电动汽车： 粒子加速器证明了绿色激光的制造更具有可持续性

TRUMPF、Fraunhofer ILT和DESY之间的合作提供了迄今为止对激光焊接过程最详细的见解，这要归功于粒子加速器//Fraunhofer专家Marc Hummel： "我们现在已经能够首次清楚地证明，通过使用绿色波长的激光器，在焊接高性能电子产品时可以节省原材料。"

在高性能电子产品的焊接过程中，可以节省大量的原材料。这是位于汉堡的亥姆霍兹协会的德国电子同步加速器DESY的一项调查结果。每辆电动汽车都有高性能电子器件，作为一项关键技术，它确保了电池和电机的最佳性能。汉堡的研究人员与高科技公司TRUMPF和弗劳恩霍夫激光技术研究所ILT一起，现在已经研究了用于制造电动汽车的激光焊接工艺。TRUMPF、Fraunhofer ILT、DESY和Helmholtz Center Hereon各自贡献了他们在X射线、激光源和焊接过程方面的高度专业化知识。因此，现在首次实现了眼睛甚至显微镜都看不到的洞察力。其结果是： 当使用绿色波长的激光时，产生的废品比其他激光焊接工艺少得多。汽车制造商节省了原材料，从而为更可持续的制造做出了贡献。

© Fraunhofer ILT, Aachen, Germany.
用 "绿色 "激光辐射对金属陶瓷基材进行激光束焊接。

粒子加速器提供详细的洞察力
项目合作伙伴利用Hereon实验装置中的粒子加速器的辉煌X射线进行调查，以每秒几千到一万帧的速度拍摄高速图像。"我们想利用粒子加速器的调查来找出究竟是什么原因导致了铜焊接的不同。一个稳定的焊接过程是非常重要的，因为电动汽车制造商必须焊接几十亿个最高质量的连接件，"弗劳恩霍夫ILT的科学家Marc Hummel说。未来，TRUMPF和Fraunhofer ILT计划将研究扩展到其他领域，如3D打印、激光切割和使用超短脉冲激光器的激光钻孔，并将其他行业伙伴纳入其中。

电动汽车： 绿色波长的激光器使废品更少
电动汽车对激光技术提出了重大挑战。铜是制造电动汽车核心部件的最重要材料。这种有色金属在近红外范围内只吸收约5%的激光辐射，而且导热性非常好。这两种特性在焊接时都会导致相当大的问题。因此，这些工艺正受到审查。除了近红外激光器外，通快的产品系列中还有绿色波长的激光器。"绿色波长的激光器是这个问题的解决方案。事实上，使用这些激光器可以更好地焊接铜，"TRUMPF的汽车行业经理Mauritz Möller说。铜对绿色波长的吸收比对红外线的吸收好得多。由于材料更快达到熔化温度，焊接过程也更快开始，需要的激光功率也更少。"Mauritz Möller说："在焊接时，更稳定的过程意味着更少的废品，因此更具有可持续性，这是电动车的一个主要问题。

在粒子加速器上进行的实验
为了详细研究焊接过程，来自弗劳恩霍夫ILT的专家与亚琛工业大学激光技术系主任LLT合作，在亥姆霍兹中心Hereon的实验装置上使用DESY的PETRA III X射线光源。"传统的方法实际上只能看到等离子体的电磁辐射。利用DESY的辐射，我们不仅可以看到熔体内部，而且我们甚至可以使熔体动态可见，"Marc Hummel解释说。

为此，来自Fraunhofer ILT和TRUMPF的团队在DESY使用两种不同的激光系统研究了激光焊接过程：一种近红外激光和一种绿色波长的激光。"对我们来说，这是一个研究工业零件焊接过程的好机会。例如，飞溅物和孔隙是如何形成的，以及焊接过程中的热量如何影响敏感部件，如电子部件，"Mauritz Möller说。