الیکٹرک گاڑیوں میں استعمال ہونے والی بیٹریوں کے مینوفیکچرنگ کے عمل کے دوران، تانبے کے مواد کو تیز رفتاری سے اور بغیر چھینٹے کے ویلڈنگ کرنے کی ضرورت ہوتی 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 رنگ کے لیزرز کی لاگت NIR لیزر کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے اور زیادہ سے زیادہ آؤٹ پٹ پاور 2000 W تک محدود ہے۔ کم IR لیزر توانائی کے جذب، غیر مستحکم عمل اور نیلے 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 ایٹ ال۔ 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 گیا، اور پھر ایک اعلیٰ طاقت والے انفراریڈ لیزر نے پلیٹ کی اعلیٰ درجہ حرارت کی سطح کو ایک گہرا چھوٹا سوراخ بنانے کے لیے روشن کیا۔ ایک بلیو-انفراریڈ لیزر کمپوزٹ ویلڈنگ سسٹم تیار کیا اور پتہ چلا کہ ہائبرڈ لیزر کی ویلڈنگ کی کارکردگی انفراریڈ 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 متاثر کرتا ہے بلکہ سامان کی سروس لائف 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. پہلے سے گرم کرنے والے ماخذ کے طور پر نیلے سیمی کنڈکٹر لیزر اور ویلڈنگ کے ذریعہ کے طور پر سنگل موڈ فائبر لیزر کا استعمال کرتے ہوئے ایک جامع لیزر سسٹم تیار کیا۔ اس جامع لیزر سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے ویلڈنگ ٹیسٹ 2.5 × 3۔{3}} × 50 ملی میٹر تانبے کی تاروں پر کیے گئے۔ تصویر 1 خالص تانبے کے پگھلنے اور ٹھوس ہونے کی حرکیات کو دکھاتا ہے جو ایک تیز رفتار کیمرے کے ساتھ 0.1، 0.2، اور 0.3 سیکنڈ (a) کے تحت پکڑا گیا ہے۔ جامع لیزر اور (b) سنگل موڈ فائبر لیزر۔ 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 ڈایڈڈ لیزر کو پہلے سے گرم کرنے سے، سنگل موڈ فائبر لیزر میں تانبے کی روشنی جذب ہوتی ہے اور ویلڈنگ کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔
وو وغیرہ۔ سماکشیل کمپوزٹ بلیو لائٹ انفراریڈ لیزر ویلڈنگ کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے تانبے کے مواد کے لیے ایک نیا نیلی روشنی-انفراریڈ لیزر ہیٹ سورس ماڈل تیار کیا جس کی موٹائی 0.5 ملی میٹر ہے، 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۔
نیلی لیزر پاور کے {{{{10}}}}} W، 1400 W IR لیزر پاور، اور 1.2 m/min کی ویلڈنگ کی رفتار کے ساتھ ایک نیا سمولیشن دوبارہ شروع کیا گیا تھا۔ کواکسیئل کمپوزٹ 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۔
لاگت کے ساتھ ساتھ نیلی روشنی کی زیادہ سے زیادہ طاقت کی حد اور انفراریڈ لیزر کی کم توانائی جذب اور عمل میں عدم استحکام کی خرابیوں کے پیش نظر، ایک جامع نیلے سرخ لیزر ویلڈنگ کا عمل تجویز کیا گیا تھا۔ نیلی روشنی کے اعلی جذب کی شرح کے ساتھ مواد کو پہلے سے گرم کرنے سے، اس طرح سرخ روشنی کے جذب کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے، اور ساتھ ہی، فائبر لیزر کے مقابلے نیلی روشنی کی کم طاقت کی کثافت کی وجہ سے، یہ احساس کرنا ممکن ہے۔ مستحکم حرارت کی ترسیل کی ویلڈنگ اور گہری پگھلنے والی ویلڈنگ کا امتزاج انتہائی اینٹی کورروسیو مرکب دھاتوں (ایلومینیم، کاپر) کی موثر ویلڈنگ کو حاصل کرنے کے لیے۔
