레이저 용접 기계를 이용한 구리 용접은, 구리의 근적외선 파장 대역에서의 극도로 높은 반사율과 탁월한 열전도성으로 인해 역사적으로 레이저 기술 적용 분야 중 가장 어려운 응용 분야 중 하나였다. 표준 1070nm 파장을 사용하는 파이버 레이저 용접 기계가 상온의 구리 표면에 조사될 경우, 입사 에너지의 최대 95%가 반사되어 용융 및 키홀 형성을 유도하기에 충분한 에너지가 남지 않는다. 현대의 파이버 레이저 용접 기계는 이러한 한계를 극복하기 위해 여러 기술적 접근 방식을 채택하고 있으며, 그 예로는 초기 반사율을 극복하기 위해 구리 표면을 급속히 용융점까지 가열하여 흡수율을 급격히 증가시키는 2,000와트 이상의 고출력 빔이 있다. 진폭 1~2mm, 주파수 100~300Hz의 빔 진동 용접 패턴은 구리 용접에 특히 효과적이며, 스캐닝 운동을 통해 용접 영역을 사전 가열하고 일시적인 흡수층을 형성함으로써 에너지 결합 효율을 향상시킨다. 구리 두께가 2mm를 초과하는 전기 버스바 용접의 경우, 단일 패스로 완전 침투를 달성하기 위해 3,000와트 이상의 출력을 갖는 파이버 레이저 용접 기계를 권장한다. 구리 버스바를 배터리 셀 또는 전력 분배 모듈 내부에 용접하는 능력은 전기차 배터리 조립 공정에서 매우 중요하며, 이는 효율적인 전력 전달을 위해 낮은 전기 저항이 필수적이기 때문이다. 리튬이온 배터리 조립을 위한 구리 탭 용접은 펄스 지속 시간 10밀리초 이하, 펄스 에너지 10~30줄인 파이버 레이저 용접 기계를 필요로 하며, 이는 직경 1~2mm, 침투 깊이 0.3~0.5mm의 용접 누글(nugget)을 생성한다. 파이버 레이저 용접의 특징인 좁은 열영향구역(HAZ)은 탭 용접 시 배터리 셀 구성 부품에 대한 열 손상을 방지하여 셀의 안전성과 사이클 수명을 유지한다. 필러 재료가 필요한 구리 용접 응용 분야의 경우, 자동 와이어 공급 시스템을 통해 프로그래밍 가능한 속도로 구리 또는 구리 합금 필러 와이어를 공급할 수 있으며, 이는 이동 속도 및 출력과 동기화된다. 최신 세대 파이버 레이저 소스는 빔 반사를 방지하도록 설계되어, 레이저 소스 광학계에 손상을 줄 위험 없이 고반사성 재료를 신뢰성 있게 가공할 수 있다. 구리의 경우 대부분의 다른 금속보다 사전 용접 청소가 더욱 중요하며, 표면 산화물 및 오염물질은 에너지 흡수율을 추가로 감소시켜 불안정한 용접 침투를 유발할 수 있다. 용접 전 구리 작업물에 기계적 브러싱 또는 화학 에칭을 실시하면 공정 안정성이 향상되고 스패터 발생이 감소한다. 구리 두께가 1mm 미만인 경우, 낮은 출력 설정과 높은 이동 속도를 적용하여 재료의 변형 또는 용융 천공을 유발할 수 있는 과열을 방지해야 한다. 당사의 레이저 용접 기계는 구리 및 황동과 같은 고반사성 재료 용접 시 광학 부품을 보호하기 위한 역반사 흡수 장치를 갖추고 있다. 귀사의 특정 구리 합금 및 두께 요구사항에 최적화된 기계 구성에 대해 논의하고자 하시면, 당사의 구리 용접 전문가에게 문의하시기 바랍니다.