Keevitusmeetodite ja -protsesside mõistlik valik liitiumpatareide tootmisprotsessi ajal mõjutab otseselt aku maksumust, kvaliteeti, ohutust ja järjepidevust.
1. Laserkeevitamise põhimõte
Fiber Laser keevitusmasin kasutab töötamiseks laserkiire suurepärast suunatavust ja suurt võimsustihedust. Laserkiir fokusseeritakse läbi optilise süsteemi väikesele alale, moodustades keevitatud alal kiiresti väga kontsentreeritud soojusallika. ala, nii et keevitatav objekt sulab ja moodustab tugeva keevituspunkti ja keevisõmbluse.
Fiber Laser keevitusmasin
2. Laserkeevituse tüüp
Soojusjuhtivusega keevitamine ja sügavkeevitus
Laseri võimsustihedus on 105–106 w/㎝² laseri soojusjuhtivuskeevituse moodustamiseks ja laseri võimsustihedus on 105–106 w/㎝², et moodustada laseri sügav läbitungimiskeevitus.
Läbitungimis- ja õmbluskeevitus
Läbistuskeevitus: ühendusdetaili pole vaja mulgustada ja töötlemine on suhteliselt lihtne. Läbitungiv keevitamiseks on vaja võimsamat laserkeevitajat. Läbistuskeevituse läbitungimissügavus on väiksem kui õmbluskeevituse oma ja selle töökindlus on suhteliselt halb.
Võrreldes läbitungiva keevitusega vajab õmbluskeevitus väiksema võimsusega laserkeevitajat. Õmbluskeevituse läbitungimissügavus on suurem kui läbitungkeevituse oma ja selle töökindlus on suhteliselt hea. Ühendusdetail tuleb aga mulgustada, mida on suhteliselt raske töödelda.
Impulsskeevitus ja pidev keevitamine
1) Impulssrežiimiga keevitamine
Laserkeevituse ajal tuleks valida sobivad keevituslainekujud. Tavaliselt kasutatavad impulsi lainekujud hõlmavad ruut-, tipp-, kahetipulisi laineid jne. Alumiiniumsulamist pinna peegelduvus valguse suhtes on liiga kõrge. Kui suure intensiivsusega laserkiir tabab materjali pinda, kaotab metallpind peegelduse tõttu 60%-98% laserienergiast ja peegeldusvõime muutub koos pinna temperatuuriga. Üldiselt on alumiiniumisulamite keevitamisel kõige parem valida terav- ja kahetipulised lained. Sellise keevituslainekuju taga oleva aeglustava osa impulsi laius on pikem, mis võib tõhusalt vähendada pooride ja pragude teket.
Impulsslaserkeevitusnäidised
Alumiiniumsulami suure peegelduvuse tõttu laseri suhtes, et vältida laserkiire vertikaalset langemist ja vertikaalset peegeldust ning laserfookuspeegli kahjustamist, kaldub keevituspea keevitusprotsessi ajal tavaliselt teatud nurga all. Laseri kaldenurga suurenedes suureneb jootekoha läbimõõt ja efektiivse liitepinna läbimõõt. Kui laseri kaldenurk on 40 kraadi, saadakse suurim jooteühendus ja efektiivne liitepind. Keevituspunkti läbitungimine ja tõhus läbitungimine vähenevad laseri kaldenurgaga. Kui see on suurem kui 60, langeb efektiivne keevitusläbivus nullini. Seetõttu saab keevisliidet teatud nurga alla kallutades vastavalt suurendada keevisõmbluse läbitungimise sügavust ja laiust.
Lisaks tuleb keevitamise ajal keevisõmbluse piiriks keevitada 65% laserkeevituspunkti osalisest katteplaadist ja 35% kestast, mis võib tõhusalt vähendada kaane sulgemisprobleemidest põhjustatud plahvatusi.
