في صناعة البطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية، يجب لحام المواد النحاسية بسرعات عالية وبدون تناثر. عادةً ما يتم استخدام أشعة الليزر تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية التي تقترب من 1000 نانومتر، ومع ذلك، فإن هذا يمثل تحديين رئيسيين لحام المواد النحاسية: انخفاض امتصاص الطاقة وعدم استقرار العملية. يزداد امتصاص ضوء الليزر تحت الأحمر بواسطة المواد النحاسية مع ارتفاع درجة الحرارة. عندما يشع ليزر الأشعة تحت الحمراء عالي الطاقة سطحًا نحاسيًا، فإن معدل امتصاص الطاقة لسطح النحاس يزيد فجأة بعد تكوين ثقوب صغيرة؛ الثقوب غير مستقرة ويتشكل التناثر بسهولة. وفي الوقت نفسه، نظرًا لأن قوة الليزر بالأشعة تحت الحمراء ستكون كبيرة، فإنها ستؤدي إلى تلف الليزر. يبلغ امتصاص الليزر الأزرق بواسطة مادة النحاس حوالي 60%، وهو أكثر كفاءة بكثير من ليزر الأشعة تحت الحمراء. تم الإبلاغ عن جدوى استخدام ليزر الصمام الثنائي الأزرق لمعالجة النحاس في بعض الأدبيات. يستطيع الليزر الأزرق لحام رقائق أو صفائح النحاس بكفاءة وجودة عالية. ومع ذلك، فإن تكلفة الليزر الأزرق أعلى بكثير من تكلفة ليزر NIR وتقتصر طاقة الخرج القصوى على 2000 واط. ومن خلال الجمع بين عيوب امتصاص طاقة ليزر الأشعة تحت الحمراء المنخفض، والعملية غير المستقرة، وانخفاض طاقة الخرج لليزر الأزرق، يمكننا أن نقترح عملية لحام بالليزر المركب بالأشعة تحت الحمراء الزرقاء. في عملية اللحام هذه، يمكننا أولاً صهر سطح المادة الأساسية باستخدام ليزر أزرق ذو امتصاص عالي، ومن ثم زيادة عمق البركة المنصهرة باستخدام ليزر الأشعة تحت الحمراء. يانغ وآخرون. التحقيق في اللحام بالليزر المركب بالأشعة تحت الحمراء القريبة من الأشعة تحت الحمراء الزرقاء للوحة نحاسية بسمك 3 مم بناءً على التجارب والمحاكاة العددية ؛ أولاً، تم تسخين اللوحة النحاسية باستخدام ليزر أزرق منخفض الطاقة، ثم قام ليزر الأشعة تحت الحمراء عالي الطاقة بإشعاع سطح اللوحة عالي الحرارة لتشكيل ثقب صغير عميق. فوجيو وآخرون. طور نظام لحام مركب بالليزر بالأشعة تحت الحمراء الزرقاء ووجد أن كفاءة اللحام بالليزر الهجين كانت أعلى بـ 1.45 مرة من الليزر تحت الأحمر. كانيكو وآخرون. استخدم ليزر الأشعة تحت الحمراء الأزرق المركب المحوري لتكبير البركة المنصهرة والثقوب الصغيرة وتثبيت الحمل الحراري الداخلي. في اللحام بالليزر المركب بالأشعة تحت الحمراء الزرقاء، لا يؤثر امتصاص طاقة الليزر على استقرار عملية اللحام فحسب، بل يؤثر أيضًا على عمر خدمة المعدات. إذا كانت درجة حرارة سطح النحاس منخفضة بعد التعرض لليزر الأزرق، فإن طاقة ليزر الأشعة تحت الحمراء المنعكسة من سطح النحاس مرتفعة، مما قد يؤدي إلى تلف رأس الليزر.
فوجيو، S وآخرون. قام بدراسة وتطوير نظام ليزر مركب باستخدام ليزر أشباه الموصلات ذو الضوء الأزرق كمصدر ضوء التسخين المسبق وليزر الألياف أحادي الوضع كمصدر ضوء اللحام. تم إجراء اختبارات اللحام على أسلاك نحاسية مقاس 2.5 × 3.0 × 50 مم باستخدام نظام الليزر المركب هذا. يوضح الشكل 1 حركية ذوبان وتصلب النحاس النقي الذي تم التقاطه بكاميرا عالية السرعة عند {{10}}.1 و0.2 و0.3 ثانية تحت (أ) الليزر المركب و (ب) ليزر الألياف أحادي الوضع. بالنسبة إلى ليزر الألياف أحادي الوضع بقدرة خرج تبلغ 1 كيلووات، يبدأ ذوبان النحاس من حوالي 0.3 ثانية. تظهر حركية ذوبان ليزر الألياف أحادي الوضع في الشكل 2.1.2. من ناحية أخرى، بالنسبة لليزر الهجين المزود بليزر ألياف أحادي الوضع بقدرة خرج قدرها 1 كيلووات وليزر ديود أزرق بقدرة خرج تبلغ 200 وات، يبدأ ذوبان النحاس من 0.2 ثانية. لذلك، كما هو مبين في الشكل 2، يصبح حجم ذوبان النحاس أكبر في الليزر الهجين منه في ليزر الألياف أحادي الوضع.
