Độ rỗ quá mức trong hàn laser kim loại có độ phản xạ cao? Tối ưu hóa tham số hàn lai đa bước sóng

Bối cảnh ngành: Tắc nghẽn quy trình trong hàn đồng-nhôm

Trong các ngành công nghiệp pin năng lượng mới và điện tử 3C, nhu cầu hàn kim loại khác loại đồng-nhôm đã tăng vọt. Tuy nhiên, vật liệu đồng có độ phản xạ vượt quá 95% đối với laser cận hồng ngoại (1064nm), gây ra các vấn đề thường xuyên bao gồm lỗ rỗ quá mức, bắn tóe nghiêm trọng và hình thành mối hàn kém. Một nhà sản xuất pin năng lượng báo cáo tỷ lệ lỗ rỗ là 8-12% trong mối hàn vỏ nhôm với tab đồng, dẫn đến tỷ lệ thu hồi pin chỉ 87%—thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn ngành là 95%.

Nguyên lý kỹ thuật của hàn lai hai bước sóng

Đầu hàn lai đồng trục đa bước sóng tự phát triển của United Winner Laser kết hợp laser sợi quang (1070nm) với laser diode (915nm/940nm) thông qua kết hợp chùm tia không gian. Laser có bước sóng ngắn hơn làm nóng sơ bộ để giảm độ phản xạ của vật liệu, trong khi laser hàn chính đạt hiệu ứng lỗ khóa thâm nhập sâu, cải thiện hiệu quả ghép năng lượng lên đến hơn 30%. Dữ liệu đo được cho thấy đường kính hạt bắn tóe khi hàn đồng giảm từ 150-200μm trong quy trình truyền thống xuống còn 20-30μm, với lỗ rỗ được kiểm soát trong phạm vi 0.5%.

Cửa sổ thông số quy trình quan trọng

Đối với hàn chồng đồng-nhôm có độ dày 0,3-2,0mm, tốc độ hàn khuyến nghị là 200-300mm/s, tỷ lệ công suất laser (sợi:diode) là 7:3 đến 8:2, và độ lệch tiêu cự là +2 đến +4mm (độ lệch tiêu cự dương làm mở rộng kích thước điểm, giảm mật độ công suất). Khí bảo vệ sử dụng argon có độ tinh khiết cao (≥99,999%), lưu lượng 15-25L/min, với góc thổi ngang là 30-45° có hiệu quả ngăn chặn tác dụng che chắn plasma.

Xác minh chất lượng hàn và giám sát quy trình

Hệ thống phát hiện độ sâu mối hàn thời gian thực (RWD) tích hợp của United Winner Laser đạt được độ chính xác cấp micron trong việc giám sát thâm nhập trực tuyến thông qua chụp cắt lớp quang học. Hệ thống ghi lại sự biến động độ sâu lỗ khóa với tần số lấy mẫu 10kHz, với các thuật toán AI nhận dạng thời gian thực các dấu hiệu tiền đề của lỗ rỗ và khuyết tật thiếu hợp nhất. Một khách hàng hàng đầu về pin năng lượng đã giảm tỷ lệ lỗi trạm hàn từ 3,2% xuống còn 0,15% sau khi triển khai.