工業(yè)激光器在各行業(yè)的廣泛應用已有數(shù)十年之久，現(xiàn)今國內(nèi)市場上應用最多的是波長為紅外的光纖激光器，而作為激光顯示三基色之一的藍光激光以其波長短、衍射效應小、能量高等特性，在光信息存儲、顯示技術(shù)、通信技術(shù)、激光醫(yī)療、拉曼光譜學等領(lǐng)域也有較為廣泛的應用。但目前市場上所存在的藍光激光器常規(guī)功率水平在數(shù)瓦到數(shù)十瓦，而諸多應用如激光焊接、激光切割、激光熔覆等都需要大功率的藍光激光，因此研究大功率的藍光激光器一直是激光行業(yè)高度關(guān)注的新型激光應用技術(shù)。在激光加工應用中，金屬的激光吸收率對于加工應用來說，具有決定性的意義。激光器的激光光源種類不同，他們的應用范圍就不同，加工對象和所達目的也不同。大量實踐數(shù)據(jù)表明，紅外激光器在許多工業(yè)運用領(lǐng)域表現(xiàn)出色，但在相應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，因其極好的導電、導熱、耐腐蝕性及韌性等特點，被廣泛應用于各行各業(yè)。為打破銅材對紅外光吸收率極差、極易形成焊接飛濺和氣孔等加工難題，聯(lián)贏激光研發(fā)團隊經(jīng)過不斷地探索、突破，最終成功研發(fā)出國內(nèi)首款高功率千瓦級藍光激光器，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。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；處于短波波段的藍光激光（主波長450nm）相比于常規(guī)9XXnm波段（9XX半導體激光器）、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于銅和金的激光加工應用具有革命性的意義。
由于銅材對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。而銅材在藍光波段吸收率大幅度提升的特性，使得銅材的熱傳導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)，推出了在國際上亦處于先進水平的國內(nèi)首款自主研發(fā)的高功率千瓦級藍光激光器，實測最高輸出功率高達1.1kw。藍光激光器的一個重要應用是銅材焊接， 得益于銅材在藍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)焊接是目前藍光激光器在焊接領(lǐng)域的最大優(yōu)勢。
聯(lián)贏藍光激光器在焊接銅材時屬于熱傳導焊接，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。當然藍光激光器仍存在它的不足，那就是目前其功率密度還較低，這也是國際和國內(nèi)藍光激光器技術(shù)水平的實際狀況，功率密度低導致焊接能力較弱（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。藍光復合焊接技術(shù)是通過聯(lián)贏自主研發(fā)的藍光復合焊接出射頭（如下圖所示）將紅外激光及藍光激光復合在一起，使兩束激光的軸線在空間上重合（如下圖所示），紅外激光進行深熔焊接，藍光激光具備預熱緩冷的作用，并適度進行熱傳導焊接。
通過前期對藍光激光復合焊接在銅材的應用開發(fā)及產(chǎn)品實際焊接的大量驗證，實驗結(jié)果論證了藍光激光器在銅材加工方面的積極作用，且聯(lián)贏激光專利的復合焊接技術(shù)，完美地彌補了藍光激光器功率密度低的應用劣勢。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，再利用銅材對藍光的高吸收特性，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。UW多波長藍光復合焊接技術(shù)適用于目前市面上絕大部分銅材焊接的應用，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用。
▲藍光復合焊接電池極柱
▍UW多波長藍光復合焊接技術(shù)優(yōu)勢
● 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；
● 避免了復雜而低效的波長轉(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。
UW多波長擺動復合焊接技術(shù)
——藍光擺動復合
藍光擺動復合焊接技術(shù)是在紅外激光和藍光激光同軸復合的基礎(chǔ)上，使紅外激光通過擺動電機單元，通過程序控制電機使紅外激光產(chǎn)生一定擺動直徑、擺動頻率、擺動軌跡的運動。
藍光擺動復合焊接技術(shù)同樣適用于較厚金、銅材料的加工，焊接過程結(jié)合擺動焊接及藍光復合的特點，具有以下優(yōu)勢：
藍光擺動復合焊接技術(shù)目前典型應用為電池轉(zhuǎn)接片焊接。轉(zhuǎn)接片焊接是動力電池電芯生產(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)量直接影響整個電芯的性能，首先焊縫為了保證過電流能力需要達到一定的面積，因此便會要求焊縫結(jié)合面達到一定的寬度。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。
聯(lián)贏激光率先自主研發(fā)出高功率千瓦級藍光激光器，填補了國內(nèi)此領(lǐng)域的空白，標志著我國藍光激光器技術(shù)發(fā)展邁上一個新的臺階，聯(lián)贏激光自主研發(fā)的多波長藍光復合焊接技術(shù)和多波長藍光擺動復合焊接技術(shù)作為現(xiàn)代先進加工技術(shù)，創(chuàng)造性解決了多個行業(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、消費電子、電機、馬達、變壓器等眾多領(lǐng)域得到廣泛應用，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
未來，聯(lián)贏激光將繼續(xù)探索前行，突破更多藍光激光器技術(shù)難關(guān)，向更高功率、更高亮度方向發(fā)展，為發(fā)展中國激光事業(yè)作出貢獻！
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