구리 마이크로 링에 1064nm 및 532nm 레이저 파장의 효과

다양한 산업에서 구리를 사용하면 다양한 제품의 기능 요구 사항이 증가하고 레이저 용접이 양호한 연결 방법이되었습니다. 그러나, 레이저를 이용한 구리 재료의 반사율 및 높은 열전도율 때문에 레이저를 이용한 구리 용접이 어려워진다. 낮은 융점과 높은 열전도도의 조합은 높은 에너지 이용으로 인해 양호한 용접 품질을 획득합니다. 이 연구는 상이한 파장의 다른 물질의 상이한 재료의 흡수율의 변화뿐만 아니라 상이한 레이저 파장 사이의 플라즈몬 흡수의 큰 차이로 인해 나타났다. 두 개의 다른 레이저가 용접에 사용되는 경우 동일한 공정 매개 변수에서 서로 다른 기하학의 용접 단면을 얻을 수 있습니다.

청색 레이저의 높은 흡수율

Blue Lasers는 400nm와 480nm 사이의 파장으로 빔을 방출합니다.근적외선 (NIR) 레이저약 1000nm의 파장에서 작동합니다. 구리 재료는 더 긴 레이저 파장보다 높은 속도로 더 짧은 레이저 파장을 흡수합니다.1064nm...에 구리 표면상의 청색 레이저의 흡수율은 약 65 %이고, 근적외선 레이저의 흡수율은 약 5 %이다. 레이저 재료 처리의 전력 레벨에서, 청색 레이저는 반도체 스택으로 구성되며, 그 빔은 ​​수백 마이크로 미터의 직경을 갖는 광섬유를 통해 전달된다. 섬유 발진기에서 얻은 근적외선 레이저는 빔 파라미터 제품 (BPP)과 블루 레이저와 비교하여 작은 빔 허리가 있습니다.

NIR 레이저는 출력 전력 수준이 높습니다

Blue Lasers와 비교하여 1064nmear 적외선 레이저는 높은 출력 전력 레벨을 달성하고 높은 광 반사율을 가진 구리와 같은 금속 재료를 처리하는 데있어 높은 강도가 필수적입니다. 청색 레이저의 높은 흡수율에도 불구하고 두꺼운 구리 플레이트를 용접하는 데 더 높은 레이저 전력이 필요합니다. 또한 청색 레이저의 경우 많은 더 낮은 전원 공급원의 출력을 결합하여 특정 프로세스에 필요한 총 전력을 달성해야 할 수 있습니다. 이러한 단점은 근적외선 레이저와 비교하여 청색 레이저를보다 비싸게 만듭니다. 따라서 구리 가공은 NIR 레이저에 대한 높은 요구를 부여하며, NIR 레이저와 관련된 과제를 극복하기 위해 기술을 개발해야합니다.

1064nm 근적외선 레이저 및 532nm 녹색 레이저의 조합

연구자들은 532nm의 파장이있는 녹색 레이저와 구리 마이크로 용접을위한 1064nm의 파장이있는 레이저를 사용했습니다. 1064nm 레이저는 비선형 광학 (NLO) 크리스탈 및 고조파 분리기를 사용하여 녹색 레이저 광을 생성하는 주파수가 두 배가됩니다. 결과는 1064 nm Nd : YAG 레이저가 구리 미세 용접에 사용될 때, 핀홀이 나타나고, 근적외선 파장 레이저의 흡수율이 빠르게 증가하여 깊은 침투를 초래한다는 것을 보여줍니다. 전이 용접 조건은 작은 홀 용접 및 열 전도 용접 사이에 필요합니다. 전이 조건에서 공정을 안정화시켜 양호한 표면 품질과 다공성이없는 큰 침투 깊이가 발생할 수 있습니다. 동시에, 근적외선 레이저는 저렴한 비용으로 높은 평균 전력을 달성 할 수 있습니다. 근거리 적외선 레이저를 녹색 레이저와 결합하면 구리 레이저 용접 공정의 경제적 생존 가능성이 가능합니다. 2 개의 파장이 결합되고 녹색 레이저가 핀홀 형성을 시작하는 데 사용되면 공정 효율을 향상시키고 고품질의 용접을 얻을 수 있습니다.