بسبب التسخين المسبق باستخدام ليزر الصمام الثنائي الأزرق، ترتفع درجة حرارة النحاس إلى حوالي 800 درجة. ترتفع درجة حرارة النحاس إلى حوالي 1.5 درجة فهرنهايت (0.5 درجة فهرنهايت). تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى زيادة محلية في الامتصاص البصري للنحاس في ألياف الليزر. وفي الوقت نفسه، يحصل الليزر المركب على حجم ذوبان نحاس أكبر من ليزر الألياف أحادي الوضع. لذلك، نستنتج أنه عن طريق التسخين المسبق لليزر الثنائي الأزرق، يزداد امتصاص ضوء النحاس إلى ليزر الألياف أحادي الوضع وتزداد كفاءة اللحام.
وو وآخرون. استخدمت عملية لحام بالليزر بالأشعة تحت الحمراء الزرقاء المركبة المحورية للمواد النحاسية بسمك 0.5 مم، وأنشأت نموذجًا جديدًا لمصدر حرارة الليزر بالأشعة تحت الحمراء الزرقاء الخفيفة، ومحاكاة عدديًا للسلوك الديناميكي للمسبح المنصهر و امتصاص طاقة الليزر من خلال دمجها مع طريقة تحسين الشبكة الافتراضية. بالمقارنة مع اللحام بالليزر الأزرق، فإن الحد الأقصى لدرجة حرارة الانصهار وسرعة اللحام بالليزر الأزرق IR المركب المحوري يتقلب أكثر، وتكون كفاءة طاقة الليزر الإجمالية أقل، ولكن لا يزال من الممكن الحصول على اللحامات الجيدة. بالمقارنة مع اللحام بالليزر بالأشعة تحت الحمراء، في اللحام بالليزر الأزرق بالأشعة تحت الحمراء المركب المحوري، قام الليزر الأزرق بتحسين واستقرار كفاءة الطاقة لليزر بالأشعة تحت الحمراء.
تمت إعادة تشغيل محاكاة جديدة باستخدام {{{{10}}}} واط من طاقة الليزر الأزرق، و1400 واط من طاقة الليزر بالأشعة تحت الحمراء، وسرعة اللحام 1.2 م/دقيقة من المركب المحوري حالة لحام بالليزر بالأشعة تحت الحمراء الزرقاء عند t=0.1 ثانية. تظهر المحاكاة الجديدة في الشكل 3 (أ). وكما هو مبين في الشكل 3 (أ)، يتم تشكيل بركة منصهرة صغيرة فقط. أقصى درجة حرارة انصهار هي 1798 كلفن وأقصى سرعة انصهار هي 0.11 م/ث. كما هو مبين في الشكل 3 (ب)، تبلغ قوة وكفاءة ليزر الأشعة تحت الحمراء الممتصة 190.4 واط و13.60%، على التوالي، بعد t=0.232 ثانية. تظهر أيضًا قوة ليزر الأشعة تحت الحمراء وكفاءة المادة الملحومة في الشكل 3 (ج). بالمقارنة مع اللحام بالليزر بالأشعة تحت الحمراء، تمت زيادة كفاءة طاقة ليزر الأشعة تحت الحمراء للحام الليزر الأزرق IR المركب المحوري بنسبة 16.99%، وزاد إجمالي كفاءة طاقة الليزر بنسبة 165.22%. كما هو مبين في الشكل 3 (ج) ، كانت الانحرافات المعيارية لكفاءة ليزر الأشعة تحت الحمراء في لحام الليزر بالأشعة تحت الحمراء للضوء الأزرق المركب المحوري واللحام بالليزر بالأشعة تحت الحمراء 0.014٪ و 0.215٪ على التوالي. يمكن أن نستنتج أن الليزر الأزرق يعمل على تحسين واستقرار كفاءة الطاقة لليزر تحت الأحمر في اللحام بليزر الأشعة تحت الحمراء الأزرق المركب.
نظرًا لتكلفة الضوء الأزرق بالإضافة إلى محدودية الطاقة القصوى وأوجه القصور في معدل امتصاص طاقة الليزر بالأشعة تحت الحمراء منخفض والعملية غير مستقرة، يتم اقتراح عملية لحام بالليزر المركب بالضوء الأزرق والأحمر. معدل امتصاص عالي للضوء الأزرق لتسخين المادة، لتحقيق ارتفاع في معدل امتصاص الضوء الأحمر، وفي الوقت نفسه، نظرًا لأن كثافة طاقة الضوء الأزرق مقارنة بليزر الألياف صغيرة، يمكن تحقيق ذلك للجمع بين اللحام بالتوصيل الحراري المستقر واللحام بالذوبان العميق، لتحقيق اللحام عالي الكفاءة للسبائك المضادة العالية (الألومنيوم والنحاس).
