电池顶盖侧焊激光焊接系统方案
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:坠』垡星垡垒——————————————————型鲨垒—垒丝丝型坠些丝文章编号:1002-025X(2013)07-0030-03动力电池壳体激光焊接工艺李林贺。
邓适(力神迈尔斯动力电池系统有限公司,天津300191)摘要:针对动力电池壳、盖激光焊接试验,通过调整激光焊机脉宽、频率、峰值功率等工艺参数.验证不同参数对激光单点能量及焊接平均功率的影响,结合平均功率对焊缝熔深影响及不同熔深状态下与焊缝耐压强度的对应关系,进而优化激光焊接工艺参数,确保动力电池激光焊接过程的稳定性和焊接质量的一致性。
关键词:动力电池;激光焊接;熔深中图分类号:TG456.7文献标志码:BO绪论电动汽车不仅能减少或不使用石油,且能降低尾气排放,甚至实现尾气零排放,而在当今节能降耗和环保双重压力下。
实现汽车能源动力系统电气化,推动传统汽车业结构转型,在国际上已经形成了广泛共识。
我国已出台许多相关优惠政策,扶持和引导电动汽车行业的快速发展,因此,电动汽车的发展将会步人关键时期,并迎来更多机遇与挑战。
动力电池是电动汽车的关键技术,决定了汽车的运行里程和成本,而电池壳体的激光焊接又成为动力电池制作的重要工序。
焊接质量的好坏直接决定电池的密封性及耐压强度.从而影响电池的使用寿命和安全性能。
结合本公司实际生产情况,通过激光焊接工艺参数摸索及焊接质量确认,建立合理的工艺参数范围。
为动力电池壳体激光焊接过程的稳定性及产品质量的一致性提供了有力保障。
1激光焊接试验本公司动力电池壳体基本上为3003系铝合金.厚度在0.6~0.8m m之间。
由于各型号电池都用于电动汽车,因此,对焊接后的密封性及耐压强度要求很高,图1为电池壳体焊接示意图。
收稿日期:2013—05—05围1电池壳体焊接示意图激光焊接主要工艺参数有峰值功率、脉宽、频率、离焦量及焊接速度等,其任何一个参数的变化及不稳定都会直接影响焊接质量的效果。
实际焊接过程采用的激光功率为600W,波长为1064.t i m,光纤直径为600斗m的激光设备。
动力电池激光焊接工艺动力电池制造过程焊接方法与工艺的合理选用,将直接影响电池的成本、质量、安全以及电池的一致性。
接下来就随小编一起了解一下动力电池焊接方面的内容。
1激光焊接原理激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功率密度等特性进行工作,通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。
2激光焊接类型热传导焊接和深熔焊激光功率密度为105~106w/cm2形成激光热传导焊,激光功率密度为105~106w/cm2形成激光深熔焊穿透焊和缝焊穿透焊,连接片无需冲孔,加工相对简单。
穿透焊需要功率较大的激光焊机。
穿透焊的熔深比缝焊的熔深要低,可靠性相对差点。
要高,可靠性相对较好。
但连接片需冲孔,加工相对困难。
脉冲焊接和连续焊接1)脉冲模式焊接激光焊接时应选择合适的焊接波形,常用脉冲波形有方波、尖峰波、双峰波等,铝合金表面对光的反射率太高,当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有60%-98%的激光能量因反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。
一般焊接铝合金时最优选择尖形波和双峰波,此种焊接波形后面缓降部分脉宽较长,能够有效地减少气孔和裂纹的产生。
脉冲激光焊接样品由于铝合金对激光的反射率较高,为了防止激光束垂直入射造成垂直反射而损害激光聚焦镜,焊接过程中通常将焊接头偏转一定角度。
焊点直径和有效结合面的直径随激光倾斜角增大而增大,当激光倾斜角度为40°时,获得最大的焊点及有效结合面。
焊点熔深和有效熔深随激光倾斜角减小,当大于60°时,其有效焊接熔深降为零。
所以倾斜焊接头到一定角度,可以适当增加焊缝熔深和熔宽。
另外在焊接时,以焊缝为界,需将激光焊斑偏盖板65%、壳体35%进行焊接,可以有效减少因合盖问题导致的炸火。
2)连续模式焊接连续激光器焊接由于其受热过程不像脉冲机器骤冷骤热,焊接时裂纹倾向不是很明显,为了改善焊缝质量,采用连续激光器焊接,焊缝表面平滑均匀,无飞溅,无缺陷,焊缝内部未发现裂纹。
