La selecció raonable de mètodes i processos de soldadura durant el procés de fabricació de bateries de liti pot afectar directament el cost, la qualitat, la seguretat i la consistència de la bateria.
1. Principi de soldadura làser
La màquina de soldadura làser de fibra utilitza l'excel·lent directivitat i l'alta densitat de potència del feix làser per treballar. El feix làser se centra en una petita àrea a través del sistema òptic, formant ràpidament una font de calor altament concentrada a la zona soldada. àrea, de manera que l'objecte a soldar es foni i formi un punt de soldadura fort i una costura de soldadura.
Màquina de soldadura per làser de fibra
2. Tipus de soldadura per làser
Soldadura per conducció tèrmica i soldadura per penetració profunda
La densitat de potència làser és de 105 ~ 106w/㎝² per formar soldadura per conducció de calor làser, i la densitat de potència làser és de 105~106w/㎝² per formar soldadura làser de penetració profunda.
Penetració i soldadura de costura
Soldadura per penetració: la peça de connexió no necessita ser perforada i el processament és relativament senzill. La soldadura per penetració requereix un soldador làser més potent. La profunditat de penetració de la soldadura de penetració és inferior a la de la soldadura de costura i la seva fiabilitat és relativament pobre.
En comparació amb la soldadura per penetració, la soldadura de costura requereix un soldador làser de potència més petita. La profunditat de penetració de la soldadura de costura és superior a la de la soldadura per penetració i la seva fiabilitat és relativament bona. Tanmateix, la peça de connexió s'ha de perforar, cosa que és relativament difícil de processar.
Soldadura per impuls i soldadura contínua
1) Soldadura en mode pols
S'han de seleccionar les formes d'ona de soldadura adequades durant la soldadura làser. Les formes d'ona de pols que s'utilitzen habitualment inclouen ones quadrades, pics, de doble pic, etc. La reflectivitat de la superfície d'aliatge d'alumini a la llum és massa alta. Quan un raig làser d'alta intensitat colpeja la superfície del material, la superfície metàl·lica perdrà un 60%-98% de l'energia làser a causa de la reflexió i la reflectivitat canvia amb la temperatura de la superfície. En general, el millor és triar ones punxegudes i de doble pic quan es solden aliatges d'alumini. L'amplada del pols de la part de desacceleració darrere d'aquest tipus de forma d'ona de soldadura és més llarga, cosa que pot reduir eficaçment l'aparició de porus i esquerdes.
Mostres de soldadura per làser de pols
A causa de l'alta reflectivitat de l'aliatge d'alumini al làser, per evitar que el feix làser s'incideixi verticalment i provoqui una reflexió vertical i danyi el mirall d'enfocament làser, el capçal de soldadura sol desviar-se en un cert angle durant el procés de soldadura. El diàmetre de la junta de soldadura i el diàmetre de la superfície de la junta efectiva augmenten amb l'augment de l'angle d'inclinació del làser. Quan l'angle d'inclinació del làser és de 40 graus, s'obté la junta de soldadura més gran i la superfície d'unió efectiva. La penetració del punt de soldadura i la penetració efectiva disminueixen amb l'angle d'inclinació del làser. Quan és superior a 60, la penetració efectiva de la soldadura cau a zero. Per tant, inclinant la junta de soldadura fins a un angle determinat, es pot augmentar adequadament la profunditat i l'amplada de penetració de la soldadura.
A més, durant la soldadura, amb la costura de soldadura com a límit, cal soldar el 65% de la placa de coberta parcial de punt de soldadura làser i el 35% de la carcassa, cosa que pot reduir eficaçment les explosions causades pels problemes de tancament de la coberta.
