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工艺者说 | 双光束(环形光斑)激光器在新能源锂电池壳盖满焊中的应用

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工艺者说 | 双光束(环形光斑)激光器在新能源锂电池壳盖满焊中的应用
2023 年 09 月 28 日
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在动力锂电池的生产制造中,电芯入壳后,需要将电芯壳体和顶盖通过焊接进行连接,抵达电芯与外界隔离的作用 。目今的通例解决计划是先将壳体和顶盖进行预焊,然后进行满焊 。

满焊,又称全焊,意思是在焊接历程中,需要将焊接的两个部件完全融合成为一个整体 。满焊对焊缝的要求高,需尽可能地使焊接的两者没有间隙,以抵达无缝连接的焊接效果 。

针对上述的工艺要求,918博天堂接纳双光束(环形光斑)激光器为焦点的焊接计划,经验证,各方面工艺都抵达客户严格的标准 。

计划概述

动力汽车电池的外壳质料通常接纳3003铝合金,而铝合金在焊接历程中可能碰面临飞溅和内部气孔等问题 。面对这一问题,918博天堂双光束(环形光斑)激光器迎刃而解 。

918博天堂双光束(环形光斑)激光器,接纳环形光斑设计,在进行动力电池外壳焊接时,可利用光斑较小的内环的高功率密度光斑作用于工件,生成匙孔,获得足够的焊接熔深;利用外环对焊接历程中的熔池提供更多能量以增大焊缝宽度,并延长匙孔闭适时间,资助熔池气体逸出,从而降低焊缝气孔率 。

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△计划示意

应用配置

在该项目中,质料顶盖厚度为2mm,外壳厚度为0.3mm铝材,需抵达的焊接要求具体为:熔深0.3~0.9mm ,熔宽1.4±0.5mm,余高≤0.2mm 。

凭据客户的需求,对证料和应用样品进行剖析后,整理出焊接方法如下图所示:

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△焊接示意

工程师在过往焊接经验基础上,对焊接配置进行多重验证后,得出一套最优的焊接计划 。

焊接计划接纳918博天堂专为行业研发的高性能双光束(环形光斑)激光器(DBW-2000/2000M),并选配合适的芯径配比和焊接头,系统使用918博天堂激光焊接系统,获得了良好的焊接质量 。

激光器技术参数:

MEWCC-2000/2000M
序号特性数值
1整机输出功率(中芯+环芯功率)4000W
2中芯功率(仅出中芯)2000W
3环芯功率(仅出环芯)2000W
4输出功率可调规模10-100%
5激光波长(输出功率4000W)1080nm
6激光带宽(3dB)(输出功率4000W)5-8nm
7输出功率调制频率5kHz
8输出功率稳定性≦1%
9中芯光束参数积*(86%)(适配芯径)≦4mm*mrad
10环芯光束参数积*(86%)(适配芯径)≦16mm*mrad
11传输光纤长度30m

应用数据

经过DOE测试,在焊接内外环功率、速度、离焦量等若干因子中找到最为合适的参数,获得金相数据剖析结果如下:

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通过数据及外观,我们发明:

-整体外旅行滑、焊接历程无明显飞溅;

-焊缝稳定可靠、无炸点、无虚焊、R角形貌较好 。

接纳双光束(环形光斑)激光器的焊接计划,整体抵达客户需求 。

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