In l'ultimi anni, grazia à u rapidu sviluppu di a nova industria energetica, a saldatura laser hà penetratu rapidamente in tutta a nova industria energetica per via di i so vantaghji rapidi è stabili. Frà questi, l'equipaggiu di saldatura laser rapprisenta a più alta proporzione di applicazioni in tutta a nova industria energetica.
Saldatura laserhè diventata rapidamente a prima scelta in tutti i campi di a vita per via di a so velocità rapida, a so grande prufundità è a so piccula deformazione. Da e saldature à punti à e saldature di testa, saldature di accumulazione è di sigillatura,saldatura laserOffre una precisione è un cuntrollu senza paragone. Ghjoca un rolu impurtante in a pruduzzione è a fabricazione industriale, cumprese l'industria militare, l'assistenza medica, l'aerospaziale, i pezzi di ricambio auto 3C, a lamiera meccanica, e nuove energie è altre industrie.
In paragone cù altre tecnulugie di saldatura, a saldatura laser hà i so vantaghji è svantaghji unichi.
Vantaghju:
1. Velocità rapida, grande prufundità è piccula deformazione.
2. A saldatura pò esse realizata à temperatura nurmale o in cundizioni particulari, è l'attrezzatura di saldatura hè simplice. Per esempiu, un raghju laser ùn deriva micca in un campu elettromagneticu. I laser ponu saldà in u vacuum, in l'aria o in certi ambienti gasosi, è ponu saldà materiali chì sò attraversu u vetru o trasparenti à u raghju laser.
3. Pò saldà materiali refrattari cum'è u titaniu è u quarzu, è pò ancu saldà materiali dissimili cù boni risultati.
4. Dopu chì u laser hè focalizatu, a densità di putenza hè alta. U rapportu d'aspettu pò ghjunghje à 5:1, è pò ghjunghje sin'à 10:1 quandu si saldanu dispositivi d'alta putenza.
5. A microsaldatura pò esse realizata. Dopu chì u raghju laser hè focalizatu, si pò ottene un picculu puntu è pusiziunà lu cù precisione. Pò esse applicatu à l'assemblea è a saldatura di pezzi micro è chjuchi per ottene una pruduzzione di massa automatizata.
6. Pò saldà zone difficiuli d'accessu è eseguisce saldature à longa distanza senza cuntattu, cù una grande flessibilità. In particulare in l'ultimi anni, a tecnulugia di trasfurmazione laser YAG hà aduttatu a tecnulugia di trasmissione in fibra ottica, chì hà permessu à a tecnulugia di saldatura laser di esse più largamente prumossa è applicata.
7. U raghju laser hè faciule da sparte in u tempu è in u spaziu, è parechji raggi ponu esse trattati in parechji lochi simultaneamente, furnendu e cundizioni per una saldatura più precisa.
Difettu:
1. A precisione di assemblaggio di a pezza deve esse alta, è a pusizione di u fasciu nantu à a pezza ùn pò esse deviata significativamente. Questu hè perchè a dimensione di u puntu laser dopu a focalizzazione hè chjuca è a saldatura hè stretta, rendendu difficiule l'aghjunghje di materiali metallichi d'apportu. Se a precisione di assemblaggio di a pezza o a precisione di pusizionamentu di u fasciu ùn risponde micca à i requisiti, i difetti di saldatura sò propensi à accade.
2. U costu di i laser è di i sistemi cunnessi hè altu, è l'investimentu unicu hè grande.
Difetti cumuni di saldatura laserin a fabricazione di batterie à litiu
1. Porosità di saldatura
Difetti cumuni insaldatura laserCi sò pori. U bagnu fusu di saldatura hè prufondu è strettu. Durante u prucessu di saldatura laser, l'azotu invade u bagnu fusu da l'esternu. Durante u prucessu di raffreddamentu è solidificazione di u metallu, a solubilità di l'azotu diminuisce cù a diminuzione di a temperatura. Quandu u metallu fusu di u bagnu si raffredda per cumincià à cristallizà, a solubilità calerà bruscamente è di colpu. In questu mumentu, una grande quantità di gas precipiterà per furmà bolle. Se a velocità di flottazione di e bolle hè inferiore à a velocità di cristallizazione di u metallu, si genereranu pori.
