铜焊接 ； 铜、铝激光焊接 ； 蓝光激光 ； 蓝光激光焊接。
焊接技术自工业革命以来，始终是制造业中不可或缺的核心工艺之一。从最初的手工焊接发展到如今的自动化激光焊接，焊接方法的进步推动了汽车、航空航天、电子设备及其他关键领域的快速发展。然而，随着材料科学的进步和产品设计的日益复杂，传统焊接技术开始显露出其局限性，尤其是在处理高反射金属（如铝和铜）时，焊接质量和效率之间的矛盾愈发突出：现有的激光焊接采用的激光通常为红外激光，由于有色金属在固态下对红外激光吸收率很低，在液态下吸收率会阶跃上升，导致在焊接过程中出现焊接不稳定、焊缝存在大量气孔和裂纹等问题，影响整体产品的性能和可靠性。同时，很高的反射性会使激光束在金属表面产生大量回反光，影响焊接设备的稳定性和寿命。
蓝光红外复合光源简介
在这种背景下，蓝光激光技术作为一种新兴的焊接解决方案，展现出了独特的优势：铜、金等有色金属对蓝光激光（波长约为450nm）的吸收率大大高于对红外激光的吸收率（铜对蓝光的吸收率是对红外激光吸收率的12倍、金对蓝光的吸收率更是比红外光高60倍）。更高的吸收率提升了有色金属的可焊性，提高了焊接效率，显著降低了能量损耗。图1为有色金属在不同波长下的吸收率曲线比较。
图 1：有色金属在不同波长下的吸收率曲线。
图2：蓝光-红外复合激光的光斑示意图。
更为重要的是，可以充分利用蓝光本身的半导体激光特性，即光斑大、能量密度低的优势，通过空间光直接输出的方式，将蓝光与红外激光复合起来，形成外圈为吸收率高、能量密度低的蓝光大光斑用于焊缝外围预热和缓冷；内圈为吸收率低、能量密度高的红外激光小光斑进行深熔焊接（见图2）。
复合光源的优势
这种空间输出的复合激光产品具有两大优势：
一、焊接表现优异
（1）焊接过程稳定，金属焊缝成型好
外圈的前部蓝光激光在光束行进的过程中，起到快速预热的作用。在材料表面形成较浅的表层熔池，规避了红外激光从固态有色金属到形成液态后，吸收率的突变过程。同时，后部蓝光激光起到了缓冷保温的作用。这使得熔池的温度场始终保持稳定，形成无咬边、无凸凹的光滑平整焊缝。
（2）热影响区小
在蓝光激光承担预热，即对抗焊缝周边散热的任务后，红外激光只负责熔化已经处于高温的焊缝，快速形成深熔池，从而大幅降低了焊接过程中的热输入，使得热影响区极低。
（3）飞溅少，气孔率低
复合激光束的外圈蓝光扩大了整个熔池的开口，加上稳定的熔池温度场，使得焊缝内部的气体能够顺利排出，极少有飞溅物，焊缝内部的气孔率低。
二、设备可靠性高
目前蓝光激光输出方式主要有两种：光纤输出和空间输出。相较于光纤输出的技术路线，广东霍耳激光推出的空间输出蓝光激光方案（见图3），避免了光纤长时间工作在短波长情况下，发生损伤从而产生激光功率衰减的风险，设备可靠性高。
图3：蓝光-红外复合激光实物示意图。
工艺调优后的工业应用案例
为了适应金属激光焊接中不同的焊接方式、不同的材料成分、不同的材料尺寸以及不一样的焊接要求，复合激光的蓝光和红外激光功率均为独立可调，可以自由获得不同的功率比。此外，内圈的红外激光摆动方式也可以根据不同的需求做调整。通过不断地调优激光工艺参数，使其能够满足目前多个领域的有色金属焊接需求。
（1）对热输入极为敏感的IGBT类焊接
在将探针焊接到陶瓷基板时，需严格控制热输入，避免因过热导致陶瓷基板的热损伤或裂纹，同时还要保证焊接后连接部位的电气性能和机械强度（见图4）。
图4：复合激光在IGBT领域的应用。
（2）对气孔极为敏感的水冷板类焊接
如果焊接部位存在气孔，那么经过一段较长时间的使用后，水或其他冷媒会渗进气孔中，轻则影响冷却效果，导致系统性能下降，重则引发系统故障，造成设备停机，增加维修和更换成本。甚至还可能造成安全隐患，尤其是在高压或高温环境下。
图5右侧的焊缝金相检测图显示，利用复合激光焊接水冷板后的焊缝熔深为1mm左右，内部无气孔。
图5：复合激光用于水冷板焊接，左图为外观图，右图为焊缝金相检测图。
（3）厚铜类焊接
如前文所说，复合激光的蓝光和红外功率均为可调。因此，面对焊接厚度要求较大的应用，可以在提高蓝光和红外激光功率的同时，依旧保持合适的功率比，完成焊接。图6右图可以看出，焊缝表面肉眼可见的光滑平整。
图6：复合激光用于厚铜焊接，左图为厚度测量图，右图为焊缝外观图。
（4）异种金属焊接
得益于蓝光-红外复合激光在有色金属焊接方面的优异表现，通过调整激光功率比和摆动方式以及焊接速度、光斑偏移等工艺参数，复合激光在铜等有色金属与不锈钢的异种金属焊接方面，依旧表现出色。从图 7中可以看出，铜与不锈钢形成了具有一定熔深的外观光滑平整的焊缝。
图7：复合激光焊接异种金属，左图为紫铜-不锈钢的焊接外观图，右图为焊缝金相检测图。
结语
空间直出式蓝光-红外复合激光基于底层物理核心原理，同时配合工艺参数的调整优化，能够极大地满足目前有色高反金属领域的焊接需求。