近日，德國一個合作研究團隊宣布了一項進展，他們共同合作提供了迄今為止最詳細的激光焊接工藝見解。該聯合團隊首次清晰地證明，通過使用綠色波長的激光器，在焊接高性能電子產品時可以節省原材料。

該團隊包括了通快、德國弗勞恩霍夫激光技術研究所（Fraunhofer ILT）和德國亥姆霍茲協會旗下大型粒子物理學研究機構DESY合作完成的一項調查的結果。每一輛電動汽車都配備了高性能電子設備，作為一項關鍵技術，它確保了電池和電機的最佳性能。

上述多家企業與機構通力合作，正致力于研究用于制造電動汽車的激光焊接工藝，分別貢獻了他們在X射線、激光源和焊接工藝方面的高度專業知識。他們發現，當使用綠色波長的激光時，產生的廢品率遠遠低于其他激光焊接工藝，從而幫助汽車制造商大幅節省了原材料，并有益于實現更可持續的制造。

研究過程中，他們以每秒幾千到一萬幀的速度拍攝高速圖像，希望借助粒子加速器X射線來研究了解到底是什么導致了銅焊接效果的不同。

弗勞恩霍夫工業技術研究所（Fraunhofer ILT）的科學家Marc Hummel指出，穩定的焊接過程非常重要，因為電動汽車制造商通常需要完成數十億個高質量的連接。未來，通快和Fraunhofer ILT計劃將研究擴展到其他領域，如3D打印、激光切割和超短脈沖激光打孔，并將其他行業合作伙伴納入上述合作團隊。

采用綠色波長激光器，廢品率更低

在電動汽車制造過程中，對激光技術提出了非常大的挑戰。銅是制造電動汽車核心部件的最重要材料，這種有色金屬在近紅外（NIR）范圍內僅吸收約5％的激光輻射，并且導熱性非常好。遺憾的是，這兩種特性在焊接時都會導致相當大的問題。因此，這些工藝流程通常需要后續嚴密的核檢。

除了近紅外激光器，通快的產品系列中也有綠色波長的激光器。通快汽車行業經理Mauritz Mοller指出：“具有綠色波長的激光器是解決這個問題的辦法。事實上，使用這些激光器可以更好地焊接銅。”

銅吸收綠色波長比吸收紅外線要好得多。由于材料更快地達到其熔化溫度，焊接過程也開始得更快，所需的激光功率也更少。最后，更穩定的焊接過程也會帶來更低的廢品率，從而有助于實現更加可持續的制造。

粒子加速器實驗

為了詳細研究焊接過程，來自德國弗勞恩霍夫工業技術研究所的專家們與德國亞琛工業大學激光技術研究所達成了合作，他們在德國亥姆霍茲中心的實驗裝置上使用了DESY的PETRA III X射線光源。

Marc Hummel解釋稱：“傳統的方法實際上只能看到等離子體的電磁發射。有了DESY的輻射，我們不僅可以看到融化的內部，而且我們甚至可以看到融化的實時動態。”

為此，來自Fraunhofer ILT和通快的團隊使用兩種不同的激光系統（近紅外激光器和綠色波長激光器）研究了DESY的激光焊接過程。Mauritz Mοller表示：“對我們而言，這是一個研究工業零件焊接工藝的好機會。例如，飛濺和氣孔是如何形成的，焊接過程中的熱量是如何影響電子部件等敏感部件的。”