In l'applicazioni in l'industria di e batterie à u litiu, spessu truvemu chì i pori sò particularmente propensi à accade durante a saldatura di l'elettrodu pusitivu, ma raramente si verificanu durante a saldatura di l'elettrodu negativu. Questu hè perchè l'elettrodu pusitivu hè fattu d'aluminiu è l'elettrodu negativu hè fattu di rame. Durante a saldatura, l'aluminiu liquidu nantu à a superficia s'hè condensatu prima chì u gasu internu trabocchi cumpletamente, impedendu à u gasu di traboccà è di furmà buchi grandi è chjuchi. Picculi stomi.
In più di e cause di i pori citate sopra, i pori includenu ancu l'aria esterna, l'umidità, l'oliu superficiale, ecc. Inoltre, a direzzione è l'angulu di u soffiu di azotu influenzeranu ancu a furmazione di pori.
In quantu à cumu riduce l'apparizione di pori di saldatura?
Prima, primasaldatura, e macchie d'oliu è l'impurità nantu à a superficia di i materiali in entrata devenu esse pulite in tempu; in a pruduzzione di batterie à u litiu, l'ispezione di u materiale in entrata hè un prucessu essenziale.
Siconda, u flussu di gas di prutezzione deve esse aghjustatu secondu fattori cum'è a velocità di saldatura, a putenza, a pusizione, ecc., è ùn deve esse nè troppu grande nè troppu chjucu. A pressione di u mantellu protettivu deve esse aghjustata secondu fattori cum'è a putenza di u laser è a pusizione di u focu, è ùn deve esse nè troppu alta nè troppu bassa. A forma di l'ugellu di u mantellu protettivu deve esse aghjustata secondu a forma, a direzzione è altri fattori di a saldatura in modu chì u mantellu protettivu possi copre uniformemente a zona di saldatura.
Terzu, cuntrullà a temperatura, l'umidità è a polvera in l'aria in l'attellu. A temperatura è l'umidità ambiente affettanu u cuntenutu d'umidità nantu à a superficia di u sustratu è u gasu prutettore, chì à u so tornu affettanu a generazione è a fuga di vapore acqueo in u bagnu fusu. Se a temperatura è l'umidità ambiente sò troppu alte, ci serà troppu umidità nantu à a superficia di u sustratu è u gasu prutettore, generendu una grande quantità di vapore acqueo, risultendu in pori. Se a temperatura è l'umidità ambiente sò troppu basse, ci serà troppu poca umidità nantu à a superficia di u sustratu è in u gasu prutettore, riducendu a generazione di vapore acqueo, riducendu cusì i pori; lasciate chì u persunale di qualità rilevi u valore target di temperatura, umidità è polvera à a stazione di saldatura.
Quartu, u metudu di l'oscillazione di u fasciu hè adupratu per riduce o eliminà i pori in a saldatura à penetrazione prufonda laser. A causa di l'aghjunta di l'oscillazione durante a saldatura, l'oscillazione reciprocante di u fasciu à a saldatura provoca una rifusione ripetuta di una parte di a saldatura, chì prolonga u tempu di residenza di u metallu liquidu in u bagnu di saldatura. À u listessu tempu, a deflessione di u fasciu aumenta ancu l'apportu di calore per unità di superficie. U rapportu prufundità-larghezza di a saldatura hè riduttu, ciò chì hè favurevule à l'emergenza di bolle, eliminendu cusì i pori. D’altronde, l'oscillazione di u fasciu face chì u picculu foru oscilli di cunseguenza, ciò chì pò ancu furnisce una forza di agitazione per u bagnu di saldatura, aumentà a cunvezione è l'agitazione di u bagnu di saldatura, è avè un effettu beneficu nantu à l'eliminazione di i pori.
Quintu, a frequenza di l'impulsi, a frequenza di l'impulsi si riferisce à u numeru di impulsi emessi da u raghju laser per unità di tempu, chì influenzerà l'apportu di calore è l'accumulazione di calore in u bagnu fusu, è dopu influenzerà u campu di temperatura è u campu di flussu in u bagnu fusu. Se a frequenza di l'impulsi hè troppu alta, porterà à un apportu di calore eccessivu in u bagnu fusu, pruvucendu una temperatura di u bagnu fusu troppu alta, pruducendu vapore metallicu o altri elementi chì sò volatili à alte temperature, risultendu in pori. Se a frequenza di l'impulsi hè troppu bassa, porterà à una accumulazione di calore insufficiente in u bagnu fusu, pruvucendu una temperatura di u bagnu fusu troppu bassa, riducendu a dissoluzione è a fuga di gas, risultendu in pori. In generale, a frequenza di l'impulsi deve esse scelta in un intervallu ragiunevule basatu annantu à u spessore di u substratu è a putenza laser, è evità di esse troppu alta o troppu bassa.
