การเชื่อมทองแดงด้วยเครื่องเชื่อมเลเซอร์เป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันที่ยากที่สุดสำหรับเทคโนโลยีเลเซอร์มาโดยตลอด เนื่องจากทองแดงมีค่าการสะท้อนแสงสูงมากในช่วงคลื่นอินฟราเรดใกล้ (near-infrared) และมีความสามารถในการนำความร้อนได้ดีเยี่ยม เมื่อเครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ที่ทำงานที่ความยาวคลื่นมาตรฐาน 1070 นาโนเมตร ส่องกระทบพื้นผิวทองแดงที่อุณหภูมิห้อง พลังงานที่ตกกระทบอาจถูกสะท้อนกลับออกไปสูงสุดถึง 95 เปอร์เซ็นต์ ทำให้เหลือพลังงานไม่เพียงพอที่จะเริ่มกระบวนการหลอมละลายและสร้างรูแบบคีย์โฮล (keyhole) เครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์รุ่นใหม่สามารถเอาชนะข้อจำกัดนี้ได้ด้วยแนวทางทางเทคโนโลยีหลายประการ รวมถึงลำแสงกำลังสูงเกิน 2,000 วัตต์ ซึ่งสามารถเอาชนะการสะท้อนแสงเริ่มต้นได้โดยการให้ความร้อนกับพื้นผิวทองแดงอย่างรวดเร็วจนถึงจุดหลอมเหลว ซึ่งเมื่อถึงจุดนั้น ค่าการดูดซับพลังงานจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก รูปแบบการสั่นของลำแสง (beam oscillation welding) ที่มีแอมพลิจูด 1–2 มม. และความถี่ 100–300 เฮิร์ตซ์ ได้พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพสูงโดยเฉพาะสำหรับการเชื่อมทองแดง เนื่องจากการเคลื่อนที่แบบสแกนนี้ช่วยให้ความร้อนล่วงหน้าบริเวณรอยเชื่อม และสร้างชั้นดูดซับชั่วคราวที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงาน สำหรับการเชื่อมบัสบาร์ (busbar) ทองแดงที่มีความหนาเกิน 2 มม. แนะนำให้ใช้เครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ที่มีกำลัง 3,000 วัตต์ขึ้นไป เพื่อให้บรรลุการเจาะทะลุอย่างสมบูรณ์ในครั้งเดียว ความสามารถในการเชื่อมบัสบาร์ทองแดงเข้ากับเซลล์แบตเตอรี่ หรือภายในโมดูลกระจายพลังงาน มีความสำคัญยิ่งต่อการประกอบแบตเตอรี่ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความต้านทานไฟฟ้าต่ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการถ่ายโอนพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ การเชื่อมแท็บทองแดง (copper tab welding) สำหรับการประกอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ต้องใช้เครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ที่มีระยะเวลาพัลส์ต่ำกว่า 10 มิลลิวินาที และพลังงานพัลส์ 10–30 จูล ซึ่งจะสร้างรอยเชื่อม (weld nuggets) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1–2 มม. และความลึกการเจาะ 0.3–0.5 มม. โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (heat-affected zone) ที่แคบซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ ช่วยป้องกันความเสียหายจากความร้อนต่อส่วนประกอบของเซลล์แบตเตอรี่ระหว่างการเชื่อมแท็บ จึงรักษาความปลอดภัยของเซลล์และอายุการใช้งาน (cycle life) ไว้ได้ สำหรับการเชื่อมทองแดงที่ต้องใช้วัสดุเสริม (filler material) ระบบป้อนลวดอัตโนมัติสามารถจ่ายลวดเสริมทองแดง หรือโลหะผสมทองแดงด้วยอัตราที่ตั้งโปรแกรมได้ ซึ่งสอดคล้องกับความเร็วในการเคลื่อนที่และกำลังขาออกของเครื่องเชื่อม แหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์รุ่นล่าสุดมีระบบป้องกันการสะท้อนกลับของลำแสง ทำให้สามารถประมวลผลวัสดุที่มีการสะท้อนสูงได้อย่างเชื่อถือได้ โดยไม่มีความเสี่ยงต่อความเสียหายของเลนส์หรืออุปกรณ์ออปติกภายในแหล่งกำเนิดเลเซอร์ การทำความสะอาดพื้นผิวก่อนเชื่อมมีความสำคัญยิ่งต่อทองแดงมากกว่าโลหะส่วนใหญ่ เนื่องจากออกไซด์บนพื้นผิวและสิ่งสกปรกต่างๆ อาจลดการดูดซับพลังงานลงอีก และทำให้เกิดความไม่สม่ำเสมอของความลึกการเชื่อม การแปรงพื้นผิวด้วยวิธีกล หรือการกัดกร่อนด้วยสารเคมี (chemical etching) บนชิ้นงานทองแดงก่อนการเชื่อม จะช่วยเพิ่มความเสถียรของกระบวนการ และลดการเกิดเศษโลหะกระเด็น (spatter) สำหรับทองแดงที่มีความหนาน้อยกว่า 1 มม. ควรใช้การตั้งค่ากำลังต่ำกว่าและเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่ เพื่อป้องกันการสะสมความร้อนซึ่งอาจทำให้วัสดุบิดงอหรือละลายทะลุผ่าน เครื่องเชื่อมเลเซอร์ของเราติดตั้งอุปกรณ์ดูดซับการสะท้อนกลับ (back-reflection absorption devices) ที่ช่วยปกป้องชิ้นส่วนออปติกเมื่อเชื่อมวัสดุที่มีการสะท้อนสูง เช่น ทองแดงและทองเหลือง โปรดติดต่อผู้เชี่ยวชาญด้านการเชื่อมทองแดงของเรา เพื่อหารือเกี่ยวกับการกำหนดค่าเครื่องที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโลหะผสมทองแดงและขนาดความหนาเฉพาะของคุณ