Eccessiva porosità nella saldatura laser di metalli altamente riflettenti? Ottimizzazione dei parametri di saldatura ibrida multi-lunghezza d'onda

Background del settore: colli di bottiglia del processo nella saldatura rame-alluminio

Nelle batterie di alimentazione per veicoli a nuova energia e nelle industrie elettroniche 3C, la domanda di saldature di metalli dissimili rame-alluminio è aumentata. Tuttavia, il materiale in rame presenta una riflettività superiore95%per i laser nel vicino infrarosso (1064 nm), causando problemi frequenti tra cui porosità eccessiva, spruzzi gravi e scarsa formazione di saldature. Un produttore di batterie di alimentazione ha riportato tassi di porosità di8-12%nell'involucro di alluminio alla saldatura delle linguette di rame, con conseguenti tassi di rendimento delle celle di soli87%—molto al di sotto dello standard del settore95%.

Principi tecnici della saldatura ibrida a doppia lunghezza d'onda

La testa di saldatura ibrida coassiale multi-lunghezza d'onda sviluppata internamente da United Winner Laser combina il laser a fibra (1070 nm) con il laser a diodi (915 nm/940 nm) attraverso la combinazione spaziale del raggio. Il laser a lunghezza d'onda più corta si preriscalda per ridurre la riflettività del materiale, mentre il laser di saldatura principale ottiene un effetto buco della serratura a penetrazione profonda, migliorando l'efficienza di accoppiamento energetico a oltre30%. I dati misurati mostrano che il diametro delle particelle degli spruzzi di saldatura di rame è ridotto da150-200μmnei processi tradizionali a20-30μm, con porosità controllata all'interno0,5%.

Finestre dei parametri di processo critici

Per la saldatura a sovrapposizione rame-alluminio diSpessore 0,3-2,0 mm, le velocità di saldatura consigliate sono200-300mm/s, rapporto di potenza del laser (fibra:diodo) diDa 7:3 a 8:2e sfocatura dida +2 a +4 mm(la sfocatura positiva espande la dimensione dello spot, riducendo la densità di potenza). Il gas di protezione utilizza argon di elevata purezza (≥99,999%), portata15-25 l/min, con angolo di soffiaggio laterale di30-45°sopprimendo efficacemente gli effetti di schermatura del plasma.

Verifica della qualità della saldatura e monitoraggio del processo

Il sistema di rilevamento integrato della profondità di saldatura in tempo reale (RWD) di United Winner Laser raggiungeprecisione a livello di micronnel monitoraggio online della penetrazione attraverso la tomografia a coerenza ottica. Il sistema cattura le fluttuazioni della profondità del buco della serraturaFrequenza di campionamento 10kHz, con algoritmi AI che identificano in tempo reale i precursori dei pori e i difetti di mancata fusione. Un cliente leader nel settore delle batterie di alimentazione ha ridotto il tasso di fuga dei difetti dalla stazione di saldatura3,2%A0,15%dopo l'implementazione.