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使用蓝色激光焊接铜和其它金属的方法和系统与流程

2021-10-22 08:36:00 来源:中国专利 TAG:

技术特征:

1.一种用于将复数片的铜箔激光焊接在一起的方法,所述方法包括

a.将复数片的铜箔定位在焊接台中;其中箔片包含至少约50%的铜;

b.对所述复数片的铜箔施加夹持力,以在所述焊接台中将多个箔片夹持在一起;

c.在所述复数片的铜箔处沿着激光束路径引导蓝色激光束,其中所述激光束具有以下性质:

i.至少500瓦的功率;

ii.约44mm mrad及以下的光束参量乘积;

iii.约400μm及以下的光斑尺寸;

iv.至少约为400kW/cm2的平均强度;

v.至少约800kW/cm2的峰值强度;

d.所述蓝色激光束以焊接速度将所述复数片的铜箔搭接焊接在一起;以及,

e.在沿着所述激光束路径的空间中提供非氧化光束清除气体,其中所述激光束在自由空间中从光学元件传到所述复数片的铜箔;其中清除气体从所述激光束路径中去除羽状物质,并防止所述复数片的铜箔的氧化;

f.其中所述焊接速度、夹持力和非氧化清除玻璃的流速是预先确定的,从而提供没有可见飞溅和没有可见孔隙的搭接焊缝。

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述光束是CW光束。

3.根据权利要求1所述的方法,其中所述光束是脉冲光束。

4.根据权利要求1所述的方法,其中所述光束具有约450nm的波长。

5.根据权利要求1所述的方法,其中所述光学元件选自由透镜、光纤面和窗口组成的组。

6.根据权利要求1所述的方法,其中所述清除气体选自氩气、氩气-CO2、空气、氦气和氮气组成的组。

7.根据权利要求1所述的方法,其中所述激光束没有摆动,从而提供无摆动的激光焊接工艺。

8.根据权利要求1所述的方法,其中所述复数片的铜箔具有10至50片箔片。

9.根据权利要求1所述的方法,其中铜箔片具有约80μm至500μm的厚度。

10.根据权利要求8所述的方法,其中复数片的铜箔中的每一个都具有约80μm至500μm的厚度。

11.根据权利要求1所述的方法,其中所述焊接速度至少为10m/min。

12.一种用于将复数个金属片激光焊接在一起的方法,所述方法包括:

a.将复数片的金属定位在焊接台中;

b.对所述复数片的金属施加夹持力,以在所述焊接台中将多片金属夹持在一起;

c.在所述复数片的金属处沿着激光束路径引导蓝色激光束,其中所述激光束具有以下性质:

i.至少500瓦的功率;

ii.约44mmmrad及以下的光束参量乘积;

iii.约400μm或以下的光斑尺寸;

iv.至少约为400kW/cm2的平均强度;

v.至少约800kW/cm2的峰值强度;

d.所述蓝色激光束以焊接速度将所述多复数片的金属焊接在一起;以及,

e.在沿着所述激光束路径的空间中提供非氧化光束清除气体,其中所述激光束在自由空间中从光学元件传到所述复数片的铜箔;其中,清除气体从所述激光束路径中去除羽状物质并防止所述复数片的铜箔的氧化;

f.其中所述焊接速度、夹持力和非氧化清除玻璃的流速是预先确定的,从而提供没有可见飞溅和没有可见孔隙的焊缝。

13.根据权利要求12所述的方法,其中所述焊接台在所述多片金属的下方具有气隙。

14.根据权利要求12所述的方法,其中所述金属选自由铝、不锈钢、铜、铝基金属、不锈钢基金属、铜基金属、铝合金、不锈钢合金和铜合金组成的组。

15.根据权利要求14所述的方法,其中所述激光束具有约为450纳米的波长。

16.根据权利要求15所述的方法,其中所述激光束没有摆动,从而提供无摆动的激光焊接工艺。

17.根据权利要求16所述的方法,其中所述焊缝选自由搭接焊缝、对接焊缝、堆焊焊缝和传导模式焊缝组成的焊缝的组。

18.根据权利要求12所述的方法,其中所述激光束没有摆动,从而提供无摆动的激光焊接工艺。

19.根据权利要求12所述的方法,其中所述焊缝选自由搭接焊缝、对接焊缝、堆焊焊缝和传导模式焊缝组成的焊缝的组。

20.一种将复数片的铜箔激光焊接在一起的方法,所述方法包括:

a.将复数片的铜箔定位在焊接台中;其中箔片包含至少约50%的铜;其中所述铜箔具有约80μm至500μm的厚度。

b.对所述复数片的铜箔施加夹持力,以在所述焊接台中将多个箔片夹持在一起;

c.在所述复数片的铜箔处沿着激光束路径引导蓝色激光束,其中所述激光束具有以下性质:

i.至少600瓦的功率;

ii.约44mmmrad及以下的光束参量乘积;

iii.约200μm至约400μm的光斑尺寸;

iv.至少约为2.1MW/cm2的平均强度;

v.接近至少约4.5MW/cm2的峰值强度;

d.所述蓝色激光束以至少为10m/min的焊接速度将所述复数片的铜箔焊接在一起;以及,

e.在沿着所述激光束路径的空间中提供非氧化光束清除气体,其中所述激光束在自由空间中从光学元件传到所述复数片的铜箔;其中,清除气体从所述激光束路径中去除羽状物质,并防止所述复数片的铜箔的氧化;

f.其中所述焊接速度、夹持力和非氧化清除玻璃的流速是预先确定的,从而提供没有可见飞溅和没有可见孔隙的焊缝。


技术总结
一种用于将材料焊接在一起的可见光激光系统和操作。一种蓝色激光系统,可为铜基材料形成基本完美的焊缝。一种用于将导电元件,特别是薄导电元件焊接在一起,以用于能量储存装备如电池组的蓝色激光系统和操作。

技术研发人员:马克·泽迪克;马修·芬纽夫;罗伯特·D.·弗里茨;珍-米歇尔·佩拉普拉特;
受保护的技术使用者:努布鲁有限公司;
技术研发日:2019.12.30
技术公布日:2021.10.22
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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