سيؤثر الاختيار المعقول لطرق وعمليات اللحام أثناء عملية تصنيع بطاريات الليثيوم الكهربائية بشكل مباشر على تكلفة البطارية وجودتها وسلامتها واتساقها.
1. مبدأ اللحام بالليزر
تستخدم آلة لحام الألياف الليزرية الاتجاهية الممتازة لشعاع الليزر وكثافة الطاقة العالية للعمل. يتم تركيز شعاع الليزر على مساحة صغيرة من خلال النظام البصري، مما يشكل بسرعة مصدر حرارة عالي التركيز في المنطقة الملحومة. المنطقة، بحيث يذوب الجسم المراد لحامه ويشكل نقطة لحام قوية ودرز لحام.
ماكينة لحام فايبر ليزر
2. نوع اللحام بالليزر
اللحام بالتوصيل الحراري واللحام بالاختراق العميق
كثافة طاقة الليزر هي 105~106 واط/م2 لتشكيل لحام التوصيل الحراري بالليزر، وكثافة طاقة الليزر هي 105~106 واط/م2 لتشكيل لحام اختراق عميق بالليزر.
الاختراق واللحام
لحام الاختراق: لا تحتاج قطعة التوصيل إلى التثقيب، والمعالجة بسيطة نسبيًا. يتطلب اللحام بالاختراق جهاز لحام ليزر أكثر قوة. عمق اختراق لحام الاختراق أقل من لحام التماس، وموثوقيته ضعيفة نسبيًا.
بالمقارنة مع لحام الاختراق، يتطلب لحام التماس قوة لحام ليزر أصغر. عمق اختراق لحام التماس أعلى من لحام الاختراق، وموثوقيته جيدة نسبيًا. ومع ذلك، يجب أن يتم ثقب قطعة التوصيل، وهو أمر يصعب معالجته نسبيًا.
اللحام النبضي واللحام المستمر
1) اللحام بوضع النبض
يجب اختيار أشكال موجية مناسبة للحام أثناء اللحام بالليزر. تشمل الأشكال الموجية النبضية شائعة الاستخدام الموجات المربعة، والذروية، والموجات ذات الذروة المزدوجة، وما إلى ذلك. إن انعكاس سطح سبائك الألومنيوم للضوء مرتفع جدًا. عندما يضرب شعاع ليزر عالي الكثافة سطح المادة، سيفقد السطح المعدني 60%-98% من طاقة الليزر بسبب الانعكاس، وتتغير الانعكاسية مع درجة حرارة السطح. بشكل عام، من الأفضل اختيار الموجات المدببة والمزدوجة الذروة عند لحام سبائك الألومنيوم. عرض النبض للجزء البطيء خلف هذا النوع من شكل موجة اللحام أطول، مما يمكن أن يقلل بشكل فعال من حدوث المسام والشقوق.
عينات اللحام بالليزر النبضي
نظرًا للانعكاسية العالية لسبائك الألومنيوم على الليزر، لمنع شعاع الليزر من التعرض عموديًا والتسبب في انعكاس رأسي وإتلاف مرآة تركيز الليزر، فإن رأس اللحام عادةً ما ينحرف بزاوية معينة أثناء عملية اللحام. يزداد قطر وصلة اللحام وقطر سطح المفصل الفعال بزيادة زاوية ميل الليزر. عندما تكون زاوية ميل الليزر 40 درجة، يتم الحصول على أكبر وصلة لحام وسطح مفصل فعال. يتناقص اختراق نقطة اللحام والاختراق الفعال مع زاوية ميل الليزر. عندما يكون أكبر من 60، ينخفض اختراق اللحام الفعال إلى الصفر. ولذلك، عن طريق إمالة وصلة اللحام إلى زاوية معينة، يمكن زيادة عمق اختراق اللحام وعرضه بشكل مناسب.
بالإضافة إلى ذلك، أثناء اللحام، مع وجود خط اللحام كحدود، يجب أن يتم لحام 65% من لوحة الغطاء الجزئي لبقعة اللحام بالليزر و35% من الغلاف، مما يمكن أن يقلل بشكل فعال من الانفجارات الناتجة عن مشاكل إغلاق الغطاء.
