الیکٹرک گاڑیوں میں استعمال ہونے والی بیٹریوں کی تیاری میں، تانبے کے مواد کو تیز رفتاری سے اور بغیر چھڑکائے ویلڈنگ کرنے کی ضرورت ہے۔ 1000 nm کے قریب طول موج کے ساتھ انفراریڈ لیزر عام طور پر استعمال کیے جاتے ہیں، تاہم، یہ تانبے کے مواد کو ویلڈنگ کے لیے دو اہم چیلنج پیش کرتا ہے: کم توانائی جذب اور عمل میں عدم استحکام۔ تانبے کے مواد کے ذریعہ اورکت لیزر روشنی کا جذب درجہ حرارت کے ساتھ بڑھتا ہے۔ جب ایک اعلی طاقت والا IR لیزر تانبے کی سطح کو روشن کرتا ہے، تو چھوٹے سوراخوں کی تشکیل کے بعد تانبے کی سطح کی توانائی جذب کرنے کی شرح اچانک بڑھ جاتی ہے۔ سوراخ غیر مستحکم ہیں اور چھڑکنا آسانی سے بن جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، کیونکہ اورکت لیزر کی طاقت بڑی ہو گی، یہ لیزر کو نقصان پہنچا دے گا. تانبے کے مواد کے ذریعے نیلے رنگ کے لیزر کا جذب تقریباً 60 فیصد ہے، جو IR لیزر کے مقابلے میں بہت زیادہ موثر ہے۔ تانبے کی پروسیسنگ کے لیے نیلے ڈایڈڈ لیزرز کی فزیبلٹی کی اطلاع کچھ ادب میں دی گئی ہے۔ بلیو لیزر تانبے کے ورقوں یا چادروں کو اعلی کارکردگی اور معیار کے ساتھ ویلڈ کر سکتے ہیں۔ تاہم، نیلے لیزر کی لاگت NIR لیزر سے بہت زیادہ ہے اور زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ پاور 2000 W تک محدود ہے۔ کم IR لیزر انرجی جذب، غیر مستحکم عمل، اور بلیو لیزر کی کم آؤٹ پٹ پاور کی خامیوں کو یکجا کرتے ہوئے، ہم تجویز کر سکتے ہیں۔ بلیو-IR جامع لیزر ویلڈنگ کا عمل۔ ویلڈنگ کے اس عمل میں، ہم سب سے پہلے بنیادی مواد کی سطح کو نیلے رنگ کے لیزر کے ساتھ زیادہ جذب کر سکتے ہیں، اور پھر ایک اورکت لیزر کے ساتھ پگھلے ہوئے تالاب کی گہرائی کو بڑھا سکتے ہیں۔ یانگ وغیرہ۔ تجربات اور عددی نقالی کی بنیاد پر 3 ملی میٹر موٹی تانبے کی پلیٹ کے قریب نیلے اورکت جامع لیزر ویلڈنگ کی چھان بین کی۔ سب سے پہلے، تانبے کی پلیٹ کو کم طاقت والے نیلے رنگ کے لیزر سے گرم کیا جاتا تھا، اور پھر ایک اعلیٰ طاقت والے انفراریڈ لیزر نے پلیٹ کی اعلیٰ درجہ حرارت کی سطح کو ایک گہرا چھوٹا سوراخ بنا دیا تھا۔ Fujio et al. ایک نیلے اورکت لیزر جامع ویلڈنگ کا نظام تیار کیا اور پتہ چلا کہ ہائبرڈ لیزر کی ویلڈنگ کی کارکردگی اورکت لیزر کے مقابلے میں 1.45 گنا زیادہ ہے۔ Kaneko et al. پگھلے ہوئے تالاب اور چھوٹے سوراخوں کو بڑا کرنے اور اندرونی تھرمل کنویکشن کو مستحکم کرنے کے لیے ایک سماکشیل مرکب نیلے اورکت لیزر کا استعمال کیا۔ جامع نیلے اورکت لیزر ویلڈنگ میں، لیزر توانائی کا جذب نہ صرف ویلڈنگ کے عمل کے استحکام کو بلکہ سامان کی سروس کی زندگی کو بھی متاثر کرتا ہے۔ اگر نیلے لیزر کی نمائش کے بعد تانبے کی سطح کا درجہ حرارت کم ہو تو، تانبے کی سطح سے منعکس ہونے والی IR لیزر توانائی زیادہ ہوتی ہے، جو لیزر کے سر کو نقصان پہنچا سکتی ہے۔
