توضیح دقیق فناوری جوش لیزری برای باتری های پوسته آلومینیومی

باتری های لیتیومی پوسته آلومینیومی مربعی دارای مزایای زیادی مانند ساختار ساده، مقاومت در برابر ضربه خوب، چگالی انرژی بالا و ظرفیت سلولی زیاد هستند. آنها همیشه جهت اصلی تولید و توسعه باتری های لیتیومی داخلی بوده اند و بیش از 40٪ از بازار را به خود اختصاص داده اند.

ساختار باتری لیتیومی پوسته آلومینیومی مربعی شکل مطابق شکل است که از هسته باتری (ورق های الکترود مثبت و منفی، جداکننده)، الکترولیت، پوسته، پوشش بالایی و سایر اجزا تشکیل شده است.

ساختار باتری لیتیومی پوسته آلومینیومی مربعی

در طول فرآیند تولید و مونتاژ باتری های لیتیومی پوسته آلومینیومی مربعی، تعداد زیادیجوش لیزریفرآیندهای مورد نیاز است، مانند: جوشکاری اتصالات نرم سلول های باتری و صفحات پوششی، جوشکاری آب بندی صفحه پوششی، جوشکاری میخ آب بندی و غیره. جوشکاری لیزری روش اصلی جوشکاری برای باتری های برق منشوری است. با توجه به چگالی انرژی بالا، پایداری توان خوب، دقت جوشکاری بالا، یکپارچگی سیستماتیک آسان و بسیاری از مزایای دیگر،جوش لیزریدر فرآیند تولید باتری های لیتیومی پوسته آلومینیومی منشوری غیر قابل تعویض است. نقش

پلت فرم گالوانومتر اتوماتیک 4 محوره Mavenدستگاه جوش لیزر فیبر

درز جوشکاری درز بند بالا، طولانی ترین درز جوش در باتری پوسته آلومینیومی مربع است و همچنین درز جوشکاری است که بیشترین زمان را برای جوش می گیرد. در سال های اخیر، صنعت تولید باتری لیتیومی به سرعت توسعه یافته است و فناوری فرآیند جوشکاری لیزری آب بندی پوشش بالایی و فناوری تجهیزات آن نیز به سرعت توسعه یافته است. بر اساس سرعت جوشکاری و عملکرد متفاوت تجهیزات، تجهیزات و فرآیندهای جوشکاری لیزر پوشش بالایی را تقریباً به سه دوره تقسیم می کنیم. آنها دوره 1.0 (2015-2017) با سرعت جوش کمتر از 100mm/s، عصر 2.0 (2017-2018) با 100-200mm/s و دوره 3.0 (2019-) با 200-300mm/s هستند. موارد زیر توسعه فناوری را در مسیر زمان معرفی می کند:

1. عصر 1.0 تکنولوژی جوشکاری لیزری پوشش بالا

سرعت جوش＜100mm/s

از سال 2015 تا 2017، وسایل نقلیه با انرژی جدید داخلی با توجه به سیاست ها شروع به انفجار کردند و صنعت باتری های برق شروع به گسترش کرد. با این حال، انباشت فناوری و ذخایر استعداد شرکت های داخلی هنوز نسبتاً کوچک است. فرآیندهای تولید باتری مرتبط و فناوری‌های تجهیزات نیز در مراحل ابتدایی خود هستند، و درجه اتوماسیون تجهیزات نسبتاً پایین، تولیدکنندگان تجهیزات به تازگی شروع به توجه به تولید باتری‌های برقی و افزایش سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه کرده‌اند. در این مرحله، نیازهای راندمان تولید صنعت برای تجهیزات آب بندی لیزری باتری مربعی معمولاً 6-10PPM است. راه حل تجهیزات معمولاً از یک لیزر فیبر 1 کیلوواتی برای انتشار از طریق یک لیزر معمولی استفاده می کندسر جوش لیزری(همانطور که در تصویر نشان داده شده است)، و سر جوش توسط یک موتور سکوی سروو یا یک موتور خطی هدایت می شود. حرکت و جوشکاری، سرعت جوش 50-100mm/s.

