在新能源、電力電子和消費(fèi)電子制造中，銅、鋁及其合金等高反射率材料的激光焊接需求日益增長(zhǎng)。然而，這類材料對(duì)1070nm波長(zhǎng)的近紅外激光（光纖激光焊接機(jī)常用波段）吸收率低，易導(dǎo)致能量耦合不穩(wěn)定、焊接過(guò)程飛濺嚴(yán)重，甚至損傷光學(xué)器件。許多用戶在采購(gòu)光纖激光焊接機(jī)后才發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)配置難以穩(wěn)定焊接紫銅或純鋁。實(shí)際上，通過(guò)合理的工藝與設(shè)備優(yōu)化，這些問(wèn)題是可以有效緩解的。

問(wèn)題根源：初始吸收率低與熱積累非線性

常溫下，銅對(duì)1070nm激光的吸收率不足5%，鋁約為8%。激光照射初期大部分能量被反射，只有當(dāng)材料表面熔化、氧化或形成小孔后，吸收率才迅速上升。這種非線性響應(yīng)容易造成“延遲起焊”或瞬間能量過(guò)沖，引發(fā)爆孔、飛濺甚至焊穿。

核心解決措施一：優(yōu)化激光輸出模式

采用脈沖調(diào)制是應(yīng)對(duì)高反射材料最常用且有效的方法。通過(guò)設(shè)置高功率峰值（如2–3倍平均功率）的短脈沖，可在材料升溫前快速建立熔池，提升初始吸收效率。部分高端光纖激光焊接機(jī)支持自定義脈沖波形（如階梯式、平臺(tái)式），可精細(xì)控制熔池形成過(guò)程，顯著減少飛濺。

核心解決措施二：改善材料表面狀態(tài)

在不改變基材的前提下，可通過(guò)以下方式提升吸收率：

表面粗化處理：如噴砂、滾花，增加光散射；

涂覆吸光涂層：使用專用激光吸收劑（焊接后可清洗）；

預(yù)氧化處理：對(duì)銅材進(jìn)行輕微氧化，形成氧化亞銅層，提高吸收率。

這些方法成本低、見(jiàn)效快，適合大批量生產(chǎn)場(chǎng)景。

核心解決措施三：提升光束質(zhì)量與聚焦控制

高亮度（high-brightness）光纖激光器配合高質(zhì)量F-theta鏡頭或動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)，可將光斑縮小至30–50μm，大幅提升功率密度，有助于突破反射閾值。同時(shí)，精確控制離焦量（通常采用負(fù)離焦）能優(yōu)化小孔穩(wěn)定性，減少等離子體屏蔽效應(yīng)。

輔助措施：氣體保護(hù)與過(guò)程監(jiān)控

使用高純度惰性氣體（如氬氣+少量氦氣）可抑制金屬蒸氣電離，減少等離子體對(duì)激光的干擾。此外，集成同軸CCD或光電傳感器的光纖激光焊接機(jī)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熔池狀態(tài)，在異常發(fā)生時(shí)觸發(fā)報(bào)警或參數(shù)微調(diào)，避免批量不良。

焊接銅、鋁等高反射率材料確實(shí)對(duì)光纖激光焊接機(jī)提出了更高要求，但并非無(wú)法解決。關(guān)鍵在于結(jié)合設(shè)備能力與工藝手段——比如合理使用脈沖模式、優(yōu)化表面狀態(tài)、提升光束聚焦精度，并輔以有效的氣體保護(hù)和過(guò)程監(jiān)控。對(duì)于用戶而言，在選型階段應(yīng)優(yōu)先選擇具備相關(guān)材料焊接經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商，并通過(guò)實(shí)物料測(cè)試驗(yàn)證方案可行性。只要工藝匹配得當(dāng)，光纖激光焊接機(jī)完全能夠?qū)崿F(xiàn)高反射材料的穩(wěn)定、可靠焊接。