In onlangse jare, danksy die vinnige ontwikkeling van die nuwe energiebedryf, het lasersweiswerk vinnig die hele nuwe energiebedryf binnegedring as gevolg van sy vinnige en stabiele voordele. Onder hulle is lasersweistoerusting verantwoordelik vir die hoogste proporsie toepassings in die hele nuwe energiebedryf.
Lasersweiswerkhet vinnig die eerste keuse in alle lewensterreine geword as gevolg van sy hoë spoed, groot diepte en klein vervorming. Van puntsweislasse tot stompsweislasse, opbou- en seëlsweislasse,lasersweiswerkbied ongeëwenaarde presisie en beheer. Dit speel 'n belangrike rol in industriële produksie en vervaardiging, insluitend die militêre industrie, mediese sorg, lugvaart, 3C-motoronderdele, meganiese plaatmetaal, nuwe energie en ander nywerhede.
In vergelyking met ander sweistegnologieë, het lasersweiswerk sy unieke voordele en nadele.
Voordeel:
1. Vinnige spoed, groot diepte en klein vervorming.
2. Sweiswerk kan by normale temperatuur of onder spesiale toestande uitgevoer word, en die sweistoerusting is eenvoudig. Byvoorbeeld, 'n laserstraal dryf nie in 'n elektromagnetiese veld nie. Lasers kan in 'n vakuum, lug of sekere gasomgewings sweis, en kan materiale sweis wat deur glas of deursigtig is vir die laserstraal.
3. Dit kan vuurvaste materiale soos titanium en kwarts sweis, en kan ook uiteenlopende materiale met goeie resultate sweis.
4. Nadat die laser gefokus is, is die kragdigtheid hoog. Die aspekverhouding kan 5:1 bereik, en kan tot 10:1 bereik wanneer hoëkragtoestelle gesweis word.
5. Mikrosweiswerk kan uitgevoer word. Nadat die laserstraal gefokus is, kan 'n klein kol verkry word en akkuraat geposisioneer word. Dit kan toegepas word op die montering en sweis van mikro- en klein werkstukke om outomatiese massaproduksie te bereik.
6. Dit kan moeilik bereikbare areas sweis en kontaklose langafstandsweiswerk met groot buigsaamheid uitvoer. Veral in onlangse jare het YAG-laserverwerkingstegnologie optiese vesel-oordragtegnologie aangeneem, wat lasersweistegnologie meer wyd bevorder en toegepas het.
7. Die laserstraal is maklik om in tyd en ruimte te verdeel, en veelvuldige strale kan gelyktydig op verskeie plekke verwerk word, wat toestande bied vir meer presiese sweiswerk.
Defek:
1. Die monteringsakkuraatheid van die werkstuk moet hoog wees, en die posisie van die straal op die werkstuk kan nie noemenswaardig afgewyk word nie. Dit is omdat die laserpuntgrootte na fokus klein is en die lasnaad smal is, wat dit moeilik maak om vulmetaalmateriaal by te voeg. As die monteringsakkuraatheid van die werkstuk of die posisioneringsakkuraatheid van die straal nie aan die vereistes voldoen nie, is sweisdefekte geneig om te voorkom.
2. Die koste van lasers en verwante stelsels is hoog, en die eenmalige belegging is groot.
Algemene lasersweisdefektein die vervaardiging van litiumbatterye
1. Sweisporositeit
Algemene defekte inlasersweiswerkis porieë. Die smeltpoel van die sweis is diep en smal. Tydens die lasersweisproses dring stikstof die smeltpoel van buite binne. Tydens die afkoel- en stollingsproses van die metaal neem die oplosbaarheid van stikstof af met die afname in temperatuur. Wanneer die smeltpoelmetaal afkoel om te begin kristalliseer, sal die oplosbaarheid skerp en skielik daal. Op hierdie tydstip sal 'n groot hoeveelheid gas presipiteer om borrels te vorm. As die dryfspoed van die borrels minder is as die metaalkristallisasiespoed, sal porieë gegenereer word.
In toepassings in die litiumbatterybedryf vind ons dikwels dat porieë veral geneig is om te ontstaan tydens die sweis van die positiewe elektrode, maar selde tydens die sweis van die negatiewe elektrode. Dit is omdat die positiewe elektrode van aluminium gemaak is en die negatiewe elektrode van koper. Tydens die sweis het die vloeibare aluminium op die oppervlak gekondenseer voordat die interne gas heeltemal oorloop, wat verhoed dat die gas oorloop en groot en klein gaatjies vorm. Klein huidmondjies.
Benewens die oorsake van porieë wat hierbo genoem word, sluit porieë ook buitelug, vog, oppervlakolie, ens. in. Daarbenewens sal die rigting en hoek van stikstofinblaas ook die vorming van porieë beïnvloed.
Wat betref hoe om die voorkoms van sweisporieë te verminder?
Eerstens, voorsweiswerk, die olievlekke en onsuiwerhede op die oppervlak van die inkomende materiale moet betyds skoongemaak word; in die produksie van litiumbatterye is die inspeksie van inkomende materiale 'n noodsaaklike proses.
Tweedens, die vloei van die beskermende gas moet aangepas word volgens faktore soos sweisspoed, krag, posisie, ens., en moet nie te groot of te klein wees nie. Die druk van die beskermende mantel moet aangepas word volgens faktore soos laserkrag en fokusposisie, en moet nie te hoog of te laag wees nie. Die vorm van die beskermende mantel se spuitstuk moet aangepas word volgens die vorm, rigting en ander faktore van die sweislas sodat die beskermende mantel die sweisarea eweredig kan bedek.