استفاده از لیزر 1 کیلو وات برای جوش دادن پوشش بالایی هسته باتری

درجوش لیزریفرآیند، به دلیل سرعت نسبتا کم جوشکاری و زمان چرخه حرارتی نسبتاً طولانی جوش، حوضچه مذاب زمان کافی برای جاری شدن و جامد شدن دارد و گاز محافظ بهتر می تواند حوضچه مذاب را بپوشاند و به دست آوردن یک صافی و صافی آسان می شود. سطح کامل، جوش با قوام خوب، همانطور که در زیر نشان داده شده است.

تشکیل درز جوش برای جوشکاری با سرعت کم پوشش بالایی

از نظر تجهیزات، اگرچه راندمان تولید بالا نیست، ساختار تجهیزات نسبتاً ساده است، پایداری خوب است و هزینه تجهیزات کم است، که به خوبی نیازهای توسعه صنعت در این مرحله را برآورده می کند و پایه و اساس فناوری های بعدی را ایجاد می کند. توسعه را

اگرچه دوره جوشکاری آب بندی پوشش بالایی 1.0 دارای مزایای راه حل تجهیزات ساده، هزینه کم و پایداری خوب است. اما محدودیت های ذاتی آن نیز بسیار آشکار است. از نظر تجهیزات، ظرفیت رانندگی موتور نمی تواند تقاضا برای افزایش سرعت بیشتر را برآورده کند. از نظر فناوری، صرفاً افزایش سرعت جوشکاری و خروجی توان لیزر برای افزایش سرعت بیشتر باعث بی ثباتی در فرآیند جوشکاری و کاهش بازده می شود: افزایش سرعت زمان چرخه حرارتی جوشکاری را کوتاه می کند و فلز فرآیند ذوب شدیدتر است. پاشش افزایش می‌یابد، سازگاری با ناخالصی‌ها بدتر می‌شود، و سوراخ‌های پاشش احتمال بیشتری ایجاد می‌کنند. در عین حال زمان انجماد حوضچه مذاب کوتاه می شود که باعث ناهمواری سطح جوش و کاهش قوام می شود. هنگامی که نقطه لیزر کوچک است، گرمای ورودی زیاد نیست و می توان پاشش را کاهش داد، اما نسبت عمق به عرض جوش بزرگ است و عرض جوش کافی نیست. هنگامی که نقطه لیزر بزرگ است، برای افزایش عرض جوش باید توان لیزر بیشتری وارد شود. بزرگ، اما در عین حال منجر به افزایش پاشش جوش و کیفیت پایین شکل گیری سطح جوش می شود. تحت سطح فنی در این مرحله، افزایش سرعت بیشتر به این معنی است که بازده باید با کارایی مبادله شود و نیازهای ارتقاء تجهیزات و فناوری فرآیند به تقاضاهای صنعت تبدیل شده است.

