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激光焊接机在动力电池行业的工艺分析概述

时间:2021-05-25 13:17  阅读:1194
动力电池作为新能源汽车的核心部件,其品质直接决定了整车性能。锂电池制造设备一般为前端设备、中端设备、后端设备三种,其设备精度和自动化水平将会直接影响产品的生产效率和一致性。而激光焊接加工技术作为一种替代传统焊接技术已广泛应用于锂电制造设备之中。下面介绍激光焊接机在动力电池行业的工艺分析概述。

在众多焊接方式中,激光焊接以如下优势脱颖而出:首先,激光焊接能量密度高、焊接变形小、热影响区小,可以有效地提高制件精度,焊缝光滑无杂质、均匀致密、无需附加的打磨工作;其次,激光焊接可精确控制,聚焦光点小,高精度定位,配合机械手臂易于实现自动化,提高焊接效率,减少工时,降低成本;另外,激光焊接薄板材或细径线材时,不会像电弧焊接那样容易受到回熔的困扰。

激光焊接机工艺优点

1.能量集中,焊接效率高、加工精度高,焊缝深宽比大。激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引,可放置在离工件适当之距离,可在工件周围的夹具或障碍间再导引,其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。

2.热输入量小,热影响区小,工件残余应力和变形小;焊接能量可精确控制,焊接效果稳定,焊接外观好;

3.非接触式焊接,光纤传输,可达性较好,自动化程度高。焊接薄材或细径线材时,不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。用于动力电池的电芯由于遵循“轻便”的原则,通常会采用较“轻”的铝材质外,还需要做得更“薄”,一般壳、盖、底基本都要求达到1.0 mm 以下,主流厂家目前基本材料厚度均在0.8 mm 左右。

4.能为各种材料组合提供高强度焊接,尤其是在进行铜材料之间和铝材料之间焊接的时候更为有效。这也是唯一可以将电镀镍焊接至铜材料上的技术。武汉瑞丰光电激光设备是性价比较高的,凭借多年的激光研发经验,产品技术成熟,产品性能安全稳定。公司遵循“技术创新、产品创新、服务创新”的经营理念,给客户提供最优质的产品及服务。

激光焊接工艺难点
目前,铝合金材料的电池壳占整个动力电池的90% 以上。其焊接的难点在于铝合金对激光的反射率极高, 焊接过程中气孔敏感性高, 焊接时不可避免地会出现一些问题缺陷,其中最主要的是气孔、热裂纹和炸火。

1.铝合金的激光焊接过程中容易产生气孔,主要有两类:氢气孔和气泡破灭产生的气孔。由于激光焊接的冷却速度太快,氢气孔问题更加严重,并且在激光焊接中还多了一类由于小孔的塌陷而产生的孔洞。

2.热裂纹问题。铝合金属于典型的共晶型合金,焊接时容易出现热裂纹,包括焊缝结晶裂纹和HAZ 液化裂纹,由于焊缝区成分偏析会发生共晶偏析而出现晶界熔化,在应力作用下会在晶界处形成液化裂纹,降低焊接接头的性能。

3.炸火(也称飞溅)问题。引起炸火的因素很多,如材料的清洁度、材料本身的纯度、材料自身的特性等,而起决定性作用的则是激光器的稳定性。壳体表面凸起、气孔、内部气泡。究其原因,主要是光纤芯径过小或者激光能量设置过高所致。并不是一些激光设备提供商宣传的“光束质量越好,焊接效果越优秀”,好的光束质量适合于熔深较大的叠加焊接。寻找合适的工艺参数才是解决问题的致胜法宝。

以上就是激光焊接机在动力电池行业的工艺分析概述。激光焊接是目前高端电池焊接推崇的主要方法。激光焊接是高能束激光照射工件,使工作温度急剧升高,工件熔化并重新连接形成永久连接的过程。激光焊接的剪切强度和抗撕裂强度都比较好。电池焊接的好坏其导电性、强度、气密性、金属疲劳和耐腐蚀性能是典型的焊接质量评价标准。


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