베어 구리 버스바 레이저 절단 기술 분석: 원리, 장점 및 공정 최적화

 

전력 시스템의 핵심 전도성 재료인 나동 버스바는 송전 및 변전 장비, 고전압 및 저전압 전기 제품, 모터 권선에 널리 사용됩니다. 성능 요구 사항에는 우수한 전도성과 기계적 강도뿐만 아니라 가공 정확도 및 표면 품질에 대한 엄격한 기준도 포함됩니다. 펀칭 및 드로잉과 같은 전통적인 가공 기술에는 버 잔류물, 응력 집중 및 긴 가공 주기 등의 문제가 있어 전도성 부품에 대한 고급 장비의 정밀도 요구 사항을 충족하기 어렵습니다-. 비접촉식 처리 특성을 지닌 레이저 절단 기술은-순구리 버스바의 고정밀 처리를 위한 혁신적인 솔루션을 제공합니다.-

 

 

 

 

 

(I) 기술원리
레이저 절단은{0}}고출력 밀도 레이저 빔(에너지 밀도가 10⁶ W/cm² 이상에 도달할 수 있음)에 초점을 맞춰 Copper BusBar의 표면 재료를 기화 온도(약 2567도)로 순간적으로 가열하여 작은 기화 구멍을 형성합니다. 동시에, 빔과 동축에 있는 고압-보조 가스(예: 질소 또는 산소)가 용융 금속 잔류물을 날려버리고 레이저 헤드가 미리 설정된 궤적을 따라 이동하면서 연속 절단이 이루어집니다. 이 프로세스는 열 전도, 기화 단계 변화 및 공기 흐름 역학을 결합하여 밀리미터-수준에서 마이크론-수준의 정밀 처리를 달성합니다.

(II) 공정 특성
응력-없는 가공: 비-기계적 접촉 절단은 기존 펀칭 및 전단 공정의 잔류 기계적 응력을 방지하고 전기 버스 바의 내부 조직 구조의 안정성을 보장하며 특히 정밀 전기 부품의 연결 요구 사항에 적합합니다.

초정밀 가장자리 품질: 절단 가장자리 거칠기는 버, 박리 및 기타 결함 없이 12.5μm 이하의 Ra에 도달할 수 있어 후속 연삭 공정이 줄어들고 단열 포장 요구 사항을 직접 충족할 수 있습니다.

Complex shape adaptability: Supports arbitrary two-dimensional and three-dimensional trajectory cutting, and can process ultra-thin row materials and special-shaped structures with a width-to-thickness ratio of >10, 기존 금형 가공의 형상 제한을 극복합니다.

 

 

 

 

(I) 고반사 소재 가공에 대한 대책-
구리는 높은 반사율(1μm 파장 레이저의 흡수율)이 특징입니다.<5%) and high thermal conductivity (401 W/(m・K)), which easily leads to laser energy attenuation and thermal deformation. Stable cutting is achieved through the following technical improvements:

반사 방지-고반사- 광학 경로 설계: 완전히 밀폐된 광학 경로 시스템과 다중{2}}층 유전체 필름 렌즈를 채택하여 광학 부품에 대한 반사광의 손상을 줄이고 에너지 출력의 안정성을 보장합니다.

Energy modulation technology: combining pulsed laser and waveform optimization algorithm, through peak power increase (>10kW) 및 펄스 폭 제어(10-100μs)는 재료 반사 임계값을 빠르게 돌파하고 효율적인 기화를 달성합니다.

(II) 공정 매개변수의 조정된 제어
절단 속도 매칭: 플레이트의 두께(0.5-30mm)에 따라 속도(0.5-5m/min)를 동적으로 조정하여 너무 빠른 속도로 인한 슬래그 잔류물이나 너무 느린 속도로 인한 열 변형을 방지합니다.

가스 압력 최적화: 슬래그의 적시 배출을 보장하고 산화 반응을 억제하기 위해 0.5- 2MPa 고압-압력 보조 가스를 사용합니다(질소 보호 사용 시 산화층 두께가 10μm 미만).

 

 

성과 지표	레이저 절단	전통적인 펀칭 및 전단	전기{0}}스파크 가공
치수 정확도	±0.1mm	±0.5mm	±0.05mm
표면 거칠기	Ra 12.5μm 이하	Ra 25μm 이상	Ra 6.3μm 이하
자재 활용률	＞95%	70%-85%	85%-90%
처리 효율성	50-200 조각/시간	10-30 조각/시간	20-50 조각/시간
복잡한 형상에 대한 적응성	훌륭한	가난한	좋은

 

레이저 커팅 기술은 기존 공정에 비해 무형 생산을 통해 금형 비용을 절감하고 교정 주기(72시간에서 4시간)를 단축하는 동시에 어닐링, 연삭 등의 보조 공정을 줄여 전체 생산 비용을 30~50% 절감한다. 5G 기지국 및 신에너지 차량과 같은 신흥 분야에서 효율적이고 유연한 처리 기능은 전도성 부품의 통합 설계 공간을 크게 향상시킵니다.

 

 

(I) 공정 관리의 요점
환경 매개변수 모니터링: 처리 환경 온도(20±2도)와 습도(60% RH 이하)를 유지하여 구리 표면 산화가 절단 품질에 영향을 미치는 것을 방지합니다.

온라인 감지 통합:{0}}CCD 시각 시스템을 통해 절단 궤적 편차(정확도 ±0.05mm)를 실시간 모니터링하고 AI 알고리즘과 결합하여 동작 오류를 자동으로 보정합니다.

(II) 기술 진화 방향
초고속 레이저 적용: 펨토초(10⁻1⁵초 수준) 레이저 기술은 "냉간 가공"을 달성하고 열 영향 영역(<50μm)을 크게 줄이고 초박형 버스바(<0.1mm)의 가공 신뢰성을-향상시킬 수 있습니다.

지능형 생산 라인: 디지털 트윈 기술을 기반으로{0}}절단 매개변수의 자체 최적화와 장비 상태의 예측 유지 관리가 실현되고 처리 효율성이 20% 이상 향상됩니다.

 

 

 

 

레이저 절단 기술이 주류 선택이 되었습니다.벌거벗은 구리 부스바정밀도, 유연성 및 효율성으로 인해 처리됩니다. 고출력 광섬유 레이저 및 지능형 제어 알고리즘의 지속적인 혁신을 통해 이 기술은 신에너지, 고급 장비 제조 및 기타 분야에 계속 적용되고 전도성 재료의 고정밀도 및 친환경성을 향한 가공을 촉진할 것입니다. 업계 참가자들은 지속적으로 증가하는 시장 수요에 대처하기 위해 프로세스 매개변수를 지속적으로 최적화하고 장비 통합 혁신을 강화해야 합니다.{4}}