2. دوران 2.0 پوشش بالاجوش لیزریتکنولوژی

سرعت جوش 200mm/s

در سال 2016، ظرفیت نصب شده باتری های خودرو در چین تقریباً 30.8 گیگاوات ساعت، در سال 2017 تقریباً 36 گیگاوات ساعت بود، و در سال 2018، با انفجاری بیشتر، ظرفیت نصب شده به 57 گیگاوات ساعت رسید که نسبت به سال گذشته 57 درصد افزایش داشت. خودروهای سواری انرژی جدید نیز نزدیک به یک میلیون خودرو تولید کردند که نسبت به سال قبل 80.7 درصد افزایش داشت. پشت انفجار در ظرفیت نصب شده، آزاد شدن ظرفیت تولید باتری لیتیومی است. باتری های خودروهای سواری انرژی جدید بیش از 50 درصد از ظرفیت نصب شده را تشکیل می دهند، که همچنین به این معنی است که الزامات صنعت برای عملکرد و کیفیت باتری به طور فزاینده ای سخت تر می شود و پیشرفت های همراه در فناوری تجهیزات ساخت و فناوری فرآیند نیز وارد عصر جدیدی شده است. : برای برآوردن نیازهای ظرفیت تولید تک خطی، ظرفیت تولید تجهیزات جوش لیزری پوشش بالایی باید به 15-20PPM افزایش یابد وجوش لیزریسرعت باید به 150-200 میلی متر در ثانیه برسد. بنابراین، از نظر موتورهای محرک، سازندگان تجهیزات مختلف دارای پلت فرم موتور خطی ارتقا یافته اند به طوری که مکانیسم حرکت آن الزامات عملکرد حرکتی برای جوشکاری با سرعت یکنواخت با مسیر مستطیلی 200 میلی متر بر ثانیه را برآورده می کند. با این حال، چگونگی اطمینان از کیفیت جوش تحت جوشکاری با سرعت بالا مستلزم پیشرفت های بیشتر در فرآیند است، و شرکت های صنعت اکتشافات و مطالعات زیادی انجام داده اند: در مقایسه با دوره 1.0، مشکل جوشکاری با سرعت بالا در عصر 2.0 این است: استفاده از لیزرهای فیبر معمولی برای خروجی یک منبع نور تک نقطه ای از طریق سرهای جوش معمولی، انتخاب برای برآورده کردن نیاز 200 میلی متر بر ثانیه دشوار است.

در راه حل فنی اصلی، اثر شکل دهی جوش تنها با پیکربندی گزینه ها، تنظیم اندازه نقطه و تنظیم پارامترهای اساسی مانند توان لیزر قابل کنترل است: هنگام استفاده از پیکربندی با نقطه کوچکتر، سوراخ کلید حوضچه جوش کوچک خواهد بود. ، شکل استخر ناپایدار خواهد بود و جوشکاری ناپایدار می شود. عرض همجوشی درز نیز نسبتاً کوچک است. هنگام استفاده از پیکربندی با یک نقطه نوری بزرگتر، سوراخ کلید افزایش می یابد، اما قدرت جوش به طور قابل توجهی افزایش می یابد، و نرخ پاشش و سوراخ انفجار به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

از نظر تئوری، اگر می خواهید از اثر جوشکاری با سرعت بالا اطمینان حاصل کنیدجوش لیزریاز پوشش بالایی، باید شرایط زیر را رعایت کنید:

① درز جوشکاری عرض کافی دارد و نسبت عمق به عرض درز جوشکاری مناسب است، که مستلزم آن است که محدوده عمل گرمایی منبع نور به اندازه کافی بزرگ باشد و انرژی خط جوش در محدوده معقولی باشد.

② جوش صاف است، که مستلزم آن است که زمان چرخه حرارتی جوش در طول فرآیند جوشکاری به اندازه کافی طولانی باشد تا حوضچه مذاب سیالیت کافی داشته باشد و جوش تحت حفاظت گاز محافظ به یک جوش فلزی صاف جامد شود.

③ درز جوش قوام خوب و منافذ و سوراخ های کمی دارد. این مستلزم آن است که در طول فرآیند جوشکاری، لیزر به طور پایدار بر روی قطعه کار عمل کند و پلاسمای پرانرژی به طور مداوم تولید شده و در داخل حوضچه مذاب عمل کند. حوضچه مذاب تحت نیروی واکنش پلاسما "کلید" تولید می کند. "سوراخ"، سوراخ کلید به اندازه کافی بزرگ و به اندازه کافی پایدار است، به طوری که بخار فلز و پلاسمای تولید شده به راحتی خارج نمی شود و قطرات فلزی را بیرون می آورد و پاشش ایجاد می کند و حوضچه مذاب اطراف سوراخ کلید به راحتی فرو نمی ریزد و گاز را درگیر می کند. . حتی اگر اجسام خارجی در طول فرآیند جوشکاری سوزانده شوند و گازها به صورت انفجاری آزاد شوند، یک سوراخ کلید بزرگتر برای انتشار گازهای انفجاری مساعدتر است و پاشش فلز و سوراخ های ایجاد شده را کاهش می دهد.

