Акумулятори є основними компонентами нових транспортних засобів, а зварювання є невід’ємною частиною виробництва акумуляторів. Розумний вибір методів зварювання та процесів у процесі виробництва силових літієвих батарей безпосередньо вплине на вартість, якість, безпеку та стабільність батарей.
HGTECHможе забезпечити загальне рішення длялазерне зварювання силових батарей, а акумулятори невіддільні від зварювання в процесі виробництва. Обладнання для лазерного зварювання акумуляторів в основному використовує зварювання м’яким з’єднанням акумулятора, зварювання верхньої кришки, зварювання герметизуючих цвяхів, зварювання опори, зварювання отворів для ін’єкції рідини, зварювання акумуляторного модуля та зварювання PACK. Для різних зварювальних деталей або різних зварювальних матеріалів потрібні різні зварювальні рішення.
По-перше, принцип живлення батареї лазерного зварювання
Лазерне зварюваннядля роботи використовує чудову спрямованість і високу щільність потужності лазерного променя. Лазерний промінь через оптичну систему фокусується на невеликій ділянці, і на зварюваній деталі за дуже короткий час утворюється джерело тепла з високою концентрацією енергії. зоні, так що зварюваний матеріал плавиться і утворює суцільну зварювальну пляму і шов.
По-друге, акумулятор типу лазерного зварювання
1. Теплопровідне зварювання та зварювання глибоким проплавленням
При теплопровідному зварюванні лазерний промінь сплавлятиметься разом на поверхні заготовки вздовж шва, а розплав зійдеться та твердне, утворюючи зварний шов. Це важливо для відносно тонких матеріалів, де максимальна глибина шва матеріалу обмежена його теплопровідністю, а ширина шва завжди більша за глибину шва.
Зварювання глибоким проплавленням, коли потужний лазер концентрується на поверхні металу, тепло не розсіюється вчасно, а глибина зварювання різко збільшується. Ця технологія зварювання є зварюванням глибокого проплавлення. Оскільки технологія зварювання глибоким проплавленням є надзвичайно швидкою, зона термічного впливу невелика, а спотворення зведено до мінімуму, тому цю технологію можна використовувати для глибокого зварювання або зварювання кількох шарів матеріалу разом.
Важливою відмінністю між теплопровідним зварюванням і зварюванням глибоким проплавленням є щільність потужності, прикладена до металевої поверхні за одиницю часу, а нижнє критичне значення для різних металів різне.
2. Зварювання проплавленням і шовне зварювання
Завдяки зварюванню проплавленням з’єднувальну деталь не потрібно пробивати, а обробка відносно проста. Для проплавлення потрібен лазерний зварювальний апарат високої потужності. Глибина провару при зварюванні проплавленням нижча, ніж у шовного зварювання, а надійність відносно низька.
Порівняно зі зварюванням проплавленням, шовне зварювання вимагає меншої потужності лазерного зварювального апарату. Глибина проплавлення шовного зварювання вища, ніж проплавлення, а надійність відносно висока. Однак з’єднувальний елемент потрібно пробити, що відносно важко обробити.
3. Імпульсне зварювання та безперервне зварювання
1) Імпульсний режим зварювання
Під час лазерного зварювання слід вибрати відповідну форму зварювального хвилі. Часто використовувані форми імпульсу включають прямокутну, пікову хвилю, подвійну пікову хвилю тощо. Коефіцієнт відбиття поверхні алюмінієвого сплаву надто високий. Коли лазерний промінь високої інтенсивності потрапляє на поверхню матеріалу, металева поверхня втрачає 60 відсотків -98 відсотків енергії лазера через відображення, а коефіцієнт відбиття змінюється залежно від температури поверхні. Як правило, гостра хвиля та подвійна пікова хвиля є найкращим вибором для зварювання алюмінієвих сплавів. Ширина імпульсу уповільненої частини за формою хвилі зварювання більша, що може ефективно зменшити появу пор і тріщин.
Через високу відбивну здатність алюмінієвого сплаву до лазера, щоб запобігти вертикальному відображенню лазерного променя від вертикального відбиття та пошкодження лазерного фокусуючого дзеркала, зварювальна головка зазвичай відхиляється на певний кут під час процесу зварювання. . Зі збільшенням кута нахилу лазера збільшується діаметр точки зварювання і діаметр ефективної поверхні з'єднання. Коли кут нахилу лазера становить 40, виходить найбільший паяний шов і ефективна поверхня з’єднання. Проплавлення в точці зварювання та ефективне проплавлення зменшуються разом із кутом нахилу лазера, а коли він перевищує 60, ефективне проплавлення зменшується до нуля. Таким чином, нахиляючи зварювальну головку на певний кут, можна відповідним чином збільшити глибину проплавлення та ширину зварного шва.
Крім того, під час зварювання, де зварювальний шов є межею, точку лазерного зварювання потрібно приварити до 65 відсотків кришки та 35 відсотків корпусу, що може ефективно зменшити вибух, спричинений проблемою закриття кришки. .
2) Безперервний режим зварювання
Оскільки процес нагрівання безперервного лазерного зварювання не схожий на раптове охолодження та раптове нагрівання імпульсних машин, тенденція до тріщин під час зварювання не дуже очевидна. Для підвищення якості зварного шва використовується безперервне лазерне зварювання. Поверхня шва гладка і однорідна, без бризок і дефектів. Тріщин не виявлено. У зварюванні алюмінієвих сплавів переваги безперервних лазерів очевидні. Порівняно з традиційними методами зварювання, ефективність виробництва висока, і не потрібно наповнювача дроту; порівняно з імпульсним лазерним зварюванням, він може усунути дефекти, які з’являються після зварювання, такі як тріщини, повітряні отвори, бризки тощо, гарантувати, що алюмінієвий сплав має хороші механічні властивості після зварювання; він не буде просідати після зварювання, а також зменшується кількість полірування та шліфування після зварювання, що економить витрати на виробництво. Однак, оскільки пляма безперервного лазера відносно мала, тому до точності складання заготовки висуваються вищі вимоги.
По-третє, фактори, що впливають на якість зварювання
На якість лазерного зварювання впливає безліч факторів. Деякі з них надзвичайно мінливі та мають значну нестабільність. Як правильно встановити та контролювати ці параметри, щоб ними можна було керувати у відповідному діапазоні в процесі високошвидкісного безперервного лазерного зварювання, щоб забезпечитиякість зварювання. Надійність і стабільність формування зварного шва є важливими питаннями, пов'язаними з практичністю та індустріалізацією технології лазерного зварювання. Важливі фактори, що впливають на якість лазерного зварювання, поділяються на три аспекти: зварювальне обладнання, стан заготовки та параметри процесу.
Лазерне зварювання в даний час є важливим методом для зварювання акумуляторів високого класу. Лазерне зварювання — це процес, під час якого лазерний промінь високої енергії опромінює деталь, у результаті чого робоча температура різко підвищується, а деталь розплавляється та знову з’єднується для утворення постійного з’єднання. Міцність на зсув і міцність на розрив лазерного зварювання відносно хороші, а електропровідність, міцність, повітронепроникність, втома металу та корозійна стійкість зварювання акумулятором є типовими критеріями оцінки якості зварювання.
