近日，德國一個(ge) 合作研究團隊宣布了一項進展，他們(men) 共同合作提供了迄今為(wei) 止最詳細的激光焊接工藝見解。該聯合團隊首次清晰地證明，通過使用綠色波長的激光器，在焊接高性能電子產(chan) 品時可以節省原材料。

該團隊包括了通快（TRUMPF）、德國弗勞恩霍夫激光技術研究所（Fraunhofer ILT）和德國亥姆霍茲(zi) 協會(hui) 旗下大型粒子物理學研究機構DESY合作完成的一項調查的結果。每一輛電動汽車都配備了高性能電子設備，作為(wei) 一項關(guan) 鍵技術，它確保了電池和電機的最佳性能。

上述多家企業(ye) 與(yu) 機構通力合作，正致力於(yu) 研究用於(yu) 製造電動汽車的激光焊接工藝，分別貢獻了他們(men) 在X射線、激光源和焊接工藝方麵的高度專(zhuan) 業(ye) 知識。他們(men) 發現，當使用綠色波長的激光時，產(chan) 生的廢品率遠遠低於(yu) 其他激光焊接工藝，從(cong) 而幫助汽車製造商大幅節省了原材料，並有益於(yu) 實現更可持續的製造。

研究過程中，他們(men) 以每秒幾千到一萬(wan) 幀的速度拍攝高速圖像，希望借助粒子加速器X射線來研究了解到底是什麽(me) 導致了銅焊接效果的不同。

弗勞恩霍夫工業(ye) 技術研究所（Fraunhofer ILT）的科學家Marc Hummel指出，穩定的焊接過程非常重要，因為(wei) 電動汽車製造商通常需要完成數十億(yi) 個(ge) 高質量的連接。未來，通快（TRUMPF）和Fraunhofer ILT計劃將研究擴展到其他領域，如3D打印、激光切割和超短脈衝(chong) 激光打孔，並將其他行業(ye) 合作夥(huo) 伴納入上述合作團隊。

采用綠色波長激光器，廢品率更低

在電動汽車製造過程中，對激光技術提出了非常大的挑戰。銅是製造電動汽車核心部件的最重要材料，這種有色金屬在近紅外（NIR）範圍內(nei) 僅(jin) 吸收約5％的激光輻射，並且導熱性非常好。遺憾的是，這兩(liang) 種特性在焊接時都會(hui) 導致相當大的問題。因此，這些工藝流程通常需要後續嚴(yan) 密的核檢。

除了近紅外激光器，通快的產(chan) 品係列中也有綠色波長的激光器。通快汽車行業(ye) 經理Mauritz Mοller指出：“具有綠色波長的激光器是解決(jue) 這個(ge) 問題的辦法。事實上，使用這些激光器可以更好地焊接銅。”

銅吸收綠色波長比吸收紅外線要好得多。由於(yu) 材料更快地達到其熔化溫度，焊接過程也開始得更快，所需的激光功率也更少。最後，更穩定的焊接過程也會(hui) 帶來更低的廢品率，從(cong) 而有助於(yu) 實現更加可持續的製造。

粒子加速器實驗

為(wei) 了詳細研究焊接過程，來自德國弗勞恩霍夫工業(ye) 技術研究所的專(zhuan) 家們(men) 與(yu) 德國亞(ya) 琛工業(ye) 大學激光技術研究所達成了合作，他們(men) 在德國亥姆霍茲(zi) 中心的實驗裝置上使用了DESY的PETRA III X射線光源。

Marc Hummel解釋稱：“傳(chuan) 統的方法實際上隻能看到等離子體(ti) 的電磁發射。有了DESY的輻射，我們(men) 不僅(jin) 可以看到融化的內(nei) 部，而且我們(men) 甚至可以看到融化的實時動態。”

為(wei) 此，來自Fraunhofer ILT和通快的團隊使用兩(liang) 種不同的激光係統（近紅外激光器和綠色波長激光器）研究了DESY的激光焊接過程。Mauritz Mοller表示：“對我們(men) 而言，這是一個(ge) 研究工業(ye) 零件焊接工藝的好機會(hui) 。例如，飛濺和氣孔是如何形成的，焊接過程中的熱量是如何影響電子部件等敏感部件的。”