电池顶盖侧焊激光焊接系统方案供应商:签字代表:日期:电池顶盖侧焊激光焊接系统方案一、客户要求1、设备要求要求做一条生产线,用于方形动力电池入壳后的自动传输,自动焊接封口、电池自动传输、自动绝缘电阻测试、自动气密性检测、自动打条码。
焊接后产品表面要求平整、焊接牢固、无虚焊。
焊接电池如下图所示。
2、来料状态(1)电芯入壳,保持架与盖板下端面贴紧重合; (2)盖板四周与壳体周边吻合;3、 来料材质AL 4、来料尺寸二、来料要求:1、宽度尺寸精度<±0.1mm ;2、厚度尺寸精度<±0.1mm ;3、盖子和壳体配合良好三、技术方案3.1、方案采用两台焊接机进行焊接,两台检测机进行检测,一条流水线进行电池的传输,流水线分为若干流道,设备总体外形图如图1所示,机器外形尺寸11000mmX2500mmX2000mm(长X 深X 高);图1设备总体外形图3.2、焊接方案简介针对动力电池盒体及端盖的焊接要求,本方案由激光焊接机,电池检测机,在线打标机,自动流水线等单元构成。
其功能是依次完成电池的焊接,短路测试,气密性测试,电池打标,NG 品自动剔除等相关工序。
激光焊接机由激光器,激光焊接头,XYZ 三轴数控轴,旋转夹具,二工位驱动轴,随动机构,四关节机械手上下料等各两套构成,其主要作用是:采用双工位上料方式上料,一次性完成方形电池的四面焊接。
自动流水线电池检测机由短路测试组件,气密性测试组件,转盘组件,四关节机械手上下料,在线激光打标等机构组成,其主要作用是:将流水线上焊接完成后的电池夹持到转盘组件上的夹具中,依次对其进行短路,气密性检测,对合格产品进行打标,并在检测打标完成后将良品与不良品放入流水线相应的轨道中。
打标机带调整机构,可调整到合适打标位置。
自动流水线由板链,轨道,挡板,定位气缸,储料气缸等构成,其主要作用是带动电池到相应的位置,并具有储料功能。
本方案的显著特点是:1、焊接采用两套光纤激系统进行焊接,分为在A 、B 两个焊接工作台,两个工作台都有两个焊接工位,提高焊接效率;2、两个焊接工作台各配备一台四关节机械手上下料,两工位进出料,提高送料效率,焊接区域与上料区域完全分开,保证操作人员的人身安全;3、设备配置A 、B 两台检测机,采用四关节机械手来进行上料和下料,提高检测效率;4、配置烟尘处理系统,有效防止烟尘污染。
钢壳电池激光焊接密封方法一、预置激光焊接密封方案在进行钢壳电池激光焊接密封之前,需要预先制定焊接方案,包括焊接材料、焊接工艺、焊接顺序和焊接参数等。
根据钢壳电池的结构和性能要求,确定激光焊接密封的工艺流程和操作规范。
二、制作防爆阀钢壳电池的防爆阀是用来控制电池内部压力的,当电池内部压力超过一定值时,防爆阀会自动打开,释放多余的压力,从而保证电池的安全。
防爆阀可以采用激光切割和焊接工艺制作,制作时要注意保证阀门的密封性和可靠性。
三、焊接极柱钢壳电池的极柱是用来连接电池正负极的,是电池的关键部件之一。
在进行激光焊接密封之前,需要将极柱放置在钢壳的适当位置,并保证极柱与钢壳之间的密封性。
可以采用激光焊接工艺对极柱进行焊接,焊接时要注意控制激光功率和焊接速度,保证焊接质量和密封性。
四、制作软连接钢壳电池的软连接是用来连接电池正负极与外部导线的,是电池的关键部件之一。
软连接可以采用激光切割和焊接工艺制作,制作时要注意保证连接的导电性和密封性。
可以采用耐高温、耐腐蚀的导电材料制作软连接,如铜、镍等。
五、进行激光焊接密封在进行激光焊接密封时,需要将钢壳电池放置在激光焊接设备的工作台上,并按照预定的焊接方案进行操作。
可以采用高精度、高稳定性的激光器进行焊接,同时要注意控制激光功率、焊接速度和焊接角度等参数,保证焊接质量和密封性。
在焊接过程中可以采用X光探伤等检测手段对焊接质量和密封性进行检测。
六、后处理及检测完成激光焊接密封后,需要对电池进行后处理和检测。
可以采用清洗、干燥等工艺对电池进行清洗和烘干,保证电池的清洁度和干燥度。
同时可以采用X光探伤、气密性检测等检测手段对电池的质量和性能进行检测,保证电池符合相关标准和要求。
顶盖激光焊接机的操作步骤全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:顶盖激光焊接机是一种高精密度、高效率的焊接设备,广泛应用于电子、汽车、航空航天等行业。
