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效率提升:寶辰鑫藍光光源方案助力高反材料激光應用

fun88网页下载 來源:寶辰鑫2024-11-22 我要評論(0 )   

伴隨著激光在金屬材料加工中應用的不斷深入,單一的紅外激光光源方案逐漸無法滿足製造需求,尤其是在銅、金等對紅外激光吸收不良的反射金屬材料的應用場景中。針對以上...

伴隨著激光在金屬材料加工中應用的不斷深入,單一的紅外激光光源方案逐漸無法滿足製造需求,尤其是在銅、金等對紅外激光吸收不良的反射金屬材料的應用場景中。
針對以上問題,寶辰鑫推出以藍光半導體(ti) 激光器為(wei) 核心的藍光光源方案,助力高反材料在焊接、增材製造等實際加工場景中的應用。

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破解高反材料焊接難題

在激光焊接場景中,波長在1μm左右的紅外光源因其高功率、高效率、高光束質量、高可靠性及價(jia) 格成本等優(you) 勢,在金屬加工中成為(wei) 主力軍(jun) 。
但是,在使用紅外光源對銅、金等高反射率材料進行加工時,由於(yu) 這些材料對近紅外激光的吸收率非常低(如銅對紅外光吸收率僅(jin) 為(wei) 5%左右),且吸收波動大,容易出現焊縫成形差、飛濺、易變形、熱裂紋、氣孔等問題。
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(紅光單獨作用於(yu) 紫銅表麵時,在不同的焊接速度下,焊縫表麵均存在飛濺,焊縫表麵熔池過度平滑度差,有效熔深較淺,且表麵成型差)
寶辰鑫藍光光源方案,破解高反材料焊接難題。方案搭載寶辰鑫BD-1500M藍光半導體(ti) 激光器,核心光源波長為(wei) 450nm左右,在焊接銅、金等高反射材料時,吸收率相比紅外光源可提高數倍到數十倍,可有效減少焊接過程中的飛濺和氣孔,提高焊接質量。

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(銅對藍光的吸收率可高達50%以上)

在激光功率上,由於(yu) 藍光激光器具有較高的能量密度和較少的熱影響區,可以實現以更低的激光功率進行焊接,大大降低對光源功率的要求。

同時,在方案配置上,寶辰鑫藍光光源方案可支持單藍光和藍光-紅外複合形式靈活組合。在單藍光方案進行激光焊接時,經工藝實驗室對Au99.9黃金進行焊接驗證,顯示焊接過程穩定,焊點表麵無焊穿、虛焊、焊洞、炸火,無凸起餘(yu) 高,焊縫平滑、無發黑及明顯氧化現象,焊點成型良好。

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藍光激光雖可以高效、高質量地焊接銅、金等高反射材料,但存在成本高企、並且最大輸出功率有限等問題。在藍光-紅外複合焊接方案中,通過複合藍光與(yu) 紅外兩(liang) 種光源,有效解決(jue) 兩(liang) 種單光源激光加工時無法避免的局限。通過藍光-紅外複合激光焊接工藝,我們(men) 可以先用吸收率高的藍色激光熔化母材表麵,再用紅外激光增加熔池深度,來解決(jue) 單藍光的應用局限。

在寶辰鑫工藝實驗室使用藍光-紅外複合焊接方案對紫銅進行焊接驗證時,發現焊縫表麵成型良好,對比單紅光作用於(yu) 紫銅表麵的成型效果與(yu) 熔深更佳。

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(單紅光、藍光-紅外複合對紫銅焊接成型的效果對比)

在控製係統部分,寶辰鑫可以提供焊接控製係統、焊縫實時跟蹤係統、焊接過程監控係統、焊接熔深監測係統等,形成一站式的智能焊接解決(jue) 方案,不僅(jin) 可以更好的確保焊接質量,提高效率,而且提升了係統的智能化水平,有助於(yu) 適應複雜、高要求的焊接任務。


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實現高質量增材製造

同樣,寶辰鑫藍光光源方案非常適合有色金屬的增材、熔覆應用,助力實現高質量的增材製造。在金屬3D打印中,藍光光源方案可實現更快的打印速度、更高的打印分辨率和更好的打印質量。在激光熔覆領域,采用藍光光源方案可有效解決(jue) 銅等高反金屬的熔覆質量問題,實現缺陷少、飛濺少、致密度高且更快速的熔覆應用。

現有的紅外激光器對於(yu) 純銅的3D打印存在極大的困難,一般采用CuCr1Zr 等銅合金來代替純銅,而采用藍光激光器可以實現用純銅粉高效打印物體(ti) 。同時,藍光半導體(ti) 激光器大幅降低了光反射,能量利用率提高的同時也提高了加工速度。

2023年,上海交通大學一研究團隊發表文章,表示采用2 kW藍光激光定向能量沉積裝備完成了鋁合金等高反射率材料的打印(Wang A,Wei QL,Luo S,  Tang ZJ, Yang HH , Wu Y…&Wang HZ,2023,Blue laser directed energy deposition of aluminum with synchronously enhanced efficiency and quality[J])。結果表明,與(yu) 紅外激光相同工藝參數下的單道試樣對比,藍光激光定向能量沉積試樣的成形性更好,單道試樣內(nei) 部的等軸晶體(ti) 積分數高達63%。此外,團隊也利用2 kW藍光激光進行了純銅和鋁合金的3D打印成形研究,實現了純銅葉片和鋁合金葉片縮比樣件的定向能量沉積製備。

隨著材料科技的發展,在新能源汽車、鋰電池、光伏、3C電子產(chan) 品等領域,銅等高反材料的應用正不斷擴展。藍光激光光源的發展和應用,對於(yu) 提高特定材料的加工效率和質量,提升製造業(ye) 的水平及國際競爭(zheng) 力,有著重要的意義(yi) 。寶辰鑫藍光光源激光解決(jue) 方案的推出,可為(wei) 客戶提供高價(jia) 值的激光應用方案選擇,進而推動藍光激光應用的產(chan) 業(ye) 化進程。


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