2) Pideva režiimiga keevitamine
Kuna pideva laserkeevituse kuumutusprotsess erineb impulssmasinate äkilisest jahutamisest ja kuumutamisest, ei ole keevitamise ajal pragude tekkimine eriti ilmne. Keevisõmbluse kvaliteedi parandamiseks kasutatakse pidevat laserkeevitust. Keevisõmbluse pind on sile ja ühtlane, ilma pritsmeteta, defektideta ega keevisõmbluse sees. Pragusid ei leitud. Alumiiniumisulamite keevitamisel on pidevlaseri eelised ilmsed. Võrreldes traditsiooniliste keevitusmeetoditega on tootmise efektiivsus kõrge ja traadi täitmine pole vajalik. Võrreldes impulsslaserkeevitusega võib see lahendada pärast keevitamist tekkivaid defekte, nagu praod, poorsus, pritsmed jne, tagades alumiiniumisulami heade mehaaniliste omaduste pärast keevitamist; pärast keevitamist ei teki mõlke ning pärast keevitamist väheneb poleerimise ja poleerimise hulk, mis säästab tootmiskulusid. Kuna pideva laseri koht on aga suhteliselt väike, ei ole tooriku kokkupaneku täpsus kõrge. Nõuded on kõrgemad.
3. Laserkeevituse eelised
Kiudlasergeneraatoriga automaatsel CNC laserkeevitusmasinal on kontsentreeritud energia, kõrge keevitamise efektiivsus, kõrge töötlemise täpsus ja suur keevitussügavuse ja laiuse suhe. Laserkiirt on lihtne optiliste instrumentidega fokuseerida, joondada ja juhtida. Selle saab asetada töödeldavast detailist sobivale kaugusele ja ümber suunata seda ümbritsevate kinnitusdetailide või takistuste vahel. Muid keevitusviise ei saa kasutada ülalmainitud ruumipiirangute tõttu.
Soojussisend on väike, kuumusest mõjutatud tsoon on väike ning tooriku jääkpinge ja deformatsioon on väike; keevitusenergiat saab täpselt kontrollida, keevitusefekt on stabiilne ja keevituse välimus on hea;
Kontaktivaba keevitamine, optilise kiu ülekanne, hea juurdepääsetavus ja kõrge automatiseerituse tase. Õhukeste materjalide või peene läbimõõduga juhtmete keevitamisel ei esine tagasisulatusprobleeme, nagu kaarkeevitus. Kuna liitiumpatareides kasutatavad elemendid järgivad kergekaalulisuse põhimõtet, on need tavaliselt valmistatud kergemast alumiiniumist ja on tehtud õhemaks. Üldiselt nõutakse, et kest, kate ja põhi peavad olema alla 10mm. Peamiste tootjate praeguste põhimaterjalide paksus on umbes 0,8 mm.
See võib pakkuda suure tugevusega keevitust erinevate materjalide kombinatsioonide jaoks, eriti vase ja alumiiniumi keevitamisel. See on ka ainus tehnika galvaniseeritud nikli jootmiseks vaskmaterjalidele.
4. Raskused laserkeevitusprotsessis
Praegu moodustavad alumiiniumisulamist aku kestad üle 90% kogu liitiumaku võimsusest. Keevitamise raskus seisneb alumiiniumisulami ülikõrges peegelduvuses laseri suhtes ja pooride suures tundlikkuses keevitamise ajal. Keevitamisel tekivad paratamatult mõned probleemid ja defektid, millest olulisemad on poorid, kuumad praod ja plahvatused.
Alumiiniumsulami laserkeevitusprotsessis võivad tekkida poorid. Kaks peamist tüüpi on vesinikupoorid ja mullide lõhkemisest tekkinud poorid. Kuna laserkeevituse jahutuskiirus on liiga kiire, on vesinikuaukude probleem tõsisem ja laserkeevitusel olevate väikeste aukude kokkuvarisemise tõttu tekib täiendavat tüüpi auk.
Termilise pragunemise probleem. Alumiiniumsulam on tüüpiline eutektiline sulam. Sellel on keevitamise ajal kuumapraod, sealhulgas keeviskristallpraod ja HAZ-i veeldumispraod. Komponentide segregatsiooni tõttu keevisõmbluse piirkonnas toimub eutektiline eraldumine ja tera piiride sulamine. Pinge all tekivad terade piiridele vedeldamispraod, mis vähendavad keevisliidete jõudlust.