以下是顶盖激光焊接机的操作步骤:1.设备准备:确保顶盖激光焊接机已经接通电源,并进行了必要的检查和维护工作。
检查焊接工作区域的环境是否安全,无任何障碍物。
确认激光功率、频率等参数设置正确。
2. 材料准备:将需要焊接的零件放置在工作平台上,并根据焊接工艺要求进行固定。
确保工件与焊接头的位置准确对齐。
3. 参数设定:根据焊接工件的材料和要求,设定激光焊接机的参数,包括激光功率、频率、速度等。
根据实际需要调整焊缝的宽度和深度。
4. 开始焊接:将焊接头放置在工件需要焊接的位置上,按下启动按钮,开始进行焊接。
焊接过程中需要保持焊接头与工件的稳定接触,保证焊接质量。
5. 监控焊接过程:在焊接过程中,要时刻监控焊接头的位置和焊缝状况,保证焊接质量。
根据需要调整焊接参数,以达到最佳的焊接效果。
6. 完成焊接:焊接完成后,及时关闭激光焊接机并清理焊接头。
检查焊接质量,如有不良焊接现象,及时进行修补或调整。
7. 整理工作区域:清理工作区域,归还焊接机械设备,将焊接工件移至指定位置。
根据需要进行标记和记录工件信息。
8. 日常维护:定期对顶盖激光焊接机进行维护保养,清洁和润滑焊接机械部件。
定期检查激光系统和光学零件,确保焊接机的正常运作。
顶盖激光焊接机的操作步骤需要经过专业培训和实践经验的积累才能熟练掌握。
操作人员应该严格按照操作规程进行操作,确保焊接质量和操作安全。
希望以上操作步骤对您有所帮助。
【2000字】第二篇示例:顶盖激光焊接机是一种常用于金属材料焊接的先进设备,它具有高效、精确、稳定等优点。
在进行顶盖激光焊接机的操作时,需要严格按照操作步骤进行,以确保焊接质量和安全。
下面将详细介绍关于顶盖激光焊接机的操作步骤。
第一步:准备工作在进行顶盖激光焊接机的操作之前,首先要进行准备工作。
锂电池顶盖激光焊接原理Lithium battery top cover laser welding is a crucial process in the production of lithium batteries. This welding method utilizes a high-energy laser beam to generate heat, which melts and joins the top cover and battery case. The bonding strength achieved through laser welding is high, ensuring the integrity of the battery pack.锂电池顶盖激光焊接是锂电池生产中至关重要的工艺。
这种焊接方法利用高能激光束产生热量,将顶盖和电池壳熔化并连接在一起。
激光焊接的连接强度高,确保电池组的完整性。
The principle behind lithium battery top cover laser welding lies in the interaction between the laser beam and the material. When the laser beam is directed at the joint between the top cover and battery case, the intense heat causes the material to melt and flow, creating a strong weld. The process is highly precise and can be controlled to ensure consistent quality across multiple battery units.锂电池顶盖激光焊接的原理在于激光束与材料之间的相互作用。
