آثار أطوال موجات الليزر 1064 نانومتر و 532 نانومتر على الميكروويف النحاسي

مع استخدام النحاس في مختلف الصناعات ، تتزايد المتطلبات الوظيفية لمختلف المنتجات ، وأصبح اللحام بالليزر طريقة اتصال جيدة. ومع ذلك ، يصبح لحام النحاس باستخدام الليزر صعبًا بسبب الانعكاسية والتوصيل الحراري العالي للمادة النحاسية. إن الجمع بين نقطة الانصهار المنخفضة والتوصيل الحراري العالي يجعل الحصول على جودة لحام جيدة يمثل تحديًا بسبب الاستخدام العالي للطاقة. أظهرت الدراسة أنه بسبب التباين في معدل امتصاص المواد المختلفة بأطوال موجية مختلفة ، وكذلك الاختلافات الكبيرة في امتصاص البلازمونيك بين أطوال موجات الليزر المختلفة. عند استخدام ليزرين مختلفين للحام ، في ظل نفس معلمات العملية ، يمكن الحصول على مقاطع عرضية للحام بأشكال مختلفة.

معدل امتصاص عالي من الليزر الأزرق

الليزر الأزرق ينبعث الحزم مع أطوال موجية بين 400 نانومتر و 480 نانومتر ، في حينليزر قريب من الأشعة تحت الحمراء (NIR)تعمل على أطوال موجية حول 1000nm. تمتص المواد النحاسية أطوال موجات الليزر الأقصر بمعدل أعلى من أطوال موجات الليزر الأطول مثل1064 نانومتر. معدل امتصاص الليزر الأزرق على سطح النحاس حوالي ، في حين أن معدل امتصاص الليزر القريب من الأشعة تحت الحمراء حوالي. في مستوى طاقة معالجة مواد الليزر ، تتكون الليزر الأزرق من أكوام أشباه الموصلات ، يتم نقل الحزم من خلال ألياف بصرية بأقطار من عدة مئات من الميكرومتر. ليزر الأشعة تحت الحمراء القريبة التي تم الحصول عليها من مذبذبات الألياف لديها منتج معلمة شعاع أقل (BPP) وخصر أصغر مقارنة بالليزر الأزرق.

ليزر نير لديها مستويات طاقة خرج أعلى

بالمقارنة مع الليزر الأزرق ، ستحقق ليزر الأشعة تحت الحمراء 1064 نانومتر مستويات طاقة خرج أعلى ، وكثافتها العالية ضرورية لمعالجة المواد المعدنية مثل النحاس مع انعكاسية الضوء العالية. على الرغم من ارتفاع معدل امتصاص الليزر الأزرق ، هناك حاجة إلى طاقة ليزر أعلى للحام ألواح النحاس السميك. بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة للليزر الأزرق ، قد تحتاج إلى دمج مخرجات العديد من مصادر الطاقة المنخفضة لتحقيق الطاقة الإجمالية المطلوبة لعملية معينة. هذه العيوب تجعل الليزر الأزرق أكثر تكلفة للمعالجة مقارنة بالليزر القريب من الأشعة تحت الحمراء. لذلك ، تضع معالجة النحاس متطلبات عالية على ليزر نير ، وتحتاج إلى تطوير التقنيات للتغلب على التحديات المرتبطة بليزر نير.

مزيج من الليزر القريب من الأشعة تحت الحمراء 1064 نانومتر والليزر الأخضر 532 نانومتر

استخدم الباحثون ليزر أخضر بطول موجي 532 نانومتر وليزر بطول موجي 1064 نانومتر للحام النحاسي الصغير. يتضاعف تردد الليزر 1064 نانومتر باستخدام فاصل كريستالي غير خطي (NLO) وفاصل متناسق لتوليد ضوء ليزر أخضر. تظهر النتائج أنه عندما يتم استخدام ليزر ياغ نانومتر Nd:YAG للحام النحاسي الصغير ، تظهر الثقوب ، ويزداد معدل امتصاص ليزر الطول الموجي بالأشعة تحت الحمراء القريبة بسرعة ، مما يؤدي إلى اختراق عميق. شروط اللحام الانتقالية مطلوبة بين لحام ثقب صغير ولحام التوصيل الحراري. في ظل ظروف الانتقال ، يمكن تثبيت العملية ، مما يؤدي إلى جودة سطح جيدة وعمق اختراق كبير دون مسامية. في الوقت نفسه ، يمكن للليزر القريب من الأشعة تحت الحمراء تحقيق متوسط طاقة عالية بتكلفة معقولة. يتيح الجمع بين ليزر الأشعة تحت الحمراء القريبة والليزر الأخضر الجدوى الاقتصادية لعمليات اللحام بالليزر النحاسي. إذا تم الجمع بين الطولين الموجيين واستخدام ليزر أخضر لبدء تشكيل الثقب ، يمكن تحسين كفاءة العملية ويمكن تحقيق اللحامات عالية الجودة.