Мощный точечный лазер ABP от Raycus эффективно решает проблему сварки меди средней толщины

Чистая медь широко используется в приборостроении, силовых выключателях, электрооборудовании и системах электропривода благодаря своей превосходной электропроводности, теплопроводности, пластичности и хорошей коррозионной стойкости в определенных средах.В связи с растущими требованиями к быстрой зарядке и разрядке в новой энергетической отрасли толщина медных конструкционных деталей в предохранителях и IGBT постоянно увеличивается. Ввиду улучшения рынка применения и требований к производительности процессов, в этой статье в основном описывается схема процесса лазерной сварки волоконными лазерами ABP серии Raycus Banner на медных материалах средней толщины., Чтобы обеспечить эффективный примерный пример для рынка.

1. Преимущества и болевые точки рынка лазерной сварки меди

Как показано на рисунке 1, это проводящий медный стержень толщиной 4 мм и соединительное устройство из меди толщиной 4 мм, которые в основном используются для передачи больших токов, подключения и электропроводки электрооборудования и связанных с ним устройств.С повышением требований к эксплуатационным характеристикам соединений все больше внимания уделяется технологии сварки расплавом с превосходными характеристиками герметизации и механическими свойствами.Однако теплопроводность меди слишком высока, почти в 5 раз выше, чем у чистого железа и в 1,7 раза выше, чем у чистого алюминия. Традиционный метод дуговой сварки не идеален из-за недостаточной удельной мощности, а для более толстой меди и ее сплавов, как правило, необходим предварительный нагрев перед сваркой.
Для сравнения, лазерная сварка обладает характеристиками высокой плотности мощности, высокой скорости сварки и низкого теплового воздействия при сварке и считается подходящим процессом для соединения меди [1].Однако существуют также некоторые непреодолимые технологические трудности при лазерной сварке меди, такие как низкая скорость поглощения инфракрасного излучения лазером, разбрызгивание, точки разрыва и другие проблемы.Как видно из рисунка 2, при нормальных температурных условиях твердая медь демонстрирует очень низкую скорость поглощения инфракрасных лазеров. По мере постепенного повышения температуры плавления, прежде чем температура достигнет точки плавления меди, поглощение инфракрасного света медью составляет от 5% до 10%; когда медь достигает точки плавления, скорость поглощения составляет от 5% до 10%.It резко подскочил примерно до 17%.Такой огромный всплеск обычно вызывает бурную реакцию, в результате чего некоторое количество расплавленного материала выделяется в виде брызг, особенно когда толщина материала большая или требуется большая глубина плавления, сложность достижения хорошего качества сварного шва еще больше возрастает.

Рис. 1 4-миллиметровая медная шина и 4-миллиметровый медный разъем

Рисунок 2. Теплопроводность чистой меди и скорость ее поглощения лазером толщиной 1064 мкм с диаграммой изменения температуры [2]