動力電池外殼激光焊接難點及缺陷
來源:尚拓激光 日期:2023/08/15
動力電池外殼的焊接主要為側(cè)焊和頂焊兩種方式,它們各有優(yōu)勢和缺點,而動力電池鋁殼因為其材料的特殊性,容易出現(xiàn)凸起、氣孔、詐或等問題,方形電池焊接在拐角處容易出現(xiàn)問題。下面跟著尚拓激光小編一起來了解一下動力電池外殼激光焊接難得機缺陷的相關(guān)信息。
1、動力電池焊接的工藝難點
一般動力電池鋁殼厚度都要求達(dá)到1.0毫米以下,主流廠家目前根據(jù)電池容量不同殼體材料厚度以0.6mm和0.8mm兩種為主。焊接方式主要分為側(cè)焊和頂焊,其中側(cè)焊的主要好處是對電芯內(nèi)部的影響較小,飛濺物不會輕易進入殼蓋內(nèi)側(cè)。
由于焊接后可能會導(dǎo)致凸起,這對后續(xù)工藝的裝配會有些微影響,因此側(cè)焊工藝對激光器的穩(wěn)定性、材料的潔凈度和頂蓋與動力電池鋁殼的配合間隙有較高的要求。而頂焊工藝由于焊接在一個面上,可采用更高效的振鏡掃描焊接方式,但對前道工序入殼及定位要求很高,對設(shè)備的自動化要求高。
2、動力電池鋁殼的焊接難點
目前動力電池鋁殼占整個動力電池的90%以上。鋁材的激光焊接難度較大,會面臨焊痕表面凸起問題、氣孔問題、炸火問題、內(nèi)部氣泡問題等。表面凸起、氣孔、內(nèi)部氣泡是激光焊接的致命傷,很多應(yīng)用由于這些原因不得不停止或者想辦法規(guī)避。
很多電池廠家在研發(fā)初期都會為此大傷腦筋,究其原因,主要是采用的光纖芯徑過小或者激光能量設(shè)置過高所致。引起飛濺的因素也很多,如材料的清潔度、材料本身的純度、材料自身的特性等,而起決定性作用的則是激光器的穩(wěn)定性。
在動力電池焊接當(dāng)中,焊接工藝技術(shù)人員會根據(jù)客戶的電池材料、形狀、厚度、拉力要求等選擇合適的激光器和焊接工藝參數(shù),包括焊接速度、波形、峰值、焊頭傾斜角度等來設(shè)置合理的焊接工藝參數(shù),以保證最終的焊接效果滿足動力電池廠家的要求。
3、方形動力電池的焊接難點
方形電池由于來料的配合精度等方面的因素影響,焊接時拐角處最容易出現(xiàn)問題,需要在根據(jù)實際情況不斷探索,調(diào)整焊接速度可以解決這類問題。圓形電池沒有這方面的問題,但后續(xù)集成成電池模組的難度較大。
動力電池殼體焊接缺陷及解決方案:
動力電池殼體主要采用Al3003鋁合金,其厚度一般在0.6 ~ 0.8 mm之間,常用小功率光纖連續(xù)激光器焊接。該處的激光焊縫的主要質(zhì)量問題是氣孔,會降低電池的密封性。
潛在失效:氣孔
解決方案建議:氣孔主要是氧化膜或水汽分解導(dǎo)致的冶金型氣孔。降低激光功率并提高焊接速度,氣孔率最多降低到1.1%。為了進一步減少氣孔,建議采用振鏡激光代替脈沖激光點焊,利用匙孔對熔池的攪拌作用可以加快氣泡逸出,幾乎能完全消除密封焊縫的氣孔。
動力電池的激光焊接是一種特殊工藝過程,各方面的失控都有可能會影響到其本身及整車的安全,性能及壽命。全面理解及掌握動力電池的激光焊接工藝,系統(tǒng)性地導(dǎo)入激光焊接過程質(zhì)量監(jiān)制的最佳實踐,是保證量產(chǎn)階段激光焊接高合格率,高一致性的基礎(chǔ)。