2) Soldadura en mode continu
Com que el procés d'escalfament de la soldadura làser contínua és diferent del refredament i l'escalfament sobtats de les màquines de polsos, la tendència a les esquerdes durant la soldadura no és gaire evident. La soldadura làser contínua s'utilitza per millorar la qualitat de la soldadura. La superfície de la soldadura és llisa i uniforme, sense esquitxades, sense defectes i sense defectes a l'interior de la soldadura. No es van trobar esquerdes. En la soldadura d'aliatges d'alumini, els avantatges del làser continu són evidents. En comparació amb els mètodes de soldadura tradicionals, l'eficiència de producció és alta i no cal omplir filferro. En comparació amb la soldadura per làser per pols, pot resoldre els defectes que es produeixen després de la soldadura, com ara esquerdes, porositat, esquitxades, etc. Asseguren que l'aliatge d'alumini tingui bones propietats mecàniques després de la soldadura; no hi haurà abollaments després de la soldadura i es redueix la quantitat de poliment i poliment després de la soldadura, la qual cosa estalvia costos de producció. Tanmateix, com que el punt del làser continu és relativament petit, la precisió de muntatge de la peça no és alta. Els requisits són més alts.
3. Avantatges de la soldadura per làser
La màquina de soldadura làser CNC automàtica amb un generador de làser de fibra té energia concentrada, alta eficiència de soldadura, alta precisió de processament i una gran relació profunditat-amplada de soldadura. El feix làser és fàcil d'enfocar, alinear i guiar amb instruments òptics. Es pot col·locar a una distància adequada de la peça de treball i redirigit entre accessoris o obstacles al seu voltant. No es poden utilitzar altres mètodes de soldadura a causa de les restriccions d'espai esmentades anteriorment.
L'entrada de calor és petita, la zona afectada per la calor és petita i la tensió residual i la deformació de la peça són petites; l'energia de soldadura es pot controlar amb precisió, l'efecte de soldadura és estable i l'aspecte de la soldadura és bo;
Soldadura sense contacte, transmissió de fibra òptica, bona accessibilitat i alt grau d'automatització. No hi ha cap problema de fusió com la soldadura per arc quan es solden materials prims o filferros de diàmetre fi. Com que les cèl·lules que s'utilitzen en les bateries de liti d'energia segueixen el principi de ser lleugeres, solen estar fetes d'alumini més lleuger i es fan més fines. En general, la carcassa, la coberta i la part inferior han de ser bàsicament inferiors a 1,0mm. Els materials bàsics actuals dels fabricants principals tenen un gruix d'uns 0,8 mm.
Pot proporcionar soldadura d'alta resistència per a diverses combinacions de materials, especialment quan es solda coure i alumini. Aquesta també és l'única tècnica per soldar níquel galvanitzat amb materials de coure.
4. Dificultats en el procés de soldadura làser
Actualment, les carcasses de la bateria d'aliatge d'alumini representen més del 90% de tota la potència de la bateria de liti. La dificultat de la soldadura rau en la reflectivitat extremadament alta de l'aliatge d'alumini al làser i l'alta sensibilitat dels porus durant la soldadura. Alguns problemes i defectes es produiran inevitablement durant la soldadura, els més importants dels quals són els porus, les esquerdes calentes i les explosions.
Els porus són propensos a aparèixer durant el procés de soldadura làser de l'aliatge d'alumini. Dos tipus principals són els porus d'hidrogen i els porus causats per l'esclat de bombolles. Com que la velocitat de refredament de la soldadura làser és massa ràpida, el problema dels forats d'hidrogen és més greu i apareix un tipus addicional de forat a causa del col·lapse de petits forats en la soldadura làser.
Problema d'esquerda tèrmica. L'aliatge d'alumini és un aliatge eutèctic típic. És propens a les esquerdes calentes durant la soldadura, incloses les esquerdes de cristall de soldadura i les esquerdes de liqüefacció HAZ. A causa de la segregació de components a la zona de soldadura, es produirà una segregació eutèctica i la fusió del límit del gra. Sota estrès, es formaran esquerdes de liquidació als límits de gra, reduint el rendiment de les juntes soldades.
