Nekaj, kar morate vedeti o laserskih varilnih strojih
Kot vsi vemo, se baterije, ki zagotavljajo pogonsko moč za električna vozila, imenujejo napajalne baterije, vključno s tradicionalnimi svinčeno-kislinskimi baterijami, nikelj-metal-hidridnimi baterijami in nastajajočimi litij-ionskimi napajalnimi baterijami, ki so razdeljene na napajalne baterije (hibridna električna vozila) in napajalne baterije. Napajalna baterija (čisto električno vozilo).
Razmerje med napajalno baterijo in laserskim varjenjem
Akumulatorji predstavljajo 30 odstotkov -40 odstotkov stroškov novih energetskih vozil in so največji del stroškov novih energetskih vozil. Zelo so pomembni za ključne kazalnike, kot so doseg, življenjska doba vozila in varnost vozil z novo energijo. Zato je izboljšanje zmogljivosti električnih baterij ključnega pomena za izboljšanje splošne učinkovitosti novih energetskih vozil.
V proizvodnem procesu električnih baterij, od izdelave celic do sestavljanja PACK, je varjenje zelo pomemben proizvodni proces. Zlasti struktura električnega akumulatorja vsebuje različne materiale, kot so jeklo, aluminij, baker, nikelj itd. Te kovine je mogoče izdelati v elektrode, žice ali ohišja. Ne glede na to, ali gre za varjenje med enim materialom ali več materiali, so za postopek varjenja postavljene višje zahteve.
Lasersko varjenje za delo uporablja odlično usmerjenost in visoko gostoto moči laserskega žarka. Laserski žarek se preko optičnega sistema usmeri na majhno površino in na zvarjenem delu se v zelo kratkem času oblikuje vir toplote z visoko koncentrirano energijo. območje, tako da se spajka stopi in tvori trden spajkalni spoj in zvar.
V celotni industrijski verigi električnih baterij se lasersko varjenje uporablja predvsem v srednji proizvodnji električnih litijevih baterij. Kot visoko natančna metoda varjenja je izjemno prilagodljiva, natančna in učinkovita ter lahko izpolni zahteve glede zmogljivosti proizvodnega procesa napajalne baterije. Je prva izbira v procesu izdelave električnih baterij in je postala standardna opremalinija za proizvodnjo napajalne baterije.
Pogoste aplikacije za varjenje električnih baterij
Napajalne baterije delimo na kvadratne, cilindrične in vrečkaste. Trenutno v proizvodnji električnih baterij povezava uporabe laserskega varjenja vključuje predvsem:
- Srednji postopek: varjenje jezičkov (vključno s predvaritvijo), točkovno varjenje polov, predhodno varjenje baterij v lupino, tesnilno varjenje zgornjega pokrova lupine, tesnilno varjenje odprtine za vbrizgavanje tekočine itd.;
- Naknadni postopek: vključno z varjenjem povezovalnega dela, ko je nameščen baterijski modul PACK, in varjenjem protieksplozijskega ventila na pokrovu za modulom itd.
1. Varjenje ventilov, varnih proti eksplozijam
Eksplozijsko varni ventil je tankostensko telo ventila na tesnilni plošči baterije. Ko notranji tlak akumulatorja preseže določeno vrednost, telo protieksplozijsko varnega ventila prvo poči in se odzrači, sprosti tlak in prepreči, da bi akumulator počil. Struktura protieksplozijskega ventila je domiselna, dve aluminijasti kovinski plošči določene oblike sta trdno zvarjeni z laserskim varjenjem. Ko notranji tlak baterije naraste na določeno vrednost, se aluminijasta plošča zlomi iz oblikovanega položaja utora, da prepreči nadaljnjo širitev baterije in povzroči eksplozijo. Zato ima ta postopek izredno stroge zahteve za postopek laserskega varjenja, ki zahteva tesnjenje zvara, strog nadzor vnosa toplote in zagotavljanje, da je vrednost tlaka porušitve zvara stabilna v določenem območju (na splošno 0.4~0.7MPa), prevelik ali premajhen bo povzročil škodo. Ima velik vpliv na varnost baterije.
Zato protieksplozijsko varni ventili na splošno uporabljajo spajanje z varjenjem. Veliko prakse je dokazalo, da lahko z uporabo hibridnih varilnih laserjev dosežemo visoko hitrost in visoko kakovost varjenja, pri čemer je zagotovljena stabilnost varjenja, učinkovitost varjenja in izkoristek.
2. Polno varjenje
Poli na pokrovu baterije so razdeljeni na notranje in zunanje povezave baterije. Notranja povezava baterije je varjenje jezička baterije in pola pokrovne plošče; zunanja povezava baterije je varjenje pola baterije skozi povezovalni kos, da se tvori zaporedno in vzporedno vezje, da se tvori baterijski modul.