汽车制造中的顶盖激光焊接工艺(总结).doc 汽车制造中的顶盖激光焊接工艺(总结)一、引言汽车制造工艺的重要性激光焊接技术的发展背景顶盖焊接在汽车制造中的作用二、激光焊接技术概述激光焊接的基本原理激光焊接的特点和优势激光焊接在汽车制造中的应用范围三、顶盖焊接工艺的重要性顶盖结构对汽车性能的影响顶盖焊接质量对整车安全性的影响顶盖焊接在现代汽车制造中的地位四、顶盖激光焊接工艺流程材料准备顶盖材料的选择和特性焊接材料的准备焊接设备和参数设置激光焊接设备的介绍焊接参数的设定原则焊接过程焊接前的准备工作实际焊接操作步骤焊接过程中的监控和调整五、顶盖激光焊接技术的关键点焊接接头设计激光功率和速度控制焊接路径规划焊接过程中的保护措施六、顶盖激光焊接的质量控制焊接质量的评价标准常见焊接缺陷及其成因质量控制的方法和措施七、顶盖激光焊接的自动化与智能化自动化焊接系统的应用智能化焊接技术的发展未来焊接技术的展望八、案例分析典型汽车制造企业顶盖焊接工艺案例工艺实施的效果分析案例中的创新点和改进措施九、顶盖激光焊接工艺的挑战与对策材料特性对焊接工艺的影响高效率生产的需求与挑战环境保护和能效管理十、实习心得与体会实习过程中的学习与成长对激光焊接技术的深入理解对汽车制造行业的感悟十一、结论顶盖激光焊接工艺的总结评价工艺的发展趋势和前景对未来汽车制造工艺的建议参考文献列出参考的激光焊接技术书籍、汽车制造标准、相关研究论文等附录实习日志摘录焊接工艺流程图焊接质量检测报告个人学习笔记和心得。
激光焊接解决方案激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域。
本文将详细介绍激光焊接的原理、优势、应用领域以及解决方案。
一、激光焊接原理激光焊接利用高能量密度的激光束瞬间加热工件表面,使其局部区域熔化并迅速冷却,从而实现焊接。
激光束的能量密度高、焦点小,能够实现高精度的焊接,并且不会对周围区域产生热影响。
二、激光焊接的优势1. 高精度:激光束的焦点小,能够实现弱小焊点的精确定位,适合于对焊接质量要求高的应用场景。
2. 高效率:激光焊接速度快,焊接时间短,能够提高生产效率。
3. 无接触:激光焊接不需要直接接触工件表面,避免了传统焊接中可能浮现的磨损和污染问题。
4. 适应性强:激光焊接适合于各种材料的焊接,包括金属、塑料、陶瓷等,具有广泛的应用领域。
三、激光焊接的应用领域1. 汽车创造:激光焊接被广泛应用于汽车创造中的车身焊接、发动机焊接等环节,能够提高焊接质量和生产效率。
2. 航空航天:激光焊接在航空航天领域中的应用包括航空发动机部件、飞机结构等,能够提高零部件的强度和耐久性。
3. 电子创造:激光焊接在电子创造中的应用包括电路板焊接、电子元件连接等,能够实现高精度的焊接,提高产品的可靠性。
4. 医疗器械:激光焊接在医疗器械创造中的应用包括人工关节、牙科器械等,能够实现精细焊接,提高产品的质量和可靠性。
四、激光焊接解决方案针对不同行业和应用领域的激光焊接需求,我们提供以下解决方案:1. 设备选择:根据客户需求和焊接要求,提供适合的激光焊接设备,包括激光器、光纤传输系统、焊接头等。
2. 工艺优化:根据客户提供的工件材料和要求,优化焊接工艺参数,确保焊接质量和效率。
3. 自动化集成:根据客户的生产线布局和工艺要求,提供自动化激光焊接系统,实现自动化生产。
4. 售后服务:提供设备安装调试、操作培训等售后服务,确保客户能够顺利使用激光焊接设备。
总结:激光焊接作为一种高精度、高效率的焊接技术,在汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域有着广泛的应用。
激光焊接技术在汽车顶盖的应用激光焊接技术是一种高效、精密的焊接方法,逐渐在汽车制造领域得到了广泛的应用。
在汽车制造过程中,顶盖是车身结构中一个重要的部分,激光焊接技术在汽车顶盖的生产中发挥着重要作用。
本文将对激光焊接技术在汽车顶盖的应用进行介绍和分析。
让我们来了解一下激光焊接技术的基本原理。
激光焊接是利用激光束的高能量来熔化金属,从而实现焊接的方法。
激光束的能量很容易被集中到一个小的区域,因此可以实现高精度的焊接。
在汽车制造中,特别是在顶盖的生产过程中,激光焊接技术可以大大提高生产效率和焊接质量。
激光焊接技术在汽车顶盖的应用主要可以分为以下几个方面:1. 材料选择:汽车顶盖通常由金属材料制成,例如铝合金、镁合金等。
激光焊接技术对于这些金属材料都有很好的适应性,可以实现高质量的焊接。
2. 焊接工艺:激光焊接技术可以实现高速焊接,从而提高生产效率。
由于激光焊接的高能量聚焦特性,可以实现焊接接头的精确控制,从而提高焊接质量。
3. 自动化生产:激光焊接技术可以与自动化生产线结合,实现全自动的汽车顶盖生产。
这不仅降低了人工成本,还提高了生产效率和一致性。
4. 节能环保:激光焊接技术不需要额外的焊接材料,可以减少焊接过程中的污染物排放,符合节能环保的要求。
