Laserul „verde”, utilizat la prelucrarea metalelor cu un grad mare de reflexie

Metalele cu o excelentă conductivitate electrică precum cuprul, aluminiul și aurul prezintă un interes deosebit în domeniile mobilității electrice și al electronicii de putere. Datorită reflexiei lor puternice în gama de lungime de undă infraroșie, prelucrarea cu laser a acestor materiale prezintă o mare provocare. Majoritatea laserelor de mare putere, cu radiație (undă) continuă (cw) funcționează exact în această gamă de lungimi de undă.

Institutul Fraunhofer IWS poate folosi acum un nou laser „verde” pentru operațiunile de prelucrare a acestor materiale. Cu o putere de 1 kW la 515 nm (lungime de undă) și o calitate a fasciculului cu diametru de 2,5 mm, cu o divergență de 1 mrad, acest nou tip de laser deschide posibilități de apli­care complet noi pentru operațiunile de tăiere și de îmbinare. Mai mult, acesta permite noi domenii de aplicare în sfera mobilității electrice și a electronicii de putere.

În comparație cu sursele laser cu undă continuă convenționale, lumina laser cu o lungime de undă de 515 nm determină o absorbție mult îmbunătățită pentru procesele de îmbinare cu laser a cupru­lui, a aluminiului și a aurului. Acest fapt permite un proces de sudare cu laser mai stabil chiar și pentru componentele lustruite.

Studii comparative privind laserele cu fibră monomod cu lungimi de undă de 1 μm demon­strează faptul că aportul de energie și formarea băii de topitură la o lungime de undă de 515nm au loc la o intensitate categoric mai mică, datorită unei mai bune absorbții. Acest lucru deschide calea spre procese și aplicații complet noi, în special în dome­niul contactelor. Un exemplu îl reprezintă sudarea foliilor de cupru.

În ceea ce privește tăierea cu laser, testele efec­tuate cu laser „verde” cu o putere de 1 kW și cu undă continuă (cw) demonstrează faptul că lungimea de undă de 515 nm este în special adecvată pentru prelucrarea metalelor cu un grad mare de reflexie. În cazul cuprului, s-a tăiat o tablă de cupru cu o gro­sime de 1 mm printr-un proces de tăiere prin topire și s-au obținut muchii fără bavuri și fără reziduuri de oxizi. Dacă se utilizează o radiație laser cu o lungime de undă de 1 μm, pentru același material, este nevoie de un proces de tăiere cu flacără la o înaltă presiune, deoarece se produce o puternică oxidare în zona muchiilor de tăiere. Viteza de tăiere crește cu 10 % dacă se utilizează un laser cu o putere de 1 kW, la 515 nm, pentru procesele de tăiere a tablelor din alamă, oțel înalt aliat și aliaj de aluminiu, cu o grosime de până la 4 mm, atunci când toate materialele sunt de aceeași calitate. Rezultatele au fost comparate cu cele obținute prin metode de tăiere prin topire, cu o radiație laser în gama de lungimi de undă de 1 μm.