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用動力電池模組側板焊接的案例來看看光纖激光器的重要作用
動力電池本身的特點就是輸出電流大,電壓較高,容量相對比較大,輸出功率能夠滿足各類電動車驅動的電源,我們在市面上常看到的電池模 組大多數是鋰電池模組組成的PACK動力電池,里面布滿各類電芯,不過同一PACK的電芯類型需要統一,包括電芯的大小規格,容量,電流電 壓,所需其需要焊接的部件也就有很多,制作工序隨之增多,其中激光焊接常用的部件區域包括:防爆閥密封焊接,極耳焊接,連接片焊接, 安全帽蓋帽焊接,殼體密封焊,模組焊接,PACK包焊接,匯流排焊接,電極極柱焊接,保護板焊接,翻轉片焊接,極耳鋁轉鎳等等,而電池 材質則有紫銅,鋁及鋁合金,鎳以及鎳合金,不銹鋼等。
1000W-2000W焊接方案:
防爆閥、極耳、安全帽、殼體封口、電極極柱等部件的材料厚度一般較小,通常是0.2~2mm之間,這類部件主要是要求密封性或者對焊縫強 度要求不高,焊接這類部件的激光器功率一般都相對較小,采用1000W、1500W、2000W這三種激光器基本都能夠滿足要求。
4000W-6000W焊接方案:
模組側板和匯流排的焊縫深度一般在2~4mm之間,對焊縫強度要求較高,若采用相對較低功率的激光器進行焊接則會導致焊接速度過慢,甚 至焊縫熔深和強度均達不到要求,此時我們需要選擇功率較大的激光器,諸如4000W、6000W這類的激光器:
1、可以保證焊縫熔深;
2、可以保證相對較快的焊接速度,提高生產效率;
3、配合適當的焊接頭可以有效提升焊縫橋接能力,即能夠對接頭的裝配間隙容許值增大;
4、有較大的焊接工藝參數窗口,可以更穩定的保證產品質量。
動力電池模組側板焊接:
在模組側板焊接方面,動力電池組常用鋁合金型材、板材作為模組外框結構件,焊接質量好壞,決定了模組整體結構的剛性。
焊接要求:
焊縫均勻,熔深2mm以上,焊縫強度較高,強度試驗時不能斷裂在正縫區。
基本設備:4000W光纖激光器,遠程掃描焊接頭。
焊接平臺:機器人。
焊接要求:焊接功率3600W,焊接速度3.6m/min。
焊接效果
局部放大焊縫外觀
焊縫解刨,進行焊縫橫截面金相檢測
從上圖中可以看出,焊縫寬度是2.93mm,熔深是2.38mm,焊縫內部基本無氣孔、無裂紋,焊縫成型滿足要求。
拉力測試
對長度為70mm的焊縫進行拉力測試,焊縫最大承受拉力是17.8KN,接頭斷裂在母材側熱影響區,焊接效果良好。
通過上面的實例,我看可以得出4000W光纖多模激光器焊接優勢如下:
1、輸出光學系統采用加強型的輸出光纖,輸出接頭為QBH,光束質量好,可配置國內外主流廠家的焊接頭;
2、具備多種控制模式,而且具有良好的抗高反性能;
3、對于動力電池行業的鋁銅等材料的焊接具有很強的優勢,已經在動力電池行業廣泛的應用。
隨著激光焊接工藝不斷發展成熟,能夠適用于新能源汽車動力電池領域的應用也在不斷開拓。
最后筆者備注:
現在很多動力電池模組焊接廠家開始應用國產激光器,當前國內主要的激光器生產企 業包括銳科激光器等國產主力廠家,在性價比上面開始對 進口IPG光纖激光器實現彎道 超車,整個動力電池焊接系統,光纖激光器技術質量起到關鍵作用,就好比汽車發動 機的作用一樣,如果其停止 工作或出現任何問題均會對整個系統造成癱瘓,當然其它配 合的子系統也是不可或缺,只有整個系統兼容性越強,系統應用就更加順暢,所以 我們為什么說國 產激光器應用開始實現“超車”,就是其與國產其它配套的產品系統兼容性更強了。
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