Η συγκόλληση χαλκού με μηχανήματα συγκόλλησης με λέιζερ έχει ιστορικά αποτελέσει μία από τις δυσκολότερες εφαρμογές της τεχνολογίας λέιζερ, λόγω της εξαιρετικά υψηλής ανακλαστικότητας του χαλκού στα κοντινά υπέρυθρα μήκη κύματος και της εξαιρετικής του θερμικής αγωγιμότητας. Όταν μία μηχανή συγκόλλησης με ίνα λέιζερ που λειτουργεί στο τυπικό μήκος κύματος 1070 nm πλήττει μία επιφάνεια χαλκού σε θερμοκρασία δωματίου, μέχρι και το 95% της προσπίπτουσας ενέργειας ανακλάται, αφήνοντας ανεπαρκή ενέργεια για την έναρξη τήξης και τη δημιουργία κλειδαριάς (keyhole). Οι σύγχρονες μηχανές συγκόλλησης με ίνα λέιζερ ξεπερνούν αυτόν τον περιορισμό μέσω διαφόρων τεχνολογικών προσεγγίσεων, συμπεριλαμβανομένων δεσμών υψηλής ισχύος που υπερβαίνουν τα 2.000 W, οι οποίοι ξεπερνούν την αρχική ανακλαστικότητα θερμαίνοντας γρήγορα την επιφάνεια του χαλκού μέχρι το σημείο τήξης του, οπότε η απορρόφηση αυξάνεται δραματικά. Τα μοτίβα συγκόλλησης με διακύμανση δέσμης (beam oscillation) με πλάτη 1 έως 2 mm και συχνότητες 100 έως 300 Hz έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα αποτελεσματικά για τη συγκόλληση χαλκού, καθώς η σάρωση προθερμαίνει τη ζώνη συγκόλλησης και δημιουργεί μία προσωρινή στρώση απορρόφησης που βελτιώνει την ενεργειακή σύζευξη. Για τη συγκόλληση ηλεκτρικών αγωγών (busbars), όπου το πάχος του χαλκού υπερβαίνει τα 2 mm, συνιστώνται μηχανές συγκόλλησης με ίνα λέιζερ ισχύος 3.000 W ή υψηλότερης, προκειμένου να επιτευχθεί πλήρης διείσδυση σε μία μόνο διέλευση. Η δυνατότητα συγκόλλησης χαλκούς busbars σε κυψέλες μπαταριών ή εντός μονάδων διανομής ισχύος είναι κρίσιμη για τη συναρμολόγηση μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων (EV), όπου η χαμηλή ηλεκτρική αντίσταση είναι απαραίτητη για αποτελεσματική μεταφορά ισχύος. Η συγκόλληση χαλκούς επαφής (copper tab welding) για τη συναρμολόγηση λιθίου-ιόντων μπαταριών απαιτεί μηχανές συγκόλλησης με ίνα λέιζερ με διάρκεια παλμού κάτω των 10 χιλιοστών του δευτερολέπτου και ενέργεια παλμού 10 έως 30 joules, δημιουργώντας σημεία συγκόλλησης (weld nuggets) διαμέτρου 1 έως 2 mm και βάθους διείσδυσης 0,3 έως 0,5 mm. Η στενή ζώνη επηρεασμένη από τη θερμότητα (HAZ), χαρακτηριστική της συγκόλλησης με ίνα λέιζερ, αποτρέπει τη θερμική ζημιά στα εξαρτήματα των κυψελών μπαταριών κατά τη συγκόλληση των επαφών, διατηρώντας την ασφάλεια και τη διάρκεια ζωής των κυκλωμάτων. Για εφαρμογές συγκόλλησης χαλκού που απαιτούν υλικό πλήρωσης, συστήματα αυτόματης τροφοδοσίας σύρματος μπορούν να παρέχουν σύρμα πλήρωσης χαλκού ή κραμάτων χαλκού με προγραμματιζόμενους ρυθμούς που συγχρονίζονται με την ταχύτητα κίνησης και την έξοδο ισχύος. Οι τελευταίας γενιάς πηγές λέιζερ με ίνα προστατεύονται από την ανάκλαση της δέσμης, επιτρέποντας αξιόπιστη επεξεργασία υλικών με υψηλή ανακλαστικότητα χωρίς κίνδυνο ζημιάς στα οπτικά στοιχεία της πηγής λέιζερ. Η προ-συγκόλληση καθαρισμός είναι πιο κρίσιμη για τον χαλκό σε σύγκριση με τα περισσότερα άλλα μέταλλα, καθώς οι επιφανειακές οξείδιες και οι ρύποι μπορούν να μειώσουν περαιτέρω την απορρόφηση ενέργειας και να προκαλέσουν ασυνεπή διείσδυση στη συγκόλληση. Η μηχανική αποξύσιση ή η χημική επεξεργασία (etching) των κομματιών χαλκού πριν από τη συγκόλληση βελτιώνει τη σταθερότητα της διαδικασίας και μειώνει τη δημιουργία σπινθήρων. Για πάχη χαλκού κάτω του 1 mm, χαμηλότερες ρυθμίσεις ισχύος και υψηλότερες ταχύτητες κίνησης αποτρέπουν τη συσσώρευση θερμότητας που θα μπορούσε να προκαλέσει παραμόρφωση ή διάτρηση του υλικού. Οι μηχανές συγκόλλησης με λέιζερ μας είναι εξοπλισμένες με συσκευές απορρόφησης αντανακλώμενης δέσμης που προστατεύουν τα οπτικά στοιχεία κατά τη συγκόλληση ανακλαστικών υλικών όπως ο χαλκός και το ορείχαλκος. Επικοινωνήστε με τους ειδικούς μας για τη συγκόλληση χαλκού για να συζητήσετε διαμορφώσεις μηχανημάτων που είναι βελτιστοποιημένες για τις συγκεκριμένες απαιτήσεις σας όσον αφορά το κράμα και το πάχος του χαλκού.