Fujio، S et al. نیلی روشنی کے سیمی کنڈکٹر لیزر کو پری ہیٹنگ لائٹ سورس کے طور پر اور سنگل موڈ فائبر لیزر کو ویلڈنگ لائٹ سورس کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ایک کمپوزٹ لیزر سسٹم کی تحقیق اور ترقی کی۔ ویلڈنگ کے ٹیسٹ 2.5 × 3 پر کئے گئے۔{4}} × 50 ملی میٹر تانبے کی تاروں کو اس جامع لیزر سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے۔ تصویر 1 خالص تانبے کے پگھلنے اور ٹھوس ہونے کی حرکیات کو دکھاتا ہے جسے تیز رفتار کیمرے سے {{10}.1، 0.2، اور 0.3 s پر لیا گیا ہے۔ (a) جامع لیزر اور (b) سنگل موڈ فائبر لیزر کے تحت۔ 1 کلو واٹ کی آؤٹ پٹ پاور کے ساتھ سنگل موڈ فائبر لیزر کے لیے، تانبے کا پگھلنا تقریباً 0.3 سیکنڈ سے شروع ہوتا ہے۔ سنگل موڈ فائبر لیزر کے پگھلنے والے حرکیات کو تصویر 2.1.2 میں دکھایا گیا ہے۔ دوسری طرف، 1 کلو واٹ کی آؤٹ پٹ پاور کے ساتھ سنگل موڈ فائبر لیزر اور 200 ڈبلیو کی آؤٹ پٹ پاور کے ساتھ بلیو ڈائیوڈ لیزر کے ساتھ ہائبرڈ لیزر کے لیے، تانبے کا پگھلنا 0.2 سیکنڈ سے شروع ہوتا ہے۔ لہذا، جیسا کہ تصویر 2 میں دکھایا گیا ہے، تانبے کا پگھلنے والا حجم ہائبرڈ لیزر میں سنگل موڈ فائبر لیزر کے مقابلے میں بڑا ہو جاتا ہے۔
بلیو ڈائیوڈ لیزر کے ساتھ پہلے سے گرم ہونے کی وجہ سے، تانبے کا درجہ حرارت تقریباً 800 ڈگری تک بڑھ جاتا ہے۔ تانبے کا درجہ حرارت تقریباً 1.5 ڈگری ایف (0.5 ڈگری ایف) تک بڑھ جاتا ہے۔ درجہ حرارت میں اضافہ فائبر لیزر میں تانبے کے آپٹیکل جذب میں مقامی اضافہ کا باعث بنتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، جامع لیزر سنگل موڈ فائبر لیزر سے زیادہ تانبے کے پگھلنے والی مقدار کو حاصل کرتا ہے۔ لہذا، یہ نتیجہ اخذ کیا گیا ہے کہ نیلے ڈائیوڈ لیزر کو پہلے سے گرم کرنے سے، سنگل موڈ فائبر لیزر میں تانبے کی روشنی جذب ہوتی ہے اور ویلڈنگ کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔
