动力电池外壳激光焊接试验分析_王中林

：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。

整理动力电池外壳激光焊接机所出现的常见问题动力电池外壳一般采用铝材料或铝合金材料，使用激光焊接机时如操作不档容十分容易出现各种不良的加工问题，比方产生气孔，凸起，炸火等看似小问题，却能严重影响电池质量与这全的重要步骤，从行业实际应用来看，动力电池激光焊接一般采用顶焊或侧焊的方式，下边，博特激光动力电池激光焊接机专家同你谈谈动力电池焊接的几大难点。

1、动力电池铝壳激光焊接难点：市场上动力电池外壳材料95%以上厂家都采用铝壳，而铝材是高反射材料，对激光能量反射率比较高，估计对激光的吸率只有3%，可见难度之大，所激光焊接时会遇到壳体表面凸起，长气孔以及炸火，产生内部气泡，而这些都是动力电池质量的致命要害，而这些缺点，我们需要焊接工程师以及采用一定的技术来处理这些问题。

当初开始应用于动力电池激光焊接时，都面临着这些问题的困扰，因为没有前车经验，都需要自己的实践解决，为此感到困惑难解，原来刚开始他们均采用大功率配合小芯径光纤来开展激光输出，而此时，这种大输出，小传播，肯定会出现“急流输出”的状况，困此引起炸火是必然的结果（也称飞溅），同时，铝壳材料表面不干净，材料纯度差等材料本身的质量也会引起飞溅现象的产生，因此，电池外壳一般城要采用纯度高的铝材料，而且表面需要干净，且不能潮湿。

随着动力电池焊接技术进一步推进，焊接技术人员己经吸取过去的经验，懂得会利用电池材料，厚度，形状以及拉力要求选择正确类型的激光器，参数设定，包括焊接速度，波形，焦点距离（偏焦），峰值，光斑等工艺参数的设定来提高焊接质量水平，防止上面出现的几大难题，最终完成动力电池铝壳的焊接。

动力电池铝壳厚度一般都低1MM，主流厂家都会采用0.6MM与0.8MM两种类型的壳体厚度，其焊接方式则有顶焊与侧焊，其中侧焊主要优点就是对电芯内部影响较小，飞溅异物不会掉到壳体内部。

侧焊技术对激光器的稳定性要求较镐，而且材料本身结净度也是不可忽略的，当开展电池盖板焊接时，还要确保盖板与铝壳体之前的间缝大小。

动力电池激光焊接方案
动力电池激光焊接是一种常用的连接方式，具有高效、精确、无损、环保等特点。

以下是一种可能的动力电池激光焊接方案：
1. 材料准备：准备好需要焊接的动力电池模块，确保其表面清洁无杂质。

2. 设置参数：根据不同的电池材料和尺寸，确定适当的激光焊接参数，包括功率、脉冲频率、浸润时间等。

3. 激光焊接设备调试：根据所选参数，调试激光焊接设备，确保激光束的焦点准确对位于焊接点上，并调整焊接电极的位置。

4. 预热：通过激光预热动力电池接触面，提高焊接的效果和速度。

5. 焊接：根据焊接点的位置，使用激光束进行准确焊接，确保焊接点的牢固性和导电性。

6. 检查与测试：完成焊接后，对焊接点进行检查和测试，确保焊接质量符合要求。

需要注意的是，动力电池激光焊接需要使用专门的设备和技术，操作时应遵守相关安全规范，确保工作环境安全。

此外，不同材料和尺寸的电池模块可能需要调整焊接参数和设备，具体操作应根据实际情况进行调整。

激光焊接的应用
激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、热影响区小、焊缝深宽比大、变形小及易于实现自动化等优点，有利于提高焊接质量和焊接的生产效率。

