Algo que debes saber sobre las máquinas de soldadura láser
Como todos sabemos, las baterías que proporcionan energía motriz para los vehículos eléctricos se denominan baterías de potencia, incluidas las baterías de plomo-ácido tradicionales, las baterías de hidruro de níquel-metal y las baterías de potencia de iones de litio emergentes, que se dividen en baterías de potencia de tipo potencia (vehículos eléctricos híbridos) y baterías de potencia de tipo energía. Batería de energía (vehículo eléctrico puro).
La relación entre la batería de energía y la soldadura láser
Las baterías eléctricas representan el 30 por ciento -40 por ciento del costo de los vehículos de nueva energía y son la mayor parte del costo de los vehículos de nueva energía. Son muy importantes para indicadores clave como la autonomía, la vida útil del vehículo y la seguridad de los vehículos de nueva energía. Por lo tanto, mejorar el rendimiento de las baterías eléctricas es la clave para mejorar el rendimiento general de los vehículos de nueva energía.
En el proceso de producción de las baterías de potencia, desde la fabricación de las celdas hasta el montaje del PACK, la soldadura es un proceso de fabricación muy importante. En particular, la estructura de la batería de energía contiene una variedad de materiales, como acero, aluminio, cobre, níquel, etc. Estos metales pueden convertirse en electrodos, cables o cubiertas. Por lo tanto, ya sea que se suelde entre un material o varios materiales, se imponen requisitos más altos al proceso de soldadura.
La soldadura láser utiliza la excelente directividad y la alta densidad de potencia del rayo láser para trabajar. El rayo láser se enfoca en un área pequeña a través del sistema óptico y se forma una fuente de calor con energía altamente concentrada en la parte soldada en muy poco tiempo. zona, de modo que la soldadura se derrita y forme una junta de soldadura firme y suelde.
En toda la cadena industrial de baterías de potencia, la soldadura láser se utiliza principalmente en la producción intermedia de baterías de litio de potencia. Como método de soldadura de alta precisión, es extremadamente flexible, preciso y eficiente, y puede cumplir con los requisitos de rendimiento del proceso de producción de baterías de energía. Es la primera opción en el proceso de fabricación de baterías de potencia y se ha convertido en el equipo estándar dellínea de producción de batería de energía.
Aplicaciones comunes de soldadura para baterías eléctricas
Las baterías de potencia se dividen en baterías cuadradas, cilíndricas y de bolsa. En la actualidad, en la producción de baterías de energía, el vínculo del uso de soldadura láser incluye principalmente:
- Proceso medio: soldadura de pestañas (incluida la soldadura previa), soldadura por puntos de polos, soldadura previa de baterías en la carcasa, soldadura de sellado de la cubierta superior de la carcasa, soldadura de sellado del puerto de inyección de líquido, etc.;
- Proceso posterior: incluyendo la soldadura de la pieza de conexión cuando se instala el módulo PACK de baterías, y la soldadura de la válvula antideflagrante en la placa de cubierta detrás del módulo, etc.
1. Soldadura de válvula a prueba de explosiones de batería
La válvula a prueba de explosiones es un cuerpo de válvula de pared delgada en la placa de sellado de la batería. Cuando la presión interna de la batería excede el valor especificado, el cuerpo de la válvula a prueba de explosiones es el primero en romperse y ventilarse, liberando la presión y evitando que la batería explote. La estructura de la válvula a prueba de explosiones es ingeniosa y dos láminas de metal de aluminio de cierta forma están firmemente soldadas mediante soldadura láser. Cuando la presión interna de la batería alcanza un cierto valor, la hoja de aluminio se rompe desde la posición de la ranura diseñada para evitar que la batería se expanda más y provoque una explosión. Por lo tanto, este proceso tiene requisitos extremadamente estrictos en el proceso de soldadura por láser, que requiere sellar la costura de soldadura, controlar estrictamente la entrada de calor y garantizar que el valor de presión de falla de la costura de soldadura sea estable dentro de un cierto rango (generalmente 0.4~0.7MPa), demasiado grande o demasiado pequeño causará daño. Tiene un gran impacto en la seguridad de la batería.
Por lo tanto, las válvulas a prueba de explosión generalmente adoptan soldadura de empalme. Mucha práctica ha demostrado que el uso de láseres de soldadura híbridos puede lograr una soldadura de alta velocidad y alta calidad, y se puede garantizar la estabilidad de la soldadura, la eficiencia de la soldadura y el rendimiento.
2. Soldadura de postes
Los polos de la tapa de la batería se dividen en conexiones internas y externas de la batería. La conexión interna de la batería es la soldadura de la lengüeta de la batería y el polo de la placa de cubierta; la conexión externa de la batería es la soldadura del polo de la batería a través de la pieza de conexión para formar un circuito en serie y paralelo para formar un módulo de batería.