激光焊接技术在汽车顶盖的应用可以大大提高汽车制造的生产效率和产品质量,同时还能降低生产成本和能源消耗,是一种非常理想的焊接方法。
激光焊接技术还具有以下优势:1. 高焊接质量:激光焊接可以实现高质量的焊接,焊缝成型好,焊接强度高。
2. 适应性广:激光焊接技术可以适应各种金属材料的焊接,包括铝合金、不锈钢、镁合金等。
3. 熔深小:激光焊接过程中热影响区小,熔深小,对工件变形影响小。
4. 自动化程度高:激光焊接可以与机器人等自动化设备结合,实现全自动化生产。
5. 环保节能:激光焊接不产生废气、废液,能源利用率高,符合节能环保要求。
基于以上优势,激光焊接技术在汽车顶盖的应用前景广阔。
锂电池顶盖激光焊工艺
《锂电池顶盖激光焊那些事儿》
嘿,咱今天就来说说锂电池顶盖激光焊工艺这档子事儿。
前几天我去参观了一个锂电池生产车间,那场面可真是让我大开眼界。
一进去就瞧见工人们在那儿忙活着,一个个锂电池整齐地排列着。
我就凑到了激光焊的区域,看着那激光束“滋滋”地工作着。
只见工人师傅小心翼翼地把锂电池顶盖放好,然后那激光束就像个听话的小精灵一样,沿着预定的轨迹快速地移动着。
那焊接的过程啊,就像是一场精彩的表演。
我都看入迷了,眼睛眨都不眨一下,就盯着那激光束和顶盖,看着它们一点点地被焊接在一起。
师傅跟我说,这激光焊工艺可重要了,要是没做好,那电池可就不安全啦。
所以他们每一步都特别小心,不能有丝毫的马虎。
我看着他们专注的神情,心里真的特别佩服。
这就是我观察到的锂电池顶盖激光焊工艺啦,真的是特别神奇的一个过程。
我现在每次看到锂电池,都会想起那车间里的场景,想起那神奇的激光束和认真的工人师傅们。
哎呀呀,这锂电池顶盖激光焊工艺可真是有意思极了!。
铝壳电池激光焊接技术详解方形铝壳锂电池具有结构简单,抗冲击性能好,能量密度高,单体容量大等诸多优点,一直以来都是国内锂电制造和发展的主要方向,市场占比在40%以上。
方形铝壳锂电池结构如图1,由电芯(正负极片、隔膜)、电解液、壳体、顶盖等部件组成。
图1. 方形铝壳锂电池结构方形铝壳锂电池在制造组装过程中,需要大量应用到激光焊接工艺,例如:电芯软连接与盖板焊接、盖板封口焊接、密封钉焊接等等。
激光焊接是方形动力电池的主要焊接方法,归功于激光焊接具有能量密度高,功率稳定性好,焊接精度高,易于系统化集成等诸多优点,在方形铝壳锂电池生产工艺中,有不可替代的作用。
1.顶盖激光焊接技术的1.0时代焊接速度<100mm/s2015-2017年,国内新能源汽车受政策驱动,开始爆发,动力电池行业开始扩张,但国内企业技术沉淀、人才储备还相对较少,相关电池制造工艺和装备技术也在起步阶段,设备自动化程度相对较低,设备制造商刚开始关注动力电池制造并加大研发投入。
在此阶段,行业内对方形电池激光封口设备的生产效率要求通常在6-10PPM,设备方案通常使用1kw光纤激光器通过普通激光焊接头出射(如图2),由伺服平台电机或直线电机带动焊接头运动并进行焊接,焊接速度50-100mm/s。
图2 采用1kw激光器焊接电芯顶盖在激光焊接工艺上,也正由于焊接速度相对较低,焊缝热循环时间相对较长,熔池有足够的时间流动和凝固,且保护气体能较好的覆盖熔池,易获得表面光滑饱满、一致性好的焊缝,如图3。
图3 顶盖低速焊接的焊缝成形在设备上,虽然生产效率不高,但设备结构相对较简单、稳定性较好且设备造价低,很好的满足了该阶段行业发展的需求,为后续技术发展打下了基础。
顶盖封口焊1.0时代虽然有设备方案简单、成本低、稳定性好等优点。
但是其固有的局限也十分明显。
设备上,电机驱动能力不能满足进一步提速的需求;工艺上,单纯通过提高焊接速度、激光功率输出来进一步提速会带来焊接过程的不稳定和良率的下降:提速使得焊接热循环时间缩短,金属的熔化过程更剧烈、飞溅加大、对杂质的适应会更差,更易形成飞溅孔洞,同时熔池凝固时间的缩短,会导致焊缝容易表面粗糙、一致性降低。
激光焊接解决方案激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,广泛应用于汽车创造、航空航天、电子设备等领域。
本文将介绍激光焊接的原理、应用及其解决方案。
一、激光焊接原理激光焊接利用高能量密度的激光束对焊接材料进行加热,使其局部熔化并形成焊缝。
激光束的能量可通过光纤传输,具有灵便性和高精度。
激光焊接的原理可分为传导模式和深熔模式两种。