它被定义为最具有发展前景的材料加工技术。

动力电池焊接应用激光加工主要有电芯、模组、PACK等，激光焊接应用部位包括极耳、翻转片、封口、汇流排、PACK模组、注流孔封装等。

针对动力电池模组线，激光焊接的应用包括模组的外壳焊接、连接片的焊接及极耳的焊接等。

目前，我们公司在模组的外壳焊接有具体的应用案例。

比如目前动力电池的外壳材质是铝，铝壳电池占整个动力电池的绝大多数。

动力电池的激光焊接部位多，有耐压和漏液测试要求。

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。

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。

新能源汽车动力电池激光清洗与焊接工艺研究应用摘要随着新能源汽车的快速发展和需求的不断扩大，其核心部件动力电池的安全性及生产效率备受瞩目。

本文针对目前新能源电池制作中焊接及焊前处理新工艺进行工艺实验研究，对铝合金动力电池模组生产中的BUSBAR片及极柱采用激光清洗、激光焊接工艺，模组端板与侧板连接中激光焊接工艺进行设备选型及工艺实验研究，推动激光新工艺在动力电池领域应用，促进新能源电池的低能耗、快速、安全、绿色生产。

关键词新能源；动力电池；激光；铝合金；清洗；焊接新能源汽车发展十多年，尤其近几年发展十分迅速，应用日趋成熟。

目前，欧美国家及日本，都把发展新能源汽车作为战略制高点来考虑，国家投入力量加强产业的发展。

尤其是欧盟一些国家不仅是提出“禁止销售燃油时间表”，而且也上升到具体是法律层面，同时应采取一些“限行”措施。

中国则是更为主动、更积极、更为系统地推动新能源汽车的发展，中央和地方两级政府在财力强力支持。

作为新能源汽车的心脏——动力电池已成为相关企业研发的重中之重。

为降低电池重量，电池结构中通常采用铝合金结构，尤其电池pack模组承重外壳、busbar电极连接片的组装对结构的可靠性要求极高，以前该部分常采用铆接、电弧焊，超声波焊，电阻焊等方式，不但费时费力，而且容易产生安全隐患。

公司对某国内巨头企业传统工艺产线升级改造中，提出激光清洗、焊接工艺，并做了大量实验研究、验证，推动激光工艺在新能源动力电池方面应用。

1 电池极柱铝合金激光清洗实验铝合金在空气中极易氧化，表面会形成硬质氧化层，由于氧化层熔点较高，在激光焊接过程中需较大能量打碎，不但消耗较大能量拖累焊接速度，而且极易形成未焊透、未熔合、表面成型不均匀，并且氧化层在熔池中反应形成气孔，熔池中未完全熔化的氧化层会形成夹渣及造成热裂。

