Saldatura laser
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 veloci è stabili.Frà elli, l'attrezzatura di saldatura laser conta per a più alta proporzione di applicazioni in tutta a nova industria energetica.
A saldatura laser hè diventata rapidamente a prima scelta in tutti i campi di a vita per via di a so veloce veloce, a grande prufundità è a piccula deformazione.Da saldature puntuali à saldature di testa, saldature di accumulazione e sigillatura, a saldatura laser furnisce una precisione è un cuntrollu senza pari.Ghjoca un rolu impurtante in a produzzione industriale è a fabricazione, cumpresa l'industria militare, l'assistenza medica, l'aerospaziale, i pezzi di l'auto 3C, a lamiera meccanica, l'energia nova è altre industrii.
Paragunatu cù altre tecnulugia di saldatura, a saldatura laser hà i so vantaghji è svantaghji unichi.
Vantaggiu:
1. Velocità veloce, grande prufundità è petite deformazione.
2. A saldatura pò esse realizatu à a temperatura normale o in cundizioni speciali, è l'equipaggiu di saldatura hè simplice.Per esempiu, un fasciu laser ùn si stende micca in un campu elettromagneticu.I laser ponu saldà in un vacuum, aria o certi ambienti di gas, è ponu saldare materiali chì sò attraversu vetru o trasparenti à u fasciu laser.
3. Si pò saldari materiali refrattari comu titaniu è quartz, è pò dinù saldatura materiali dissimilar cù boni risultati.
4. Dopu chì u laser hè focu, a densità di putenza hè alta.U rapportu d'aspettu pò ghjunghje sin'à 5: 1, è pò ghjunghje sin'à 10: 1 quandu saldanu i dispusitivi d'alta putenza.
5. Micro saldatura pò esse realizatu.Dopu chì u fasciu laser hè focu, un picculu spot pò esse acquistatu è pò esse posizionatu accuratamente.Pò esse appiicatu à l'assemblea è a saldatura di pezzi micro è picculi per ottene a produzzione di massa automatizata.
6. Puderà saldare zoni difficiuli di ghjunghje è eseguisce a saldatura senza cuntattu à longa distanza, cù una grande flessibilità.In particulare in l'ultimi anni, a tecnulugia di trasfurmazioni laser di YAG hà aduttatu a tecnulugia di trasmissione di fibre ottiche, chì hà permessu à a tecnulugia di saldatura laser per esse prumuvuta è applicata più largamente.
7. U fasciu laser hè faciule di sparte in u tempu è u spaziu, è parechji raghji ponu esse processati in parechje locu simultaneamente, furnisce e cundizioni per a saldatura più precisa.
difettu:
1. A precisione di l'assemblea di u travagliu hè necessariu per esse alta, è a pusizione di u fasciu nantu à a pezza di travagliu ùn pò esse significativamente deviatu.Questu hè chì a dimensione di u spot laser dopu a focalizazione hè chjuca è a cucitura di saldatura hè stretta, rendendu difficiuli di aghjunghje materiali di metallo di riempimentu.Se a precisione di l'assemblea di a pezza di travagliu o a precisione di posizionamentu di u fasciu ùn risponde micca à i requisiti, i difetti di saldatura sò propensi à accade.
2. U costu di laser è sistemi rilativi hè altu, è l 'investimentu one-time hè grande.
Difetti cumuni di saldatura laser in a fabricazione di batterie di lithium
1. Porosità di saldatura
I difetti cumuni in a saldatura laser sò i pori.A piscina fusa di saldatura hè prufonda è stretta.Durante u prucessu di saldatura laser, u nitrogenu invade a piscina fusa da l'esternu.Duranti u prucessu di rinfrescamentu è solidificazione di u metale, a solubilità di nitrogenu diminuite cù a diminuzione di a temperatura.Quandu u metallu di a piscina fusa si raffredda per cumincià à cristallizà, a solubilità scenderà bruscamente è di colpu.À questu tempu, una grande quantità di gasu precipitarà per furmà bolle.Se a velocità flottante di e bolle hè menu di a velocità di cristallizazione di metalli, i pori seranu generati.