در پاسخ به نکات فوق، شرکت‌های سازنده باتری و شرکت‌های سازنده تجهیزات در این صنعت تلاش‌ها و اقدامات مختلفی را انجام داده‌اند: ساخت باتری‌های لیتیومی برای دهه‌ها در ژاپن توسعه یافته است و فناوری‌های تولید مرتبط حرف اول را زده‌اند.

در سال 2004، زمانی که فناوری لیزر فیبر هنوز به طور گسترده به صورت تجاری مورد استفاده قرار نگرفته بود، پاناسونیک از لیزرهای نیمه هادی LD و لیزرهای YAG با لامپ پالس برای خروجی مخلوط استفاده کرد (طرح در شکل زیر نشان داده شده است).

نمودار طرح تکنولوژی جوشکاری هیبریدی چند لیزری و ساختار سر جوش

نقطه نوری با چگالی بالا که توسط پالس ایجاد می شودلیزر YAGبا یک نقطه کوچک برای عمل بر روی قطعه کار برای ایجاد سوراخ های جوش برای به دست آوردن نفوذ جوش کافی استفاده می شود. در عین حال، لیزر نیمه هادی LD برای ارائه لیزر پیوسته CW برای پیش گرم کردن و جوش قطعه کار استفاده می شود. حوضچه مذاب در طول فرآیند جوشکاری انرژی بیشتری برای به دست آوردن سوراخ های جوشکاری بزرگتر، افزایش عرض درز جوش و افزایش زمان بسته شدن سوراخ های جوشکاری فراهم می کند و به خروج گاز در حوضچه مذاب کمک می کند و تخلخل جوش را کاهش می دهد. درز، همانطور که در زیر نشان داده شده است

نمودار شماتیک هیبریدجوش لیزری

با استفاده از این فناوری،لیزر YAGو لیزرهای LD تنها با توان چند صد وات می توانند برای جوش دادن کیس های باتری لیتیومی نازک با سرعت بالای 80 میلی متر بر ثانیه استفاده شوند. اثر جوشکاری همانطور که در شکل نشان داده شده است.

مورفولوژی جوش تحت پارامترهای مختلف فرآیند

با توسعه و ظهور لیزرهای فیبری، لیزرهای فیبری به دلیل مزایای فراوانی مانند کیفیت خوب پرتو، راندمان تبدیل فوتوالکتریک بالا، عمر طولانی، تعمیر و نگهداری آسان و قدرت بالا، به تدریج جایگزین لیزرهای پالسی YAG در پردازش لیزری فلزات شدند.

بنابراین، ترکیب لیزر در محلول جوشکاری هیبریدی لیزر فوق به یک لیزر فیبری + لیزر نیمه هادی LD تبدیل شده است و لیزر نیز به صورت کواکسیال از طریق یک سر پردازش ویژه (سر جوش در شکل 7 نشان داده شده است) خروجی می شود. در طول فرآیند جوشکاری، مکانیسم عمل لیزر یکسان است.

اتصال جوش لیزری کامپوزیت

در این طرح نبضلیزر YAGبا یک لیزر فیبر با کیفیت پرتو بهتر، قدرت بیشتر و خروجی پیوسته جایگزین می شود که سرعت جوش را به شدت افزایش می دهد و کیفیت جوش بهتری را به دست می آورد (اثر جوش در شکل 8 نشان داده شده است). این طرح نیز به همین دلیل مورد پسند برخی از مشتریان قرار گرفته است. در حال حاضر، این راه حل در تولید جوشکاری آب بندی پوشش بالای باتری برق استفاده شده است و می تواند به سرعت جوش 200 میلی متر بر ثانیه برسد.