وو وغیرہ۔ 0.5 ملی میٹر کی موٹائی والے تانبے کے مواد کے لیے ایک سماکشیل کمپوزٹ بلیو لائٹ انفراریڈ لیزر ویلڈنگ کا عمل استعمال کیا، ایک نیا بلیو لائٹ انفراریڈ لیزر ہیٹ سورس ماڈل قائم کیا، اور پگھلے ہوئے تالاب کے متحرک رویے کو عددی طور پر نقل کیا اور ورچوئل میش ریفائنمنٹ طریقہ کے ساتھ ملا کر لیزر انرجی جذب۔ بلیو لیزر ویلڈنگ کے مقابلے میں، زیادہ سے زیادہ پگھلنے کا درجہ حرارت اور سماکشیل کمپوزٹ بلیو-IR لیزر ویلڈنگ کی رفتار میں زیادہ اتار چڑھاؤ آتا ہے، اور مجموعی لیزر توانائی کی کارکردگی کم ہے، لیکن اچھی ویلڈز پھر بھی حاصل کی جا سکتی ہیں۔ اورکت لیزر ویلڈنگ کے مقابلے میں، کواکسیئل کمپوزٹ بلیو-IR لیزر ویلڈنگ میں، بلیو لیزر نے انفراریڈ لیزر کی توانائی کی کارکردگی کو بہتر اور مستحکم کیا۔
بلیو لیزر پاور کے {{{{10}}}}} W، IR لیزر پاور کے 1400 W، اور 1.2 m/min ویلڈنگ کی رفتار کے ساتھ ایک نیا سمولیشن کو ایکسیل کمپوزٹ سے دوبارہ شروع کیا گیا تھا۔ بلیو-IR لیزر ویلڈنگ کیس t=0.1 s پر۔ نیا تخروپن تصویر 3(a) میں دکھایا گیا ہے۔ جیسا کہ تصویر 3(a) میں دکھایا گیا ہے، صرف ایک چھوٹا سا پگھلا ہوا تالاب بنتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ پگھلنے کا درجہ حرارت 1798 K ہے اور زیادہ سے زیادہ پگھلنے کی رفتار 0.11 m/s ہے۔ جیسا کہ تصویر 3(b) میں دکھایا گیا ہے، جذب شدہ IR لیزر پاور اور کارکردگی بالترتیب 190.4 W اور 13.60% ہیں، t=0.232 s کے بعد۔ IR لیزر کی طاقت اور ویلڈیڈ مواد کی کارکردگی کو بھی تصویر 3(c) میں دکھایا گیا ہے۔ IR لیزر ویلڈنگ کے مقابلے میں، سماکشی کمپوزٹ بلیو-IR لیزر ویلڈنگ کی IR لیزر توانائی کی کارکردگی میں 16.99% اضافہ ہوا، اور کل لیزر توانائی کی کارکردگی میں 165.22% اضافہ ہوا۔ جیسا کہ تصویر 3(c) میں دکھایا گیا ہے، سماکشی جامع بلیو لائٹ-IR لیزر ویلڈنگ اور IR لیزر ویلڈنگ میں IR لیزر کی افادیت کے معیاری انحراف بالترتیب 0.014% اور 0.215% تھے۔ یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ بلیو لیزر جامع بلیو-IR لیزر ویلڈنگ میں انفراریڈ لیزر کی توانائی کی کارکردگی کو بہتر اور مستحکم کرتا ہے۔
نیلی روشنی کی لاگت کے ساتھ ساتھ زیادہ سے زیادہ طاقت کی حد اور انفراریڈ لیزر توانائی جذب کرنے کی شرح کی کوتاہیوں کو دیکھتے ہوئے اور یہ عمل غیر مستحکم ہے، ایک نیلی روشنی سرخ روشنی جامع لیزر ویلڈنگ کا عمل تجویز کیا گیا ہے۔ مواد کو پہلے سے گرم کرنے کے لیے نیلی روشنی کی اعلی جذب کی شرح، سرخ روشنی کے جذب کی شرح میں اضافہ حاصل کرنے کے لیے، اور اسی وقت، فائبر لیزر کے مقابلے نیلی روشنی کی طاقت کی کثافت کی وجہ سے، اس کا احساس کیا جا سکتا ہے۔ مستحکم حرارت کی ترسیل کی ویلڈنگ اور گہری پگھلنے والی ویلڈنگ کو یکجا کرنے کے لئے، اعلی اینٹی اللویز (ایلومینیم، کاپر) کی اعلی کارکردگی والی ویلڈنگ کو حاصل کرنے کے لیے۔