Pol baterije je pozitivni in negativni pol baterije. Na splošno je pozitivni pol izdelan iz aluminija, negativni pol pa iz bakra. Običajno uporabljena struktura je struktura za kovičenje, ki je po končanem kovičenju v celoti zavarjena in je njena velikost običajno krog s premerom 8. Pri varjenju so v primeru izpolnjevanja natezne sile in električne prevodnosti, ki ju zahteva konstrukcija, prednostni laserji z vlakni ali hibridni varilni laserji z dobro kakovostjo žarka in enakomerno porazdelitvijo energije. Varjenje konstrukcije aluminij-aluminij, stabilnost varjenja strukture baker-baker, zmanjšanje brizganja in izboljšanje izkoristka varjenja.
3. Varjenje adapterja
Adapter in gibljiva povezava sta ključni komponenti za povezavo pokrova baterije in baterijske celice. Hkrati mora upoštevati zahteve glede prevelikega toka, trdnosti in majhnega brizganja baterije, zato mora biti med postopkom varjenja s pokrivno ploščo zadostna širina zvara in zagotoviti je treba, da delci ne padejo na baterijsko celico, da se prepreči kratek stik baterije. Baker, kot material negativne elektrode, je material z visoko refleksijo in nizko stopnjo absorpcije in zahteva večjo gostoto energije za varjenje med varjenjem. Kompozitni laser lahko dobro reši tradicionalne procesne težave, kot sta visoka refleksija in brizganje.
4. Varjenje tesnjenja lupine
Materiali ohišja napajalne baterije vključujejo aluminijevo zlitino in nerjavno jeklo, med katerimi se največ uporablja aluminijeva zlitina, nekaj pa je čisti aluminij. Nerjaveče jeklo je material z najboljšo lasersko varljivostjo, zlasti nerjaveče jeklo 304, lahko s pulznim ali neprekinjenim laserjem dobite zvare dobrega videza in učinkovitosti.
Uporaba neprekinjenega laserja za varjenje litijevih baterij s tanko lupino lahko poveča učinkovitost za 5- do 10-krat, videz in tesnjenje pa sta boljša. Zdaj, da bi dosegli večjo hitrost varjenja in bolj enoten videz, je večina podjetij začela uporabljati hibridno varjenje in obročasto točkovno varjenje, da bi nadomestila prejšnje varjenje z nizko hitrostjo enojnih vlaken. Trenutno je hitrost varjenja večine množičnih proizvodnih linij podjetij dosegla 200 mm/s, nizkohitrostna linija za varjenje optičnih vlaken nekaterih proizvajalcev pa je splošna hitrost masovne proizvodnje 70 mm/s, da bi zagotovili stabilnost varilne kroglice.
5. Varjenje tesnilnega žeblja (priključka za vbrizgavanje elektrolita).
Obstaja tudi veliko oblik tesnilnih žebljev (liquid injection hole caps). Njegova oblika je običajno okrogel pokrovček s premerom 8 mm in debelino približno 0,9 mm. , prisotnost razpok in razpok.
Kot zadnji postopek celičnega varjenja je še posebej pomembna stopnja izkoristka pri varjenju s tesnilnimi žeblji. Zaradi obstoja ostankov elektrolita med varjenjem tesnilnih žebljev nastanejo napake, kot so mesta eksplozije in luknjice, ključni način za odpravo teh napak pa je zmanjšanje vnosa toplote. Po dolgotrajnih poskusih in obsežnem preverjanju trga je uporabo laserjev neodvisno razvilACEYlahko močno izboljša stabilnost in združljivost, s čimer močno izboljša stopnjo donosa. Trenutno lahko stopnja izkoristka ACEY laserskega tesnilnega varjenja žebljev doseže 99,5 odstotka.
6. Napajalni baterijski modul in varjenje PACK
Baterijski modul je mogoče razumeti kot kombinacijo litij-ionskih celic v seriji in vzporedno ter dodatek ene same naprave za nadzor in upravljanje baterije. Strukturna zasnova baterijskega modula pogosto določa učinkovitost in varnost baterije. Njegova struktura mora podpirati, pritrditi in zaščititi jedro baterije. Hkrati bodo merila za presojo kakovosti baterijskega modula, kako izpolniti zahteve glede preobremenitve, enakomernosti toka, kako izpolniti nadzor temperature jedra akumulatorja in ali je moč prekiniti, ko pride do resne nenormalnosti, da se prepreči verižne reakcije itd.
Ker lasersko varjenje med bakrom in aluminijem zlahka tvori krhke spojine, ki ne morejo izpolniti zahtev uporabe, se običajno uporablja ultrazvočno varjenje, baker in baker, aluminij in aluminij pa so na splošno lasersko varjeni. Ker hkrati baker in aluminij zelo hitro prevajata toploto in imata zelo visoko odbojnost za lasersko svetlobo, je debelina veznega kosa razmeroma velika, zato je za varjenje potreben visoko zmogljiv laser.
Acey New Energy je profesionalni dobavitelj, specializiran za montažno linijo paketov litijevih baterij z več kot 12 leti predanih izkušenj na področju varjenja litijevih baterij, in nudimo rešitev na enem mestu za montažno linijo paketov cilindričnih baterij in avtomatizirano varjenje. Če želite izvedeti več olaserski varilni stroj, vas prosimo, da nas kontaktirate.
