レーザー溶接機を用いた銅の溶接は、歴史的に見て、近赤外波長域における銅の極めて高い反射率と優れた熱伝導性という理由から、レーザー技術において最も困難な応用分野の一つでした。標準的な1070nm波長で動作するファイバーレーザー溶接機のビームが常温の銅表面に照射されると、入射エネルギーの最大95％が反射してしまい、溶融およびキーホール形成を開始するのに十分なエネルギーが得られません。現代のファイバーレーザー溶接機は、2,000ワットを超える高出力ビームを用いて、銅表面を迅速に溶点まで加熱し、その時点で吸収率が劇的に上昇させることで、この制限を克服しています。また、振幅1～2mm、周波数100～300Hzのビーム振動溶接パターンは、特に銅溶接において非常に効果的であることが実証されています。これは、スキャン運動によって溶接部を事前に加熱し、一時的な吸収層を形成することでエネルギー結合効率を高めるためです。電気バスバーの溶接において、銅の厚さが2mmを超える場合は、単パスで完全貫通を達成するために、3,000ワット以上の出力を持つファイバーレーザー溶接機が推奨されます。電気自動車（EV）のバッテリー組立工程では、銅製バスバーをバッテリーセルや電力分配モジュール内に溶接する能力が極めて重要であり、これは効率的な電力伝送のために低電気抵抗が不可欠であるためです。リチウムイオン電池組立における銅タブ溶接には、パルス持続時間10ミリ秒未満、パルスエネルギー10～30ジュールのファイバーレーザー溶接機が必要で、これにより直径1～2mm、貫通深さ0.3～0.5mmの溶接ナゲットが形成されます。ファイバーレーザー溶接特有の狭い熱影響部（HAZ）は、タブ溶接時のバッテリーセル部品への熱的損傷を防ぎ、セルの安全性およびサイクル寿命を維持します。フィラー材を必要とする銅溶接用途では、自動ワイヤ供給システムを用いて、走行速度および出力に同期したプログラム可能な供給速度で銅または銅合金製フィラー線を供給できます。最新世代のファイバーレーザー光源は、ビーム反射に対して保護されており、レーザー光源の光学系を損傷するリスクを伴わずに、高反射性材料の信頼性の高い加工が可能です。銅の溶接前清掃は、他のほとんどの金属と比較してさらに重要です。これは、表面の酸化膜や不純物がエネルギー吸収をさらに低下させ、溶接貫通のばらつきを引き起こす可能性があるためです。溶接前の銅ワークピースに対して機械的ブラッシングまたは化学エッチングを行うことで、プロセスの安定性が向上し、スパッタ発生が低減されます。銅の厚さが1mm未満の場合、低出力設定および高速走行により、材料の反りや貫通（メルトスルー）を引き起こす熱の蓄積を防止できます。当社のレーザー溶接機には、銅や真鍮などの高反射性材料の溶接時に光学部品を保護するための後方反射吸収装置が装備されています。お客様の特定の銅合金および厚さ要件に最適化された機器構成について、当社の銅溶接専門家までお気軽にお問い合わせください。