеспечиваемое усилителем мощности задающего генератора (MOPA), обеспечивает исключительную параметрическую гибкость, обеспечивая режимы обработки, в которых возможно соединение металлов. Импульсные волоконные лазеры Ns работают при энергии импульса от нескольких микроджоулей до> 1 мДж, обеспечивая длительность импульса в диапазоне 10–1000 нс, и способны достигать пиковой мощности> 10 кВт и работать на частотах до 4 МГц, что значительно отличает их. от обычных лазеров, таких как непрерывные волны (CW) и даже квазинепрерывные (QCW) длинноимпульсные лазеры, однако многие из них также работают в этих режимах.