การเชื่อมทองแดงด้วยเครื่องเชื่อมเลเซอร์เป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันที่ยากที่สุดสำหรับเทคโนโลยีเลเซอร์มาโดยตลอด เนื่องจากทองแดงมีค่าการสะท้อนแสงสูงมากในช่วงคลื่นอินฟราเรดใกล้ (near-infrared) และมีความสามารถในการนำความร้อนได้ดีเยี่ยม เมื่อเครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ที่ทำงานที่ความยาวคลื่นมาตรฐาน 1070 นาโนเมตร ส่องกระทบพื้นผิวทองแดงที่อุณหภูมิห้อง พลังงานที่ตกกระทบอาจถูกสะท้อนกลับออกไปสูงสุดถึง 95 เปอร์เซ็นต์ ทำให้เหลือพลังงานไม่เพียงพอที่จะเริ่มกระบวนการหลอมละลายและสร้างหลุมลึก (keyhole) อย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์รุ่นใหม่สามารถเอาชนะข้อจำกัดนี้ได้ด้วยแนวทางทางเทคโนโลยีหลายประการ รวมถึงลำแสงกำลังสูงเกิน 2,000 วัตต์ ซึ่งสามารถเอาชนะการสะท้อนเริ่มต้นได้โดยการให้ความร้อนกับพื้นผิวทองแดงอย่างรวดเร็วจนถึงจุดหลอมเหลว ซึ่งเมื่อถึงจุดนั้น ความสามารถในการดูดซับพลังงานจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก รูปแบบการสั่นของลำแสง (beam oscillation welding) ที่มีแอมพลิจูด 1–2 มม. และความถี่ 100–300 เฮิร์ตซ์ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพสูงโดยเฉพาะสำหรับการเชื่อมทองแดง เนื่องจากการเคลื่อนที่แบบสแกนนี้ช่วยให้ความร้อนล่วงหน้าบริเวณรอยเชื่อม และสร้างชั้นดูดซับชั่วคราวที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงาน สำหรับการเชื่อมบัสบาร์ (busbar) ที่ทำจากทองแดงซึ่งมีความหนาเกิน 2 มม. แนะนำให้ใช้เครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ที่มีกำลัง 3,000 วัตต์ขึ้นไป เพื่อให้บรรลุการเจาะทะลุอย่างสมบูรณ์ในครั้งเดียว ความสามารถในการเชื่อมบัสบาร์ทองแดงเข้ากับเซลล์แบตเตอรี่หรือภายในโมดูลกระจายพลังงานนั้นมีความสำคัญยิ่งต่อการประกอบแบตเตอรี่ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความต้านทานไฟฟ้าต่ำจำเป็นต่อการถ่ายโอนพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ การเชื่อมแท็บทองแดง (copper tab welding) สำหรับการประกอบแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน ต้องใช้เครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ที่มีระยะเวลาพัลส์ต่ำกว่า 10 มิลลิวินาที และพลังงานพัลส์ 10–30 จูล ซึ่งจะสร้างจุดเชื่อม (weld nuggets) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1–2 มม. และความลึกของการเจาะทะลุ 0.3–0.5 มม. ขอบเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (heat-affected zone) ที่แคบซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ ช่วยป้องกันความเสียหายจากความร้อนต่อส่วนประกอบของเซลล์แบตเตอรี่ระหว่างการเชื่อมแท็บ จึงรักษาความปลอดภัยของเซลล์และอายุการใช้งานตามจำนวนรอบการชาร์จ-ปล่อย (cycle life) ไว้ได้ สำหรับการเชื่อมทองแดงที่ต้องใช้วัสดุเสริม (filler material) ระบบป้อนลวดอัตโนมัติสามารถจ่ายลวดเสริมทองแดงหรือโลหะผสมทองแดงด้วยอัตราที่ตั้งโปรแกรมได้ ซึ่งสอดคล้องกับความเร็วในการเคลื่อนที่ของหัวเชื่อมและกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์ แหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์รุ่นล่าสุดมีระบบป้องกันการสะท้อนกลับของลำแสง ทำให้สามารถประมวลผลวัสดุที่สะท้อนแสงสูงได้อย่างเชื่อถือได้ โดยไม่มีความเสี่ยงต่อความเสียหายของเลนส์ออปติกภายในแหล่งกำเนิดเลเซอร์ การทำความสะอาดพื้นผิวก่อนเชื่อมมีความสำคัญยิ่งต่อทองแดงมากกว่าโลหะส่วนใหญ่ เนื่องจากออกไซด์บนพื้นผิวและสิ่งสกปรกต่าง ๆ อาจลดการดูดซับพลังงานลงอีก และทำให้เกิดความไม่สม่ำเสมอของความลึกในการเชื่อม ดังนั้น การขัดพื้นผิวด้วยแปรงแบบกลไก หรือการกัดกร่อนด้วยสารเคมี (chemical etching) ชิ้นงานทองแดงก่อนการเชื่อม จะช่วยเพิ่มความเสถียรของกระบวนการและลดการเกิดเศษโลหะกระเด็น (spatter) สำหรับทองแดงที่มีความหนาน้อยกว่า 1 มม. ควรใช้การตั้งค่ากำลังต่ำและเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่ เพื่อป้องกันการสะสมความร้อนซึ่งอาจทำให้วัสดุบิดงอหรือละลายทะลุได้ เครื่องเชื่อมเลเซอร์ของเราติดตั้งอุปกรณ์ดูดซับการสะท้อนกลับ (back-reflection absorption devices) ที่ช่วยปกป้องชิ้นส่วนออปติกเมื่อเชื่อมวัสดุที่สะท้อนแสงสูง เช่น ทองแดงและทองเหลือง โปรดติดต่อผู้เชี่ยวชาญด้านการเชื่อมทองแดงของเรา เพื่อหารือเกี่ยวกับการกำหนดค่าเครื่องที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโลหะผสมทองแดงและข้อกำหนดด้านความหนาเฉพาะของคุณ