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光纤激光焊接机在动力电池上的焊接应用和难点分析


高效精密的激光焊接可以大大提高汽车动力电池的安全性、可靠性和使用寿命,将为今后的汽车动力技术带来革命化进步。动力电池的激光焊接部位多,有耐压和漏液测试要求,材料多数为铝材,因此焊接难度大,对焊接工艺的要求更高。

一般来讲,动力电池壳体的焊接主要为侧焊和顶焊两种方式,它们各有优势和缺点,而铝壳电池因为其材料的特殊性,容易出现凸起、气孔、诈或等问题,方形电池焊接在拐角处容易出现问题。

动力电池焊接的工艺难点

一般壳体厚度都要求达到1.0毫米以下,主流厂家目前根据电池容量不同壳体材料厚度以0.6mm0.8mm两种为主。焊接方式主要分为侧焊和顶焊,其中侧焊的主要好处是对电芯内部的影响较小,飞溅物不会轻易进入壳盖内侧。由于焊接后可能会导致凸起,这对后续工艺的装配会有些微影响,因此侧焊工艺对激光器的稳定性、材料的洁净度和顶盖与壳体的配合间隙有较高的要求。而顶焊工艺由于焊接在一个面上,可采用更高效的振镜扫描焊接方式,但对前道工序入壳及定位要求很高,对设备的自动化要求高。

铝壳动力电池焊接难点

目前铝壳电池占整个动力电池的90%以上。铝材的激光焊接难度较大,会面临焊痕表面凸起问题、气孔问题、炸火问题、内部气泡问题等。表面凸起、气孔、内 部气泡是激光焊接的致命伤,很多应用由于这些原因不得不停止或者想办法规避。很多电池厂家在研发初期都会为此大伤脑筋,究其原因,主要是采用的光纤芯径过小或者激光能量设置过高所致。引起炸火(也称飞溅,Splash)的因素也很多,如材料的清洁度、材料本身的纯度、材料自身的特性等,而起决定性作用的则是激光器的稳定性。在动力电池焊接当中,焊接工艺技术人员会根据客户的电池材料、形状、厚度、拉力要求等选择合适的激光器和焊接工艺参数,包括焊接速度、 波形、峰值、焊头倾斜角度等来设置合理的焊接工艺参数,以保证最终的焊接效果满足动力电池厂家的要求

方形动力电池焊接难点

方形电池由于来料的配合精度等方面的因素影响,焊接时拐角处最容易出现问题,需要在根据实际情况不断探索,调整焊接速度可以解决这类问题。圆形电池没有这方面的问题,但后续集成成电池模组的难度较大。

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