高功率激光扫描振镜焊接在动力电池制造中的应用共50页
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新型电池制造中的激光焊接技术电池制造业日益成为21世纪制造业中最大的新挑战。
固然全球电池年生产量已达数百亿件,但传统的电池制造技术在电池效果和本钱预算方面,已不能满足飞速增长的电池应用范围。
我们大多数人已经非常清楚,电池应用在混合动力汽车、插电式混合动力汽车以及全电动汽车中。
固然电池在汽车行业的应用褒贬不一,但还是阻挡不了人们对这个行业的投资热情。
《美国复苏与再投资法案》(ARRA 或AR2)中提到,要向那些在美国投资生产电池的公司注进上千万美元的资金。
借用美国能源部长朱棣文(Steven Chu)的话说,“这些都是非常有效的投资,未来会带给我们很多倍的回报,主要体现在:创造就业机会,减少对外国石油的依靠,令我们呼吸的空气更加清洁,以及对抗天气变化带来的影响。
”除了在汽车行业的应用之外,本钱经济、具有高性能的电池在电力和替换能源业应用方面也非常有吸引力。
广泛安装的住宅电池存储可提供负载级别的电力需求,以及紧急后备电源。
这种分布式能源存储解决方案还可以进步电力生产基地的生产效率,抵消部分需求,用来投资、改善一些大型电网基础设施。
而且,电能储存有利于充分发挥不稳定的替换能源的上风,比如太阳能和风力发电。
此外,经济且高性能的电池技术也将有助于减少电网扩张的本钱。
如今,“高性能和经济性”应该被用来清楚地描述和认可电池在帮助我们解决能源挑战中所扮演的英雄角色。
尽管到目前为止进行了大量集中的开发工作,新开发出来的电池技术和以前成熟的旧技术(如用于电筒、照相机和电脑的电池)相比,还稍显稚嫩。
由于现在市场上对电池应用的能量储存和电池寿命的要求更高,对电池的重量和本钱要求更低,制造过程中的挑战仍在解决中。
很多很有远景的电池解决方案只存在于理论上的CAD图形设计中,而这种设计方式已经和现有制造技术所面临的能力和限制相脱节。
换而言之,设计职员和生产制造职员之间需要进行更多的沟通!我们将会帮助他们。
在上述行业应用的众多电池技术中,还没有出现公认的或很明显的获胜者。
激光焊接振镜的工作原理
激光焊接中的振镜是扫描控制光束的关键部件,其工作原理可以概括为:
一、振镜的功能
1. 振镜可以改变激光光束的方向。
2. 通过振镜的运动可以实现对光束的快速扫描。
3. 控制光斑在焊缝上高速移动,获得理想焊缝。
二、结构与类型
1. 平面振镜:平面镜由电磁驱动机构带动摆动。
2. 多面振镜:多面镜通过步进电机驱动旋转扫描。
3. 旋转单面镜:单面镜匀速旋转,光线依照反射定律偏转。
三、工作原理
1. 振镜的摆动或旋转改变入射光的反射角度。
2. 不同反射角度形成不同方向的出射光。
3. 受控制的振镜运动产生规律的光斑运动。
4. 光斑快速扫描覆盖焊接区域。
四、频率与扫描模式
1. 控制振镜摆动频率可改变扫描速度。
2. 电机带动振镜做定向运动实现不同扫描模式。
3. 中心逃逸等扫描模式使能量分布更均匀。
五、关键技术
1. 高动态响应的驱动控制系统。
2. 光学设计减少各向异性。
3. 扫描模式的运动学优化。
4. 与激光器功率匹配的rades设计。
振镜的技术直接影响着扫描的精细度和稳定性,是获得高质量激光焊接的关键部件。
其工作原理需要光机结合进行综合考虑与设计。
振镜激光焊工艺
振镜激光焊是一种利用激光束的瞬间能量高浓度将工件熔化并焊接在一起的焊接工艺。
它使用振镜将激光束引导到需要焊接的工件上,通过调节振镜的位置和角度,可以实现对焊接点的精确控制。
振镜激光焊有以下特点:
1. 高能量密度:激光束聚焦后的能量密度非常高,可以迅速将工件熔化并形成焊接缝,焊接速度快。
2. 热影响区小:激光束的瞬间作用,热影响区非常小,可以减少对材料的热变形和变质。
3. 高精度和高稳定性:振镜可以实现对焊接点的精确控制,焊接质量稳定可靠。
4. 无需填充物:振镜激光焊可以实现材料的直接熔化焊接,无需额外的填充物。
5. 广泛应用:振镜激光焊适用于多种材料的焊接,如金属、塑料、陶瓷等,可以应用于航空航天、汽车制造、电子、医疗等领域。
总之,振镜激光焊是一种高效、高精度、无污染的焊接工艺,具有广泛的应用前景。
电池激光焊接工艺随着电动汽车的普及以及能源存储设备的需求增加,电池的制造成为了一个热门话题。
在电池制造的过程中,电池片的焊接是一个重要的环节。
传统的电池片焊接方法主要有点焊和线焊两种。
然而,这两种方法存在一些缺点,如点焊容易造成电池片变形、线焊存在接触电阻大、焊点容易断裂等问题。
因此,人们开始研究新的电池片焊接方法,其中激光焊接技术逐渐成为了一种重要的焊接方法。
激光焊接技术是利用激光束的高能量密度和高聚焦度,将激光束聚焦在电池片上,使其瞬间融化并与相邻的电池片焊接在一起。
