藍(lán)色激光焊接的優(yōu)勢(shì)來源于材料對(duì)450nm波長吸收的物理特性。這些固有的物理特性提高了藍(lán)光的焊接效率。不足的地方是功率低，目前所知道的世界上最高功率的藍(lán)色激光器是1500W。需要解決研發(fā)高功率藍(lán)色激光器的關(guān)鍵技術(shù)，例如制造可靠的藍(lán)色氮化鎵(GN)二極管和精密工程準(zhǔn)直和組合光學(xué)。 下面來看看藍(lán)光激光焊接技術(shù)的工藝應(yīng)用。

藍(lán)光的波長約為450 nm，銅金屬對(duì)藍(lán)光的吸收率可達(dá)65%。高吸收率大大增加了工藝過程窗口，可通過參數(shù)控制對(duì)焊接效果進(jìn)行細(xì)微調(diào)整。藍(lán)光焊接可以用在傳導(dǎo)焊和匙孔焊兩種方式下，均可實(shí)現(xiàn)“無飛濺焊接”。除了質(zhì)量上的提升，藍(lán)光焊接銅金屬還具有明顯的速度優(yōu)勢(shì)，比紅外激光焊接快5倍。

藍(lán)光激光焊接的技術(shù)應(yīng)用除銅外，其它金屬采用藍(lán)光焊接也有這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，藍(lán)光激光在焊接不同類金屬的難題上，也證明了其優(yōu)勢(shì)。許多電子應(yīng)用需要將銅和不銹鋼，以及銅和鋁連接起來。不同金屬吸收光輻射的方式不同，熔化溫度也不同。

對(duì)藍(lán)光波長的高吸收率可對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。焊接不同金屬的一個(gè)常見問題是金屬間化合物的合金部分，該區(qū)域經(jīng)常表現(xiàn)出較弱的機(jī)械和電學(xué)特性。而藍(lán)光激光焊接可最大限度地減少金屬間化合物的形成，比紅外焊接多了一個(gè)質(zhì)量優(yōu)勢(shì)。

高功率和高亮度還增加了焊接過程的靈活性，從而有可能擴(kuò)展加工材料范圍。例如，黃銅中的銅和鋅具有明顯不同的熱性能，這對(duì)高品質(zhì)的焊接提出了挑戰(zhàn)，但藍(lán)色工業(yè)激光很容易處理，現(xiàn)在可以焊接家電生產(chǎn)中常用的黃銅材料。初步研究表明，藍(lán)色激光將能有效地解決焊接異種金屬的難題。因?yàn)槊糠N材料具有獨(dú)特的熱學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能，所以異種金屬焊接是一個(gè)挑戰(zhàn)。

異種金屬的焊接通常會(huì)導(dǎo)致形成金屬間化合物，即不同合金的區(qū)域，損害了接頭的力學(xué)性能和電氣性能以及一致性。而最新一代的藍(lán)光半導(dǎo)體激光器的工藝參數(shù)范圍廣，可以焊接異種材料，且缺陷最少。雖然黃銅中的銅和鋅具有明顯不同的熱性能，這對(duì)高品質(zhì)的焊接提出了挑戰(zhàn)，但對(duì)藍(lán)光半導(dǎo)體激光而言，則很容易處理。

以上就是藍(lán)光激光焊接技術(shù)的工藝應(yīng)用，相對(duì)于紅外激光，藍(lán)光半導(dǎo)體激光器對(duì)銅材料加工擁有更大優(yōu)勢(shì)。只要未來應(yīng)用工藝成熟，藍(lán)光激光加工的需求量會(huì)非常可觀。新型激光器技術(shù)的突破往往會(huì)帶來新的材料加工應(yīng)用，藍(lán)光激光器也會(huì)是一個(gè)很好的應(yīng)用市場突破。

審核編輯 黃宇