聯(lián)贏藍(lán)光激光器研發(fā)背景
工業(yè)激光器在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用已有數(shù)十年之久，現(xiàn)今國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上應(yīng)用最多的是波長(zhǎng)為紅外的光纖激光器，而作為激光顯示三基色之一的藍(lán)光激光以其波長(zhǎng)短、衍射效應(yīng)小、能量高等特性，在光信息存儲(chǔ)、顯示技術(shù)、通信技術(shù)、激光醫(yī)療、拉曼光譜學(xué)等領(lǐng)域也有較為廣泛的應(yīng)用。但目前市場(chǎng)上所存在的藍(lán)光激光器常規(guī)功率水平在數(shù)瓦到數(shù)十瓦，而諸多應(yīng)用如激光焊接、激光切割、激光熔覆等都需要大功率的藍(lán)光激光，因此研究大功率的藍(lán)光激光器一直是激光行業(yè)高度關(guān)注的新型激光應(yīng)用技術(shù)。聯(lián)贏藍(lán)光激光器研發(fā)初衷
在激光加工應(yīng)用中，金屬的激光吸收率對(duì)于加工應(yīng)用來說，具有決定性的意義。激光器的激光光源種類不同，他們的應(yīng)用范圍就不同，加工對(duì)象和所達(dá)目的也不同。大量實(shí)踐數(shù)據(jù)表明，紅外激光器在許多工業(yè)運(yùn)用領(lǐng)域表現(xiàn)出色，但在相應(yīng)波段的高反金屬加工方面并不理想，而紅外波段高反材料在藍(lán)色波段下卻有更高的激光吸收率，且吸收率是紅外光的10-20倍。
銅材作為紅外波段高反材料中最重要的一員，也是工業(yè)領(lǐng)域最常見的金屬材料之一，因其極好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐腐蝕性及韌性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。為打破銅材對(duì)紅外光吸收率極差、極易形成焊接飛濺和氣孔等加工難題，聯(lián)贏激光研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過不斷地探索、突破，最終成功研發(fā)出國(guó)內(nèi)首款高功率千瓦級(jí)藍(lán)光激光器，革新了銅、金及其他高反材料的激光加工技術(shù)，提高了高反材料的加工效率。藍(lán)光激光器革新高反材料加工應(yīng)用
在短波波段（300-600nm區(qū)域），部分金屬的吸收率劇增（如下圖所示），特別是銅和金；處于短波波段的藍(lán)光激光（主波長(zhǎng)450nm）相比于常規(guī)9XXnm波段（9XX半導(dǎo)體激光器）、1030-1080nm波段（常規(guī)ND：YAG激光器、光纖激光器、碟片激光器）的近紅外激光，銅和金的吸收率提高了10-20倍，吸收率的大幅度提升對(duì)于銅和金的激光加工應(yīng)用具有革命性的意義。
由于銅材對(duì)紅外光的吸收率極差，因此其焊接通常需要很高的激光功率密度。在焊接過程中，極高的功率密度能夠形成匙孔焊接，但液體銅材的流動(dòng)特性使形成的匙孔開口快速閉合，匙孔內(nèi)部的高壓氣體或者將匙孔開口沖開，形成焊接飛濺，或者被開口處快速冷卻的銅材禁錮在材料內(nèi)部形成氣孔。而不論是飛濺還是氣孔，都是銅材焊接的不良現(xiàn)象，影響銅材焊接的質(zhì)量。而銅材在藍(lán)光波段吸收率大幅度提升的特性，使得銅材的熱傳導(dǎo)無飛濺焊接成為可能。根據(jù)上述技術(shù)背景，聯(lián)贏激光潛心研發(fā)，推出了在國(guó)際上亦處于先進(jìn)水平的國(guó)內(nèi)首款自主研發(fā)的高功率千瓦級(jí)藍(lán)光激光器，實(shí)測(cè)最高輸出功率高達(dá)1.1kw。藍(lán)光激光器的一個(gè)重要應(yīng)用是銅材焊接， 得益于銅材在藍(lán)光波段的超高吸收率特性，銅材的無飛濺、高穩(wěn)定性、高品質(zhì)焊接是目前藍(lán)光激光器在焊接領(lǐng)域的最大優(yōu)勢(shì)。
聯(lián)贏藍(lán)光激光器在焊接銅材時(shí)屬于熱傳導(dǎo)焊接，焊接過程無飛濺，熔池穩(wěn)定，焊后焊縫平整，外觀良好，如下圖所示。當(dāng)然藍(lán)光激光器仍存在它的不足，那就是目前其功率密度還較低，這也是國(guó)際和國(guó)內(nèi)藍(lán)光激光器技術(shù)水平的實(shí)際狀況，功率密度低導(dǎo)致焊接能力較弱（如下圖所示），現(xiàn)階段主要適用于0.5mm以下的薄銅材或銅箔焊接。UW藍(lán)光激光器技術(shù)參數(shù)
