可調(diào)環(huán)模光纖激光器
可調(diào)環(huán)模光纖激光器對(duì)方殼電池殼蓋密封焊具有很大的操作靈活性,無論是針對(duì)高速振鏡頂焊還是出射頭焊接方式。
如視頻所示:
努力提高電動(dòng)汽車性能和降低其成本的主要工作集中在改進(jìn)電池技術(shù)上。實(shí)際上,在這個(gè)過程中,電池設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)都需進(jìn)行重新考慮。例如,一些團(tuán)隊(duì)正在探索新的電池材料。其目標(biāo)是提高電池容量、充電速度和使用壽命,同時(shí)消除來源有問題或?qū)Νh(huán)境有害的材料。?
其他公司則專注于電池制造技術(shù);具體而言,就是開發(fā)能夠同時(shí)降低制造成本(尤其是提高產(chǎn)線節(jié)拍)并提高優(yōu)率的方法和材料。方殼電池殼蓋密封焊是這項(xiàng)成果的一個(gè)典型例子,Coherent 最近在激光焊接方面取得了巨大優(yōu)勢(shì)。
殼蓋密封焊的挑戰(zhàn)
01
殼蓋密封是在電芯入殼后完成的,因此在這個(gè)工序報(bào)廢的成本尤其高。??
密封焊是一段相對(duì)長的連續(xù)焊縫,比如 20x300mm 的方殼電池,焊縫環(huán)繞整個(gè)電池周長。制造商希望通過焊接工藝實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵目標(biāo)包括:
氣密性焊接,即使電芯裝配不完美或不一致(尤其是在R角處)。
足夠的熔深、熔寬和低氣孔率,使焊縫足夠牢固,即使在受到振動(dòng)和沖擊時(shí),也不會(huì)開裂,從而維持電池使用壽命。
無飛濺,飛濺在焊接鋁時(shí)尤其容易產(chǎn)生,因?yàn)殇X在低溫下熔化,產(chǎn)生氣泡。
控制熱輸入。
環(huán)模光纖激光器已成為方殼電池殼蓋焊接的絕佳生產(chǎn)工具。在最常見的加工中,CNC機(jī)臺(tái)配合出射頭沿四周焊接,以實(shí)現(xiàn)所需的焊縫形狀。
這種方式提供了精確的機(jī)械定位和高度一致的焊接。這是因?yàn)榧す馐冀K以同一角度入射工件表面,但這種方式焊接速度慢,成本高。
強(qiáng)大的功率控制
02
方殼電池是可以通過振鏡光動(dòng)式實(shí)現(xiàn)更快的焊接速度的。但這帶來了幾個(gè)問題。首先,光束在接近工作范圍邊緣時(shí)會(huì)發(fā)生幾何變形,從圓形變?yōu)闄E圓形。對(duì)于大尺寸電芯,在殼體的R角和短邊尤其是問題。其次,這種光束變形會(huì)與R角處掃描方向的變化相結(jié)合,會(huì)產(chǎn)生不合格的焊縫質(zhì)量。此外,不斷變化的光束大小和入射角會(huì)改變工作表面的功率密度,從而影響其焊接質(zhì)量。
在Coherent 高意公司推出可調(diào)環(huán)模光纖激光技術(shù) (ARM) 之前,實(shí)際上沒有辦法完全補(bǔ)償和改善所有這些問題。我們的?HighLight ARM?環(huán)模光纖激光器系列中,光束不僅僅是傳統(tǒng)的光束。相反,它是由一個(gè)中心光束,周圍環(huán)繞著另一圈環(huán)形光束組成,可以高速地對(duì)中心和環(huán)形光束的功率分別進(jìn)行獨(dú)立控制。這樣,可對(duì)激光能量在焊接過程中的空間分布方式進(jìn)行高度動(dòng)態(tài)的控制。
這意味著,ARM 環(huán)模光纖激光器可以補(bǔ)償光束在接近振鏡工作范圍邊緣時(shí)的變形。具體來說,就是可以飛行調(diào)整中心光束和環(huán)形光束的功率比,使激光器始終如一地產(chǎn)生相同的焊接結(jié)果,即使在光束被拉長的情況下也是如此。而且,總功率(和功率比)也可以足夠快的速度調(diào)整,以配合掃描振鏡速度的變化,因?yàn)楣馐谶M(jìn)入R角時(shí)會(huì)減速,然后在離開R角時(shí)重新加速。此外,這種功率調(diào)整在先進(jìn)的閉環(huán)實(shí)時(shí)控制下執(zhí)行,以確保最高工藝穩(wěn)定性、一致性和可重復(fù)性。
ARM 環(huán)模光纖激光器還可以獨(dú)立控制焊縫熔寬和熔深。這樣就無需在電芯裝配時(shí)保持嚴(yán)格的公差(間隙寬度);降低公差要求可降低生產(chǎn)成本。它還可以最大限度地縮小熱影響區(qū) (HAZ),實(shí)現(xiàn)高速焊接(>350 毫米/秒),并能夠覆蓋大掃描區(qū)域。?
所有這一切都克服了方形電池激光焊接在速度和質(zhì)量之間的傳統(tǒng)權(quán)衡,并使振鏡焊接系統(tǒng)成為一種具有低成本、高性能的量產(chǎn)生產(chǎn)工藝。這些優(yōu)異的性能同樣可以使Coherent HighLight ARM 環(huán)模光纖激光器也成為出射頭焊接方式的更好選擇。
COHERENT 提供整體焊接解決方案
03
在當(dāng)今的現(xiàn)代電池超級(jí)工廠中,將新設(shè)備快速上線與焊接工藝本身一樣具有挑戰(zhàn)性。為了加快實(shí)施速度,我們能夠提供更多用于殼蓋密封焊的產(chǎn)品,而不僅僅是 Coherent HighLight ARM 環(huán)模光纖激光器。再加上我們的?HIGHmotion 2D?或?RLSK?振鏡和視覺定位系統(tǒng)?HIGHvision,我們能夠?yàn)槟暮附討?yīng)用提供完善的整體解決方案。此外,主流品牌的振鏡系統(tǒng)也與我們的激光器兼容。
我們的Coherent 實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)可以協(xié)助開發(fā)您的焊接系統(tǒng)配置和工藝。從而讓您快速、輕松無憂地設(shè)計(jì)、使用激光焊接工藝。
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