ظاهر جوش پوشش بالایی با جوش لیزری هیبریدی

اگرچه راه حل جوش لیزری با طول موج دوگانه، پایداری جوش جوشکاری با سرعت بالا را حل می کند و الزامات کیفیت جوش جوشکاری با سرعت بالا پوشش های بالای سلول باتری را برآورده می کند، اما هنوز برخی از مشکلات با این راه حل از منظر تجهیزات و فرآیند وجود دارد.

اول از همه، اجزای سخت‌افزاری این راه‌حل نسبتاً پیچیده هستند و نیاز به استفاده از دو نوع لیزر مختلف و اتصالات جوش لیزری با طول موج دوگانه دارند که باعث افزایش هزینه‌های سرمایه‌گذاری تجهیزات، افزایش سختی تعمیر و نگهداری تجهیزات و افزایش احتمال خرابی تجهیزات می‌شود. امتیاز؛

دوم، طول موج دوگانهجوش لیزریمفصل مورد استفاده از چندین مجموعه لنز تشکیل شده است (شکل 4 را ببینید). تلفات برق بیشتر از اتصالات جوش معمولی است و موقعیت لنز باید در موقعیت مناسب تنظیم شود تا از خروجی کواکسیال لیزر با طول موج دوگانه اطمینان حاصل شود. و با تمرکز روی یک صفحه کانونی ثابت، عملکرد طولانی مدت با سرعت بالا، موقعیت لنز ممکن است شل شود و باعث تغییر در مسیر نوری شود و بر کیفیت جوش تأثیر بگذارد و نیاز به تنظیم مجدد دستی داشته باشد.

ثالثاً، در حین جوشکاری، انعکاس لیزر شدید است و می تواند به راحتی به تجهیزات و قطعات آسیب برساند. به خصوص هنگام تعمیر محصولات معیوب، سطح صاف جوش مقدار زیادی نور لیزر را منعکس می کند که به راحتی می تواند باعث ایجاد زنگ لیزر شود و پارامترهای پردازش برای تعمیر نیاز به تنظیم دارند.

برای حل مشکلات فوق، باید راه دیگری برای کشف پیدا کنیم. در سال 2017-2018، ما نوسان با فرکانس بالا را مطالعه کردیمجوش لیزریفن آوری پوشش بالای باتری و ارتقاء آن به برنامه تولید. جوشکاری نوسانی با فرکانس بالا پرتو لیزر (که از این پس به عنوان جوش نوسانی نامیده می شود) یکی دیگر از فرآیندهای جوشکاری با سرعت بالا 200 میلی متر بر ثانیه است.

در مقایسه با محلول جوشکاری لیزر هیبریدی، بخش سخت افزاری این محلول فقط به یک لیزر فیبر معمولی همراه با سر جوش لیزری نوسانی نیاز دارد.

سر جوش تاب خورده

یک لنز بازتابنده موتور در داخل سر جوش وجود دارد که می تواند برای کنترل لیزر برای نوسان با توجه به نوع مسیر طراحی شده (معمولاً دایره ای، S شکل، 8 شکل و غیره)، دامنه نوسان و فرکانس برنامه ریزی شود. پارامترهای مختلف نوسان می تواند باعث شود که سطح مقطع جوش در اشکال و اندازه های مختلف باشد.

جوش هایی که تحت مسیرهای نوسانی مختلف به دست می آیند

سر جوش نوسانی فرکانس بالا توسط یک موتور خطی هدایت می شود تا در امتداد شکاف بین قطعات کار جوش داده شود. با توجه به ضخامت دیواره پوسته سلول، نوع مسیر نوسان و دامنه مناسب انتخاب می شود. در طول جوشکاری، پرتو لیزر استاتیک فقط یک مقطع جوش V شکل را تشکیل می دهد. با این حال، با هدایت سر جوش نوسانی، نقطه پرتو با سرعت بالایی در صفحه کانونی نوسان می‌کند و یک سوراخ کلید جوشکاری پویا و چرخشی را تشکیل می‌دهد که می‌تواند نسبت عمق به عرض جوش مناسب را به دست آورد.

