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工艺者说 | 双光束(环形光斑)激光器在FTT激光焊接的应用

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工艺者说 | 双光束(环形光斑)激光器在FTT激光焊接的应用
2023 年 11 月 14 日
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在一个全球化、、高度竞争的市场情形下,制造业关于焊接手艺的要求越来越高。古板的焊接要领(如电弧焊接和超声波焊接)保存着一些局限性,如焊接历程中温度过高、、变形大、、焊缝质量不稳固等问题,而FTT焊接作为一种立异的手艺,乐成地解决了这些问题。

FTT焊接(Friction Stir Welding)是一种高效、、环保的金属焊接手艺,已经在市场上获得了普遍的应用,可是需要准确的温度和压力控制,以确保焊接质量,这需要高水平的工艺控制和操作手艺,对操作职员的要求较高。别的,FTT焊接的特点是焊痕较大,需要举行后处理,如切割、、研磨等,以知足精度和外貌质量的要求。

针对FTT焊接的需求,1xBET激光深耕细分行业,聚焦发力,提供一体化激光焊接方案。

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方案概述

1xBET拥有一支优异的光电研发步队,通过对客户需求、、工艺、、质料等举行了深度研究和剖析,在正负极40层FTT焊接中对数据、、焦点配件举行了重复试验,并最终获得了一套最优的解决方案设置,知足客户的现实需求。

该方案用于锂离子电池极耳、、 毗连片(FTT)等与盖板引出片之间的焊接。极耳与引出片焊接,极耳层数正负极最多能抵达160层,毗连片与引出片焊接,毗连片厚度最厚可以抵达0.7mm。

为了抵达这一要求,方案使用的是6000W激光焊接机装备,主要由激光器、、焊讨论、、焊接机机体、、焊接夹具、、读码器等组成,装备接纳XYZ三轴模组+悬臂式结构,并且使用人工上下料,由运动控制系统发动焊讨论自动完成激光焊接,焊接历程吹氮气; ;;、、飞溅物及烟尘接纳处理,通过读码器和MES实现对生产数据的实时收罗和跟踪。 

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 △装备行动流程图

应用设置

为了抵达高质量的焊接要求,方案接纳了如下应用设置:

-MFMC-6000W环斑激光器

该激光器接纳环形光斑设计,外环加热,内环焊接有用抑制飞溅,获得更好的焊接质量; ;;别的,还具有高功率、、高效率、、高可靠性的特点,使用寿命长; ;;紧凑、、结实的包装激光器越发精练,并且扩展了编程接口,可以增添种种应用; ;;

-高功率振镜焊接系统

可实现高速扫描焊接,大大提高焊接效率; ;;

-三轴运念头构

X、、Y、、Z三轴运念头构,使用伺服电机驱动,细密丝杆导轨,发动焊讨论在一定的规模内运动,扩展振镜头的焊接规模; ;;

-焊接夹具

由抽尘防护罩、、极片压板、、片定位座、、极片、、吹; ;;て奶致圩槌。

应用测试

为了抵达最佳的设置方案,我们从焊接条理、、内外环功率、、振镜速率、、填充方式等因子出发,得出了切合客户指标要求的测试效果:

正/负极完成时间(s)熔深(mm)熔宽(mm)
负极焊接测试效果0.610.82.01
正极焊接测试效果0.590.852.16

在内外环功率测试中,工程师在设定好焊接速率、、点螺旋直径、、最小螺距、、螺距增量、、离焦量等定量指标后,最先举行梯度的内外环功率测试。最终得出一个最优的设置方案:

-焊印长度:正极26+5mm,负极20+5mm,两道焊印距离7mm; ;;

-中心熔深:正极熔深0.88mm; ;;熔宽:2.23mm,负极熔深0.77mm,熔宽:2.02mm; ;;

-外观:无焊穿、、虚焊、、焊洞、、炸火、、无凸起余高。

应用数据

为了包管最佳焊接效果,对40-80层举行了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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△负极40层的焊接效果金相图

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△负极40层的焊接外观图

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△正极40层的焊接效果金相图

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△正极40层的焊接外观图

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△负极80层的焊接外观图

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△负极80层的焊接效果金相图

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△正极80层焊接外观图

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△正极80层焊接效果金相图

40层-80层厚度焊接效果都能知足客户需求。

以下是拉力测试效果:

负极:488.7N、、430.3N

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正极:294.8N、、298.5N

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通过测试数据以及焊接产品外观,我们发明:

-焊缝丰满,熔池无气孔

-焊缝外貌氧化不严重,无发黑征象

-激光起始、、中部、、收尾处熔池形貌稳固

相较于古板焊接手艺,FTT激光焊接解决方案在新能源行业应用优势日益突出,可以实现高强度、、高精度的毗连,提高电池包的性能和清静性。1xBET会继续聚焦FTT激光焊接手艺,为客户提供最佳解决方案。

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