По време на производствения процес на батерии, използвани в електрически превозни средства, медните материали трябва да се заваряват при високи скорости и без пръски. Обикновено се използват инфрачервени лазери с дължини на вълните, близки до 1000 nm, но това представлява две основни предизвикателства за заваряване на медни материали: ниска абсорбция на енергия и нестабилност на процеса. Абсорбцията на инфрачервена лазерна светлина от медни материали се увеличава с температурата. Когато високомощен IR лазер облъчи медна повърхност, скоростта на поглъщане на енергия от медната повърхност внезапно се увеличава след образуването на малки дупки; дупките са нестабилни и лесно се образуват пръски. В същото време, тъй като мощността на инфрачервения лазер ще бъде голяма, това ще доведе до повреда на лазера. Абсорбцията на синия лазер от медния материал е около 60%, което е много по-ефективно от това на IR лазера. Осъществимостта на сини диодни лазери за обработка на мед е докладвана в известна литература. Сините лазери могат да заваряват медно фолио или листове с висока ефективност и качество. Въпреки това цената на сините лазери е много по-висока от тази на NIR лазерите и максималната изходна мощност е ограничена до 2000 W. Комбинирайки недостатъците на ниското поглъщане на енергия на IR лазера, нестабилния процес и ниската изходна мощност на синия лазер, можем да предложим синьо-IR композитен лазерен процес на заваряване. В този процес на заваряване можем първо да разтопим повърхността на основния материал със син лазер с висока абсорбция и след това да увеличим дълбочината на разтопения басейн с инфрачервен лазер.Yang et al. изследва почти синьо-инфрачервеното композитно лазерно заваряване на медна плоча с дебелина 3 mm въз основа на експерименти и числени симулации; първо, медната плоча се нагрява със син лазер с ниска мощност, а след това инфрачервен лазер с висока мощност облъчва високотемпературната повърхност на плочата, за да образува дълбока малка дупка. Fujio et al. разработиха система за композитно заваряване на син инфрачервен лазер и установиха, че ефективността на заваряване на хибридния лазер е 1,45 пъти по-висока от тази на инфрачервения лазер. Kaneko et al. използва коаксиален композитен синьо-инфрачервен лазер, за да разшири разтопения басейн и малки дупки и да стабилизира вътрешната термична конвекция. При композитно синьо-инфрачервено лазерно заваряване поглъщането на лазерна енергия влияе не само върху стабилността на процеса на заваряване, но и върху експлоатационния живот на оборудването. Ако температурата на медната повърхност е ниска след излагане на синия лазер, IR лазерната енергия, отразена от медната повърхност, е висока, което може да повреди лазерната глава.
Fujio, S et al. разработи композитна лазерна система, използваща син полупроводников лазер като източник на предварително нагряване и едномодов оптичен лазер като източник на заваряване. Тестовете за заваряване бяха извършени на 2,5 × 3.0 × 50 mm медни проводници с помощта на тази композитна лазерна система. Фиг. 1 показва кинетиката на топене и втвърдяване на чиста мед, заснета с високоскоростна камера при 0.1, 0.2 и 0.3 s под (а) композитен лазер и (б) едномодов оптичен лазер. За едномодов оптичен лазер с изходна мощност от 1 kW, топенето на медта започва от около 0.3 s. Кинетиката на топене на едномодов оптичен лазер е показана на фиг. 2.1.2. От друга страна, за хибриден лазер с едномодов оптичен лазер с изходна мощност 1 kW и син диоден лазер с изходна мощност 200 W, топенето на медта започва от 0,2 секунди. Следователно, както е показано на фиг. 2, обемът на топене на медта става по-голям в хибридния лазер, отколкото в едномодовия лазер с влакна.
Поради предварителното загряване със синия диоден лазер, температурата на медта се повишава до около 800 градуса. Температурата на медта се повишава до около 1,5 градуса F (0,5 градуса F). Повишаването на температурата води до локално увеличаване на оптичната абсорбция на медта във влакнестия лазер. В същото време композитният лазер получава по-голям обем на топене на мед от едномодовия лазер с влакна. Следователно се заключава, че чрез предварително нагряване на синия диоден лазер, абсорбцията на светлина от медта към едномодовия лазер с влакна се увеличава и ефективността на заваряване се подобрява.
Wu и др. разработи нов модел на топлинен източник на синя светлина-инфрачервен лазер за медни материали с дебелина 0.5 mm чрез използване на коаксиален композитен процес на заваряване на синя светлина-инфрачервен лазер и числено симулира динамичното поведение на разтопения басейн и лазерно поглъщане на енергия чрез комбиниране с метода за усъвършенстване на виртуалната мрежа. В сравнение със синьото лазерно заваряване, максималната температура на топене и скоростта на коаксиалното композитно синьо-IR лазерно заваряване се колебаят повече и общата лазерна енергийна ефективност е по-ниска, но все пак могат да се получат добри заварки. В сравнение с инфрачервеното лазерно заваряване, при коаксиално композитно синьо-IR лазерно заваряване, синият лазер подобрява и стабилизира енергийната ефективност на инфрачервения лазер.
От коаксиален композитен синьо-IR лазерен корпус за заваряване при t=0.1 s. Новата симулация е показана на фиг. 3(a). Както е показано на Фиг. 3(а), образува се само малък разтопен басейн. Максималната температура на топене е 1798 K, а максималната скорост на топене е 0,11 m/s. Както е показано на Фиг. 3(b), абсорбираната IR лазерна мощност и ефективност са съответно 190,4 W и 13,60%, след t=0.232 s. IR лазерната мощност и ефективността на заварения материал също са показани на Фиг. 3(c). В сравнение с IR лазерното заваряване, IR лазерната енергийна ефективност на коаксиалното композитно синьо-IR лазерно заваряване е увеличена с 16,99%, а общата лазерна енергийна ефективност е увеличена със 165,22%. Както е показано на фиг. 3(c), стандартните отклонения на ефективността на IR лазера при коаксиално композитно заваряване със синя светлина-IR лазер и IR лазерно заваряване са съответно 0,014% и 0,215%. Може да се заключи, че синият лазер подобрява и стабилизира енергийната ефективност на инфрачервения лазер при композитно синьо-IR лазерно заваряване.
С оглед на цената, както и ограничението на максималната мощност на синята светлина и недостатъците на ниското поглъщане на енергия на инфрачервения лазер и нестабилността на процеса, беше предложен композитен процес на синьо-червено лазерно заваряване. Чрез предварително загряване на материала с висока степен на абсорбция на синя светлина, като по този начин се постига повишаване на степента на абсорбция на червена светлина и в същото време, поради малката плътност на мощността на синята светлина в сравнение с фибролазера, е възможно да се реализира комбинацията от заваряване със стабилна топлопроводимост и заваряване с дълбоко топене за постигане на ефективно заваряване на силно антикорозионни сплави (алуминий, мед).
