Overmatige porositeit bij laserlassen van hoogreflecterende metalen?

Industrieachtergrond: Procesknelpunten bij het lassen van koper-aluminium

In de sectoren van nieuwe energievoertuigbatterijen en 3C-elektronica is de vraag naar het lassen van koper-aluminium van ongelijke metalen sterk gestegen. Koper vertoont echter een reflectiviteit van meer dan 95% voor nabij-infraroodlasers (1064nm), wat frequent problemen veroorzaakt, waaronder overmatige porositeit, ernstige spatten en slechte lasvorming. Een fabrikant van batterijen meldde porositeitspercentages van 8-12% bij het lassen van aluminium behuizingen aan koperen aansluitingen, wat resulteerde in celopbrengsten van slechts 87%—ver onder de industriestandaard van 95%.

Technische principes van hybride lassen met dubbele golflengte

De door United Winner Laser zelf ontwikkelde coaxiale hybride laskop met meerdere golflengten combineert fiberlaser (1070nm) met diodelaser (915nm/940nm) via ruimtelijke bundelcombinatie. De laser met kortere golflengte voorverwarmt om de reflectiviteit van het materiaal te verminderen, terwijl de hoofdlaslaser een diep penetrerend sleutelgat-effect bereikt, waardoor de efficiëntie van de energiekoppeling tot meer dan 30% wordt verbeterd. Gemeten gegevens tonen aan dat de diameter van de spatten bij het lassen van koper is verminderd van 150-200μm in traditionele processen tot 20-30μm, met porositeit gecontroleerd binnen 0.5%.

Kritische procesparameterbereiken

Voor het overlappend lassen van koper-aluminium met een dikte van 0,3-2,0 mm worden aanbevolen las snelheden van 200-300 mm/s, een laservermogenverhouding (fiber:diode) van 7:3 tot 8:2 en een ontregeling van +2 tot +4 mm (positieve ontregeling vergroot de spotgrootte, waardoor de vermogensdichtheid afneemt). Beschermgas gebruikt argon van hoge zuiverheid (≥99,999%), een debiet van 15-25 L/min en een zijblaashoek van 30-45° die effectief plasma-afschermende effecten onderdrukt.

Verificatie van las kwaliteit en procesbewaking

Het geïntegreerde Real-time Weld Depth (RWD) detectiesysteem van United Winner Laser bereikt micron-niveau precisie in online monitoring van de penetratie via optische coherentie tomografie. Het systeem registreert fluctuaties in de diepte van het sleutelgat met een 10kHz bemonsteringsfrequentie, waarbij AI-algoritmen in realtime voorlopers van poriën en gebreken door gebrek aan fusie identificeren. Een toonaangevende klant in de batterijsector verminderde het aantal defecten dat het lasstation ontweek van 3,2% tot 0,15% na implementatie.