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激光焊接機(jī)在動(dòng)力電池行業(yè)的工藝分析概述
時(shí)間：2021-05-25 13:17 閱讀：3780 次
動(dòng)力電池作為新能源汽車的核心部件，其品質(zhì)直接決定了整車性能。鋰電池制造設(shè)備一般為前端設(shè)備、中端設(shè)備、后端設(shè)備三種，其設(shè)備精度和自動(dòng)化水平將會(huì)直接影響產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和一致性。而激光焊接加工技術(shù)作為一種替代傳統(tǒng)焊接技術(shù)已廣泛應(yīng)用于鋰電制造設(shè)備之中。下面介紹激光焊接機(jī)在動(dòng)力電池行業(yè)的工藝分析概述。
在眾多焊接方式中，激光焊接以如下優(yōu)勢(shì)脫穎而出：首先，激光焊接能量密度高、焊接變形小、熱影響區(qū)小，可以有效地提高制件精度，焊縫光滑無(wú)雜質(zhì)、均勻致密、無(wú)需附加的打磨工作;其次，激光焊接可精確控制，聚焦光點(diǎn)小，高精度定位，配合機(jī)械手臂易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高焊接效率，減少工時(shí)，降低成本;另外，激光焊接薄板材或細(xì)徑線材時(shí)，不會(huì)像電弧焊接那樣容易受到回熔的困擾。
激光焊接機(jī)工藝優(yōu)點(diǎn)
1.能量集中，焊接效率高、加工精度高，焊縫深寬比大。激光束易于聚焦、對(duì)準(zhǔn)及受光學(xué)儀器所導(dǎo)引，可放置在離工件適當(dāng)之距離，可在工件周圍的夾具或障礙間再導(dǎo)引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無(wú)法發(fā)揮。
2.熱輸入量小，熱影響區(qū)小，工件殘余應(yīng)力和變形??；焊接能量可精確控制，焊接效果穩(wěn)定，焊接外觀好；
3.非接觸式焊接，光纖傳輸，可達(dá)性較好，自動(dòng)化程度高。焊接薄材或細(xì)徑線材時(shí)，不會(huì)像電弧焊接般易有回熔的困擾。用于動(dòng)力電池的電芯由于遵循“輕便”的原則，通常會(huì)采用較“輕”的鋁材質(zhì)外，還需要做得更“薄”，一般殼、蓋、底基本都要求達(dá)到1.0 mm 以下，主流廠家目前基本材料厚度均在0.8 mm 左右。
4.能為各種材料組合提供高強(qiáng)度焊接，尤其是在進(jìn)行銅材料之間和鋁材料之間焊接的時(shí)候更為有效。這也是唯一可以將電鍍鎳焊接至銅材料上的技術(shù)。武漢瑞豐光電激光設(shè)備是性價(jià)比較高的，憑借多年的激光研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品技術(shù)成熟，產(chǎn)品性能安全穩(wěn)定。公司遵循“技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新”的經(jīng)營(yíng)理念，給客戶提供最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品及服務(wù)。
激光焊接工藝難點(diǎn)
目前，鋁合金材料的電池殼占整個(gè)動(dòng)力電池的90% 以上。其焊接的難點(diǎn)在于鋁合金對(duì)激光的反射率極高, 焊接過(guò)程中氣孔敏感性高, 焊接時(shí)不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些問題缺陷，其中最主要的是氣孔、熱裂紋和炸火。
1.鋁合金的激光焊接過(guò)程中容易產(chǎn)生氣孔，主要有兩類：氫氣孔和氣泡破滅產(chǎn)生的氣孔。由于激光焊接的冷卻速度太快，氫氣孔問題更加嚴(yán)重，并且在激光焊接中還多了一類由于小孔的塌陷而產(chǎn)生的孔洞。
2.熱裂紋問題。鋁合金屬于典型的共晶型合金，焊接時(shí)容易出現(xiàn)熱裂紋，包括焊縫結(jié)晶裂紋和HAZ 液化裂紋，由于焊縫區(qū)成分偏析會(huì)發(fā)生共晶偏析而出現(xiàn)晶界熔化，在應(yīng)力作用下會(huì)在晶界處形成液化裂紋，降低焊接接頭的性能。
3.炸火（也稱飛濺）問題。引起炸火的因素很多，如材料的清潔度、材料本身的純度、材料自身的特性等，而起決定性作用的則是激光器的穩(wěn)定性。殼體表面凸起、氣孔、內(nèi)部氣泡。究其原因，主要是光纖芯徑過(guò)小或者激光能量設(shè)置過(guò)高所致。并不是一些激光設(shè)備提供商宣傳的“光束質(zhì)量越好，焊接效果越優(yōu)秀”，好的光束質(zhì)量適合于熔深較大的疊加焊接。尋找合適的工藝參數(shù)才是解決問題的致勝法寶。