相比于传统的点焊和线焊,激光焊接具有焊点小、接触电阻小、焊点强度高、焊接速度快、无需接触电极等优点。
因此,在电池制造中,激光焊接技术被广泛应用。
电池激光焊接工艺主要包括激光选择、焊接参数、焊接头设计等方面。
首先是激光选择。
激光的选择应根据焊接材料的特性、焊接速度和焊接质量等因素进行选择。
一般情况下,常用的激光类型有CO2激光和光纤激光。
CO2激光的波长为10.6μm,适合焊接厚度大于0.5mm的材料;光纤激光的波长为1.06μm,适合焊接厚度小于0.5mm 的材料。
其次是焊接参数的选择。
焊接参数包括激光功率、焊接速度、激光脉冲宽度、激光束直径等。
这些参数的选择应根据焊接材料的特性、焊接要求和设备性能等因素进行选择。
一般来说,激光功率越大,焊接速度越快,焊接深度越深;激光脉冲宽度越大,焊接热影响区域越大,焊接质量越差。
因此,在具体的焊接过程中,应根据需要进行参数的调整。
最后是焊接头设计。
焊接头的设计应根据焊接材料的特性和焊接要求进行设计。
一般来说,焊接头的设计应尽量避免出现焊缝断裂、气孔、裂纹等缺陷。
在具体的设计过程中,可以采用不同的焊接头形状和尺寸、不同的焊接角度和焊接位置等方式来优化焊接头的设计。
总之,电池激光焊接工艺是一种重要的焊接方法,在电池制造中应用广泛。
在具体的焊接过程中,应根据焊接材料的特性、焊接要求和设备性能等因素进行激光选择和参数的选择,并根据需要进行焊接头的设计。
动力电池模组激光焊工艺方案2014.07一、不同材料激光焊工艺分析二、不同焊接方式工艺分析模组激光焊工艺方案四、动力电池目前激光焊工艺方案分析五、动力电池推荐使用激光焊工艺方案模组激光焊工艺分析目前电池模组激光焊接使用的主要材料:激光焊只能焊接镰片在0.5mm以下的材料,0.5mm以上焊接可靠性太差,如果材料较厚,不建议釆用1、焊接效果良好,可靠性、拉力、熔深均能达到匸艺要求o2、铝片矗以焊接3-4mm,铜片可以焊接1mm以上,像片可采用激光可焊接2MM厚的材料,且焊接效果良好不同组合方亍丈的焊接效果[激光焊无法焊接,只能用转接片的方式焊接,缺点:转接片制做工艺复杂,成本咼。
不同材料组合焊接同种材料组合焊接:模组激光焊工艺分析以焊接2mm以上。
模组激光焊工艺分析不同焊接方式工艺分析:激光能量穿透上层连接片与下层极柱熔合在一起不同焊接方式的优缺点、连接片无需冲孔,加工相对简单。
<TT穿透焊需要功率荻J 的激光焊机。
2、穿透焊的熔深比缝焊的熔深要低,可靠性相对1、缝焊相比穿透焊,只需较小功率激光焊机。
” V 2、缝焊的熔深比穿透焊▼ 的熔深要高,可靠性相对较好。
丿j差点。
y1、连接片需冲孔,加壬相对困难。
上海申沃客车有限公司(上汽与沃尔沃合资)'上海申沃客车纯电动(快充)大巴、使用的电池模组,其能量存储采用超级电容器。
电容器的两端均为铝极柱。
申沃纯电动快充大巴在上海有两条线路在运营;深圳有两条左右的线路在(运营,运营时间肴三年左右。
丿模组焊接:1、焊接方式:1KW/2KW连续激光焊。
2、边接片材料:铝片,厚度为2mm o深圳比亚迪(因比亚迪车间不能携带手机,所以无法获取照片)应用车型:1、E6纯电动轿车2、K9纯电动大巴3、“秦”双模电动车\ _________ _ ________ / I* 1 2 3、焊接工岂连接片冲孔'激光缝焊J动力电池模组激光焊接的初步方案模块集成采集线束,线束与铜排间采用焊接方式,线束与MCU间采用接插件连接。
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。
动力电池激光焊接原理
动力电池激光焊接是一种利用激光束对动力电池进行焊接的方法。
它利用激光束的高能量密度和聚焦性,将激光能量精确地传递到焊接接头,使接头材料受到加热并迅速熔化,形成焊接池。
当激光束停止照射,焊接池迅速冷却固化,将接头牢固地连接在一起。
动力电池激光焊接的原理主要包括以下几个方面:
1. 光学聚焦:激光束通过光学装置进行聚焦,将激光能量集中到一个很小的区域内,提高焊接接头的能量密度。
2. 吸收和传递能量:激光束照射到接头材料上时,其中的能量被吸收,使接头材料温度升高。
随着时间的推移,能量通过传导、对流和辐射方式传递到接头其他部分,使整个接头达到焊接温度。
3. 材料熔化和混合:接头材料受到高温作用后,开始熔化成液态金属,形成焊接池。
激光束的高能量密度可以使接头变成液态金属的熔融状态,以确保焊接强度和质量。
4. 冷却和固化:当激光束停止照射时,焊接池迅速冷却并固化,将接头连接在一起。
这个过程需要控制冷却速度,确保焊接接头具有足够的强度和韧性。
总之,动力电池激光焊接利用激光束的高能量密度和聚焦性,
通过材料的熔化和迅速冷却固化,实现对动力电池接头的快速、高质量焊接。
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。