سوراخ کلید جوش دوار جوش را به هم می زند. از یک طرف به خروج گاز کمک می کند و منافذ جوش را کاهش می دهد و تأثیر خاصی در ترمیم سوراخ های سوزن در نقطه انفجار جوش دارد (شکل 12 را ببینید). از طرف دیگر، فلز جوش به صورت منظم گرم و سرد می شود. گردش باعث می شود سطح جوش یک الگوی فلس ماهی منظم و منظم به نظر برسد.

تشکیل درز جوشکاری نوسانی

سازگاری جوش ها با آلودگی رنگ تحت پارامترهای مختلف نوسانی

نکات فوق سه الزام کیفی اساسی برای جوشکاری با سرعت بالا را برآورده می کند. این راه حل مزایای دیگری نیز دارد:

① از آنجایی که بیشتر توان لیزر به سوراخ کلید دینامیک تزریق می شود، لیزر پراکنده خارجی کاهش می یابد، بنابراین تنها به یک لیزر کوچکتر نیاز است، و گرمای ورودی جوشکاری نسبتا کم است (30٪ کمتر از جوشکاری کامپوزیت)، که باعث کاهش تجهیزات می شود. از دست دادن و از دست دادن انرژی؛

② روش جوشکاری نوسانی سازگاری بالایی با کیفیت مونتاژ قطعات کار دارد و عیوب ناشی از مشکلاتی مانند مراحل مونتاژ را کاهش می دهد.

③روش جوشکاری نوسانی اثر تعمیر قوی بر روی سوراخ های جوش دارد و میزان بازده استفاده از این روش برای تعمیر سوراخ های جوش هسته باتری بسیار بالا است.

④سیستم ساده است و اشکال زدایی و نگهداری تجهیزات ساده است.

3. عصر 3.0 تکنولوژی جوشکاری لیزری پوشش بالا

سرعت جوش 300mm/s

با ادامه کاهش یارانه های انرژی جدید، تقریباً کل زنجیره صنعتی صنعت تولید باتری در دریای سرخ سقوط کرده است. این صنعت همچنین وارد دوره تجدید سازمان شده است و نسبت شرکت های پیشرو با مقیاس و مزایای تکنولوژیکی بیشتر افزایش یافته است. اما در عین حال، «بهبود کیفیت، کاهش هزینه ها و افزایش کارایی» به موضوع اصلی بسیاری از شرکت ها تبدیل خواهد شد.

در دوره کم یا بدون یارانه، تنها با دستیابی به ارتقای مکرر فناوری، دستیابی به راندمان تولید بالاتر، کاهش هزینه ساخت یک باتری و بهبود کیفیت محصول، می‌توانیم شانس بیشتری برای برنده شدن در رقابت داشته باشیم.

لیزر هان به سرمایه گذاری در تحقیقات در مورد فناوری جوشکاری با سرعت بالا برای پوشش های بالای سلول باتری ادامه می دهد. علاوه بر چندین روش فرآیند معرفی شده در بالا، فناوری های پیشرفته مانند فناوری جوش لیزر نقطه ای حلقوی و فناوری جوش لیزری گالوانومتر برای پوشش های بالای سلول باتری را نیز مطالعه می کند.

به منظور بهبود بیشتر راندمان تولید، فناوری جوشکاری پوشش بالایی را با سرعت 300 میلی‌متر بر ثانیه و سرعت بالاتر بررسی کنید. لیزر هان در سال‌های 2017-2018، آب‌بندی جوش لیزری گالوانومتر روبشی را مورد مطالعه قرار داد، مشکلات فنی حفاظت از گاز دشوار قطعه کار در طول جوشکاری گالوانومتر و اثر شکل‌دهی ضعیف سطح جوش را از بین برد و به 400-500 میلی‌متر بر ثانیه دست یافت.جوش لیزریاز پوشش بالای سلول جوشکاری برای باتری 26148 تنها 1 ثانیه طول می کشد.