Fori di saldatura (saldatura laser)
2. Spruzzi di saldatura
I spruzzi generati durante u prucessu di saldatura, a saldatura laser affetterà seriamente a qualità di a superficia di a saldatura, è inquinerà è dannigherà a lente. A prestazione generale hè a seguente: dopu chì a saldatura laser hè cumpletata, parechje particelle metalliche appariscenu nantu à a superficia di u materiale o di a pezza è aderiscenu à a superficia di u materiale o di a pezza. A prestazione più intuitiva hè chì quandu si salda in u modu di u galvanometru, dopu un periodu d'usu di a lente protettiva di u galvanometru, ci saranu fosse dense nantu à a superficia, è queste fosse sò causate da spruzzi di saldatura. Dopu un bellu pezzu, hè faciule bluccà a luce, è ci saranu prublemi cù a luce di saldatura, risultendu in una seria di prublemi cum'è a saldatura rotta è a saldatura virtuale.
Chì sò e cause di spruzzi?
Prima, a densità di putenza, più grande hè a densità di putenza, più faciule hè di generà spruzzi, è i spruzzi sò direttamente ligati à a densità di putenza. Questu hè un prublema vechju di un seculu. Almenu finu à avà, l'industria ùn hè stata capace di risolve u prublema di i spruzzi, è pò solu dì chì hè statu ligeramente riduttu. In l'industria di e batterie à u litiu, i spruzzi sò u più grande culpevule di cortocircuitu di a batteria, ma ùn hè stata capace di risolve a causa principale. L'impattu di i spruzzi nantu à a batteria pò esse riduttu solu da u puntu di vista di a prutezzione. Per esempiu, un cerchju di porte di rimozione di a polvere è coperture protettive sò aghjunte intornu à a parte di saldatura, è file di cultelli d'aria sò aghjunte in cerchi per impedisce l'impattu di i spruzzi o ancu danni à a batteria. Distrughjendu l'ambiente, i prudutti è i cumpunenti intornu à a stazione di saldatura si pò dì chì hà esauritu i mezi.
Per ciò chì riguarda a risoluzione di u prublema di i spruzzi, si pò dì solu chì riduce l'energia di saldatura aiuta à riduce i spruzzi. Riduce a velocità di saldatura pò ancu aiutà se a penetrazione hè insufficiente. Ma in certi requisiti di prucessu particulari, hà pocu effettu. Hè u listessu prucessu, diverse macchine è diversi lotti di materiali anu effetti di saldatura cumpletamente diversi. Dunque, ci hè una regula micca scritta in a nova industria energetica, un inseme di parametri di saldatura per un pezzu di equipaggiamentu.
Siconda, s'è a superficia di u materiale trasfurmatu o di a pezza di travagliu ùn hè micca pulita, e macchie d'oliu o l'inquinanti pruvucaranu ancu schizzi serii. In questu mumentu, a cosa più faciule hè di pulisce a superficia di u materiale trasfurmatu.
3. Alta riflettività di a saldatura laser
In generale, l'alta riflessione si riferisce à u fattu chì u materiale di trasfurmazione hà una piccula resistività, una superficia relativamente liscia è un bassu tassu d'assorbimentu per i laser vicinu à l'infrarossu, ciò chì porta à una grande quantità d'emissione laser, è perchè a maiò parte di i laser sò aduprati in verticale. A causa di u materiale o di una piccula inclinazione, a luce laser di ritornu rientra in a testa di uscita, è ancu una parte di a luce di ritornu hè accoppiata in a fibra chì trasmette l'energia, è hè trasmessa in daretu longu a fibra à l'internu di u laser, facendu chì i cumpunenti principali in u laser cuntinuinu à esse à alta temperatura.
Quandu a riflettività hè troppu alta durante a saldatura laser, si ponu piglià e seguenti suluzioni:
3.1 Aduprate un rivestimentu antiriflessu o trattate a superficia di u materiale: u rivestimentu di a superficia di u materiale di saldatura cù un rivestimentu antiriflessu pò riduce efficacemente a riflettività di u laser. Stu rivestimentu hè di solitu un materiale otticu speciale cù bassa riflettività chì assorbe l'energia laser invece di riflettela. In certi prucessi, cum'è a saldatura à cullettore di corrente, a cunnessione dolce, ecc., a superficia pò ancu esse goffrata.
