可調(diào)環(huán)模光纖激光器
可調(diào)環(huán)模光纖激光器對方殼電池殼蓋密封焊具有很大的操作靈活性,無論是針對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。實際上,在這個過程中,電池設(shè)計和生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)都需進(jìn)行重新考慮。例如,一些團(tuán)隊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成果的一個典型例子,Coherent 最近在激光焊接方面取得了巨大優(yōu)勢。
殼蓋密封焊的挑戰(zhàn)
01
殼蓋密封是在電芯入殼后完成的,因此在這個工序報廢的成本尤其高。??
密封焊是一段相對長的連續(xù)焊縫,比如 20x300mm 的方殼電池,焊縫環(huán)繞整個電池周長。制造商希望通過焊接工藝實現(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,即使在受到振動和沖擊時,也不會開裂,從而維持電池使用壽命。
無飛濺,飛濺在焊接鋁時尤其容易產(chǎn)生,因為鋁在低溫下熔化,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機臺配合出射頭沿四周焊接,以實現(xiàn)所需的焊縫形狀。
這種方式提供了精確的機械定位和高度一致的焊接。這是因為激光束始終以同一角度入射工件表面,但這種方式焊接速度慢,成本高。
強大的功率控制
02
方殼電池是可以通過振鏡光動式實現(xiàn)更快的焊接速度的。但這帶來了幾個問題。首先,光束在接近工作范圍邊緣時會發(fā)生幾何變形,從圓形變?yōu)闄E圓形。對于大尺寸電芯,在殼體的R角和短邊尤其是問題。其次,這種光束變形會與R角處掃描方向的變化相結(jié)合,會產(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,實際上沒有辦法完全補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,可以高速地對中心和環(huán)形光束的功率分別進(jìn)行獨立控制。這樣,可對激光能量在焊接過程中的空間分布方式進(jìn)行高度動態(tài)的控制。
這意味著,ARM 環(huán)模光纖激光器可以補償光束在接近振鏡工作范圍邊緣時的變形。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,因為光束在進(jìn)入R角時會減速,然后在離開R角時重新加速。此外,這種功率調(diào)整在先進(jìn)的閉環(huán)實時控制下執(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立控制焊縫熔寬和熔深。這樣就無需在電芯裝配時保持嚴(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,我們能夠為您的焊接應(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 實驗室團(tuán)隊可以協(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、使用激光焊接工藝。
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