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用動力電池模組側(cè)板焊接的案例來看看光纖激光器的重要作用
動力電池本身的特點就是輸出電流大,電壓較高,容量相對比較大,輸出功率能夠滿足各類電動車驅(qū)動的電源,我們在市面上??吹降碾姵啬?組大多數(shù)是鋰電池模組組成的PACK動力電池,里面布滿各類電芯,不過同一PACK的電芯類型需要統(tǒng)一,包括電芯的大小規(guī)格,容量,電流電 壓,所需其需要焊接的部件也就有很多,制作工序隨之增多,其中激光焊接常用的部件區(qū)域包括:防爆閥密封焊接,極耳焊接,連接片焊接, 安全帽蓋帽焊接,殼體密封焊,模組焊接,PACK包焊接,匯流排焊接,電極極柱焊接,保護板焊接,翻轉(zhuǎn)片焊接,極耳鋁轉(zhuǎn)鎳等等,而電池 材質(zhì)則有紫銅,鋁及鋁合金,鎳以及鎳合金,不銹鋼等。
1000W-2000W焊接方案:
防爆閥、極耳、安全帽、殼體封口、電極極柱等部件的材料厚度一般較小,通常是0.2~2mm之間,這類部件主要是要求密封性或者對焊縫強 度要求不高,焊接這類部件的激光器功率一般都相對較小,采用1000W、1500W、2000W這三種激光器基本都能夠滿足要求。
4000W-6000W焊接方案:
模組側(cè)板和匯流排的焊縫深度一般在2~4mm之間,對焊縫強度要求較高,若采用相對較低功率的激光器進行焊接則會導致焊接速度過慢,甚 至焊縫熔深和強度均達不到要求,此時我們需要選擇功率較大的激光器,諸如4000W、6000W這類的激光器:
1、可以保證焊縫熔深;
2、可以保證相對較快的焊接速度,提高生產(chǎn)效率;
3、配合適當?shù)暮附宇^可以有效提升焊縫橋接能力,即能夠?qū)宇^的裝配間隙容許值增大;
4、有較大的焊接工藝參數(shù)窗口,可以更穩(wěn)定的保證產(chǎn)品質(zhì)量。
動力電池模組側(cè)板焊接:
在模組側(cè)板焊接方面,動力電池組常用鋁合金型材、板材作為模組外框結構件,焊接質(zhì)量好壞,決定了模組整體結構的剛性。
焊接要求:
焊縫均勻,熔深2mm以上,焊縫強度較高,強度試驗時不能斷裂在正縫區(qū)。
基本設備:4000W光纖激光器,遠程掃描焊接頭。
焊接平臺:機器人。
焊接要求:焊接功率3600W,焊接速度3.6m/min。
焊接效果
局部放大焊縫外觀
焊縫解刨,進行焊縫橫截面金相檢測
從上圖中可以看出,焊縫寬度是2.93mm,熔深是2.38mm,焊縫內(nèi)部基本無氣孔、無裂紋,焊縫成型滿足要求。
拉力測試
對長度為70mm的焊縫進行拉力測試,焊縫最大承受拉力是17.8KN,接頭斷裂在母材側(cè)熱影響區(qū),焊接效果良好。
通過上面的實例,我看可以得出4000W光纖多模激光器焊接優(yōu)勢如下:
1、輸出光學系統(tǒng)采用加強型的輸出光纖,輸出接頭為QBH,光束質(zhì)量好,可配置國內(nèi)外主流廠家的焊接頭;
2、具備多種控制模式,而且具有良好的抗高反性能;
3、對于動力電池行業(yè)的鋁銅等材料的焊接具有很強的優(yōu)勢,已經(jīng)在動力電池行業(yè)廣泛的應用。
隨著激光焊接工藝不斷發(fā)展成熟,能夠適用于新能源汽車動力電池領域的應用也在不斷開拓。
最后筆者備注:
現(xiàn)在很多動力電池模組焊接廠家開始應用國產(chǎn)激光器,當前國內(nèi)主要的激光器生產(chǎn)企 業(yè)包括銳科激光器等國產(chǎn)主力廠家,在性價比上面開始對 進口IPG光纖激光器實現(xiàn)彎道 超車,整個動力電池焊接系統(tǒng),光纖激光器技術質(zhì)量起到關鍵作用,就好比汽車發(fā)動 機的作用一樣,如果其停止 工作或出現(xiàn)任何問題均會對整個系統(tǒng)造成癱瘓,當然其它配 合的子系統(tǒng)也是不可或缺,只有整個系統(tǒng)兼容性越強,系統(tǒng)應用就更加順暢,所以 我們?yōu)槭裁凑f國 產(chǎn)激光器應用開始實現(xiàn)“超車”,就是其與國產(chǎn)其它配套的產(chǎn)品系統(tǒng)兼容性更強了。
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