3.2 Aggiustate l'angulu di saldatura: Aggiustendu l'angulu di saldatura, u raghju laser pò incidere nantu à u materiale di saldatura à un angulu più apprupriatu è riduce l'occorrenza di riflessione. Nurmalmente, avè u raghju laser chì incide perpendicolarmente à a superficia di u materiale da saldà hè un bonu modu per riduce e riflessioni.
3.3 Aghjunghjendu un assorbente ausiliariu: Durante u prucessu di saldatura, una certa quantità d'assorbente ausiliariu, cum'è polvere o liquidu, hè aghjunta à a saldatura. Quessi assorbenti assorbenu l'energia laser è riducenu a riflettività. L'assorbente adattatu deve esse sceltu secondu i materiali di saldatura specifichi è i scenarii d'applicazione. In l'industria di e batterie à u litiu, questu hè improbabile.
3.4 Aduprà a fibra ottica per trasmette u laser: Se pussibule, a fibra ottica pò esse aduprata per trasmette u laser à a pusizione di saldatura per riduce a riflettività. E fibre ottiche ponu guidà u raghju laser versu a zona di saldatura per evità l'esposizione diretta à a superficia di u materiale di saldatura è riduce l'occorrenza di riflessioni.
3.5 Aghjustà i parametri di u laser: Aghjustendu i parametri cum'è a putenza di u laser, a lunghezza focale è u diametru focale, a distribuzione di l'energia laser pò esse cuntrullata è e riflessioni ponu esse ridutte. Per certi materiali riflettenti, a riduzione di a putenza di u laser pò esse un modu efficace per riduce e riflessioni.
3.6 Aduprà un divisore di fasciu: Un divisore di fasciu pò guidà una parte di l'energia laser in u dispusitivu d'assorbimentu, riducendu cusì l'occorrenza di riflessioni. I dispusitivi di divisione di fasciu sò generalmente custituiti da cumpunenti ottici è assorbitori, è selezziunendu i cumpunenti adatti è aghjustendu a disposizione di u dispusitivu, si pò ottene una riflettività più bassa.
4. Sottosquadru di saldatura
In u prucessu di fabricazione di batterie à u litiu, quali prucessi sò più propensi à causà un sottucutting? Perchè si verifica un sottucutting? Analizemulu.
Sottosquadratu, generalmente e materie prime di saldatura ùn sò micca bè cumminate trà di elle, u spaziu hè troppu grande o a scanalatura appare, a prufundità è a larghezza sò basicamente più grande di 0,5 mm, a lunghezza tutale hè più grande di u 10% di a lunghezza di saldatura, o più grande di u standard di prucessu di u pruduttu a lunghezza dumandata.
In tuttu u prucessu di fabricazione di batterie à u litiu, hè più prubabile chì si verifichi un sottusquadru, è hè generalmente distribuitu in a pre-saldatura è a saldatura di sigillatura di a piastra di copertura cilindrica è a pre-saldatura è a saldatura di sigillatura di a piastra di copertura di u gusciu quadratu in aluminiu. A ragione principale hè chì a piastra di copertura di sigillatura hà bisognu di cooperà cù u gusciu per a Saldatura, u prucessu di currispundenza trà a piastra di copertura di sigillatura è u gusciu hè propensu à eccessivi spazii di saldatura, scanalature, collassi, ecc., dunque hè particularmente propensu à sottusquadri.
Dunque, chì causa a sottocutazione?
Sè a velocità di saldatura hè troppu rapida, u metallu liquidu daretu à u picculu foru chì punta à u centru di a saldatura ùn averà micca u tempu di ridistribuisce si, ciò chì provoca a solidificazione è u sottutagliu da i dui lati di a saldatura. In vista di a situazione sopra, ci vole à ottimizà i parametri di saldatura. Per dì la simpliciamente, si tratta di ripetiri l'esperimenti per verificà diversi parametri, è cuntinuà à fà DOE finu à chì i parametri adatti sò truvati.
2. E lacune di saldatura eccessive, e scanalature, i collassi, ecc. di i materiali di saldatura riduceranu a quantità di metallu fusu chì riempie e lacune, rendendu più prubabile chì si verifichinu sottosquadri. Questa hè una quistione di equipaggiamenti è materie prime. Se e materie prime di saldatura rispondenu à i requisiti di materiale in entrata di u nostru prucessu, se a precisione di l'equipaggiamentu risponde à i requisiti, ecc. A pratica nurmale hè di torturà è batte constantemente i fornitori è e persone incaricate di l'equipaggiamentu.
