铜的可再生激光焊接工艺

激光材料加工铜的先决条件是聚焦激光辐射和铜表面之间的直接互相作用，铜表面需要吸收辐射的一部分。如图1所示，在室温下， 抛光铜表面只能吸收不到5%的激光辐射（当激光波长为1μm时)。尽管如此，可以采取一系列措施来有效地进行铜焊，特别是使用固体或光纤激光器。 

第一个措施是涂层使用表面吸收力更强的金属， 如镍或铬，以及对表面进行机械准备，例如，粗加工或涂漆也能增加吸收能力。然而，这两种措施会增加生产成本，因为它们需要额外的加工步骤。铜里面的化学杂质也可以影响吸收行为，使其更难以实现可再生焊接工艺。从吸收曲线可以看出，缩短激光波长将是一个优势。例如，半导体激光器（0.8到1μm，红光）或频率翻倍的Nd:YAG激光器（532 nm，绿光）可以提供这些波长的光，尽管这些激光尚未达到铜工业可行的阶段。在激光辐射入射点的加热快慢取决于吸收的程度，过热的风险和飞溅形成变得不可预测。对点焊来说，重现性差的问题比缝焊更加明显。每个激光脉冲冲击冷铜材料会经历不同的初始条件。然而， 由于吸收不仅取决于波长和表面特征，还取决于材料温度（温度升高时，吸收也显著提高）和激光辐射的强度，使得提高焊接工艺还有额外的空间。