In l'applicazioni in l'industria di e batterie di lithium, spessu truvamu chì i pori sò particularmente prubabili di accade durante a saldatura di l'elettrodu pusitivu, ma raramenti si trovanu durante a saldatura di l'elettrodu negativu.Questu hè chì l'elettrodu pusitivu hè fattu d'aluminiu è l'elettrodu negativu hè fattu di ramu.Durante a saldatura, l'aluminiu liquidu nantu à a superficia s'hè cundensatu prima chì u gasu internu sguassate cumplettamente, impediscendu chì u gasu sbocca è formate buchi grandi è chjuchi.Picculi stomate.
In più di e cause di i pori citati sopra, i pori includenu ancu l'aria esterna, l'umidità, l'oliu di a superficia, etc. Inoltre, a direzzione è l'angolo di u soffiu di nitrogenu affettanu ancu a furmazione di pori.
In quantu à riduce l'ocurrenza di i pori di saldatura?
Prima, prima di saldatura, i macchi d'oliu è l'impurità nantu à a superficia di i materiali entranti deve esse puliti in tempu;in a pruduzzione di batterie di lithium, l'ispezione di materiale in entrata hè un prucessu essenziale.
Siconda, u flussu di gas shielding deve esse aghjustatu secondu fatturi cum'è a velocità di saldatura, a putenza, a pusizione, etc., è ùn deve esse nè troppu grande nè troppu chjucu.A pressione di u mantellu protettivu deve esse aghjustatu secondu fatturi cum'è a putenza laser è a pusizione di focu, è ùn deve esse nè troppu altu nè troppu bassu.A forma di u mantellu protettivu deve esse aghjustatu secondu a forma, a direzzione è altri fattori di a saldatura in modu chì u mantellu protettivu pò copre uniformemente l'area di saldatura.
Terzu, cuntrullà a temperatura, l'umidità è u polu in l'aria in l'attellu.A temperatura di l'ambienti è l'umidità affettanu u cuntenutu di umidità nantu à a superficia di u sustrato è u gasu protettivu, chì in turnu affettanu a generazione è a scappata di vapore d'acqua in a piscina fusa.Se a temperatura di l'ambienti è l'umidità sò troppu altu, ci sarà troppu umidità nantu à a superficia di u sustrato è u gasu protettivu, generendu una grande quantità di vapore d'acqua, risultatu in pori.Se a temperatura di l'ambienti è l'umidità sò troppu bassu, ci sarà troppu pocu umidità nantu à a superficia di u sustrato è in u gasu di schermu, riducendu a generazione di vapore d'acqua, riducendu cusì i pori;lasciate u persunale di qualità detectà u valore di destinazione di temperatura, umidità è polvera in a stazione di saldatura.
Quartu, u metudu di swing di fasciu hè adupratu per riduce o eliminà i pori in a saldatura à penetrazione profonda laser.A causa di l'aghjunzione di swing durante a saldatura, l'oscillazione reciproca di u fasciu à a saldatura provoca una remelting ripetuta di una parte di a saldatura, chì prolonga u tempu di residenza di u metallu liquidu in a piscina di saldatura.À u listessu tempu, a deviazione di u fasciu aumenta ancu l'input di calore per unità di area.U rapportu prufundità-larghezza di a saldatura hè ridutta, chì conduce à l'emergenza di bolle, eliminendu cusì i pori.Per d 'altra banda, u swing di u fasciu face chì u picculu pirtusu swing in cunseguenza, chì pò ancu furnisce una forza di agitazione per a piscina di saldatura, aumentà a cunvezione è l'agitazione di a piscina di saldatura, è avè un effettu beneficu nantu à l'eliminazione di i pori.
Quintu, a frequenza di l'impulsu, a frequenza di l'impulsu si riferisce à u nùmeru di impulsi emessi da u fasciu laser per unità di tempu, chì affettaranu l'ingressu di u calore è l'accumulazione di calore in a piscina fusa, è poi affettanu u campu di temperatura è u campu di flussu in u fondu. piscina.Sè a freccia di impulsu hè troppu altu, vi purterà à l 'input calori eccessivu in a piscina fusa, pruvucannu a temperatura di a piscina fusa à esse troppu altu, pruducia vapore di metallu o altri elementi chì sò volatile à altu temperature, risultatu in pori.Sè a freccia di impulsu hè troppu bassu, si vi purtari a accumulation calori insufficiente in u pool fusu, causannu a temperatura di u pool fusu à esse troppu bassu, riducendu a dissoluzione è scappata di gas, risultatu in pori.In generale, a freccia di l'impulsu deve esse sceltu in un intervallu raghjone basatu annantu à u grossu di u sustrato è a putenza laser, è evite micca esse troppu altu o troppu bassu.
