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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:3833 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)力和變形小;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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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)力和變形小;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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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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