Pemilihan metode dan proses pengelasan yang wajar selama proses pembuatan baterai lithium daya akan secara langsung mempengaruhi biaya, kualitas, keamanan, dan konsistensi baterai.
1. Prinsip Pengelasan Laser
Mesin las Fiber Laser menggunakan directivity sinar laser yang sangat baik dan kepadatan daya yang tinggi untuk bekerja. Sinar laser difokuskan pada area kecil melalui sistem optik, dengan cepat membentuk sumber panas yang sangat terkonsentrasi di area pengelasan. area tersebut, sehingga benda yang akan dilas meleleh dan membentuk titik las dan lapisan las yang kuat.
Mesin las Laser Serat
2. Jenis Pengelasan Laser
Pengelasan Konduksi Termal dan Pengelasan Penetrasi Dalam
Kepadatan daya laser adalah 105~106w/㎝² untuk membentuk pengelasan konduksi panas laser, dan kepadatan daya laser adalah 105~106w/㎝² untuk membentuk pengelasan penetrasi dalam laser.
Penetrasi dan Pengelasan Jahitan
Pengelasan penetrasi: bagian penghubung tidak perlu dilubangi, dan prosesnya relatif sederhana. Pengelasan penetrasi membutuhkan tukang las laser yang lebih kuat. Kedalaman penetrasi pengelasan penetrasi lebih rendah dibandingkan pengelasan jahitan, dan keandalannya relatif buruk.
Dibandingkan dengan pengelasan penetrasi, pengelasan jahitan membutuhkan daya las laser yang lebih kecil. Kedalaman penetrasi pengelasan jahitan lebih tinggi dibandingkan pengelasan penetrasi, dan keandalannya relatif baik. Namun, bagian penghubungnya harus dilubangi, yang relatif sulit untuk diproses.
Pengelasan Pulsa dan Pengelasan Berkelanjutan
1) Pengelasan mode pulsa
Bentuk gelombang pengelasan yang sesuai harus dipilih selama pengelasan laser. Bentuk gelombang pulsa yang umum digunakan meliputi gelombang persegi, puncak, puncak ganda, dll. Reflektivitas permukaan paduan aluminium terhadap cahaya terlalu tinggi. Ketika sinar laser intensitas tinggi mengenai permukaan material, permukaan logam akan kehilangan 60%-98% energi laser karena pemantulan, dan reflektifitas berubah seiring suhu permukaan. Umumnya, yang terbaik adalah memilih gelombang runcing dan puncak ganda saat mengelas paduan aluminium. Lebar pulsa bagian perlambatan di belakang bentuk gelombang pengelasan ini lebih panjang, yang secara efektif dapat mengurangi terjadinya pori-pori dan retakan.
Sampel pengelasan laser pulsa
Karena tingginya reflektifitas paduan aluminium terhadap laser, untuk mencegah sinar laser mengenai vertikal dan menyebabkan pantulan vertikal serta merusak cermin pemfokusan laser, kepala pengelasan biasanya dibelokkan pada sudut tertentu selama proses pengelasan. Diameter sambungan solder dan diameter permukaan sambungan efektif meningkat seiring dengan peningkatan sudut kemiringan laser. Ketika sudut kemiringan laser adalah 40 derajat, diperoleh sambungan solder terbesar dan permukaan sambungan efektif. Penetrasi titik pengelasan dan penetrasi efektif berkurang dengan sudut kemiringan laser. Ketika lebih besar dari 60, penetrasi pengelasan efektif turun menjadi nol. Oleh karena itu, dengan memiringkan sambungan las ke sudut tertentu, kedalaman dan lebar penetrasi las dapat ditingkatkan secara tepat.
Selain itu, selama pengelasan, dengan lapisan las sebagai pembatas, 65% pelat penutup sebagian titik pengelasan laser dan 35% cangkang perlu dilas, yang secara efektif dapat mengurangi ledakan yang disebabkan oleh masalah penutupan penutup.