2) اللحام بالوضع المستمر
نظرًا لأن عملية تسخين اللحام بالليزر المستمر تختلف عن التبريد والتسخين المفاجئ لآلات النبض، فإن ميل الشقوق أثناء اللحام ليس واضحًا جدًا. يتم استخدام اللحام بالليزر المستمر لتحسين جودة اللحام. سطح اللحام أملس وموحد، بدون تناثر أو عيوب أو عيوب داخل اللحام. لم يتم العثور على الشقوق. في لحام سبائك الألومنيوم، تكون مزايا الليزر المستمر واضحة. بالمقارنة مع طرق اللحام التقليدية، فإن كفاءة الإنتاج عالية ولا حاجة إلى تعبئة الأسلاك. بالمقارنة مع اللحام بالليزر النبضي، فإنه يمكن أن يحل العيوب التي تحدث بعد اللحام، مثل الشقوق، والمسامية، والترشيش، وما إلى ذلك. التأكد من أن سبائك الألومنيوم لها خصائص ميكانيكية جيدة بعد اللحام؛ لن تكون هناك خدوش بعد اللحام، ويتم تقليل كمية التلميع والتلميع بعد اللحام، مما يوفر تكاليف الإنتاج. ومع ذلك، نظرًا لأن نقطة الليزر المستمر صغيرة نسبيًا، فإن دقة تجميع قطعة العمل ليست عالية. المتطلبات أعلى.
3. مزايا اللحام بالليزر
إن آلة اللحام بالليزر CNC الأوتوماتيكية مع مولد ليزر الألياف لديها طاقة مركزة، وكفاءة لحام عالية، ودقة معالجة عالية، ونسبة كبيرة من عمق اللحام إلى العرض. من السهل تركيز شعاع الليزر ومواءمته وتوجيهه باستخدام الأجهزة البصرية. يمكن وضعها على مسافة مناسبة من قطعة العمل وإعادة توجيهها بين التركيبات أو العوائق المحيطة بها. لا يمكن استخدام طرق اللحام الأخرى بسبب قيود المساحة المذكورة أعلاه.
مدخلات الحرارة صغيرة، والمنطقة المتأثرة بالحرارة صغيرة، والضغط المتبقي وتشوه الشغل صغير؛ يمكن التحكم بدقة في طاقة اللحام، وتأثير اللحام مستقر، ومظهر اللحام جيد؛
اللحام بدون تلامس، ونقل الألياف الضوئية، وإمكانية الوصول الجيدة، ودرجة عالية من الأتمتة. لا توجد مشكلة انصهار مثل اللحام بالقوس الكهربائي عند لحام المواد الرقيقة أو الأسلاك ذات القطر الدقيق. نظرًا لأن الخلايا المستخدمة في بطاريات الليثيوم تتبع مبدأ كونها خفيفة الوزن، فهي عادةً ما تكون مصنوعة من الألومنيوم الأخف وزنًا وتكون أرق. بشكل عام، يجب أن يكون الغلاف والغطاء والجزء السفلي أقل من 1.0 ملم. يبلغ سمك المواد الأساسية الحالية للمصنعين الرئيسيين حوالي 0.8 مم.
يمكن أن يوفر لحامًا عالي القوة لمجموعات المواد المختلفة، خاصة عند لحام النحاس والألومنيوم. وهذه أيضًا هي التقنية الوحيدة التي يتم بها لحام النيكل المطلي بالكهرباء بمواد النحاس.
4. صعوبات في عملية اللحام بالليزر
حاليًا، تمثل أغلفة البطاريات المصنوعة من سبائك الألومنيوم أكثر من 90% من إجمالي طاقة بطارية الليثيوم. تكمن صعوبة اللحام في الانعكاسية العالية للغاية لسبائك الألومنيوم لليزر والحساسية العالية للمسام أثناء اللحام. حتماً ستحدث بعض المشاكل والعيوب أثناء اللحام، وأهمها المسام، والشقوق الساخنة، والانفجارات.
المسام عرضة للظهور أثناء عملية اللحام بالليزر لسبائك الألومنيوم. هناك نوعان رئيسيان هما المسام الهيدروجينية والمسام الناتجة عن انفجار الفقاعات. ونظرًا لأن معدل تبريد اللحام بالليزر سريع جدًا، فإن مشكلة ثقوب الهيدروجين تكون أكثر خطورة، ويظهر نوع إضافي من الثقوب بسبب انهيار الثقوب الصغيرة في اللحام بالليزر.
مشكلة التكسير الحراري. سبائك الألومنيوم هي سبيكة سهلة الانصهار نموذجية. وهو عرضة للشقوق الساخنة أثناء اللحام، بما في ذلك شقوق كريستال اللحام وشقوق التسييل HAZ. بسبب فصل المكونات في منطقة اللحام، سيحدث فصل سهل الانصهار وذوبان حدود الحبوب. تحت الضغط، سوف تتشكل شقوق التصفية عند حدود الحبوب، مما يقلل من أداء الوصلات الملحومة.