El polo de la batería son los polos positivo y negativo de la batería. Generalmente, el polo positivo está hecho de aluminio y el polo negativo está hecho de cobre. La estructura comúnmente utilizada es la estructura de remachado, que se suelda completamente después de completar el remachado, y su tamaño es generalmente un círculo con un diámetro de 8. Al soldar, en el caso de cumplir con la fuerza de tracción y la conductividad eléctrica requerida por el diseño, se prefieren los láseres de fibra o láseres de soldadura híbridos con buena calidad de haz y distribución uniforme de energía. La soldadura de estructura de aluminio-aluminio, la estabilidad de soldadura de estructura de cobre-cobre, reduce las salpicaduras y mejora el rendimiento de la soldadura.
3. Soldadura de adaptadores
La pieza adaptadora y la conexión flexible son los componentes clave para conectar la tapa de la batería y la celda de la batería. Debe tener en cuenta los requisitos de sobrecorriente, resistencia y baja salpicadura de la batería al mismo tiempo, por lo que durante el proceso de soldadura con la placa de cubierta, debe haber suficiente ancho de soldadura y es necesario asegurarse de que no caigan partículas sobre la celda de la batería para evitar un cortocircuito de la batería. El cobre, como material del electrodo negativo, es un material de alta reflexión con baja tasa de absorción y requiere una mayor densidad de energía para soldar durante la soldadura. El láser compuesto puede resolver bien los problemas del proceso tradicional, como la alta reflexión y las salpicaduras.
4. Soldadura de sellado de carcasa
Los materiales de la carcasa de la batería de potencia incluyen aleación de aluminio y acero inoxidable, entre los cuales se usa más la aleación de aluminio, y algunos son de aluminio puro. El acero inoxidable es el material con mejor soldabilidad láser, especialmente el acero inoxidable 304, ya sea láser pulsado o continuo se pueden obtener soldaduras con buena apariencia y rendimiento.
El uso de un láser continuo para soldar baterías de litio de capa delgada puede aumentar la eficiencia de 5 a 10 veces, y la apariencia y el sellado son mejores. Ahora, para lograr una velocidad de soldadura más rápida y una apariencia más uniforme, la mayoría de las empresas han comenzado a utilizar la soldadura híbrida y el punto anular para reemplazar la soldadura de fibra única de baja velocidad anterior. En la actualidad, la velocidad de soldadura de la mayoría de las líneas de producción en masa de las empresas ha alcanzado los 200 mm/s, y la línea de soldadura de fibra óptica de baja velocidad de algunos fabricantes, para garantizar la estabilidad del cordón de soldadura, la velocidad general de producción en masa es de 70 mm/s.
5. Soldadura de clavo de sellado (puerto de inyección de electrolito)
También hay muchas formas de sellar clavos (tapas para orificios de inyección de líquido). Su forma suele ser una tapa circular con un diámetro de 8 mm y un grosor de aproximadamente 0,9 mm. , la presencia de grietas y puntos de ruptura.
Como último proceso de soldadura de celdas, la tasa de rendimiento de la soldadura de clavos de sellado es particularmente importante. Debido a la existencia de electrolito residual durante la soldadura de clavos de sellado, se producen defectos tales como puntos de explosión y poros, y la forma clave de suprimir estos defectos es reducir la entrada de calor. Después de experimentos a largo plazo y una extensa verificación de mercado, el uso de láseres desarrollados de forma independiente porACEYpuede mejorar en gran medida la estabilidad y la compatibilidad, lo que mejora en gran medida la tasa de rendimiento. Actualmente, la tasa de rendimiento de la soldadura de clavos de sellado por láser ACEY puede alcanzar el 99,5 por ciento.
6. Módulo de batería de potencia y soldadura PACK
El módulo de batería puede entenderse como la combinación de celdas de iones de litio en serie y en paralelo, y la adición de un único dispositivo de control y gestión de batería. El diseño estructural del módulo de la batería a menudo determina el rendimiento y la seguridad de un paquete de baterías. Su estructura debe soportar, fijar y proteger el núcleo de la batería. Al mismo tiempo, cómo cumplir con los requisitos de sobrecorriente, uniformidad de corriente, cómo cumplir con el control de la temperatura del núcleo de la batería y si se puede cortar la energía cuando hay una anomalía grave, para evitar reacciones en cadena, etc., serán los criterios para juzgar la calidad del módulo de la batería.
Dado que la soldadura láser entre cobre y aluminio es fácil de formar compuestos quebradizos, que no pueden cumplir con los requisitos de uso, generalmente se usa soldadura ultrasónica, y el cobre y el cobre, el aluminio y el aluminio generalmente se sueldan con láser. Al mismo tiempo, dado que el cobre y el aluminio conducen el calor muy rápidamente y tienen una reflectividad muy alta a la luz láser, el grosor de la pieza de conexión es relativamente grande, por lo que se requiere un láser de alta potencia para lograr la soldadura.
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