【Rayclass | 锐课堂】第4期:让1mm以内紫铜焊接变得更加简单高效

提问

紫铜用什么焊接方法焊好?

光纤激光器可以用于紫铜的焊接吗?

焊接过程又需要注意些什么?

本期【Rayclass | 锐课堂】

用四组试验方案进行测试

力图寻找一种适合于

1mm以内紫铜焊接方案

紫铜具有非常优秀的延展性、导电性、导热性以及一定的耐蚀性,在物理结构上具有良好的弹性、耐摩擦、抗磨损等特性,主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材,因此在建筑工业、电气、机械制造、国防工业等行业被广泛使用。根据论文《紫铜激光焊接工艺及应用研究》里的研究成果,目前铜及铜合金的工业应用占比情况如图1所示。

图1 铜及铜合金在工业应用中的比例

以我们生活中熟知的电脑CPU为例,其工作时会产生较大的热量,如果不能快速散去热量则会影响CPU的性能甚至损坏,常用的散热方法如图2所示,一面风扇散热、另一面紫铜散热,而其中紫铜散热器是需要焊接的。

图2 CPU散热结构

随着紫铜应用的越来越广泛,对紫铜的连接质量要求越来越高,常用的方式就是焊接连接,而目前紫铜焊接还主要集中在传统的搅拌摩擦焊、氩弧焊、超声波缝焊、钎焊、激光焊等方式。

因为紫铜具有高热导率、大膨胀系数以及对红外激光的高反射性,在室温下紫铜对红外激光的吸收率约为5%,加热到熔点附近后吸收率急剧增加到约20%,因此在光纤激光焊接紫铜时小孔底部能量容易过大而导致小孔底部过度膨胀引起小孔失稳,造成焊缝缺陷

总的来说,光纤激光焊接紫铜时存在几点问题:

1)需求激光能量密度大;

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