パワーバッテリーは新エネルギー車のコアコンポーネントであり、溶接はパワーバッテリーの製造に不可欠な部分です。 パワーリチウム電池の製造工程における溶接方法とプロセスの合理的な選択は、電池のコスト、品質、安全性、および一貫性に直接影響します。
HGテックの全体的なソリューションを提供できますパワーバッテリーのレーザー溶接、電池は製造工程において溶接と切り離すことはできません。 バッテリーレーザー溶接装置は、主にバッテリーソフト接続溶接、トップカバー溶接、シーリングネイル溶接、タブポール溶接、液体注入口溶接、バッテリーモジュールおよびパック溶接を使用しています。 異なる溶接部品または異なる溶接材料には、異なる溶接ソリューションが必要です。
まず、パワーバッテリーのレーザー溶接の原理
レーザー溶接レーザー光線の優れた指向性と高いパワー密度を利用して動作します。 レーザー光は光学系により狭い範囲に集光され、溶接部にエネルギー密度の高い熱源が短時間で形成されます。 これにより、溶接された材料が溶融し、固体の溶接スポットとシームが形成されます。
第二に、パワーバッテリーレーザー溶接タイプ
1. 熱伝導溶接と深溶け込み溶接
熱伝導溶接では、レーザービームがシームに沿ってワークピースの表面で一緒に溶融し、溶融物が収束して凝固して溶接部を形成します。 材料の最大溶接深さが熱伝導率によって制限され、溶接幅が常に溶接深さよりも大きい、比較的薄い材料にとって重要です。
深溶込み溶接では、高出力レーザーが金属の表面に集中すると、熱が時間内に放散されず、溶接の深さが急激に深くなります。 この溶接技術は深溶け込み溶接です。 深溶け込み溶接技術は非常に高速であるため、熱影響部が小さく、歪みが最小限に抑えられるため、この技術は深溶接または複数の材料の層を一緒に溶接するために使用できます。
熱伝導溶接と深溶込み溶接の重要な違いは、単位時間あたりに金属表面に適用される電力密度であり、異なる金属の下限臨界値は異なります。
2. 溶け込み溶接とシーム溶接
貫通溶接により、接続片を打ち抜く必要がなく、加工が比較的簡単です。 溶け込み溶接には高出力のレーザー溶接機が必要です。 溶け込み溶接は、シーム溶接に比べ溶け込み深さが浅く、信頼性が比較的悪い。
貫通溶接と比較して、シーム溶接はレーザー溶接機の出力が少なくて済みます。 シーム溶接の溶け込み深さは溶け込み溶接よりも深く、信頼性は比較的良好です。 ただし、接続ピースを打ち抜く必要があり、加工が比較的困難です。
3. パルス溶接と連続溶接
1) パルスモード溶接
レーザー溶接時には、適切な溶接波形を選択する必要があります。 一般的に使用されるパルス波形には、方形波、ピーク波、ダブルピーク波などがあります。光に対するアルミニウム合金表面の反射率が高すぎます。 高強度レーザー ビームが材料の表面に当たると、金属表面は反射によりレーザー エネルギーの 60% -98% が失われ、反射率は表面温度によって変化します。 一般的に、アルミニウム合金の溶接には、シャープウェーブとダブルピークウェーブが最適です。 溶接波形の後ろのスローダウン部分のパルス幅が長くなり、ポアやクラックの発生を効果的に抑制できます。
レーザーに対するアルミニウム合金の反射率が高いため、レーザービームの垂直反射が垂直反射を引き起こし、レーザー集光ミラーに損傷を与えるのを防ぐために、溶接ヘッドは通常、溶接プロセス中に特定の角度で偏向します。 . レーザ傾斜角度の増加に伴い溶接スポット径と有効接合面径が増加する． レーザー傾斜角度が 40 度のとき、最大のはんだ接合と有効な接合面が得られます。 レーザー傾斜角が大きくなるにつれて溶接点溶け込みと有効溶け込みが減少し、60°を超えると有効溶け込みがゼロになります。 したがって、溶接ヘッドを特定の角度に傾けることにより、溶接の溶け込み深さと溶接幅を適切に増やすことができます。
さらに、溶接中、溶接シームを境界として、レーザー溶接スポットをカバー プレートの 65% とシェルの 35% に溶接する必要があります。これにより、カバーを閉じる際の問題によって引き起こされる爆発を効果的に減らすことができます。 .
2) 連続モード溶接
連続レーザー溶接の加熱プロセスは、パルス マシンの急冷急熱とは異なるため、溶接中の亀裂の傾向はそれほど明白ではありません。 溶接の品質を向上させるために、連続レーザー溶接が使用されます。 溶接部の表面は滑らかで均一で、スパッタや欠陥はありません。 クラックは見られなかった。 アルミニウム合金の溶接では、連続レーザーの利点は明らかです。 従来の溶接方法と比較して、生産効率が高く、ワイヤーフィラーは必要ありません。 パルスレーザー溶接と比較して、溶接後に現れるクラック、エアホール、スプラッシュなどの欠陥を解決でき、溶接後のアルミニウム合金の機械的特性が良好であることを保証します。 溶接後のたるみがなく、溶接後の研磨や研削の量が減り、生産コストを節約できます。 ただし、連続レーザーのスポットは比較的小さいため、ワークピースの組み立て精度の要件は高くなります。
第三に、溶接品質の影響要因
レーザー溶接の品質に影響を与える要因は数多くあります。 それらのいくつかは非常に不安定で、かなり不安定です。 高速連続レーザー溶接プロセスで適切な範囲内に制御できるように、これらのパラメーターを正しく設定および制御して、確実に溶接品質. 溶接形成の信頼性と安定性は、レーザー溶接技術の実用化と産業化に関連する重要な課題です。 レーザー溶接の品質に影響を与える重要な要素は、溶接装置、ワークピースの状態、およびプロセス パラメータの 3 つの側面に分けられます。
レーザー溶接は現在、ハイエンドバッテリー溶接の重要な方法です。 レーザー溶接は、ワークに高エネルギーのビームレーザーを照射することにより、作業温度が急激に上昇し、ワークが溶融して再結合し、恒久的な接続を形成するプロセスです。 レーザー溶接のせん断強度と引き裂き強度は比較的良好であり、バッテリー溶接の電気伝導性、強度、気密性、金属疲労、および耐食性は、典型的な溶接品質評価基準です。