با این حال، به دلیل راندمان بالا، توسعه تجهیزات پشتیبانی که با راندمان مطابقت داشته باشد بسیار دشوار است و هزینه تجهیزات بالا است. بنابراین، هیچ توسعه کاربردی تجاری بیشتری برای این راه حل انجام نشد.

با توسعه بیشترلیزر فیبرفناوری، لیزرهای فیبر پرقدرت جدید که می توانند به طور مستقیم نقاط نور حلقه ای شکل را تولید کنند، راه اندازی شده اند. این نوع لیزر می تواند نقاط لیزر نقطه ای را از طریق فیبرهای نوری چند لایه خاص خروجی دهد و شکل نقطه و توزیع توان را می توان همانطور که در شکل نشان داده شده است تنظیم کرد.

جوش هایی که تحت مسیرهای نوسانی مختلف به دست می آیند

از طریق تنظیم، توزیع چگالی توان لیزر را می توان به شکل نقطه ای-دونات-توفات تبدیل کرد. این نوع لیزر همانطور که در شکل نشان داده شده است Corona نام دارد.

پرتو لیزر قابل تنظیم (به ترتیب: نور مرکزی، نور مرکزی + نور حلقه، نور حلقه، دو چراغ حلقه)

در سال 2018، استفاده از لیزرهای متعدد از این نوع در جوشکاری پوشش های روی سلول باتری پوسته آلومینیومی مورد آزمایش قرار گرفت و بر اساس لیزر Corona، تحقیق بر روی راه حل فناوری فرآیند 3.0 برای جوشکاری لیزری پوشش های روی سلول باتری راه اندازی شد. هنگامی که لیزر Corona خروجی حالت حلقه ای را انجام می دهد، ویژگی های توزیع چگالی توان پرتو خروجی آن مشابه خروجی ترکیبی یک لیزر نیمه هادی + فیبر است.

در طول فرآیند جوشکاری، نور نقطه مرکزی با چگالی توان بالا، سوراخ کلیدی را برای جوشکاری با نفوذ عمیق تشکیل می‌دهد تا نفوذ جوش کافی را به دست آورد (مشابه خروجی لیزر فیبر در محلول جوشکاری ترکیبی)، و نور حلقه ورودی گرمای بیشتری را فراهم می‌کند. سوراخ کلید را بزرگ کنید، تاثیر بخار فلز و پلاسما را بر روی فلز مایع در لبه سوراخ کلید کاهش دهید، پاشش فلز حاصل را کاهش دهید، و زمان چرخه حرارتی جوش را افزایش دهید، به گاز موجود در حوضچه مذاب کمک می کند تا برای مدتی خارج شود. زمان طولانی تر، بهبود پایداری فرآیندهای جوشکاری با سرعت بالا (مشابه خروجی لیزرهای نیمه هادی در محلول های جوشکاری هیبریدی).

در آزمایش، باتری‌های پوسته‌ای با دیواره نازک را جوش دادیم و متوجه شدیم که سازگاری اندازه جوش خوب است و قابلیت فرآیند CPK همانطور که در شکل 18 نشان داده شده است.

ظاهر جوشکاری پوشش بالای باتری با ضخامت دیواره 0.8mm (سرعت جوش 300mm/s)

از نظر سخت افزاری، بر خلاف محلول جوش هیبریدی، این محلول ساده است و نیازی به دو لیزر یا سر جوش هیبریدی خاصی ندارد. این فقط به یک سر جوش لیزری معمولی با توان بالا نیاز دارد (از آنجایی که فقط یک فیبر نوری یک لیزر تک طول موج را خروجی می‌دهد، ساختار لنز ساده است، نیازی به تنظیم نیست، و تلفات توان کم است)، که اشکال زدایی و نگهداری آن را آسان می‌کند. ، و پایداری تجهیزات بسیار بهبود یافته است.

