1064nm 및 532nm 레이저 파장이 구리 전자 분비에 미치는 영향

다양한 산업 분야에서 구리를 사용하면 다양한 제품의 기능적 요구 사항이 증가하고 레이저 용접이 좋은 연결 방법이되었습니다. 그러나, 레이저를 이용한 구리 용접은 구리 재료의 반사율 및 높은 열 전도성으로 인해 곤란해진다. 낮은 융점과 높은 열 전도성의 조합은 높은 에너지 이용으로 인해 우수한 용접 품질을 얻는 것을 어렵게 만든다. 이 연구는 다른 파장에서 다른 물질의 흡수율의 변화뿐만 아니라 다른 레이저 파장 사이의 플라즈몬 흡수의 큰 차이로 인해 나타났습니다. 2 개의 상이한 레이저가 용접에 사용될 때, 동일한 공정 파라미터 하에서, 상이한 기하학적 구조의 용접 단면이 얻어질 수 있다.

블루 레이저의 높은 흡수율

블루 레이저는 400nm 에서 480nm 사이의 파장을 가진 빔을 방출합니다.근적외선 (NIR) 레이저1000nm 주변의 파장에서 작동합니다. 구리 재료는 더 긴 레이저 파장보다 더 높은 속도로 더 짧은 레이저 파장을 흡수합니다.1064nm. 구리 표면의 청색 레이저의 흡수율은 약 65% 반면 근적외선 레이저의 흡수율은 약 5% 입니다. 레이저 재료 가공의 파워 레벨에서 블루 레이저는 반도체 스택으로 구성되며, 빔은 수백 마이크로 미터의 직경을 가진 광섬유를 통해 전달됩니다. 광섬유 발진기에서 얻은 근적외선 레이저는 블루 레이저에 비해 더 낮은 빔 매개 변수 제품 (BPP) 과 더 작은 빔 허리를 가지고 있습니다.

NIR 레이저는 더 높은 출력 전력 레벨을 가지고

블루 레이저와 비교하여 1064nmnear-적외선 레이저는 더 높은 출력 레벨을 달성 할 것이며 높은 강도는 높은 광 반사율을 가진 구리와 같은 금속 재료를 처리하는 데 필수적입니다. 청색 레이저의 높은 흡수율에도 불구하고 두꺼운 구리판을 용접하는 데 더 높은 레이저 출력이 필요합니다. 또한, 청색 레이저의 경우, 다수의 낮은 전력원의 출력은 특정 프로세스에 필요한 총 전력을 달성하기 위해 조합될 필요가 있을 수 있다. 이러한 단점은 청색 레이저를 근적외선 레이저에 비해 처리하는데 더 비싸게 만든다. 따라서, 구리 처리는 NIR 레이저에 대한 높은 요구를 두고, NIR 레이저와 관련된 과제를 극복하기 위한 기술이 개발될 필요가 있다.

1064nm 근적외선 레이저와 532nm 녹색 레이저의 조합

연구진은 구리 마이크로 용접에 파장이 532nm 인 녹색 레이저와 파장이 1064nm 인 레이저를 사용했습니다. 1064nm 레이저는 녹색 레이저 광을 생성하기 위해 비선형 광학 (NLO) 결정 및 고조파 분리기를 사용하여 주파수가 두 배가됩니다. 결과는 1064 nm Nd:YAG 레이저가 구리 마이크로 용접에 사용될 때 핀홀이 나타나고 근적외선 파장 레이저의 흡수율이 빠르게 증가한다는 것을 보여줍니다. 깊은 침투를 초래합니다. 작은 구멍 용접과 열전도 용접 사이에는 전이 용접 조건이 필요합니다. 전이 조건 하에서, 공정은 안정화될 수 있고, 양호한 표면 품질 및 다공성 없이 큰 침투 깊이를 초래한다. 동시에 근적외선 레이저는 저렴한 비용으로 높은 평균 전력을 얻을 수 있습니다. 근적외선 레이저와 녹색 레이저를 결합하면 구리 레이저 용접 공정의 경제적 생존 가능성이 있습니다. 두 파장이 조합되고 녹색 레이저가 핀홀 형성을 개시하는데 사용된다면, 공정 효율이 향상될 수 있고 고품질의 용접이 달성될 수 있다.