Fori di saldatura (saldatura laser)
2. Saldatura spatter
U spruzzo generatu durante u prucessu di saldatura, a saldatura laser affetterà seriamente a qualità di a superficia di a saldatura, è contaminarà è dannu a lente.U funziunamentu generale hè u seguitu: dopu chì a saldatura laser hè finita, parechje particelle metalliche appariscenu nantu à a superficia di u materiale o di u travagliu è aderiscenu à a superficia di u materiale o di u travagliu.U funziunamentu più intuitivu hè chì quandu si salda in u modu di u galvanometru, dopu à un periudu di usu di a lente protettiva di u galvanometru, ci saranu foschi densi nantu à a superficia, è questi fossi sò causati da spruzzi di saldatura.Dopu un bellu pezzu, hè faciule per bluccà a luce, è ci saranu prublemi cù a luci di saldatura, chì devendenu in una seria di prublemi cum'è a saldatura rotta è a saldatura virtuale.
Chì sò i causi di splash?
Prima, a densità di putenza, u più grande a densità di putenza, u più faciule hè di generà spruzzi, è a densità di putenza hè direttamente ligata à a densità di putenza.Questu hè un prublema di seculu.Almenu finu à quì, l'industria ùn hè stata capace di risolve u prublema di splashing, è pò dì solu chì hè stata ligeramente ridutta.In l'industria di a bateria di lithium, splashing hè u più grande culprit of battery short circuit, ma ùn hè micca stata capace di risolve a causa radicali.L'impattu di spruzzi nantu à a bateria pò esse ridutta solu da u puntu di vista di prutezzione.Per esempiu, un circhiu di porti di rimozione di polvera è tappe protettive sò aghjuntu intornu à a parti di saldatura, è e fila di coltelli d'aria sò aghjuntu in circles per prevene l'impattu di spatter o ancu danni à a bateria.Distrughjendu l'ambiente, i prudutti è i cumpunenti intornu à a stazione di saldatura pò esse dichjaratu chì anu esauritu i mezi.
In quantu à risolve u prublema di spruzzi, si pò dì solu chì a riduzzione di l'energia di saldatura aiuta à riduce spruzzi.A riduzione di a velocità di saldatura pò ancu aiutà se a penetrazione hè insufficiente.Ma in certi esigenze di prucessu speciale, hà pocu effettu.Hè u listessu prucessu, differente machini è differente lotti di materiali hannu cumplitamenti differente effetti saldatura.Per quessa, ci hè una regula micca scritta in a nova industria di l'energia, un set di parametri di saldatura per un equipamentu.
Siconda, se a superficia di u materiale processatu o di u travagliu ùn hè micca pulita, macchie d'oliu o contaminanti pruvucaranu ancu spruzzi seri.À questu tempu, u più faciule hè di pulisce a superficia di u materiale processatu.
3. High reflectivity di saldatura laser
In generale, alta riflessione si riferisce à u fattu chì u materiale di trasfurmazioni hà una piccula resistività, una superficia relativamente liscia, è un tassu d'assorbimentu bassu per i laser infrared vicinu, chì porta à una grande quantità di emissioni laser, è perchè a maiò parte di i laser sò usati. in verticale A causa di u materiale o una piccula quantità di inclinazione, a luce laser torna torna in u capu di output, è ancu una parte di u lume di ritornu hè accumpagnata in a fibra chì trasmette energia, è hè trasmessa daretu à a fibra à l'internu. di u laser, facennu i cumpunenti core dintra lu laser cuntinuà à esse à altu temperature.
Quandu a riflettività hè troppu alta durante a saldatura laser, si ponu piglià e seguenti suluzioni:
3.1 Aduprate un revestimentu anti-riflessione o trattate a superficia di u materiale: u revestimentu di a superficia di u materiale di saldatura cù un revestimentu anti-riflessione pò riduce efficacemente a riflettività di u laser.Stu revestimentu hè di solitu un materiale otticu spiciale cù poca riflettività chì assorbe l'energia laser invece di riflette.In certi prucessi, cum'è a saldatura di u cullettivu currente, a cunnessione suave, etc., a superficia pò ancu esse embossed.
