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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举行毗连,,,抵达电芯与外界隔离的作用。目今的通例解决方案是先将壳体和顶盖举行预焊,,,然后举行满焊。

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,,,以抵达无缝毗连的焊接效果。

针对上述的工艺要求,,,1xBET接纳双光束(环形光斑)激光器为焦点的焊接方案,,,履历证,,,各方面工艺都抵达客户严酷的标准。

方案概述

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。面临这一问题,,,1xBET双光束(环形光斑)激光器迎刃而解。

1xBET双光束(环形光斑)激光器,,,接纳环形光斑设计,,,在举行动力电池外壳焊接时,,,可使用光斑较小的内环的高功率密度光斑作用于工件,,,天生匙孔,,,获得足够的焊接熔深;使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,,,并延伸匙孔闭适时间,,,资助熔池气体逸出,,,从而降低焊缝气孔率。

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△方案示意

应用设置

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

凭证客户的需求,,,对证料和应用样品举行剖析后,,,整理出焊接方式如下图所示:

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△焊接示意

工程师在过往焊接履历基础上,,,对焊接设置举行多重验证后,,,得出一套最优的焊接方案。

焊接方案接纳1xBET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讨论,,,系统使用1xBET激光焊接系统,,,获得了优异的焊接质量。

激光器手艺参数:

MEWCC-2000/2000M
序号特征数值
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输出功率稳固性≦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

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

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通过数据及外观,,,我们发明:

-整体外旅行滑、、焊接历程无显着飞溅;

-焊缝稳固可靠、、无炸点、、无虚焊、、R角形貌较好。

接纳双光束(环形光斑)激光器的焊接方案,,,整体抵达客户需求。

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