STRION LASER a réalisé une avancée révolutionnaire dans la technologie de soudage de matériaux différents, en ciblant spécifiquement les défis de longue date de l'assemblage du cuivre (Cu) et de l'aluminium (Al) - une combinaison critique pour des industries telles que la fabrication de batteries de véhicules électriques (VE), l'aérospatiale et l'électronique.
Cet article détaille les solutions de STRION LASER, étayées par des données expérimentales (tableaux 1 à 2), et démontre leur applicabilité industrielle pour obtenir des joints plus solides de plus de 30 % et une conductivité proche de celle du matériau parent.
| Caractéristique | Cu | Al | Effet des différences sur le soudage |
| Point de fusion | 1083 ℃ | 660 ℃ | Lorsque le cuivre est fondu, l'aluminium est sujet à la surchauffe et à la vaporisation, ce qui entraîne un bain de fusion irrégulier. |
| La conductivité thermique | 401 W/m·K (à 20 °C) | 237 W/m·K (à 20 °C) | Le cuivre dissipe rapidement la chaleur et nécessite un apport d'énergie plus élevé pour fondre, ce qui peut facilement conduire à une fusion excessive de l'aluminium. |
| Absorbance laser (infrarouge) | <20% (à 1064 nm) | ~60 % (à 1064 XNUMX nm) | Le cuivre a une réflectivité élevée à la lumière infrarouge et une faible consommation d'énergie |
| Coefficient de dilatation thermique | 16.5×10⁻⁶/℃（à 20℃） | 23.6×10⁻⁶/℃（à 20℃） | La différence de retrait lors du refroidissement est importante et le joint est sujet à la fissuration sous contrainte. |
| Composés intermétalliques | Résultat en phase croustillante CuAl₂、Cu₉Al₄ | - | Lorsque l'épaisseur de la couche de composé dépasse 5 µm, la ténacité du joint diminue considérablement |
Tableau 1 Difficultés dues aux caractéristiques des matériaux
Tableau 2 Taux d'absorption de différents matériaux
Technologie de prétraitement de surface
Texturation de surface du cuivre : la gravure laser forme des rainures de niveau micrométrique (profondeur 5 à 10 µm), ce qui augmente la surface de mouillage de l'aluminium fondu et augmente la force de liaison de 30 %.
Cuivrage sur surface d'aluminium : Une couche de cuivre de 5 à 10 μm est formée sur la surface de l'aluminium par électroplacage ou par dépôt chimique en phase vapeur afin d'atténuer la réaction violente provoquée par le contact direct entre le cuivre et l'aluminium.
Sélection de longueur d'onde
Laser bleu (450 nm) : forte absorption du cuivre, convient au soudage de feuilles de cuivre et d'aluminium d'une épaisseur ≤ 2 mm (comme les languettes de batterie).
Laser vert (532 nm) : compromis d'absorption cuivre-aluminium, adapté au soudage d'épaisseur moyenne (2 à 5 mm).
Laser composite (lumière bleue + lumière infrarouge) : la lumière bleue chauffe le cuivre, la lumière infrarouge chauffe l'aluminium, et une fusion synchrone est réalisée.
La couche intermédiaire introduit la technologie
Nano-revêtement : La nanocouche de graphène (épaisseur < 10 nm) est déposée sur la surface du cuivre, ce qui peut inhiber la diffusion des atomes de cuivre et augmenter le taux d'absorption laser de 15 à 20 %.
La percée de STRION LASER dans le domaine du soudage dissemblable cuivre-aluminium établit une nouvelle référence en matière de précision et de fiabilité dans l'assemblage multi-matériaux.
Alors que les industries exigent de plus en plus de matériaux hybrides légers et à haute conductivité (par exemple, les barres omnibus Cu-Al dans les véhicules électriques), la technologie STRION LASER ouvre la voie à une production de masse avec une qualité reproductible. Les futurs travaux de R&D se concentreront sur les systèmes de surveillance en temps réel et l'optimisation des paramètres par l'IA afin d'affiner encore davantage l'intégrité des soudures.
