Ved produksjon av batterier som brukes i elektriske kjøretøy, må kobbermaterialer sveises i høye hastigheter og uten sprut. Infrarøde lasere med bølgelengder nær 1000 nm brukes vanligvis, men dette gir to hovedutfordringer for sveising av kobbermaterialer: lav energiabsorpsjon og prosessustabilitet. Absorpsjonen av infrarødt laserlys av kobbermaterialer øker med temperaturen. Når en høyeffekts IR-laser bestråler en kobberoverflate, øker energiabsorpsjonshastigheten til kobberoverflaten plutselig etter dannelsen av små hull; hullene er ustabile og sprut dannes lett. På samme tid, fordi kraften til den infrarøde laseren vil være stor, vil den gjøre laseren skadet. Absorpsjonen av den blå laseren av kobbermaterialet er omtrent 60 %, noe som er mye mer effektivt enn IR-laseren. Gjennomførbarheten av blå diodelasere for prosessering av kobber er rapportert i noe litteratur. Blå lasere kan sveise kobberfolier eller plater med høy effektivitet og kvalitet. Imidlertid er kostnadene for blå lasere mye høyere enn for NIR-lasere, og den maksimale utgangseffekten er begrenset til 2000 W. Ved å kombinere ulempene med lav IR-laserenergiabsorpsjon, ustabil prosess og lav utgangseffekt for blå laser, kan vi foreslå en blå-IR kompositt laser sveiseprosess. I denne sveiseprosessen kan vi først smelte overflaten av grunnmaterialet med en blå laser med høy absorpsjon, og deretter øke dybden på det smeltede bassenget med en infrarød laser. Yang et al. undersøkte den nesten blå-infrarøde komposittlasersveisingen av en 3 mm tykk kobberplate basert på eksperimenter og numeriske simuleringer; først ble kobberplaten varmet opp med en blå laser med lav effekt, og deretter bestrålet en høyeffekts infrarød laser overflaten med høy temperatur på platen for å danne et dypt lite hull. Fujio et al. utviklet et blå-infrarød laser kompositt sveisesystem og fant ut at sveiseeffektiviteten til hybridlaseren var 1,45 ganger høyere enn den for den infrarøde laseren. Kaneko et al. brukte en koaksial kompositt blå-infrarød laser for å forstørre det smeltede bassenget og små hull og stabilisere den interne termiske konveksjonen. Ved kompositt blå-infrarød lasersveising påvirker absorpsjonen av laserenergi ikke bare stabiliteten til sveiseprosessen, men også levetiden til utstyret. Hvis temperaturen på kobberoverflaten er lav etter eksponering for den blå laseren, er IR-laserenergien som reflekteres fra kobberoverflaten høy, noe som kan skade laserhodet.
Fujio, S et al. undersøkt og utviklet et sammensatt lasersystem som bruker en blått lys halvlederlaser som forvarmingslyskilde og en enkeltmodus fiberlaser som sveiselyskilde. Sveisetester ble utført på 2,5 × 3,0 × 50 mm kobbertråder ved bruk av dette komposittlasersystemet. Fig. 1 viser smelte- og størkningskinetikken til rent kobber tatt med et høyhastighetskamera ved {{10}}.1, 0.2 og 0.3 s under (a) komposittlaseren og (b) enkeltmodusfiberlaseren. For en enkeltmodus fiberlaser med en utgangseffekt på 1 kW starter smeltingen av kobber fra ca. 0,3 s. Smeltekinetikken til enkeltmodusfiberlaseren er vist i fig. 2.1.2. På den annen side, for en hybridlaser med en enkeltmodus fiberlaser med en utgangseffekt på 1 kW og en blå diodelaser med en utgangseffekt på 200 W, starter smeltingen av kobber fra 0,2 sekunder. Derfor, som vist i fig. 2, blir smeltevolumet av kobber større i hybridlaseren enn i single-mode fiberlaseren.
På grunn av forvarmingen med den blå diodelaseren, stiger temperaturen på kobberet til omtrent 800 grader. Temperaturen på kobberet øker til omtrent 1,5 grader F (0,5 grader F). Økningen i temperatur fører til en lokal økning i den optiske absorpsjonen av kobber i fiberlaseren. Samtidig oppnår komposittlaseren et større kobbersmeltevolum enn single-mode fiberlaseren. Derfor konkluderes det med at ved å forvarme den blå diodelaseren, øker lysabsorpsjonen av kobber til enkeltmodusfiberlaseren og sveiseeffektiviteten øker.
Wu et al. brukte en koaksial kompositt blått lys-infrarød lasersveiseprosess for kobbermaterialer med en tykkelse på 0,5 mm, etablerte en ny blå lys-infrarød laservarmekildemodell og simulerte numerisk den dynamiske oppførselen til det smeltede bassenget og laserenergiabsorpsjon ved å kombinere med den virtuelle mesh-forfiningsmetoden. Sammenlignet med blå lasersveising svinger den maksimale smeltetemperaturen og hastigheten for koaksial kompositt blå-IR lasersveising mer, og den totale laserenergieffektiviteten er lavere, men gode sveiser kan fortsatt oppnås. Sammenlignet med infrarød lasersveising, i koaksial kompositt blå-IR lasersveising, forbedret og stabiliserte den blå laseren energieffektiviteten til den infrarøde laseren.
En ny simulering med {{{{10}}}} W blå lasereffekt, 1400 W IR-lasereffekt og 1,2 m/min sveisehastighet ble startet på nytt fra den koaksiale kompositten blå-IR laser sveisekasse ved t=0,1 s. Den nye simuleringen er vist i fig. 3(a). Som vist i fig. 3(a), dannes bare et lite smeltet basseng. Maksimal smeltetemperatur er 1798 K og maksimal smeltehastighet er 0,11 m/s. Som vist i fig. 3(b), er den absorberte IR-lasereffekten og effektiviteten henholdsvis 190,4 W og 13,60 % etter t=0.232 s. IR-laserkraften og effektiviteten til det sveisede materialet er også vist i fig. 3(c). Sammenlignet med IR-lasersveising ble IR-laserenergieffektiviteten til den koaksiale sammensatte blå-IR-lasersveisingen økt med 16,99 %, og den totale laserenergieffektiviteten ble økt med 165,22 %. Som vist i fig. 3(c), var standardavvikene for IR-lasereffektivitetene i koaksial kompositt blått lys-IR lasersveising og IR lasersveising henholdsvis 0,014 % og 0,215 %. Det kan konkluderes med at den blå laseren forbedrer og stabiliserer energieffektiviteten til den infrarøde laseren ved kompositt blå-IR lasersveising.
Gitt kostnaden for blått lys samt begrensningen av maksimal effekt og manglene ved infrarød laserenergiabsorpsjonshastighet er lav og prosessen er ustabil, foreslås en blålys-rødt lys sammensatt lasersveiseprosess. Den høye absorpsjonshastigheten til blått lys for å forvarme materialet, for å oppnå en økning i absorpsjonshastigheten for rødt lys, og på samme tid, på grunn av krafttettheten til blått lys sammenlignet med fiberlaseren, kan det realiseres å kombinere stabil varmeledningssveising og dypsmeltende sveising, for å oppnå høyeffektiv sveising av høye anti-legeringer (aluminium, kobber).