Plahvatuse (tuntud ka kui pritsmete) probleem. Plahvatusi põhjustavad paljud tegurid, näiteks materjali puhtus, materjali enda puhtus, materjali enda omadused jne. Määrav on laseri stabiilsus. Kesta pinnal on punnid, poorid ja sisemised mullid. Peamine põhjus on see, et kiudude südamiku läbimõõt on liiga väike või laserenergia seadistus on liiga kõrge. Asi pole selles, et mida parem on kiire kvaliteet, seda parem on keevitusefekt, nagu reklaamisid mõned laserseadmete tarnijad. Hea kiirkvaliteet sobib suurema läbitungimissügavusega superpositsioonil keevitamiseks. Õigete protsessiparameetrite leidmine on probleemi lahendamise võti.
Muud raskused
Pehme tihendiga sakkide keevitamine nõuab kõrgeid keevitustööriistu. Keevituspilu tagamiseks tuleb sakid tugevasti vajutada. See suudab teostada keeruliste trajektooride, näiteks S-kujuliste ja spiraalsete kujundite kiiret keevitamist, suurendades keevisõmbluse ühenduspinda ja tugevdades keevitustugevust.
Positiivse elektroodi valmistamiseks kasutatakse peamiselt silindriliste aku südamike keevitamist. Kuna negatiivse elektroodi kest on õhuke, on seda väga lihtne läbi keevitada. Näiteks kasutavad mõned tootjad praegu negatiivse elektroodi jaoks keevitusvaba protsessi, positiivse elektroodi puhul aga laserkeevitust.
Poolused või ühendusdetailid on ruudukujulise akukombinatsiooni keevitamisel paksult saastunud. Ühendusdetailide keevitamisel saasteained lagunevad ja moodustavad kergesti keevitamise plahvatuspunkte ja auke. Peenikeste poolustega akusid, mille all on plastikust või keraamilised konstruktsiooniosad, on lihtne keevitada. kandma. Kui post on väike, on seda lihtne keevitada nii, et plast põleb, moodustades plahvatuspunkti. Ärge kasutage mitmekihilisi ühenduslehti. Kihtidevahelised augud raskendavad nende tugevat keevitamist.
Kõige olulisem protsess ruudukujuliste patareide keevitusprotsessis on ümbrise kaane pakendamine, mis jaguneb vastavalt erinevatele positsioonidele ülemise katte ja alumise katte keevitamiseks. Kuna nende toodetavad akud on väikesed, kasutavad mõned tootjad aku kesta valmistamiseks sügavtõmbeprotsessi ja peavad keevitama ainult ülemise katte.
5. Keevituskvaliteeti mõjutavad tegurid
Laserkeevitus on praegu oluline meetod, mida soovitatakse tipptasemel akude keevitamiseks. Laserkeevitus on protsess, mille käigus suure energiaga laserkiir kiiritab töödeldavat detaili, põhjustades töötemperatuuri järsu tõusu, töödeldava detaili sulamise ja taasühendamise, moodustades püsiühenduse. Laserkeevituse nihketugevus ja rebenemiskindlus on suhteliselt head. Akukeevituse juhtivus, tugevus, õhutihedus, metalli väsimine ja korrosioonikindlus on tüüpilised keevitused.
kvaliteedi hindamise kriteeriumid
Laserkeevituse kvaliteeti mõjutavad paljud tegurid. Mõned neist on äärmiselt muutlikud ja neil on märkimisväärne ebastabiilsus. Kuidas saab kiire ja pideva laserkeevituse ajal neid parameetreid õigesti seadistada ja sobivas vahemikus reguleerida, et tagada keevituskvaliteet? Keevitusõmbluse moodustumise usaldusväärsus ja stabiilsus on olulised küsimused, mis on seotud laserkeevitustehnoloogia praktilisuse ja industrialiseerimisega. Laserkeevituse kvaliteeti mõjutavad olulised tegurid jagunevad kolme aspekti: keevitusseadmed, tooriku seisund ja protsessi parameetrid.
Acey New Energy on professionaalne tarnija, kes on spetsialiseerunud liitiumpatareide komplekteerimismasinatele, nagu aku mahutavuse klassifitseerimismasinad, aku isolatsioonipaberi kleepimismasinad, akude sorteerimismasinad, BMS-i testrid, aku punktkeevitusmasinad, laserkeevitusmasinad, ultraheli traadi sidumismasinad, aku kõikehõlmav tester, aku laadimise ja tühjenemise vananemise tester jne. Pakume akukomplektide koosteliinidele ühtset lahendust. Huvi korral võtke meiega julgelt ühendust.