1. 传导模式激光焊接:激光束在焊接接头表面形成熔池,通过传导热量使焊缝形成。
2. 深熔模式激光焊接:激光束能量足够高,能够穿透焊接材料并在焊缝下方形成熔池,通过深度熔化实现焊接。
二、激光焊接应用领域激光焊接广泛应用于以下领域:1. 汽车创造:激光焊接可用于汽车车身焊接、零部件焊接等。
其高精度和高效率能够提高焊接质量和生产效率。
2. 航空航天:激光焊接可用于航空航天器件的焊接,如发动机部件、燃气涡轮叶片等。
激光焊接能够实现高强度、高质量的焊接,提高航空航天器件的性能。
3. 电子设备:激光焊接可用于电子设备的焊接,如电池片焊接、电路板焊接等。
激光焊接能够实现弱小焊点和高精度焊接,适合于微电子器件的创造。
三、激光焊接解决方案为了满足不同行业的需求,激光焊接解决方案应根据具体情况进行设计和优化。
以下是一些常见的激光焊接解决方案:1. 激光焊接设备:选择适合焊接材料和焊接方式的激光焊接设备,如激光焊接机器人、激光焊接工作站等。
设备应具备稳定的激光输出和高精度的焊接控制系统。
2. 材料选择:根据焊接要求选择合适的焊接材料,如金属材料、塑料材料等。
材料的选择应考虑其导热性、熔点和焊接性能等因素。
3. 工艺参数优化:根据焊接材料和焊接要求,优化激光焊接的工艺参数,如激光功率、焊接速度、焊接角度等。
通过实验和摹拟分析,确定最佳的工艺参数。
4. 自动化控制:采用自动化控制系统,实现激光焊接的自动化和智能化。
自动化控制系统可实现焊接路径规划、焊接参数调整、焊接质量检测等功能。
5. 质量检测与监控:建立焊接质量检测与监控系统,实时监测焊接质量,并及时调整焊接参数。
浅谈顶盖激光焊接技术张欣【摘要】随着激光焊接技术的不断发展和成熟,其越来越受汽车生产厂家的欢迎,如顶盖激光钎焊技术在汽车焊装生产线上的应用,大大提高了工作效率,降低了生产成本,实现了完美的车身焊接外观质量。
本文介绍了众泰汽车激光焊接技术开发的技术要点。
【期刊名称】《汽车制造业》【年(卷),期】2017(000)021【总页数】5页(P57-61)【关键词】激光焊接技术顶盖汽车生产厂家焊装生产线钎焊技术工作效率生产成本外观质量【作者】张欣【作者单位】众泰汽车工程研究院【正文语种】中文【中图分类】U463.212随着激光焊接技术的不断发展和成熟,其越来越受汽车生产厂家的欢迎,如顶盖激光钎焊技术在汽车焊装生产线上的应用,大大提高了工作效率,降低了生产成本,实现了完美的车身焊接外观质量。
本文介绍了众泰汽车激光焊接技术开发的技术要点。
激光焊接的优点:焊接速度快(5~6 m/min);焊缝质量好;焊缝是线连接;连接强度高(激光焊缝强度是常规电阻点焊的1.5倍)且具有较高的密封性;焊接边短,减重效果好;美观。
点焊的优点:焊接设备成本低;易于操作;钣金的型面面轮廓度及边线的线轮廓度要求相对不高。
激光焊接的缺点:设备投资成本较高;对钣金产品精度要求高;因夹具和钣金件的精度问题可能导致废品率较点焊高。
点焊的缺点:焊接质量较激光焊差,热变形大,顶盖与侧围结构单一。
材料要求:使用的金属材料种类很重要,这关系到可焊性、成形性及生产能力,焊接材料应该含有高吸收光能特性。
使用材料:普通冷轧钢板;低于0.02%含碳量的热轧钢板;热镀锌钢板;电镀锌钢板。
尺寸要求:焊接材料的料厚差最大为1.2 mm。
如有条件,工厂工件在焊接之前需要一定的清洗处理,可以保证激光焊接的质量,且减少废气排放。
顶盖采用翻边结构与侧围零间隙贴合,采用激光源来熔化焊丝填充焊缝;焊接质量美观,无需顶饰条再进行装饰。
设计时,需重点考虑天窗加强板与顶盖的连接方式,以及主拼时天窗加强板与侧围、顶横梁的连接方式;对顶盖工艺要求相对简单,只对产品精度以及车身焊接装配精度要求高;顶盖搭接边整体弧度翻边角度和均匀度要控制为0.3 mm。
电池顶盖侧焊激光焊接系统方案供应商:签字代表:日期:电池顶盖侧焊激光焊接系统方案一、客户要求1、设备要求要求做一条生产线,用于方形动力电池入壳后的自动传输,自动焊接封口、电池自动传输、自动绝缘电阻测试、自动气密性检测、自动打条码。
焊接后产品表面要求平整、焊接牢固、无虚焊。
焊接电池如下图所示。