مشكلة الانفجار (المعروف أيضًا باسم البداية). هناك عوامل كثيرة تسبب الانفجارات، مثل نظافة المادة، ونقاء المادة نفسها، وخصائص المادة نفسها، وما إلى ذلك. والعامل الحاسم هو ثبات الليزر. انتفاخات في سطح القشرة، ومسام، وفقاعات داخلية. السبب الرئيسي هو أن قطر قلب الألياف صغير جدًا أو أن إعداد طاقة الليزر مرتفع جدًا. ليس الأمر أنه كلما كانت جودة الشعاع أفضل، كان تأثير اللحام أفضل، كما يروج بعض موردي معدات الليزر. جودة الشعاع الجيدة مناسبة للحام التراكب بعمق اختراق أكبر. العثور على معلمات العملية الصحيحة هو مفتاح حل المشكلة.
صعوبات أخرى
يتطلب لحام الألسنة المعبأة بشكل ناعم أدوات لحام عالية. يجب الضغط على الألسنة بقوة لضمان فجوة اللحام. يمكنها تحقيق اللحام عالي السرعة للمسارات المعقدة مثل الأشكال على شكل S والأشكال الحلزونية، مما يزيد من مساحة مفصل اللحام ويقوي قوة اللحام.
يتم استخدام لحام نوى البطارية الأسطوانية بشكل أساسي لتصنيع القطب الموجب. نظرًا لأن غلاف القطب السالب رقيق، فمن السهل جدًا اللحام من خلاله. على سبيل المثال، تستخدم بعض الشركات المصنعة حاليًا عملية خالية من اللحام للقطب السالب، بينما يتم استخدام اللحام بالليزر للقطب الموجب.
تصبح الأعمدة أو قطع التوصيل ملوثة بشكل كبير عند لحام مجموعة البطاريات المربعة. عندما يتم لحام قطع التوصيل، تتحلل الملوثات وتشكل بسهولة نقاط انفجار وفتحات اللحام. من السهل لحام البطاريات ذات الأعمدة الرفيعة والأجزاء الهيكلية البلاستيكية أو الخزفية الموجودة تحتها. يرتدي. عندما يكون العمود صغيرًا، فمن السهل لحامه لدرجة أن البلاستيك يحترق، مما يشكل نقطة انفجار. لا تستخدم أوراق ربط متعددة الطبقات. تجعل الثقوب الموجودة بين الطبقات من الصعب لحامها بإحكام.
أهم عملية في عملية لحام البطاريات المربعة هي تغليف غطاء القشرة، مقسماً إلى لحام الغطاء العلوي والغطاء السفلي حسب المواضع المختلفة. نظرًا لأن البطاريات التي تنتجها صغيرة، تستخدم بعض الشركات المصنعة عملية سحب عميقة لتصنيع غلاف البطارية وتحتاج فقط إلى لحام الغطاء العلوي.
5. العوامل المؤثرة على جودة اللحام
يعد اللحام بالليزر حاليًا طريقة مهمة موصى بها لحام البطاريات المتطورة. اللحام بالليزر هو عملية يقوم فيها شعاع ليزر عالي الطاقة بإشعاع قطعة العمل، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة العمل بشكل حاد، وذوبان قطعة العمل، وإعادة الاتصال لتشكيل اتصال دائم. قوة القص ومقاومة التمزق لللحام بالليزر جيدة نسبيًا. إن الموصلية والقوة وضيق الهواء والتعب المعدني ومقاومة التآكل لحام البطارية هي لحام نموذجي.
معايير تقييم الجودة
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على جودة اللحام بالليزر. بعضها متقلب للغاية ويعاني من قدر كبير من عدم الاستقرار. كيف يمكن ضبط هذه المعلمات والتحكم فيها بشكل صحيح ضمن نطاق مناسب أثناء اللحام بالليزر عالي السرعة والمستمر لضمان جودة اللحام؟ تعد موثوقية واستقرار تشكيل التماس اللحام من القضايا المهمة المتعلقة بالتطبيق العملي لتكنولوجيا اللحام بالليزر وتصنيعها. تنقسم العوامل المهمة التي تؤثر على جودة اللحام بالليزر إلى ثلاثة جوانب: معدات اللحام، وحالة قطعة العمل، ومعلمات العملية.
Acey New Energy هي مورد محترف متخصص في آلة تجميع حزمة بطارية الليثيوم، مثل آلات تصنيف سعة البطارية، وآلات لصق الورق العازل للبطارية، وآلات فرز البطاريات، واختبار BMS، وآلات لحام نقطية البطارية، وآلات اللحام بالليزر، وآلات ربط الأسلاك بالموجات فوق الصوتية، والبطارية جهاز اختبار شامل، وشحن حزمة البطارية، واختبار تقادم التفريغ، وما إلى ذلك. نحن نقدم حلاً شاملاً لخطوط تجميع حزمة البطارية. إذا كنت مهتما، فلا تتردد في الاتصال بنا.
