伴隨著激光在金屬材料加工中應(yīng)用的不斷深入，單一的紅外激光光源方案逐漸無法滿足制造需求，尤其是在銅、金等對紅外激光吸收不良的反射金屬材料的應(yīng)用場景中。

針對以上問題，寶辰鑫推出以藍(lán)光半導(dǎo)體激光器為核心的藍(lán)光光源方案，助力高反材料在焊接、增材制造等實(shí)際加工場景中的應(yīng)用。

01 破解高反材料焊接難題

在激光焊接場景中，波長在1μm左右的紅外光源因其高功率、高效率、高光束質(zhì)量、高可靠性及價格成本等優(yōu)勢，在金屬加工中成為主力軍。

但是，在使用紅外光源對銅、金等高反射率材料進(jìn)行加工時，由于這些材料對近紅外激光的吸收率非常低（如銅對紅外光吸收率僅為5%左右），且吸收波動大，容易出現(xiàn)焊縫成形差、飛濺、易變形、熱裂紋、氣孔等問題。

（紅光單獨(dú)作用于紫銅表面時，在不同的焊接速度下，焊縫表面均存在飛濺，焊縫表面熔池過度平滑度差，有效熔深較淺，且表面成型差）

寶辰鑫藍(lán)光光源方案，破解高反材料焊接難題。方案搭載寶辰鑫BD-1500M藍(lán)光半導(dǎo)體激光器，核心光源波長為450nm左右，在焊接銅、金等高反射材料時，吸收率相比紅外光源可提高數(shù)倍到數(shù)十倍，可有效減少焊接過程中的飛濺和氣孔，提高焊接質(zhì)量。

（銅對藍(lán)光的吸收率可高達(dá)50%以上）

在激光功率上，由于藍(lán)光激光器具有較高的能量密度和較少的熱影響區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)以更低的激光功率進(jìn)行焊接，大大降低對光源功率的要求。

同時，在方案配置上，寶辰鑫藍(lán)光光源方案可支持單藍(lán)光和藍(lán)光-紅外復(fù)合形式靈活組合。在單藍(lán)光方案進(jìn)行激光焊接時，經(jīng)工藝實(shí)驗(yàn)室對Au99.9黃金進(jìn)行焊接驗(yàn)證，顯示焊接過程穩(wěn)定，焊點(diǎn)表面無焊穿、虛焊、焊洞、炸火，無凸起余高，焊縫平滑、無發(fā)黑及明顯氧化現(xiàn)象，焊點(diǎn)成型良好。

藍(lán)光激光雖可以高效、高質(zhì)量地焊接銅、金等高反射材料，但存在成本高企、并且最大輸出功率有限等問題。在藍(lán)光-紅外復(fù)合焊接方案中，通過復(fù)合藍(lán)光與紅外兩種光源，有效解決兩種單光源激光加工時無法避免的局限。通過藍(lán)光-紅外復(fù)合激光焊接工藝，我們可以先用吸收率高的藍(lán)色激光熔化母材表面，再用紅外激光增加熔池深度，來解決單藍(lán)光的應(yīng)用局限。

在寶辰鑫工藝實(shí)驗(yàn)室使用藍(lán)光-紅外復(fù)合焊接方案對紫銅進(jìn)行焊接驗(yàn)證時，發(fā)現(xiàn)焊縫表面成型良好，對比單紅光作用于紫銅表面的成型效果與熔深更佳。

（單紅光、藍(lán)光-紅外復(fù)合對紫銅焊接成型的效果對比）

在控制系統(tǒng)部分，寶辰鑫可以提供焊接控制系統(tǒng)、焊縫實(shí)時跟蹤系統(tǒng)、焊接過程監(jiān)控系統(tǒng)、焊接熔深監(jiān)測系統(tǒng)等，形成一站式的智能焊接解決方案，不僅可以更好的確保焊接質(zhì)量，提高效率，而且提升了系統(tǒng)的智能化水平，有助于適應(yīng)復(fù)雜、高要求的焊接任務(wù)。

02 實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量增材制造

同樣，寶辰鑫藍(lán)光光源方案非常適合有色金屬的增材、熔覆應(yīng)用，助力實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的增材制造。在金屬3D打印中，藍(lán)光光源方案可實(shí)現(xiàn)更快的打印速度、更高的打印分辨率和更好的打印質(zhì)量。在激光熔覆領(lǐng)域，采用藍(lán)光光源方案可有效解決銅等高反金屬的熔覆質(zhì)量問題，實(shí)現(xiàn)缺陷少、飛濺少、致密度高且更快速的熔覆應(yīng)用。

現(xiàn)有的紅外激光器對于純銅的3D打印存在極大的困難，一般采用CuCr1Zr 等銅合金來代替純銅，而采用藍(lán)光激光器可以實(shí)現(xiàn)用純銅粉高效打印物體。同時，藍(lán)光半導(dǎo)體激光器大幅降低了光反射，能量利用率提高的同時也提高了加工速度。

2023年，上海交通大學(xué)一研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表文章，表示采用2 kW藍(lán)光激光定向能量沉積裝備完成了鋁合金等高反射率材料的打�。╓ang A，Wei QL，Luo S,  Tang ZJ, Yang HH , Wu Y…&Wang HZ，2023，Blue laser directed energy deposition of aluminum with synchronously enhanced efficiency and quality[J]）。結(jié)果表明，與紅外激光相同工藝參數(shù)下的單道試樣對比，藍(lán)光激光定向能量沉積試樣的成形性更好，單道試樣內(nèi)部的等軸晶體積分?jǐn)?shù)高達(dá)63%。此外，團(tuán)隊(duì)也利用2 kW藍(lán)光激光進(jìn)行了純銅和鋁合金的3D打印成形研究，實(shí)現(xiàn)了純銅葉片和鋁合金葉片縮比樣件的定向能量沉積制備。

隨著材料科技的發(fā)展，在新能源汽車、鋰電池、光伏、3C電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，銅等高反材料的應(yīng)用正不斷擴(kuò)展。藍(lán)光激光光源的發(fā)展和應(yīng)用，對于提高特定材料的加工效率和質(zhì)量，提升制造業(yè)的水平及國際競爭力，有著重要的意義。寶辰鑫藍(lán)光光源激光解決方案的推出，可為客戶提供高價值的激光應(yīng)用方案選擇，進(jìn)而推動藍(lán)光激光應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

轉(zhuǎn)自：寶辰鑫激光

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