3.2 Aghjustate l'angolo di saldatura: Ajustendu l'angolo di saldatura, u fasciu laser pò esse incidente nantu à u materiale di saldatura in un angolo più adattatu è riduce l'occurrence di riflessione.Nurmalmenti, avè u fasciu laser incidente perpendicularly à a superficia di u materiale à esse saldatu hè una bona manera di riduce riflessioni.
3.3 Adding ausiliari assorbenti: Durante u prucessu di saldatura, una certa quantità di assorbenti ausiliarii, cum'è polvere o liquidu, hè aghjuntu à a saldatura.Questi assorbitori assorbanu l'energia laser è riducenu a riflettività.L'assorbente adattatu deve esse sceltu basatu annantu à i materiali di saldatura specifichi è i scenarii d'applicazione.In l'industria di e batterie di lithium, questu hè improbabile.
3.4 Utilizà a fibra ottica per trasmette u laser: Se pussibule, a fibra ottica pò esse usata per trasmette u laser à a pusizione di saldatura per riduce a riflettività.E fibre ottiche ponu guidà u fasciu laser à a zona di saldatura per evità l'esposizione diretta à a superficia di u materiale di saldatura è riduce l'occurrence di riflessioni.
3.5 Ajusting parameters laser: Per aghjustà paràmetri cum'è a putenza laser, a lunghezza focale è u diametru focale, a distribuzione di l'energia laser pò esse cuntrullata è i riflessi ponu esse ridotti.Per certi materiali riflettenti, riducendu a putenza laser pò esse un modu efficau per riduce e riflessioni.
3.6 Aduprate un splitter di fasciu: Un splitter di fasciu pò guidà una parte di l'energia laser in u dispusitivu di assorbimentu, riducendu cusì l'occurrence di riflessioni.I dispusitivi di splitting di fasciu sò generalmente custituiti da cumpunenti ottici è assorbitori, è scegliendu cumpunenti adattati è aghjustendu u layout di u dispusitivu, si pò ottene una riflettività più bassa.
4. Undercut di saldatura
In u prucessu di fabricazione di batterie di lithium, chì prucessi sò più prubabile di causà undercutting?Perchè si verifica u undercutting?Analizemu.
Undercut, in generale, a materia prima di saldatura ùn hè micca bè cumminata cù l'altri, u gap hè troppu grande o u groove appare, a prufundità è a larghezza sò basicamente più grande di 0,5 mm, a lunghezza tutale hè più grande di 10% di a lunghezza di saldatura, o più grande di u standard di prucessu di produttu a durata dumandata.
In tuttu u prucessu di fabricazione di batterie di lithium, u undercutting hè più prubabile di accade, è hè generalmente distribuitu in a saldatura pre-saldatura è saldatura di a piastra di copertura cilindrica è a sigillatura pre-saldatura è saldatura di a piastra di coperchio d'aluminiu quadratu.U mutivu principalu hè chì u piastra di tappa sigillatura ci vole à cooperà cù u cunchiglia à Saldatura, u prucessu di currispundenza trà u piattu di tappa di sigillatura è a cunchiglia hè propensu à eccessivi saldatura, grooves, collapse, etc., cusì hè particularmente propensu à undercuts. .
Allora chì provoca undercutting?
Se a velocità di saldatura hè troppu veloce, u metallu liquidu daretu à u picculu pirtusu chì punta à u centru di a saldatura ùn hà micca u tempu di ridistribuisce, risultatu in solidificazione è undercutting in i dui lati di a saldatura.In vista di a situazione sopra, avemu bisognu di ottimisà i paràmetri di saldatura.Per esse simplicemente, hè ripetutu esperimenti per verificà parechji paràmetri, è cuntinueghja à fà DOE finu à chì i paràmetri appropritati sò truvati.
2. L'eccessivi di saldatura, grooves, collapses, etc. di i materiali di saldatura riduceranu a quantità di metallu fusu chì riempia i spazii, facendu i undercuts più prubabile di accade.Questa hè una quistione di equipaghji è materie prime.Sia chì a materia prima di saldatura risponde à i requisiti di materiale in entrata di u nostru prucessu, sia a precisione di l'equipaggiu risponde à i requisiti, etc. A pratica normale hè di tortura constantemente è batte i fornituri è i rispunsevuli di l'equipaggiu.