این راه حل علاوه بر سیستم ساده راه حل سخت افزاری و برآورده کردن الزامات فرآیند جوشکاری با سرعت بالا پوشش بالای سلول باتری، مزایای دیگری در کاربردهای فرآیندی دارد.

در آزمایش، پوشش بالایی باتری را با سرعت بالای 300 میلی‌متر بر ثانیه جوش دادیم و همچنان به اثرات شکل‌دهی درز جوشکاری خوبی دست یافتیم. علاوه بر این، برای پوسته هایی با ضخامت دیواره های مختلف 0.4، 0.6، و 0.8mm، تنها با تنظیم ساده حالت خروجی لیزر، می توان جوشکاری خوبی انجام داد. با این حال، برای راه حل های جوشکاری هیبریدی لیزری با طول موج دوگانه، لازم است که پیکربندی نوری سر جوش یا لیزر را تغییر دهید، که هزینه تجهیزات و هزینه های زمان رفع اشکال بیشتر را به همراه خواهد داشت.

بنابراین، نقطه نقطه حلقهجوش لیزریراه حل نه تنها می تواند به جوشکاری پوشش بالایی با سرعت فوق العاده با سرعت 300 میلی متر بر ثانیه دست یابد و راندمان تولید باتری های قدرت را بهبود بخشد. برای شرکت های سازنده باتری که نیاز به تغییر مدل مکرر دارند، این راه حل می تواند کیفیت تجهیزات و محصولات را نیز تا حد زیادی بهبود بخشد. سازگاری، کوتاه کردن تغییر مدل و زمان رفع اشکال.

ظاهر جوشکاری پوشش بالای باتری با ضخامت دیواره 0.4mm (سرعت جوش 300mm/s)

ظاهر جوشکاری پوشش بالای باتری با ضخامت دیواره 0.6mm (سرعت جوش 300mm/s)

نفوذ جوش لیزری کرونا برای جوشکاری سلولی دیواره نازک - قابلیت های فرآیند

علاوه بر لیزر Corona که در بالا ذکر شد، لیزرهای AMB و لیزرهای ARM دارای ویژگی های خروجی نوری مشابهی هستند و می توان از آنها برای حل مشکلاتی مانند بهبود پاشش جوش لیزری، بهبود کیفیت سطح جوش و بهبود پایداری جوش در سرعت بالا استفاده کرد.

4. خلاصه

راه حل های مختلف ذکر شده در بالا همگی در تولید واقعی توسط شرکت های تولید کننده باتری لیتیومی داخلی و خارجی استفاده می شوند. با توجه به زمان تولید متفاوت و زمینه های فنی متفاوت، راه حل های فرآیندی مختلف به طور گسترده ای در صنعت استفاده می شود، اما شرکت ها نیازهای بالاتری برای کارایی و کیفیت دارند. به طور مداوم در حال بهبود است و به زودی فناوری های جدید بیشتری توسط شرکت هایی که در خط مقدم فناوری هستند به کار خواهند رفت.

صنعت باتری های انرژی جدید چین نسبتا دیر شروع شد و به سرعت توسط سیاست های ملی توسعه یافت. فناوری‌های مرتبط با تلاش‌های مشترک کل زنجیره صنعت به پیشرفت خود ادامه داده‌اند و فاصله را با شرکت‌های برجسته بین‌المللی به‌طور جامع کاهش داده‌اند. Maven به عنوان یک تولید کننده داخلی تجهیزات باتری لیتیومی، همچنین به طور مداوم در حال کاوش در زمینه های مزیت خود است، به ارتقاء مکرر تجهیزات بسته باتری کمک می کند و راه حل های بهتری برای تولید خودکار بسته های باتری ذخیره انرژی جدید ارائه می دهد.