绿光激光汽车电子焊接可大幅节省原材料

近日，德国一个合作研究团队宣布了一项进展，他们共同合作提供了迄今为止最详细的激光焊接工艺见解。该联合团队首次清晰地证明，通过使用绿色波长的激光器，在焊接高性能电子产品时可以节省原材料。

该团队包括了通快、德国弗劳恩霍夫激光威廉希尔官方网站 研究所（Fraunhofer ILT）和德国亥姆霍兹协会旗下大型粒子物理学研究机构DESY合作完成的一项调查的结果。每一辆电动汽车都配备了高性能电子设备，作为一项关键威廉希尔官方网站 ，它确保了电池和电机的最佳性能。

上述多家企业与机构通力合作，正致力于研究用于制造电动汽车的激光焊接工艺，分别贡献了他们在X射线、激光源和焊接工艺方面的高度专业知识。他们发现，当使用绿色波长的激光时，产生的废品率远远低于其他激光焊接工艺，从而帮助汽车制造商大幅节省了原材料，并有益于实现更可持续的制造。

研究过程中，他们以每秒几千到一万帧的速度拍摄高速图像，希望借助粒子加速器X射线来研究了解到底是什么导致了铜焊接效果的不同。

弗劳恩霍夫工业威廉希尔官方网站 研究所（Fraunhofer ILT）的科学家Marc Hummel指出，稳定的焊接过程非常重要，因为电动汽车制造商通常需要完成数十亿个高质量的连接。未来，通快和Fraunhofer ILT计划将研究扩展到其他领域，如3D打印、激光切割和超短脉冲激光打孔，并将其他行业合作伙伴纳入上述合作团队。

采用绿色波长激光器，废品率更低

在电动汽车制造过程中，对激光威廉希尔官方网站 提出了非常大的挑战。铜是制造电动汽车核心部件的最重要材料，这种有色金属在近红外（NIR）范围内仅吸收约5％的激光辐射，并且导热性非常好。遗憾的是，这两种特性在焊接时都会导致相当大的问题。因此，这些工艺流程通常需要后续严密的核检。

除了近红外激光器，通快的产品系列中也有绿色波长的激光器。通快汽车行业经理Mauritz Mοller指出：“具有绿色波长的激光器是解决这个问题的办法。事实上，使用这些激光器可以更好地焊接铜。”

铜吸收绿色波长比吸收红外线要好得多。由于材料更快地达到其熔化温度，焊接过程也开始得更快，所需的激光功率也更少。最后，更稳定的焊接过程也会带来更低的废品率，从而有助于实现更加可持续的制造。

粒子加速器实验

为了详细研究焊接过程，来自德国弗劳恩霍夫工业威廉希尔官方网站 研究所的专家们与德国亚琛工业大学激光威廉希尔官方网站 研究所达成了合作，他们在德国亥姆霍兹中心的实验装置上使用了DESY的PETRA III X射线光源。

Marc Hummel解释称：“传统的方法实际上只能看到等离子体的电磁发射。有了DESY的辐射，我们不仅可以看到融化的内部，而且我们甚至可以看到融化的实时动态。”

为此，来自Fraunhofer ILT和通快的团队使用两种不同的激光系统（近红外激光器和绿色波长激光器）研究了DESY的激光焊接过程。Mauritz Mοller表示：“对我们而言，这是一个研究工业零件焊接工艺的好机会。例如，飞溅和气孔是如何形成的，焊接过程中的热量是如何影响电子部件等敏感部件的。”