Lasersvetsning

Utmaningar och lösningar för kopparlasersvetsning

Utmaningar och lösningar för kopparlasersvetsning | Laserkina

Lasersvetsning är en avancerad tillverkningsteknik som erbjuder precision och effektivitet. Men när det kommer till koppar är denna process fylld av utmaningar på grund av metallens inneboende egenskaper. Koppars låga absorptionshastighet för nära-infraröda lasrar vid rumstemperatur, höga värmeledningsförmåga och fluktuerande absorptionshastigheter utgör betydande hinder. I det här blogginlägget kommer vi att fördjupa oss i svårigheterna i samband med kopparlasersvetsning, de defekter som uppstår från dessa utmaningar och insikter från LASERKINA ingenjörer om hur man navigerar i dessa frågor.

Hög värmeledningsförmåga och snabb värmeavledning

Koppars exceptionella värmeledningsförmåga, vid 401 W/(m*K), underlättar inte bara snabb värmeavledning utan komplicerar också lasersvetsprocessen. Detta innebär att när en laserstråle appliceras på koppar går mycket av energin förlorad till kylning snarare än att bidra till svetsdjupet. Till exempel, med en ingång på 1000W, kan koppar försvinna 400W, vilket bara lämnar 600W för svetsning, jämfört med stål som håller 920W. För att uppnå ett jämförbart smältdjup kräver koppar mer än dubbelt så mycket laserkraft som behövs för aluminium och över fem gånger så mycket för stål. Hög värmeledningsförmåga resulterar i en rad svetsdefekter, inklusive brist på smältning och grovt utseende på makronivå, och en stor värmepåverkad zon med försämrad prestanda på mikronivå. ingenjörer föreslår att medan förvärmning ofta är nödvändig för svetsprocesser med låg densitet som bågsvetsning, kräver högdensitetsprocesser som lasersvetsning ännu högre effekt för att bibehålla stabiliteten.

Hög reflektivitet och låg absorptionshastighet

Koppars höga reflektionsförmåga och låga absorptionshastighet för infrarött laserljus utgör ytterligare ett hinder. Den vanliga användningen av fiberlasrar, särskilt i våglängdsområdet 1030-1080 nm, resulterar i att endast cirka 3 % av den infallande lasern absorberas av koppar vid rumstemperatur. Denna låga verkningsgrad kräver högre effektlasrar för effektiv svetsning, vilket förvärrar instabiliteten under svetsprocessen. Strategier för att övervinna detta inkluderar att optimera laserparametrarna och utforska olika våglängder som kan interagera mer gynnsamt med koppar.

Utmaningar och lösningar för kopparlasersvetsning | Laserkina

Variabel absorptionshastighet

Absorptionshastigheten för koppar varierar dramatiskt under svetsprocessen, vilket ytterligare komplicerar lasersvetsning. Vid rumstemperatur har fast koppar en initial absorptionshastighet på cirka 3 %, långsamt ökande till cirka 8 % vid 1250K – bara en ökning på 5 %. I det smala temperaturintervallet 1250-1350K hoppar dock absorptionshastigheten till cirka 15 %, och värmeledningsförmågan minskar kraftigt från 330 W/(mK) till cirka 160 W/(mK). Denna drastiska förändring resulterar i en betydande ökning av värmeackumulering, vilket leder till defekter som stänk och porositet. ingenjörer betonar vikten av realtidskontroll för att hantera dessa fluktuationer och förbättra svetskvaliteten.

Slutsats

Kopparlasersvetsning ger distinkta utmaningar som kräver specialiserade metoder för att säkerställa högkvalitativa sammanfogningar. Den höga värmeledningsförmågan, höga reflektionsförmågan och betydande fluktuationer i absorptionshastigheter kräver användning av högre lasereffekt och noggrann kontroll av svetsparametrar. Genom att förstå dessa utmaningar och implementera lösningarna som tillhandahålls av ingenjörer kan tillverkare övervinna de hinder som är förknippade med kopparlasersvetsning och uppnå tillförlitliga och effektiva resultat. Allt eftersom tekniken går framåt kommer ytterligare optimeringar av laserutrustning och -tekniker att fortsätta att förbättra kopparsvetsningens förmåga i olika industriella tillämpningar.

KONTAKT FÖR LASERLÖSNINGAR

Med över två decennier av laserexpertis och ett omfattande produktsortiment som omfattar enskilda komponenter till kompletta maskiner, är din ultimata partner för att möta alla dina laserrelaterade krav.

relaterade inlägg

Kommentera uppropet

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är markerade *