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Laserline助力有色金属加工
材料来源:荣格工业激光          

据外媒消息,近日Laserline公司优化了其450nm波长LDMblue高功率二极管激光器产品系列。针对电子行业铜材料加工的痛点,公司对旗下的蓝光二极管激光器进行了性能提升。目前,LDMblue全系列产品有300W-2000W之间6种不同功率等级可供选择。

据悉,LDMblue 300-20和LDMblue 800-20已经可以实现20mm·mrad的光束质量。1500W蓝光激光器的光束参数乘积也已经从之前的60mm·mrad减少到30mm·mrad。

在相同功率下,LDMblue 1500-30的光束质量提高了两倍。现在输出功率为500W、1800W、2000W且光束参数乘积为60mm·mrad的蓝光二极管激光器(LDMblue 500-60、LDMblue 1800-60和LDMblue 2000-60),可用于中高功率激光器的应用。

图片来源:Laserline

模块化系统结构为LDMblue提供了最大功率逐步线性调控模式。同时,光束品质可以用不同的二极管堆栈设定来满足不同的加工要求。这种技术保障了灵活性、模块化、线性可调性。光束质量的提高对于与电导体技术相关的连接应用特别重要。在更小聚焦直径的前提下,技术人员可以对极薄且高光泽的铜触点进行精确加工,并实现了非常窄的焊缝。

改善光束质量可以帮助蓝光激光器实现更大的工作距离,从而使得焊接扫描仪的应用更简便。450nm波长范围直接产生的2kW连续激光功率避免了由复杂而低效的波长转换所产生的迂回绕道。二极管激光器的能量沉积精确可控,避免了铜熔化时的汽化挥发。

通过结合Laserline激光系统的精细分级功率调节,避免将临界能量输入到焊缝附近的区域从而形成了异常稳定的熔池,以至于确保工件表面熔化的同时不会产生大量飞溅。冷却后的焊缝光滑且几乎没有气孔,实现了高稳定性和出色的导电性。

不同有色金属材料对450nm蓝光和1050nm红外激光器吸收率对比图(来源:Laserline)

在电子制造中,蓝光激光器是一项关键技术,同时也为有色金属的导体材料处理提供了更多的可能性。与传统的红外激光器相比,使用蓝光激光器熔化部件表面所需的能量要少得多。蓝光激光器在铜焊接所需的能耗比红外激光器低84%,在金焊接上低92%。当红外激光器需要10kW激光功率焊接铜或金材时,蓝光激光器仅需约1kW或0.5kW就能实现工艺要求。有色金属吸收蓝光波长光谱中光的能力比红外光高出20倍。

除了有色金属对蓝光吸收率高,二极管激光器典型的光斑能量分布还使铜的熔化更为稳定,提高了加工成品的质量。同时,Laserline蓝光激光器使热传导焊接过程受控成为可能。通过使用蓝光激光器,可以轻松连接具有高导电性的有色金属,例如铜和金。即使是非常薄的铜部件也可以使用蓝光激光器完成焊接,无需在焊接处对材料叠加或填充,提升材料的利用率。

经过蓝光激光器加工后的铜件表面(图片来源:Laserline)

使用蓝光激光器对铜加工时,液态铜具有较高的润湿性,易于焊缝搭接。蓝光激光热传导焊的加工过程可控性高,可实现铜与其他金属材料的连接。铜粉、铜薄板也可以与铁、铝等材料相焊接。其中,铜薄板的拼焊与角焊已取得良好的实验结果。

此外,Laserline通过实验证明蓝光激光器在铜粉熔覆上同样表现优异。LDMblue二极管激光器已成功应用于有色金属熔覆工艺,目前也在海上应用和大功率照明技术中进行了测试。公司预测,未来5kW蓝光二极管激光器也将成为可能。

光束参量乘积

不同类型激光器的光束参数乘积与M2值。由于激光器波长更长,其光束参量乘积比衍射极限的固态激光器大,但是比灯泵浦系统小

激光光束的光束参量乘积(BPP)是光束半径(束腰处)与半发散角(远场)的乘积。常用单位为mm·mrad(毫米×毫弧度)。光束参量乘积通常用来表征激光光束的光束质量,光束参量乘积越大,光束质量越差。


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