UW多波長(zhǎng)復(fù)合焊接技術(shù)
藍(lán)光復(fù)合焊接技術(shù)是通過聯(lián)贏自主研發(fā)的藍(lán)光復(fù)合焊接出射頭（如下圖所示）將紅外激光及藍(lán)光激光復(fù)合在一起，使兩束激光的軸線在空間上重合（如下圖所示），紅外激光進(jìn)行深熔焊接，藍(lán)光激光具備預(yù)熱緩冷的作用，并適度進(jìn)行熱傳導(dǎo)焊接。
通過前期對(duì)藍(lán)光激光復(fù)合焊接在銅材的應(yīng)用開發(fā)及產(chǎn)品實(shí)際焊接的大量驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證了藍(lán)光激光器在銅材加工方面的積極作用，且聯(lián)贏激光專利的復(fù)合焊接技術(shù)，完美地彌補(bǔ)了藍(lán)光激光器功率密度低的應(yīng)用劣勢(shì)。利用光纖激光器高功率密度的特性，能夠快速且穩(wěn)定地形成匙孔，與此同時(shí)，再利用銅材對(duì)藍(lán)光的高吸收特性，使得銅材能夠快速地被加熱，以及減緩熔池的凝固速度，最大限度的減少銅材焊接中氣孔和飛濺的問題，使得無飛濺、高穩(wěn)定性、高品質(zhì)的厚銅材焊接成為可能。▲藍(lán)光復(fù)合焊接-紫銅外觀及金相圖
UW多波長(zhǎng)藍(lán)光復(fù)合焊接技術(shù)適用于目前市面上絕大部分銅材焊接的應(yīng)用，能大幅改善焊接質(zhì)量，提高生產(chǎn)優(yōu)率，例如下圖所示的電池極柱焊接應(yīng)用。
▲藍(lán)光復(fù)合焊接電池極柱
▍UW多波長(zhǎng)藍(lán)光復(fù)合焊接技術(shù)優(yōu)勢(shì)
● 適用于較厚金、銅材的加工；
● 高吸收率，降低設(shè)備功率，降低成本；
● 大幅降低飛濺、焊縫質(zhì)量高；
● 避免了復(fù)雜而低效的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)效率更高；
● 降低材料吸收閾值，加工能力可控性強(qiáng)。
UW多波長(zhǎng)擺動(dòng)復(fù)合焊接技術(shù)
——藍(lán)光擺動(dòng)復(fù)合
藍(lán)光擺動(dòng)復(fù)合焊接技術(shù)是在紅外激光和藍(lán)光激光同軸復(fù)合的基礎(chǔ)上，使紅外激光通過擺動(dòng)電機(jī)單元，通過程序控制電機(jī)使紅外激光產(chǎn)生一定擺動(dòng)直徑、擺動(dòng)頻率、擺動(dòng)軌跡的運(yùn)動(dòng)。
藍(lán)光擺動(dòng)復(fù)合焊接技術(shù)同樣適用于較厚金、銅材料的加工，焊接過程結(jié)合擺動(dòng)焊接及藍(lán)光復(fù)合的特點(diǎn)，具有以下優(yōu)勢(shì)：
藍(lán)光擺動(dòng)復(fù)合焊接技術(shù)目前典型應(yīng)用為電池轉(zhuǎn)接片焊接。轉(zhuǎn)接片焊接是動(dòng)力電池電芯生產(chǎn)流程中極為重要的一道工序，起到連接蓋板及電芯的作用，焊縫質(zhì)量直接影響整個(gè)電芯的性能，首先焊縫為了保證過電流能力需要達(dá)到一定的面積，因此便會(huì)要求焊縫結(jié)合面達(dá)到一定的寬度。其次焊接不能殘留飛濺物，避免因particle引起電池內(nèi)部短路，影響電池安全性能。
▲銅轉(zhuǎn)接片焊接應(yīng)用對(duì)比
聯(lián)贏激光率先自主研發(fā)出高功率千瓦級(jí)藍(lán)光激光器，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)此領(lǐng)域的空白，標(biāo)志著我國(guó)藍(lán)光激光器技術(shù)發(fā)展邁上一個(gè)新的臺(tái)階，聯(lián)贏激光自主研發(fā)的多波長(zhǎng)藍(lán)光復(fù)合焊接技術(shù)和多波長(zhǎng)藍(lán)光擺動(dòng)復(fù)合焊接技術(shù)作為現(xiàn)代先進(jìn)加工技術(shù)，創(chuàng)造性解決了多個(gè)行業(yè)激光加工難題，大大提升下游客戶產(chǎn)品質(zhì)量，必將在新能源電池、消費(fèi)電子、電機(jī)、馬達(dá)、變壓器等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
未來，聯(lián)贏激光將繼續(xù)探索前行，突破更多藍(lán)光激光器技術(shù)難關(guān)，向更高功率、更高亮度方向發(fā)展，為發(fā)展中國(guó)激光事業(yè)作出貢獻(xiàn)！
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