面向銅基液冷板的紅藍激光復合焊接方案
隨著人工智能高速發(fā)展,AI芯片算力需求爆發(fā),銅基液冷板需求大增。銅基液冷板的焊接需滿足高強度、高氣密性要求,且需嚴控變形、保護內(nèi)部微通道。用傳統(tǒng)紅外激光焊接銅材時,易出現(xiàn)高反、飛濺、熔池不穩(wěn)定等痛點。銅材對藍光激光吸收率相比較紅外激光高達十倍以上,選用紅藍激光復合焊接方案,核心思路為“藍光預熱、紅外深熔”,可以兼顧焊接質(zhì)量與效率,焊接過程幾乎無飛濺,焊接表面光滑美觀。
一、復合光源選型
復合光源選用“藍光+紅外激光”,配合紅藍激光復合焊接頭,實現(xiàn)同軸合束,協(xié)同焊接。
藍光激光器選型:波長450nm,功率500W或1000W。品牌:北京大族天成
紅外激光器選型:波長1080nm,功率3000W或6000W。
二、藍光激光的優(yōu)勢(解決銅基液冷板焊接痛點)
1、高吸收率,破解銅材高反難題:藍光短波長特性使其對銅材吸收率提升至50%以上,相較于紅外激光(5%左右)大幅降低能量損耗,無需極高功率即可形成穩(wěn)定熔池,同時減少反射光對設備光學元件的損傷,提升焊接穩(wěn)定性與設備使用壽命。
2、低熱輸入,嚴控焊接變形:藍光可在低功率下實現(xiàn)有效預熱與淺熔,熱影響區(qū)極小,能精準控制銅材熱膨脹,避免焊接變形超差(≤0.1mm),有效保護內(nèi)部精密微通道不被損傷,適配液冷板散熱均勻性要求。
3、熔池穩(wěn)定,提升焊縫質(zhì)量:藍光照射形成的熔池流動性好、穩(wěn)定性高,可有效減少飛濺、氣孔等缺陷,使焊縫成形均勻,提升焊縫氣密性,滿足液冷板高壓無滲漏要求。
4、適配性強:藍光可適配紫銅、黃銅等多種銅基材料,同時兼容異種材料焊接(如銅與不銹鋼)。
三、紅藍激光復合焊接設備
設備選用一體化復合焊接機,搭配紅藍激光復合焊接頭,確保藍光與紅外激光精準協(xié)同。紅藍光激光器多種功率組合,可實現(xiàn)不同厚度銅材的精密焊接。紅藍激光復合焊接屬于自熔焊,無需焊料,可降低成本,可避免焊料堵塞微通道。
四、結(jié)語
本方案選擇以藍光為核心、紅外激光為輔助,精準契合銅基液冷板焊接需求,藍光的高吸收率、低熱輸入等核心優(yōu)勢,有效破解傳統(tǒng)焊接痛點,兼顧質(zhì)量、效率與經(jīng)濟性,適配銅基液冷板規(guī)模化生產(chǎn)需求。
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