2、来料状态(1)电芯入壳,保持架与盖板下端面贴紧重合;(2)盖板四周与壳体周边吻合;3、来料材质AL4、来料尺寸电池型号厚度(mm)宽度(mm)高度(mm)壁厚(mm)二、来料要求:1、宽度尺寸精度<±0.1mm;2、厚度尺寸精度<±0.1mm;3、盖子和壳体配合良好三、技术方案电池盖板焊缝电池壳体3.1、方案采用两台焊接机进行焊接,两台检测机进行检测,一条流水线进行电池的传输,流水线分为若干流道,设备总体外形图如图1所示,机器外形尺寸11000mmX2500mmX2000mm(长X 深X 高);图1 设备总体外形图3.2、焊接方案简介针对动力电池盒体及端盖的焊接要求,本方案由激光焊接机,电池检测机,在线打标机,自动流水线等单元构成。
其功能是依次完成电池的焊接,短路测试,气密性测试,电池打标,NG 品自动剔除等相关工序。
A 焊接工作台B 焊接工作台A 检测工作台(含打标机)自动流水线维修通道维修通道B 检测工作台(含打标机)维修通道激光焊接机由激光器,激光焊接头,XYZ 三轴数控轴,旋转夹具,二工位驱动轴,随动机构,四关节机械手上下料等各两套构成,其主要作用是:采用双工位上料方式上料,一次性完成方形电池的四面焊接。
电池检测机由短路测试组件,气密性测试组件,转盘组件,四关节机械手上下料,在线激光打标等机构组成,其主要作用是:将流水线上焊接完成后的电池夹持到转盘组件上的夹具中,依次对其进行短路,气密性检测,对合格产品进行打标,并在检测打标完成后将良品与不良品放入流水线相应的轨道中。
打标机带调整机构,可调整到合适打标位置。
自动流水线由板链,轨道,挡板,定位气缸,储料气缸等构成,其主要作用是带动电池到相应的位置,并具有储料功能。
本方案的显著特点是:1、焊接采用两套光纤激系统进行焊接,分为在A 、B 两个焊接工作台,两个工作台都有两个焊接工位,提高焊接效率;2、两个焊接工作台各配备一台四关节机械手上下料,两工位进出料,提高送料效率,焊接区域与上料区域完全分开,保证操作人员的人身安全;3、设备配置A 、B 两台检测机,采用四关节机械手来进行上料和下料,提高检测效率;4、配置烟尘处理系统,有效防止烟尘污染。
图2设备总体布局图3.4、工作流程图(如图4)激光焊接机 (配除尘装置)自动流水线 导槽宽度可 以调节±2mmA 电池检测工作台 焊接上下料四关节机械手检测机上下料四关节机械手焊接上下料四关节机械手激光焊接机 (配除尘装置)B 电池检测工作台检测机上下料四关节机械手图4工作流程图四、设备功能简介1)传输拉带●传输拉带用于实现入壳后的电池立放传输到焊接、检测工位,长度为11000mm;●拉带有限位装置,有缓存区,用于存放电池;●上、下料缓存区能够存储的电池数量≥10支;●拉带容易保养、维修;拉带设计合理,避免电池在运输过程中出现刮伤现象;●拉带分为多条,用于传输各分项电池。
2)焊接工作台●用于实现自动抓取传输拉带暂存区的电池,自动完成电池焊接;●焊接前进行CCD监测焊缝间距,合格后方能焊接,实时监控到焊缝的焊接情况,CCD捕捉定位系统精度≤±0.05mm;●激光对检测后的电池进行焊接封口,平均焊接速度≥40mm/s,焊接熔深0.4~0.7mm,熔宽0.8~1.2mm;●焊接后焊缝无坑洼,焊缝美观,焊缝变形量≤0.5mm;●激光有防护,防止光污染;●设备配备排烟除尘功能机构,除去焊接过程中产生的烟尘,除尘管道防火、防爆。
●焊接夹具所有动作均由气缸实现,电池放入夹具后自动夹紧,输送轴把夹具传输到焊接位置,CCD检测焊缝间距合格后进行焊接,夹具设计合理,方便可调。
●设备能实现自动和手动功能,能够实现对电池进行补焊。
3)检测工作台●用于焊接后电池的自动扫码、短路测试、气密性检测,并实现电池条码信息和对应短路测试、气密性测试信息的绑定接收处理;●机械手自动将电池由传输拉带送至检测工作台,夹具自动紧固电池;●检测夹具一次性可放多个电池,电池夹紧采用弹簧夹紧方式,夹具采用气缸打开方式;●短路测试、气密检测仪设有人机界面,通过界面操作实现对短路及气密性检测装置的控制,测试OK时,电池自动传送至下料暂存区,测试NG时,不合格品通过拉带传送收集;●气密性检测仪测试嘴自动对准电池注液孔,对其进行抽真空;●短路测试、气密性测试数据与条形码、二维码一一对应,配备一台工控机,数据存储至工控机,并可通过接口导出;五、整线设备动作流程:主要流程图六、设备规格参数七、机器主要配置八、主要部件材质清单(加工件)九、方案主要参数整机功耗:55kw焊接激光器功率:激光焊接头焦距:打标激光器功率:打标范围:100mmX100mm使用气体:压缩空气额定压力:0.7MP 流量需求:1 m3/min氮气或氩气纯度99.5%-99.999% 流量需求:0.06 m3/min 电气要求:额定输出电压: 380V 电压频率: 50Hz三相电压的稳定度: +5% 输出电压的调整率: <2%容量:45KW整机尺寸:11000mmX2500mmX2000mm(长X深X高)9.2、关键部件简介◆IPG—光纤激光器德国IPG Photonics公司是世界一流、全球最大的光纤激光器制造商,总部设在美国东部麻省。