同时为提高铝合金激光焊接中吸收率，激光清洗应具有清洗细小纹路打毛表面作用。

为高效去除铝合金表面氧化层，采用激光清洗工艺对6061铝合金氧化层去除进行了实验研究。

动力电池激光焊接虚焊动力电池激光焊接是一种重要的制造技术，它在动力电池的生产过程中起到了关键作用。

虚焊是激光焊接过程中常见的一种缺陷，它可能会导致焊接强度不足或者焊接不牢固。

因此，深入研究和解决动力电池激光焊接虚焊问题对于提高动力电池的质量和性能具有重要意义。

虚焊是指激光焊接中焊点与焊接件表面没有完全接触的现象。

这种现象会导致焊接点的强度不足，甚至可能会出现焊接断裂的情况。

虚焊的产生原因有很多，主要包括焊接参数不合适、焊接设备不稳定以及焊接件表面存在污染等因素。

为了解决虚焊问题，需要对焊接参数进行优化调整，确保焊接过程稳定可靠；同时，还需要对焊接件表面进行预处理，确保焊接点与焊接件表面充分接触。

激光焊接虚焊问题的解决可以通过以下几个方面来进行。

首先，需要优化焊接参数。

激光焊接参数包括激光功率、激光束直径、扫描速度等。

这些参数的选择和调整直接影响着焊接质量。

合理选择焊接参数可以有效地减少虚焊的发生。

其次，需要保证焊接设备的稳定性。

焊接设备的稳定性对焊接质量起到了决定性的作用。

如果焊接设备不稳定，就很容易导致焊接虚焊的产生。

因此，在激光焊接过程中，需要对焊接设备进行定期维护和检查，确保设备的稳定性。

最后，需要对焊接件表面进行预处理。

焊接件表面的污染会影响焊接点与焊接件表面的接触情况，从而导致虚焊的产生。

为了解决这个问题，可以在焊接前进行表面清洁和处理，确保焊接点与焊接件表面的充分接触。

动力电池激光焊接虚焊问题的解决对于提高动力电池的质量和性能具有重要意义。

动力电池作为新能源汽车的核心部件之一，其质量和性能直接影响着新能源汽车的使用寿命和性能表现。

因此，解决激光焊接虚焊问题，提高动力电池的焊接质量，对于推动新能源汽车产业的发展具有重要的意义。

动力电池激光焊接虚焊是动力电池制造过程中需要重视和解决的问题。

通过优化焊接参数、保证焊接设备的稳定性以及对焊接件表面进行预处理等措施，可以有效地解决激光焊接虚焊问题，提高动力电池的质量和性能。

新能源动力电池模组激光焊接新能源动力电池模组激光焊接是目前电池行业中一种常见的连接技术，它通过利用激光束将电池模组中的各个部件进行焊接，从而实现电池的组装和连接。

