Bakır mikrokaynak üzerine 1064nm ve 532nm lazer dalga boylarının etkileri

Çeşitli sektörlerde bakır kullanımı ile, çeşitli ürünlerin fonksiyonel gereksinimleri artıyor ve lazer kaynağı iyi bir bağlantı yöntemi haline geldi. Bununla birlikte, bakır malzemenin yansıtıcılığı ve yüksek ısı iletkenliği nedeniyle bir lazer kullanarak bakır kaynak zorlaşmaktadır. Düşük erime noktası ve yüksek ısı iletkenliğinin kombinasyonu, iyi kaynak kalitesi elde edilmesini, yüksek enerji kullanımı nedeniyle bir meydan okuma sağlar. Çalışma, farklı dalga boylarında farklı malzemelerin emilim oranındaki varyasyonun yanı sıra farklı lazer dalga boyları arasındaki plazmonik emilimde büyük farklılıklar olduğunu gösterdi. Kaynak için iki farklı lazer kullanıldığında, aynı işlem parametreleri altında, farklı geometrilerin kaynak kesitleri elde edilebilir.

Mavi lazerin yüksek emilim oranı

Mavi lazerler, 400nm ve 480nm arasındaki dalga boylarına sahip kirişler yayarkenYakın kızılötesi (NIR) lazerler1000nm civarında dalga boylarında çalışır. Bakır malzemeler, daha uzun lazer dalga boylarından daha yüksek bir oranda daha kısa lazer dalga boylarını emer.1064nm. Bakır yüzeydeki mavi lazerin emilim oranı yaklaşık 65% iken, yakın kızılötesi lazerin emilim oranı yaklaşık 5% 'dir. Lazer malzeme işleminin güç seviyesinde, mavi lazerler yarı iletken yığınlardan oluşur, bunlar birkaç yüz mikrometrelik çaplarla optik fiberlerden iletilir. Fiber osilatörlerden elde edilen yakın kızılötesi lazerler, daha düşük bir ışın parametresi ürününe (BPP) ve mavi lazerlere kıyasla daha küçük bir ışın beline sahiptir.

NIR lazerleri daha yüksek çıkış gücü seviyelerine sahiptir

Mavi lazerlerle karşılaştırıldığında, 1064nmnear-kızılötesi lazerler daha yüksek çıkış gücü seviyelerine ulaşacak ve yüksek yoğunluğu, yüksek ışık yansıtıcılı bakır gibi metal malzemelerin işlenmesi için gereklidir. Mavi lazerlerin yüksek emilim oranına rağmen, kalın bakır plakaların kaynağı için daha yüksek lazer gücü gereklidir. Ek olarak, mavi lazerler için, belirli bir işlem için gerekli toplam gücü elde etmek için birçok düşük güç kaynağının çıktılarının birleştirilmesi gerekebilir. Bu dezavantajlar, mavi lazerleri yakın kızılötesi lazerlere kıyasla işlemek için daha pahalı hale getirir. Bu nedenle, bakır işleme, NIR lazerlere yüksek talepler verir ve NIR lazerlerle ilişkili zorlukların üstesinden gelmek için teknolojilerin geliştirilmesi gerekir.

1064nm yakın kızılötesi lazer ve 532nm yeşil lazer kombinasyonu

Araştırmacılar, bakır mikro kaynak için 1064nm dalga boyuna sahip 532nm dalga boyuna ve lazere sahip yeşil bir lazer kullandılar. 1064nm lazer, yeşil lazer ışığı üretmek için doğrusal olmayan optik (NLO) kristal ve harmonik ayırıcı kullanılarak iki katına çıkar. Sonuçlar, 1064 nm Nd:YAG lazerin bakır mikro kaynak için kullanıldığı zaman, iğne delikleri göründüğünde ve yakın kızılötesi dalga boyunun emilim oranının hızla arttığını gösterir. Derin penetration syonla sonuçlanır. Küçük delik kaynağı ve ısı iletimi kaynağı arasında geçiş kaynak koşulları gereklidir. Geçiş koşulları altında, süreç stabilize edilebilir, iyi yüzey kalitesi ve gözeneklilik olmadan büyük bir nüfuz derinliği ile sonuçlanabilir. Aynı zamanda, yakın kızılötesi lazerler, uygun maliyetle yüksek ortalama güç elde edebilir. Yakın kızılötesi lazerleri yeşil lazerlerle birleştirmek, bakır lazer kaynak işlemlerinin ekonomik canlılığını sağlar. İki dalga boyu birleştirilirse ve iğne deliği oluşumunu başlatmak için yeşil bir lazer kullanılırsa, işlem verimliliği artırılabilir ve yüksek kaliteli kaynaklar elde edilebilir.