Page 28 - ILAC_June_2019_eMag
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应用报道 Application Report
输入，因为周围的部件非常接近焊接 a) Batteries Powertrain Power electronics
位置，如果该过程缺乏稳定性将被破
坏。在电气动力总成中，发卡的焊接
需要高激光功率和焊接速度，并具有
最少的微孔和飞溅，以产生良好的电
性能。在电池触点中预先设定了相同
的要求，其中精确的焊接性能是高质 图1：电动汽车中绿光激光应用的领域。 b) 工作寿命>20000h
量和高生产率的关键因素。同样，电
动汽车组件这些领域中的大多数激光 该过程需要高强度来启动，但
应用包含由铜制成的部件，这是绿光 随着吸收的增加，材料可能会
波长激光器的首选领域（见图 1）。 过热。因此，导热焊接不能很
铜的最大优点是其高导电性和 好地再现。另一方面，深熔焊
导热性，这也是焊接的最大挑战。铜 接受到损害，特别是在焊接缺
的热传导比常用钢材高十倍，需要非 陷（例如熔体喷射）导致的低 2 mm
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常强的能量输入。这可以通过激光解 进料速率下。 并且，由于与钢
决，因为这种技术在小的相互作用区 相比铜较低的表面张力和粘度，熔池 绿光激光是实现的完全没有飞溅的铜
域上贡献了高能量强度。然而，导致 更不稳定。 焊（见图 2）。高速视频影像证明了
高导电性的类似材料特性也导致高反 这点，人们可以在没有运动的情况下
射率。激光以光的形式将能量传递到 绿光激光的功能和优点 看到完美光滑的熔体表面。使用类似
工件上，通常在近红外光谱中。反射 铜 对 绿 光 激 光（515nm） 的 吸 的红外激光器，不可能对铜进行可重
金属和大多数透明材料通常仅吸收一 收率为 35~40％，因此焊接过程可以 复的导热焊接，因为吸收与温度有关，
并且该过程很容易从热传导焊接转变
小部分红外激光，这对红外激光器提 非常稳定，而没有初始吸收和过热的
为深熔焊接。根据焊接模式，铜箔未
出了挑战。 问题。参数很容易找到，并且不需要
只有约 5％的激光能量可用于加 诸如摆动之类的加工策略。德国通快 连接上或损坏。
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热铜焊接中的材料。 由于从室温开 （Trumpf）公司的绿光激光器基于碟 使用红外激光束焊接不可能在
始加热材料，并且材料对激光的吸收 片激光技术，系统已准备好用于工业 熔化和蒸发温度之间保持过程温度恒
低，因此需要高强度来启动焊接过程。 用途。激光由光纤引导，易于集成到 定。由于工艺稳定性和高吸收，绿光
室温下的铜表面反射几乎所有的激光 机器中。 波长可以实现高进给速率，从而减少
功率到周围，包括光学元件。虽然这 由于铜对绿光激光束的良好吸 热传导和热膨胀造成的热损耗。采用
在能量转移方面的效率非常低，但这 收，在导热焊接模式下可以重复焊接 绿光激光的热传导焊接是电池箔焊
也可能损坏敏感部件。在熔化温度下， 均匀的箔，以及厚度达 0.4mm 的小 接，以及连接电气组件中小铜部件的
对红外激光束的吸收随温度升高上升 型铜部件。在没有锁孔和由此产生的 首选（图 3）。
到超过 15％，但这种转变难以控制。 3 熔体动力学的情况下，已经展示了用 对于非常热敏感的部件如 DBC
a) 俯视图 b) 仰视图 c) 横截面
1 mm 1 mm 0.5 mm
图2：采用绿光激光器完成的无飞溅铜焊，具有非常高的质量和光滑的焊接表面。
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26 JUNE 2019 工 业 激 光 应 用 INDUSTRIAL LASER APPLICATIONS CHINA