Problema d'explosió (també conegut com a esquitxades). Molts factors provoquen explosions, com ara la neteja del material, la puresa del propi material, les característiques del mateix material, etc. El factor decisiu és l'estabilitat del làser. Bulges de la superfície de la closca, porus i bombolles internes. El motiu principal és que el diàmetre del nucli de la fibra és massa petit o la configuració d'energia del làser és massa alta. No és que com millor sigui la qualitat del feix, millor serà l'efecte de soldadura, com van promoure alguns proveïdors d'equips làser. La bona qualitat del feix és adequada per a la soldadura per superposició amb una profunditat de penetració més gran. Trobar els paràmetres de procés adequats és la clau per resoldre el problema.
Altres dificultats
La soldadura de pestanyes suaus requereix eines de soldadura elevades. Les pestanyes s'han de prémer fermament per assegurar l'espai de soldadura. Pot realitzar soldadures a alta velocitat de trajectòries complexes, com ara formes en forma de S i espirals, augmentant l'àrea d'unió de la soldadura i reforçant la resistència de la soldadura.
La soldadura de nuclis de bateries cilíndriques s'utilitza principalment per fabricar l'elèctrode positiu. Com que la carcassa de l'elèctrode negatiu és prima, és molt fàcil de soldar. Per exemple, actualment alguns fabricants utilitzen un procés sense soldadura per a l'elèctrode negatiu, mentre que la soldadura làser s'utilitza per a l'elèctrode positiu.
Els pols o peces de connexió estan molt contaminats quan es solda la combinació de bateries quadrades. Quan les peces de connexió es solden, els contaminants es descomponen i formen fàcilment punts d'explosió i forats de soldadura. Les bateries amb pals prims i peces estructurals de plàstic o ceràmica a sota són fàcils de soldar. desgast. Quan el pal és petit, és fàcil de soldar fins al punt que el plàstic es crema, formant un punt d'explosió. No utilitzeu làmines de connexió multicapa. Els forats entre les capes dificulten la soldadura ferma.
El procés més important en el procés de soldadura de bateries quadrades és l'embalatge de la coberta de la carcassa, dividida en la soldadura de la coberta superior i la coberta inferior segons les diferents posicions. Com que les bateries que produeixen són petites, alguns fabricants utilitzen un procés d'embutició profunda per fabricar la carcassa de la bateria i només necessiten soldar la coberta superior.
5. Factors que afecten la qualitat de la soldadura
La soldadura làser és actualment un mètode important recomanat per a la soldadura de bateries de gamma alta. La soldadura làser és un procés en què un raig làser d'alta energia irradia la peça de treball, fent que la temperatura de treball augmenti bruscament, fonent la peça de treball i es torni a connectar per formar una connexió permanent. La resistència al tall i la resistència a la llàgrima de la soldadura làser són relativament bones. La conductivitat, la força, l'estanqueïtat a l'aire, la fatiga del metall i la resistència a la corrosió de la soldadura de la bateria són soldadures típiques.
criteris d'avaluació de la qualitat
Molts factors afecten la qualitat de la soldadura làser. Alguns d'ells són extremadament volàtils i tenen una inestabilitat considerable. Com es poden configurar i controlar correctament aquests paràmetres dins d'un rang adequat durant la soldadura làser d'alta velocitat i contínua per garantir la qualitat de la soldadura? La fiabilitat i l'estabilitat de la formació de la soldadura són qüestions importants relacionades amb la pràctica i la industrialització de la tecnologia de soldadura làser. Els factors importants que afecten la qualitat de la soldadura làser es divideixen en tres aspectes: equip de soldadura, estat de la peça i paràmetres del procés.
Acey New Energy és un proveïdor professional especialitzat en màquines de muntatge de bateries de liti, com ara màquines de classificació de la capacitat de la bateria, màquines d'adherència de paper d'aïllament de bateries, màquines de classificació de bateries, provadors de BMS, màquines de soldadura per punts de bateries, màquines de soldadura làser, màquines d'unió de filferro per ultrasons, bateria. Provador complet, provador de càrrega del paquet de bateries i prova d'envelliment de descàrrega, etc. Oferim una solució única per a les línies de muntatge del paquet de bateries. Si estàs interessat, no dubtis en contactar amb nosaltres.