2) Pengelasan mode berkelanjutan
Karena proses pemanasan pengelasan laser kontinu tidak seperti pendinginan dan pemanasan mendadak pada mesin pulsa, kecenderungan retakan selama pengelasan tidak terlalu terlihat. Pengelasan laser berkelanjutan digunakan untuk meningkatkan kualitas lasan. Permukaan las halus dan seragam, tidak ada percikan, tidak ada cacat, dan tidak ada cacat di dalam las. Tidak ada retakan yang ditemukan. Dalam pengelasan paduan aluminium, keunggulan laser kontinyu sudah jelas. Dibandingkan dengan metode pengelasan tradisional, efisiensi produksinya tinggi dan tidak diperlukan pengisian kawat. Dibandingkan dengan pengelasan laser pulsa, ini dapat mengatasi cacat yang terjadi setelah pengelasan, seperti retak, Porositas, percikan, dll. memastikan bahwa paduan aluminium memiliki sifat mekanik yang baik setelah pengelasan; tidak akan ada penyok setelah pengelasan, dan jumlah pemolesan dan pemolesan setelah pengelasan berkurang, sehingga menghemat biaya produksi. Namun, karena titik laser kontinu relatif kecil, keakuratan perakitan benda kerja tidak tinggi. Persyaratannya lebih tinggi.
3. Keuntungan Pengelasan Laser
Mesin las laser CNC otomatis dengan generator laser serat memiliki energi terkonsentrasi, efisiensi pengelasan tinggi, presisi pemrosesan tinggi, dan rasio kedalaman-lebar las yang besar. Sinar laser mudah untuk difokuskan, disejajarkan, dan dipandu dengan instrumen optik. Itu dapat ditempatkan pada jarak yang sesuai dari benda kerja dan diarahkan di antara perlengkapan atau penghalang di sekitarnya. Metode pengelasan lainnya tidak dapat digunakan karena keterbatasan ruang yang disebutkan di atas.
Masukan panas kecil, zona yang terkena panas kecil, dan tegangan sisa serta deformasi benda kerja kecil; energi pengelasan dapat dikontrol secara tepat, efek pengelasan stabil, dan tampilan pengelasan bagus;
Pengelasan non-kontak, transmisi serat optik, aksesibilitas yang baik, dan otomatisasi tingkat tinggi. Tidak ada masalah leleh kembali seperti pengelasan busur saat mengelas bahan tipis atau kabel berdiameter halus. Karena sel yang digunakan dalam baterai litium bertenaga mengikuti prinsip ringan, biasanya sel tersebut terbuat dari aluminium yang lebih ringan dan dibuat lebih tipis. Umumnya, cangkang, penutup, dan bagian bawah pada dasarnya harus berukuran kurang dari 1.0mm. Bahan dasar pabrikan arus utama saat ini memiliki ketebalan sekitar 0.8mm.
Ini dapat memberikan pengelasan kekuatan tinggi untuk berbagai kombinasi material, terutama saat mengelas tembaga dan aluminium. Ini juga satu-satunya teknik untuk menyolder nikel berlapis ke bahan tembaga.
4. Kesulitan Dalam Proses Pengelasan Laser
Saat ini, cangkang baterai paduan aluminium menyumbang lebih dari 90% dari seluruh daya baterai lithium. Kesulitan dalam pengelasan terletak pada reflektifitas paduan aluminium terhadap laser yang sangat tinggi dan sensitivitas pori-pori yang tinggi selama pengelasan. Beberapa masalah dan cacat pasti akan terjadi pada saat pengelasan, yang terpenting adalah pori-pori, retakan panas, dan ledakan.
Pori-pori rentan muncul selama proses pengelasan laser pada paduan aluminium. Dua tipe utama adalah pori-pori hidrogen dan pori-pori yang disebabkan oleh pecahnya gelembung. Karena laju pendinginan pengelasan laser terlalu cepat, masalah lubang hidrogen menjadi lebih serius, dan jenis lubang tambahan muncul karena runtuhnya lubang-lubang kecil pada pengelasan laser.
Masalah retak termal. Paduan aluminium adalah paduan eutektik yang khas. Rawan terhadap retakan panas selama pengelasan, termasuk retakan kristal las dan retakan pencairan HAZ. Akibat segregasi komponen pada daerah las, akan terjadi segregasi eutektik dan pelelehan batas butir. Di bawah tekanan, retakan Liquidifikasi akan terbentuk pada batas butir, sehingga mengurangi kinerja sambungan las.