IPG在德国、美国、俄罗斯和意大利设有生产、研发基地,并在全球设有销售和服务网点,覆盖美国、英国、欧洲、印度、日本、韩国、新加坡和中国,并于2006年在美国纳斯达克上市。
十几年来,IPG致力于纵向合成,所有的核心配件均为IPG研发、生产和拥有,同时也是唯一一家能为客户提供高性价比的光纤和半导体激光器的厂家。
全世界已有上千台IPG的高功率光纤激光器在汽车制造、船舶制造、海上平台和石油管道、航空航天和技术加工等工业领域中得以应用。
在日本,IPG向丰田、三菱、住友在内的客户售出了数百台IPG的大功率光纤激光器。
这些激光器的成功应用,说明了IPG光纤激光已成熟,且成为制造业的技术工具之一。
IPG激光器的主要特点1.卓越的光束质量(BPP)BPP≤8 mm mrad2.功率稳定性高±1%以内3.具有波形调制、缓升缓降等工艺设置功能4.电光转换效率>25% ,省电效应明显5.零故障,设备故障率极低,免维护运行6.激光功率可调范围为1~100%7.使用长焦距依然可以获得很小的光斑8.模块化设计,“即插即用”,不需要对光路进行额外调节9.集成光-光耦合器,或光闸10.外形小巧,安装方便11.泵浦源使用寿命>10万小时12.可移动,更耐久,比传统的激光器和非激光器设备更加绿色环保◆传输光纤IPG公司生产的激光器通常都是自带传输光纤,本次货物也不例外,同样也是IPG 激光器自带标配的原装光纤。
◆激光焊接头激光焊接头为高性能激光焊接头,焊接头的特点如下:▪适用于所有高辐射质量的固体激光▪适用于较高激光功率▪借助高品质的光学系统实现稳定的焊接▪光学系统设有防污保护▪可扩展过程监控9.3、激光焊接头主要参数如下表序号参数参数值1 可承载的最大激光功率 6 kW2 瞄准焦距可选75 mm、100 mm、125 mm、150 mm3 聚焦焦距120 mm~250 mm4 质量<4 kg5 尺寸(标准模块)50 x 50 mm(边缘尺寸)9.4、SCANLAB扫描振镜(cube10)德国SCANLAB AG 是提供激光偏转和三维定位扫描解决方案的国际领先的独立OEM 制造商。
SCANLAB高性能检流计式扫描振镜、扫描头和扫描系统广泛用于全世界的工业激光材料加工以及医学和生物医学科技领域。
SCANLAB的扫描振镜是国内使用最广泛,口碑最高的打标头。
SCANLAB的扫描振镜主要特色如下:▪超紧凑、小巧灵活▪密封性好、防水、防尘▪超快速度、超高精度SCANLAB十、易损耗材十一、随机附件(配件及书面资料)十二、服务承诺公司坚持以客户为中心,为贵公司提供完善的安装、调试、培训、维修等售前和售后服务。
1. 售前服务:签订合同前,公司为客户提供各种生产工艺方案,提供激光设备的技术咨询、样品试样,设备选型等服务。
2. 安装调试:我公司依据合同,免费在规定的时间内将设备安全运往用户指定的安装地点,并派技术服务工程师现场安装。
在用户安装调试备件基本具备的情况下,技术服务工程师将在3-5天时间内把机器安装调试完毕供用户试用,并保证安装调试现场环境整齐、干净、有序。
3. 售后培训:公司提供免费技术培训,安装调试完毕后,在买方现场或卖方国内培训维修中心对买方操作人员进行不少于3天的技术培训,直至操作人员达到基本正常使用该设备为止,主要的培训内容如下:•常用绘图软件的使用培训;•开关机操作规程培训;•面板及软件控制参数的意义,参数选择范围的培训;•机器的基本清洁处理和保养;•常见硬件故障处理;•操作中应注意的问题;除此之外还为用户提供其所生产产品的相关技术支持。
4. 设备维护:公司成立了营销中心,在全国设立多家分公司,常驻技术服务人员,为客户提供全方面的售后服务工作。
公司承诺:•设备免费保修一年,终身维护。
•免费技术咨询、软件升级等服务。
•提供定期技术服务,处理机器的异常情况。
•客户服务的响应时间在24小时之内。
•保修期满后仍提供广泛的软硬件支持和服务。
•服务电话:4000-999-188。