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干貨|方形動(dòng)力鋰電池激光焊接難點(diǎn)及解決方案
來(lái)源:尚拓激光 日期:2022/04/19
目前主流的汽車動(dòng)力電池有三種,分別是方形鋰電池、圓柱鋰電池以及軟包鋰電池,最常用的是方形電池,并且它也是采用激光焊接部位最多的電池類型,另外兩類電池市場(chǎng)份額以及激光焊接需求均相對(duì)要少很多。焊縫主要存在的問(wèn)題是強(qiáng)度不夠、密封性不夠和成型不好,導(dǎo)致這些問(wèn)題的產(chǎn)生,其共性是因?yàn)楹附庸に囘x擇不正確,此外還有待焊部位結(jié)構(gòu)及其焊縫要求所導(dǎo)致的焊接難點(diǎn)。下面跟著尚拓激光小編一起來(lái)看一下方形鋁殼鋰電池激光焊接難點(diǎn)及解決方案。
方形鋰電池的激光焊接部位多,其材料主要是鋁合金,少量部位采用紫銅、鎳等材料,還有極少數(shù)采用不銹鋼作為電池外殼,在這些材料中,鎳和不銹鋼的激光焊接工藝相對(duì)較為簡(jiǎn)單,也更為成熟,但是鋁合金和紫銅的激光焊接依然存在較多的難點(diǎn)。除材料特性的影響之外,焊接接頭的狀態(tài)也會(huì)對(duì)焊接效果產(chǎn)生較大影響。
待焊接的材料種類及狀態(tài)中的焊接難點(diǎn)及解決方案:
一、待焊材料種類
鋁合金和紫銅作為待焊接的材料時(shí),其常規(guī)方式的激光焊接效果不良的主要原因在于:
①兩者對(duì)于光纖激光來(lái)說(shuō)均屬于高反材料,對(duì)光纖激光的吸收率不高,導(dǎo)致焊接過(guò)程穩(wěn)定性較差;
②兩者的導(dǎo)熱性能較好,焊縫成型困難,易產(chǎn)生氣孔。
同時(shí)這兩種材料也存在一定的差異,相對(duì)來(lái)說(shuō),鋁合金對(duì)光纖激光的吸收率比紫銅的高,而紫銅的導(dǎo)熱性能更優(yōu)于鋁合金的,所以兩者激光焊接難點(diǎn)的解決辦法有相同的地方,也存在著一定的差異:
鋁合金
1采用相對(duì)較小的聚焦光斑(0.1mm~0.3mm)進(jìn)行焊接;
2焊接速度不能太低,控制在60mm/s以上;
3采用光纖-半導(dǎo)體激光復(fù)合焊接;
4采用擺動(dòng)焊接。
紫銅
1采用較小的聚焦光斑(0.02mm~0.2mm)進(jìn)行焊接;
2焊接速度要快,建議100mm/s以上;
3采用擺動(dòng)焊接。
二、待焊材料狀態(tài)
本文中所述的待焊材料狀態(tài)是指材料的表面清潔度、預(yù)處理程度,這些情況均會(huì)導(dǎo)致焊縫質(zhì)量變差,具體的結(jié)果表現(xiàn)及解決方案:
材料表面有雜質(zhì)難點(diǎn)表現(xiàn):
焊縫存在氣孔,密封性不夠,強(qiáng)度不夠;
焊縫有爆點(diǎn),產(chǎn)品報(bào)廢。
解決方案:
待焊材料焊接前需去除油污、水漬等雜質(zhì)。
鋁合金表面氧化物未清理
難點(diǎn)表現(xiàn):
焊縫氣孔較多,密封性不夠,強(qiáng)度不夠;
成型不穩(wěn)定,良品率降低。
解決方案:
待焊材料焊前進(jìn)行去氧化膜處理,然后盡快進(jìn)行焊接。
三、材料待焊處加工粗糙
難點(diǎn)表現(xiàn):
成型不均勻,外觀較差;
容易出現(xiàn)焊漏,無(wú)密封性。
解決方案:
材料進(jìn)行機(jī)加工處理,需平整無(wú)變形。
方形電池組合焊接時(shí),極柱或連接片受污染厚,焊接連接片時(shí),污染物分解,易形成焊接炸點(diǎn),造成孔洞;極柱較薄、下有塑料或陶瓷結(jié)構(gòu)件的電池,容易焊穿。極柱較小時(shí),也容易焊偏至塑料燒損,形成爆點(diǎn)。不要使用多層連接片,層之間有孔隙,不易焊牢。方型電池的焊接工藝最重要的工序是殼蓋的封裝,根據(jù)位置的不同分為頂蓋和底蓋的焊接。有些電池廠家由于生產(chǎn)的電池體積不大,采用了“拉深”工藝制造電池殼,只需進(jìn)行頂蓋的焊接。所以在選擇激光焊接設(shè)備的時(shí)候需要根據(jù)不同的焊件要求選擇合適的焊接工藝及焊接設(shè)備,尚拓激光專業(yè)提供激光焊接整體解決方案,可以根據(jù)要求定制激光焊接設(shè)備,實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)及自動(dòng)化生產(chǎn)。
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