3. Sè l 'energia gocce troppu viloci à a fine di saldatura laser, u picculu pirtusu pò colaps, risultatu in undercutting lucale.U currispundenza currettu di putenza è rapidità pò impedisce in modu efficace a furmazione di undercuts.Cumu dice u vechju dittu, ripetite l'esperimenti, verificate diversi parametri, è cuntinueghja DOE finu à truvà i paràmetri ghjusti.
5. Collapse centru di saldatura
Se a velocità di saldatura hè lenta, a piscina fusa serà più grande è più larga, aumentendu a quantità di metallu fusu.Questu pò rende difficiule di mantene a tensione di a superficia.Quandu u metale fusu diventa troppu pisanti, u centru di a saldatura pò affundà è formanu dips è foschi.In questu casu, a densità di l'energia deve esse ridutta in modu adattatu per impedisce u colapsu di a piscina di fusione.
In una altra situazione, u spaziu di saldatura forma solu un colapsu senza pruvucà perforazione.Questu hè senza dubbitu un prublema di stampa di l'equipaggiu.
Una cunniscenza curretta di i difetti chì ponu accade durante a saldatura laser è e cause di difetti diffirenti permette un approcciu più miratu per risolve qualsiasi prublemi di saldatura anormali.
6. Weld cracks
I cracks chì appariscenu durante a saldatura laser cuntinuu sò principalmente cracks termichi, cum'è cracks di cristalli è cracks di liquefaction.A causa principale di sti cracke hè a grande forza di ritirata generata da a saldatura prima ch'ella solidificà completamente.
Ci sò ancu i seguenti motivi per i cracks in a saldatura laser:
1. Disegnu di saldatura irragionevule: Disegnu impropriu di a geometria è a dimensione di a saldatura pò causà a cuncentrazione di stress di saldatura, causando cusì cracks.A suluzione hè di ottimisà u disignu di saldatura per evità a concentrazione di stress di saldatura.Pudete utilizà saldature offset adatte, cambià a forma di saldatura, etc.
2. Mismatch di i paràmetri di saldatura: Selezzione improper di i paràmetri di saldatura, cum'è a velocità di saldatura troppu veloce, putenza troppu alta, etc., pò purtà à cambiamenti di temperatura irregolari in l'area di saldatura, risultatu in grande stress di saldatura è crack.A suluzione hè di aghjustà i paràmetri di saldatura per currisponde à u materiale specificu è e cundizioni di saldatura.
3. Poveru preparazione di a superficia di saldatura: fallimentu di pulisce bè è pre-trattamentu a superficia di saldatura prima di saldatura, cum'è caccià l'ossidi, grassu, etc., affettarà a qualità è a forza di a saldatura è facilmente portanu à cracks.A suluzione hè di pulisce bè è pre-trattamentu a superficia di saldatura per assicurà chì impurità è contaminanti in a zona di saldatura sò trattati efficacemente.
4. Cuntrollu improper di l'ingaghjamentu di u calore di saldatura: Pover cuntrollu di l'ingaghjamentu di u calore durante a saldatura, cum'è a temperatura eccessiva durante a saldatura, a freccia di rinfrescante impropria di a strata di saldatura, etc., hà da purtà à cambiamenti in a struttura di l'area di saldatura, risultatu in cracks. .A suluzione hè di cuntrullà a temperatura è u ritmu di rinfrescante durante a saldatura per evità u surriscaldamentu è u rinfrescante rapidu.
5. Stress insufficiente: Trattamentu insufficiente di sollievu di stress dopu a saldatura hà da risultatu in un sollievu di stress insufficiente in l'area saldata, chì facilmente porta à cracks.A suluzione hè di fà un trattamentu adattatu di sollievu di stress dopu a saldatura, cum'è u trattamentu termale o u trattamentu di vibrazione (ragione principale).
In quantu à u prucessu di fabricazione di batterie di lithium, chì prucessi sò più prubabile di causà crack?
In generale, i cracks sò propensi à accade durante a saldatura di sigillatura, cum'è a saldatura di saldatura di cunchiglia d'acciaio cilindrica o di cunchiglia d'aluminiu, saldatura di saldatura di cunchiglia d'aluminiu quadrata, etc. à crepa.
Di sicuru, pudemu ancu aduprà filu di riempimentu, preriscaldamentu o altri metudi per riduce o eliminà queste cracke.
Tempu di Postu: Settembre-01-2023