3. Sè l'energia cala troppu prestu à a fine di a saldatura laser, u picculu foru pò crollà, risultendu in un sottusquadru lucale. A curretta currispundenza di putenza è velocità pò impedisce efficacemente a furmazione di sottusquadri. Cum'è dice u vechju dettu, ripetite l'esperimenti, verificate diversi parametri è cuntinuate DOE finu à truvà i parametri curretti.
5. Crollu di u centru di saldatura
Sè a velocità di saldatura hè lenta, u bagnu fusu serà più grande è più largu, aumentendu a quantità di metallu fusu. Questu pò rende difficiule u mantenimentu di a tensione superficiale. Quandu u metallu fusu diventa troppu pesante, u centru di a saldatura pò affundassi è furmà avvallamenti è fossette. In questu casu, a densità di energia deve esse ridutta in modu apprupriatu per impedisce u colapsu di u bagnu fusu.
In un'altra situazione, u spaziu di saldatura forma solu un collassu senza causà perforazione. Questu hè senza dubbitu un prublema di adattamentu à pressione di l'attrezzatura.
Una bona cunniscenza di i difetti chì ponu accade durante a saldatura laser è di e cause di i diversi difetti permette un approcciu più miratu per risolve qualsiasi prublemi di saldatura anormali.
6. Crepe di saldatura
E crepe chì cumpariscenu durante a saldatura laser cuntinua sò principalmente crepe termiche, cum'è e crepe di cristallu è e crepe di liquefazione. A causa principale di ste crepe hè e grande forze di ritirata generate da a saldatura prima ch'ella si solidifichi cumpletamente.
Ci sò ancu e seguenti ragioni per e crepe in a saldatura laser:
1. Cuncepimentu di saldatura irragionevule: Un cuncepimentu impropriu di a geometria è di a dimensione di a saldatura pò causà una cuncentrazione di stress di saldatura, causendu cusì crepe. A suluzione hè di ottimizà u cuncepimentu di a saldatura per evità a cuncentrazione di stress di saldatura. Pudete aduprà saldature offset adatte, cambià a forma di a saldatura, ecc.
2. Disallineamentu di i parametri di saldatura: Una selezzione impropria di i parametri di saldatura, cum'è una velocità di saldatura troppu rapida, una putenza troppu alta, ecc., pò purtà à cambiamenti di temperatura irregulari in a zona di saldatura, risultendu in grandi tensioni di saldatura è crepe. A suluzione hè di adattà i parametri di saldatura per currisponde à u materiale specificu è à e cundizioni di saldatura.
3. Mala preparazione di a superficia di saldatura: A mancanza di pulizia è pretrattamentu curretti di a superficia di saldatura prima di a saldatura, cum'è a rimuzione di l'ossidi, di u grassu, ecc., affetterà a qualità è a resistenza di a saldatura è purterà facilmente à crepe. A suluzione hè di pulisce è pretrattamentu adeguatu di a superficia di saldatura per assicurà chì l'impurità è i contaminanti in a zona di saldatura sianu trattati efficacemente.
4. Cuntrollu impropriu di l'apportu di calore di saldatura: Un cattivu cuntrollu di l'apportu di calore durante a saldatura, cum'è una temperatura eccessiva durante a saldatura, una velocità di raffreddamentu impropria di u stratu di saldatura, ecc., porterà à cambiamenti in a struttura di a zona di saldatura, risultendu in crepe. A suluzione hè di cuntrullà a temperatura è a velocità di raffreddamentu durante a saldatura per evità u surriscaldamentu è un raffreddamentu rapidu.
5. Sollievu di a tensione insufficiente: Un trattamentu di sollievu di a tensione insufficiente dopu a saldatura darà un sollievu di a tensione insufficiente in a zona saldata, ciò chì porterà facilmente à crepe. A suluzione hè di fà un trattamentu di sollievu di a tensione adattatu dopu a saldatura, cum'è u trattamentu termicu o u trattamentu di vibrazione (ragione principale).
In quantu à u prucessu di fabricazione di e batterie à u litiu, quali prucessi sò più propensi à causà crepe?
In generale, e crepe sò propensi à accade durante a saldatura di sigillatura, cum'è a saldatura di sigillatura di gusci cilindrici in acciaio o gusci in alluminio, a saldatura di sigillatura di gusci quadrati in alluminio, ecc. Inoltre, durante u prucessu di imballaggio di i moduli, a saldatura di u cullettore di corrente hè ancu propensa à crepe.
Benintesa, pudemu ancu aduprà filu di riempimentu, preriscaldamentu o altri metudi per riduce o eliminà queste crepe.
Data di publicazione: 01 settembre 2023