本文将围绕新能源动力电池模组激光焊接展开讨论，介绍其原理、应用以及优势。

一、激光焊接原理新能源动力电池模组激光焊接是利用激光束的热效应对电池模组进行焊接的一种技术。

激光束照射到电池模组的焊接接头上，通过瞬间高温的作用，使接头表面部分熔化并迅速冷却固化，从而实现焊接。

激光焊接具有高能量密度、瞬间加热、热影响区小等优点，能够实现高精度、高效率的焊接。

二、激光焊接的应用新能源动力电池模组激光焊接广泛应用于电动汽车、储能设备等领域。

在电动汽车中，电池模组是其核心组件之一，激光焊接可以将电池模组中的电芯、导电片等部件进行可靠的连接，提高电池模组的性能和寿命。

在储能设备中，激光焊接可以实现电池模组的快速组装，提高生产效率和产品质量。

三、激光焊接的优势1. 高精度：激光焊接可以实现微小焊点的精确定位和焊接，大大提高了焊接的精度和可靠性。

2. 高效率：激光焊接速度快，能够实现对多个焊点的同时焊接，提高了生产效率。

3. 无污染：激光焊接不需要使用焊剂和助焊剂，避免了对环境的污染。

4. 低热影响区：激光焊接瞬间加热，热影响区小，不会对周围材料产生热变形和热损伤。

5. 焊接强度高：激光焊接可以实现焊点的高强度连接，提高了焊接的可靠性和耐久性。

四、激光焊接的发展趋势随着新能源动力电池市场的快速发展，激光焊接技术也在不断创新和进步。

目前，一些新的激光焊接技术已经应用于电池模组的焊接，如激光超声波混合焊接、激光熔覆等。

这些新技术能够进一步提高激光焊接的效率和质量，满足不同应用场景的需求。

新能源动力电池模组激光焊接是一种高效、精确、可靠的连接技术。

它在电动汽车、储能设备等领域的应用不断拓展，为新能源产业的发展提供了有力支持。

随着技术的不断创新和进步，相信新能源动力电池模组激光焊接技术将在未来发展中发挥更加重要的作用。

动力电池顶盖激光焊接设备研究报告一、引言随着电动汽车的快速发展，动力电池作为电动汽车的关键部件，其技术水平成为影响电动汽车性能和成本的重要因素之一。

而动力电池的顶盖结构作为连接电池单体的关键部件，对电池的安全性、稳定性和寿命等方面具有重要影响。

激光焊接技术作为一种高效、精确的焊接方法，因其在电池顶盖激光焊接方面具有独特的优势，越来越受到研究者和生产商的关注。

本报告将从动力电池顶盖激光焊接设备的原理、技术特点、研究进展和应用前景等方面展开研究，以期为相关领域的技术开发和产业应用提供参考。

二、激光焊接设备原理及技术特点（一）激光焊接设备原理激光焊接是利用激光束的热效应对工件进行熔化和连接的一种高能聚焦焊接方法。

通过光束的高能浓缩和聚焦，使工件表面瞬间受热至熔融状态，从而实现焊接。

（二）激光焊接设备技术特点1. 高精度：激光焊接设备可实现高精度的焊接，适用于微小焊点和精细结构的焊接任务。

2. 高效率：激光焊接设备工作速度快、效率高，适用于大批量生产和高速焊接。

3. 非接触性：激光焊接过程无需接触工件表面，不会引起磨损和变形，适用于对工件表面要求严格的焊接场合。

4. 可控性强：激光焊接设备可根据具体需求进行能量和焊接形状的调整，适应多种工件的焊接要求。

5. 清洁环保：激光焊接设备工作时无焊渣产生，无需额外的清理和处理，环保无污染。

三、动力电池顶盖激光焊接设备研究进展动力电池顶盖激光焊接设备应用于电动汽车动力电池组的生产线，其研究进展主要体现在以下几个方面：（一）激光焊接参数优化针对动力电池顶盖的材料和结构特点，研究者进行了激光焊接参数的优化研究，包括激光功率、焦距、焊接速度等参数的优化，以确保焊接质量和稳定性。

（二）激光焊接设备自动化控制为了满足大规模生产需求，研究者对动力电池顶盖激光焊接设备进行了自动化控制研究，包括焊接路径规划、焊接过程监控和故障检测等方面，提高了设备的生产效率和稳定性。

（三）激光焊接设备工艺优化在实际生产中，研究者还对动力电池顶盖激光焊接设备的工艺进行了优化，包括焊接工艺流程、设备结构改进等方面的研究，以提高设备的适应性和可靠性。

新能源动力电池模组激光焊接随着新能源汽车的快速发展，电池作为其重要组成部分，对其性能和安全性提出了更高的要求。

而电池模组作为电池系统的关键组件之一，其连接方式对整个电池系统的性能和寿命具有重要影响。

传统的焊接方式存在接触电阻大、焊接质量难以保证等问题，因此，激光焊接作为一种新的连接方式逐渐被应用于电池模组的生产中。

激光焊接是利用激光束对工件进行加热和熔化，通过熔化的金属材料形成焊缝的一种焊接方法。

与传统的焊接方式相比，激光焊接具有焊缝小、热影响区小、焊接速度快、焊接质量高等优点。

在电池模组的生产中，激光焊接不仅能够实现快速、高效的焊接，还能够减小焊接区域的热影响，避免对电池材料的损伤，从而提高电池的性能和寿命。

激光焊接在电池模组的生产中主要应用于电池片的连接。

电池片是电池模组的核心组件，通过将多个电池片按照一定的方式连接起来，形成电池模组。

而激光焊接可以实现电池片之间的快速、高效连接，避免了传统焊接方式中存在的接触电阻大、焊接质量难以保证等问题。

同时，激光焊接还能够减小电池片之间的接触电阻，提高电池模组的整体性能。

在电池模组的激光焊接过程中，激光参数的选择是关键。

激光参数的选择直接影响焊接质量和效率。

一般来说，激光功率、激光束直径和激光脉冲宽度是影响焊接质量的重要参数。

激光功率过大会导致焊缝过宽、热影响区过大，从而降低焊接质量；激光功率过小则会导致焊接不完全，影响焊接强度。

激光束直径和激光脉冲宽度的选择应根据电池片的材料和尺寸进行优化，以保证焊接质量和效率。

除了激光参数的选择，激光焊接还需要考虑焊接工艺的优化。

焊接工艺的优化包括焊接速度、焊接角度、焊接位置等方面的选择。

焊接速度的选择应根据电池片的材料和尺寸进行优化，以保证焊接质量和效率。

焊接角度的选择应使焊缝形状均匀、焊接强度高。

焊接位置的选择应使焊缝与电池片表面保持一定的距离，以避免焊接过程中对电池材料的损伤。

总的来说，新能源动力电池模组激光焊接作为一种新的连接方式，具有焊缝小、热影响区小、焊接速度快、焊接质量高等优点。

动力电池外壳激光高速焊接工艺许为柏【摘要】针对1.0 mm厚的动力电池外壳材料AL3003,采用全固态激光作为焊接热源.通过调节工艺参数,分析焊接接头表面形貌和显微组织.结果表明,经过优化焊接工艺参数如激光功率、焊接速度可提高焊缝质量.观察金相组织发现,焊缝组织致密,显微硬度高于母材.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2014(044)001【总页数】3页(P84-86)【关键词】动力电池;AL3003铝合金;激光焊接【作者】许为柏【作者单位】盐城技师学院,江苏盐城224002【正文语种】中文【中图分类】TG456.70 前言AL3003是铝锰合金，具有优秀的防锈特性，成形性、溶接性、耐蚀性均良好，被广泛用于制作动力电池外壳。

