高反材料铝、铜，如何进行激光焊接？焊接铜轮

什么是高反材料？

高反材料是指具有高反射率的材料，这种材料能反射大部分入射光，吸收较少。常见的高反金属材料包括：铝、铜、金、银。

部分高反材料的反射率可达到80%-90%，高反材料在激光焊接时只有少部分能量被吸收，因此在操作时需要格外注意。

图1：常见的高反材料 铝、铜

图2：常见金属元素激光吸收系数

什么是激光焊接？

激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池。手持激光焊机近年来市场快速崛起，与传统弧焊相比，手持激光焊不论是节能（比氩弧焊节省电能80％～90％左右），焊接电缆还是在薄不锈钢板、铁板、铝板等金属材料方面的焊接速度（快3-5倍）、焊接品质、后续处理（可大大减少抛光和整平工序耗费的人工成本）等方面都有着明显优势。

铝、铜等高反材料在手持激光焊接时，有哪些问题呢？ 

难点1：反射率较高，导热系数很高，需要较高的能量密度：

难点2：部分铝合金含有硅、镁等易挥发元素，导致焊缝中存在较多气孔；

难点3：铝焊丝较软，送丝过程中容易堵丝。

为解决以上问题，需要注意以下事项：

1.焦点距离长短：

手持激光焊通常采用正焦焊，不选择焦点位和负离焦是因为：激光能量主要集中在焦点光斑中心位置，焦点在工件表面或者工件内部，使得熔池内部激光功率密度过高，容易引起焊接飞溅、焊缝表面粗糙、凹凸不平。

图3：常见金属元素激光吸收系数

2.保护气选择：

焊接保护气通常选择惰性气体氩气，纯度建议为99.99%，不低于99.9%；

气体流量应该在15-20L/min，功率越高气压越大。

3.工件打磨处理：

工件表面的水，锈，油污等融入熔池会析出气体，当熔池快速凝固时气体来不及溢出就会形成气孔，焊接铜轮因此要焊前做好工件清洗工作，清理工件焊缝两侧20mm范围内表面的油污、氧化膜。

4.焊丝选择：

按照板材的不同，我们所需使用的焊丝就不同，铝一般选用5356系焊丝（推荐）或者4043系，由于铝丝较软，通常建议选用1.2/1.6mm直径焊丝。

5.送丝轮和送丝软管选择：

铜焊丝可以参考不锈钢，使用V型送丝轮，碳钢送丝软管；

铝焊丝使用U型送丝轮和较短的石墨送丝软管（3米左右）。

6.参数选择：

因铝、铜材料反射率较高，导热系数很高，需要较高的能量密度，因此推荐设备型号和焊接参数，较同等厚度的不锈钢要高；下面以铝板为例，进行参数推荐：

图4：铝板激光焊接参数推荐

7.焊接手法与角度：

焊接铝合金等高反材料时，枪头与工件保持45度，枪头微压保证焊丝与板材贴合，滚焊轮出光时手部放松感受送丝推力（丝越粗推力越大），顺着推力引导枪头行进路线即可，避免手部生硬感受不到推力一直推着枪头不往后。

8.保护镜片选择：

部分客户自行采购的劣质保护镜片，为了降低成本，选用普能基底材料，镀膜工艺没有保证，透光率低，无法承受激光的穿透力，导致镜片炸孔，寿命很短。建议从厂家正规渠道购买激光配件，品质和寿命更有保障。