以上就是激光焊接機(jī)在動(dòng)力電池行業(yè)的工藝分析概述。激光焊接是目前高端電池焊接推崇的主要方法。激光焊接是高能束激光照射工件，使工作溫度急劇升高，工件熔化并重新連接形成永久連接的過(guò)程。激光焊接的剪切強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度都比較好。電池焊接的好壞其導(dǎo)電性、強(qiáng)度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性能是典型的焊接質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
在眾多焊接方式中，激光焊接以如下優(yōu)勢(shì)脫穎而出：首先，激光焊接能量密度高、焊接變形小、熱影響區(qū)小，可以有效地提高制件精度，焊縫光滑無(wú)雜質(zhì)、均勻致密、無(wú)需附加的打磨工作;其次，激光焊接可精確控制，聚焦光點(diǎn)小，高精度定位，配合機(jī)械手臂易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高焊接效率，減少工時(shí)，降低成本;另外，激光焊接薄板材或細(xì)徑線材時(shí)，不會(huì)像電弧焊接那樣容易受到回熔的困擾。
激光焊接機(jī)工藝優(yōu)點(diǎn)
1.能量集中，焊接效率高、加工精度高，焊縫深寬比大。激光束易于聚焦、對(duì)準(zhǔn)及受光學(xué)儀器所導(dǎo)引，可放置在離工件適當(dāng)之距離，可在工件周圍的夾具或障礙間再導(dǎo)引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無(wú)法發(fā)揮。
2.熱輸入量小，熱影響區(qū)小，工件殘余應(yīng)力和變形??；焊接能量可精確控制，焊接效果穩(wěn)定，焊接外觀好；
3.非接觸式焊接，光纖傳輸，可達(dá)性較好，自動(dòng)化程度高。焊接薄材或細(xì)徑線材時(shí)，不會(huì)像電弧焊接般易有回熔的困擾。用于動(dòng)力電池的電芯由于遵循“輕便”的原則，通常會(huì)采用較“輕”的鋁材質(zhì)外，還需要做得更“薄”，一般殼、蓋、底基本都要求達(dá)到1.0 mm 以下，主流廠家目前基本材料厚度均在0.8 mm 左右。
4.能為各種材料組合提供高強(qiáng)度焊接，尤其是在進(jìn)行銅材料之間和鋁材料之間焊接的時(shí)候更為有效。這也是唯一可以將電鍍鎳焊接至銅材料上的技術(shù)。武漢瑞豐光電激光設(shè)備是性價(jià)比較高的，憑借多年的激光研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品技術(shù)成熟，產(chǎn)品性能安全穩(wěn)定。公司遵循“技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新”的經(jīng)營(yíng)理念，給客戶提供最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品及服務(wù)。
激光焊接工藝難點(diǎn)
目前，鋁合金材料的電池殼占整個(gè)動(dòng)力電池的90% 以上。其焊接的難點(diǎn)在于鋁合金對(duì)激光的反射率極高, 焊接過(guò)程中氣孔敏感性高, 焊接時(shí)不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些問題缺陷，其中最主要的是氣孔、熱裂紋和炸火。
1.鋁合金的激光焊接過(guò)程中容易產(chǎn)生氣孔，主要有兩類：氫氣孔和氣泡破滅產(chǎn)生的氣孔。由于激光焊接的冷卻速度太快，氫氣孔問題更加嚴(yán)重，并且在激光焊接中還多了一類由于小孔的塌陷而產(chǎn)生的孔洞。
2.熱裂紋問題。鋁合金屬于典型的共晶型合金，焊接時(shí)容易出現(xiàn)熱裂紋，包括焊縫結(jié)晶裂紋和HAZ 液化裂紋，由于焊縫區(qū)成分偏析會(huì)發(fā)生共晶偏析而出現(xiàn)晶界熔化，在應(yīng)力作用下會(huì)在晶界處形成液化裂紋，降低焊接接頭的性能。
3.炸火（也稱飛濺）問題。引起炸火的因素很多，如材料的清潔度、材料本身的純度、材料自身的特性等，而起決定性作用的則是激光器的穩(wěn)定性。殼體表面凸起、氣孔、內(nèi)部氣泡。究其原因，主要是光纖芯徑過(guò)小或者激光能量設(shè)置過(guò)高所致。并不是一些激光設(shè)備提供商宣傳的“光束質(zhì)量越好，焊接效果越優(yōu)秀”，好的光束質(zhì)量適合于熔深較大的疊加焊接。尋找合適的工藝參數(shù)才是解決問題的致勝法寶。
以上就是激光焊接機(jī)在動(dòng)力電池行業(yè)的工藝分析概述。激光焊接是目前高端電池焊接推崇的主要方法。激光焊接是高能束激光照射工件，使工作溫度急劇升高，工件熔化并重新連接形成永久連接的過(guò)程。激光焊接的剪切強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度都比較好。電池焊接的好壞其導(dǎo)電性、強(qiáng)度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性能是典型的焊接質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
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