常用的焊接方式主要有氩弧焊（TIG）和惰性气体熔化级电弧（MIG），但容易产生气孔、焊接裂纹和焊接变形等问题，制约了其在工业中的应用推广[1-2]。

激光焊接具有非接触、热形变小、环保、自动化程度高等特点，越来越受到重视[3-4]。

传统的动力电池激光焊接采用固体脉冲激光（ND:YAG）焊接方式[5]，其实质是点焊，然后由多个点重合最终实现线焊接。

而固体脉冲激光的最高频率最大只能达到100 Hz，焊接速度一般为20 mm/s，且这种焊接方式的线能量是断断续续的，加热/熔融和冷却/凝固以短周期内反复，铝的冷却速度大，不能填补凝固收缩的间隙，特别是大量含有作为强化元素的Mg、Cu时，其焊接部容易产生裂纹。

全固态激光器（DPSSL）是以半导体激光器（LD）作为泵浦源的固体激光器，它的工作物质、激励源等部分均由固体物质构成，集中了传统固体激光器和半导体激光器的优势。

具有光电转化效率高、体积小、质量轻、可靠性好、寿命长、能量稳定性高、易于集成等优点，成为目前最具潜力的焊接激光光源之一。

在此采用全固态激光作为焊接热源，对动力电池外壳材料进行焊接工艺试验，并分析焊接接头成形性能和显微组织，为全固态激光的焊接应用提供参考。

《动力电池用铜-铝异质金属蓝光-近红外复合激光焊接接头组织与性能研究》篇一动力电池用铜-铝异质金属蓝光-近红外复合激光焊接接头组织与性能研究一、引言随着新能源汽车的快速发展，动力电池的制造技术成为了行业研究的热点。

在动力电池制造过程中，铜/铝异质金属连接是一个重要的环节。

其中，蓝光-近红外复合激光焊接技术因其高效、高精度的特性被广泛用于动力电池的制造。

本文针对动力电池中铜/铝异质金属蓝光-近红外复合激光焊接接头的组织与性能进行了深入研究，旨在为动力电池的制造提供理论支持。

二、研究内容（一）材料与实验方法本研究采用动力电池中常用的铜/铝异质金属材料作为研究对象。

首先，对材料进行预处理，包括表面清洁、预热等步骤，以保证焊接质量。

然后，采用蓝光-近红外复合激光焊接技术进行焊接。

在焊接过程中，严格控制焊接参数，如激光功率、焊接速度等。

（二）接头组织分析对接头组织进行金相显微镜观察、扫描电镜观察和X射线衍射分析等手段，研究接头的微观结构、相组成及元素分布情况。

结果表明，铜/铝异质金属蓝光-近红外复合激光焊接接头具有优良的连接性能，焊缝区域组织均匀、致密，无明显缺陷。

（三）接头性能研究对接头的力学性能、导电性能、耐腐蚀性能等方面进行了深入研究。

通过拉伸试验、硬度测试、导电率测试和电化学腐蚀试验等方法，评价接头的综合性能。

实验结果表明，该接头具有较高的力学性能和导电性能，同时具有较好的耐腐蚀性能。

三、结果与讨论（一）接头组织结果金相显微镜观察和扫描电镜观察结果表明，铜/铝异质金属蓝光-近红外复合激光焊接接头的焊缝区域组织均匀、致密，无明显缺陷。

X射线衍射分析结果表明，焊缝区域主要为Cu-Al金属间化合物，表明了良好的冶金结合。

（二）接头性能结果拉伸试验表明，该接头具有较高的抗拉强度和延伸率。

硬度测试结果表明，焊缝区域的硬度略高于母材，但整体差异不大。

导电率测试结果表明，该接头具有良好的导电性能。

电化学腐蚀试验表明，该接头具有较好的耐腐蚀性能。