Masalah ledakan (juga dikenal sebagai percikan). Banyak faktor yang menyebabkan ledakan, seperti kebersihan material, kemurnian material itu sendiri, karakteristik material itu sendiri, dll. Faktor penentunya adalah kestabilan laser. Tonjolan permukaan cangkang, pori-pori, dan gelembung internal. Alasan utamanya adalah diameter inti serat terlalu kecil atau pengaturan energi laser terlalu tinggi. Bukan berarti semakin baik kualitas sinarnya, semakin baik pula efek pengelasannya, seperti yang dipromosikan oleh beberapa pemasok peralatan laser. Kualitas sinar yang baik cocok untuk pengelasan superposisi dengan kedalaman penetrasi yang lebih besar. Menemukan parameter proses yang tepat adalah kunci untuk memecahkan masalah.
Kesulitan lainnya
Pengelasan tab kemasan lunak memerlukan perkakas pengelasan yang tinggi. Tab harus ditekan dengan kuat untuk memastikan celah pengelasan. Hal ini dapat mewujudkan pengelasan berkecepatan tinggi pada lintasan kompleks seperti bentuk S dan spiral, meningkatkan luas sambungan las dan memperkuat kekuatan pengelasan.
Pengelasan inti baterai silinder terutama digunakan untuk membuat elektroda positif. Karena cangkang elektroda negatifnya tipis, maka sangat mudah untuk mengelasnya. Misalnya, beberapa produsen saat ini menggunakan proses bebas pengelasan untuk elektroda negatif, sedangkan pengelasan laser digunakan untuk elektroda positif.
Kutub atau bagian penghubung terkontaminasi tebal ketika kombinasi baterai persegi dilas. Ketika bagian penghubung dilas, polutan terurai dan dengan mudah membentuk titik dan lubang ledakan pengelasan. Baterai dengan tiang tipis dan bagian struktural plastik atau keramik di bawahnya mudah dilas. memakai. Jika tiangnya kecil, mudah untuk mengelasnya sampai plastiknya terbakar sehingga membentuk titik ledakan. Jangan gunakan lembaran penghubung berlapis-lapis. Lubang di antara lapisan membuat sulit untuk mengelasnya dengan kuat.
Proses terpenting dalam proses pengelasan baterai persegi adalah pengemasan penutup cangkang, dibagi menjadi pengelasan penutup atas dan penutup bawah sesuai dengan posisi yang berbeda. Karena baterai yang diproduksi berukuran kecil, beberapa produsen menggunakan proses deep drawing untuk membuat cangkang baterai dan hanya perlu mengelas penutup atas.
5. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Pengelasan
Pengelasan laser saat ini merupakan metode penting yang direkomendasikan untuk pengelasan baterai kelas atas. Pengelasan laser adalah proses di mana sinar laser berenergi tinggi menyinari benda kerja, menyebabkan suhu kerja meningkat tajam, melelehkan benda kerja, dan menyambung kembali membentuk sambungan permanen. Kekuatan geser dan ketahanan sobek pengelasan laser relatif baik. Konduktivitas, kekuatan, kekencangan udara, kelelahan logam, dan ketahanan korosi dari pengelasan baterai merupakan pengelasan yang khas.
kriteria evaluasi kualitas
Banyak faktor yang mempengaruhi kualitas pengelasan laser. Beberapa di antaranya sangat fluktuatif dan mempunyai ketidakstabilan yang cukup besar. Bagaimana parameter ini dapat diatur dan dikontrol dengan benar dalam rentang yang sesuai selama pengelasan laser berkecepatan tinggi dan berkelanjutan untuk memastikan kualitas pengelasan? Keandalan dan stabilitas pembentukan lapisan las merupakan isu penting terkait kepraktisan dan industrialisasi teknologi pengelasan laser. Faktor penting yang mempengaruhi kualitas pengelasan laser dibagi menjadi tiga aspek: peralatan las, kondisi benda kerja, dan parameter proses.
Acey New Energy adalah pemasok profesional yang mengkhususkan diri dalam Mesin Perakitan Paket Baterai Lithium, seperti mesin penilai kapasitas baterai, mesin penempel kertas isolasi baterai, mesin penyortiran baterai, penguji BMS, mesin las titik baterai, mesin las laser, mesin pengikat kawat ultrasonik, baterai penguji komprehensif, pengisian daya baterai, dan penguji penuaan pelepasan, dll. Kami menyediakan solusi terpadu untuk jalur perakitan paket baterai. Jika Anda tertarik, jangan ragu untuk menghubungi kami.