Derdens, beheer die temperatuur, humiditeit en stof in die lug in die werkswinkel. Die omgewingstemperatuur en humiditeit sal die voginhoud op die oppervlak van die substraat en die beskermende gas beïnvloed, wat weer die opwekking en ontsnapping van waterdamp in die gesmelte poel sal beïnvloed. As die omgewingstemperatuur en humiditeit te hoog is, sal daar te veel vog op die oppervlak van die substraat en die beskermende gas wees, wat 'n groot hoeveelheid waterdamp genereer, wat porieë tot gevolg het. As die omgewingstemperatuur en humiditeit te laag is, sal daar te min vog op die oppervlak van die substraat en in die beskermende gas wees, wat die opwekking van waterdamp verminder en sodoende porieë verminder; laat die kwaliteitspersoneel die teikenwaarde van temperatuur, humiditeit en stof by die sweisstasie opspoor.
Vierdens word die balkswaaimetode gebruik om porieë in laser-dieppenetrasiesweiswerk te verminder of te elimineer. As gevolg van die byvoeging van swaai tydens sweiswerk, veroorsaak die heen-en-weer swaai van die balk na die lasnaad herhaalde hersmelting van 'n deel van die lasnaad, wat die verblyftyd van die vloeibare metaal in die sweispoel verleng. Terselfdertyd verhoog die defleksie van die balk ook die hitte-invoer per eenheidsoppervlakte. Die diepte-tot-breedte-verhouding van die sweislas word verminder, wat bevorderlik is vir die ontstaan van borrels, waardeur porieë uitgeskakel word. Aan die ander kant veroorsaak die swaai van die balk dat die klein gaatjie dienooreenkomstig swaai, wat ook 'n roerkrag vir die sweispoel kan verskaf, die konveksie en roering van die sweispoel kan verhoog, en 'n voordelige effek kan hê op die eliminasie van die porieë.
Vyfdens, die pulsfrekwensie, verwys die pulsfrekwensie na die aantal pulse wat deur die laserstraal per tydseenheid uitgestraal word, wat die hitte-invoer en hitte-ophoping in die gesmelte poel sal beïnvloed, en dan die temperatuurveld en vloeiveld in die gesmelte poel sal beïnvloed. As die pulsfrekwensie te hoog is, sal dit lei tot oormatige hitte-invoer in die gesmelte poel, wat veroorsaak dat die temperatuur van die gesmelte poel te hoog is, wat metaaldamp of ander elemente produseer wat by hoë temperature vlugtig is, wat porieë tot gevolg het. As die pulsfrekwensie te laag is, sal dit lei tot onvoldoende hitte-ophoping in die gesmelte poel, wat veroorsaak dat die temperatuur van die gesmelte poel te laag is, wat die oplos en ontsnapping van gas verminder, wat porieë tot gevolg het. Oor die algemeen moet die pulsfrekwensie binne 'n redelike reeks gekies word gebaseer op substraatdikte en laserkrag, en vermy om te hoog of te laag te wees.
Lasgate (lasersweis)
2. Lasspatter
Die spatsels wat tydens die sweisproses, lasersweiswerk, gegenereer word, sal die oppervlakkwaliteit van die sweislas ernstig beïnvloed en die lens besoedel en beskadig. Die algemene werkverrigting is soos volg: nadat lasersweiswerk voltooi is, verskyn baie metaaldeeltjies op die oppervlak van die materiaal of werkstuk en kleef dit aan die oppervlak van die materiaal of werkstuk vas. Die mees intuïtiewe werkverrigting is dat wanneer daar in die galvanometermodus gesweis word, na 'n tydperk van gebruik van die beskermende lens van die galvanometer, daar digte putte op die oppervlak sal wees, en hierdie putte word veroorsaak deur sweisspatsels. Na 'n lang tyd is dit maklik om die lig te blokkeer, en daar sal probleme met die sweislig wees, wat lei tot 'n reeks probleme soos gebreekte sweiswerk en virtuele sweiswerk.
Wat is die oorsake van spatsels?
Eerstens, die kragdigtheid, hoe groter die kragdigtheid, hoe makliker is dit om spatsels te genereer, en die spatsels hou direk verband met die kragdigtheid. Dit is 'n eeu oue probleem. Ten minste tot dusver kon die bedryf nie die probleem van spatsels oplos nie, en kan slegs sê dat dit effens verminder is. In die litiumbatterybedryf is spatsels die grootste oorsaak van batterykortsluiting, maar dit kon nie die oorsaak oplos nie. Die impak van spatsels op die battery kan slegs vanuit 'n beskermingsoogpunt verminder word. Byvoorbeeld, 'n sirkel van stofverwyderingspoorte en beskermende deksels word rondom die sweisdeel bygevoeg, en rye lugmesse word in sirkels bygevoeg om die impak van spatsels of selfs skade aan die battery te voorkom. Die vernietiging van die omgewing, produkte en komponente rondom die sweisstasie kan gesê word dat die middele uitgeput is.
Wat die oplossing van die spatprobleem betref, kan slegs gesê word dat die vermindering van die sweisenergie help om spat te verminder. Die vermindering van die sweisspoed kan ook help as penetrasie onvoldoende is. Maar in sommige spesiale prosesvereistes het dit min effek. Dit is dieselfde proses, verskillende masjiene en verskillende bondels materiale het heeltemal verskillende sweiseffekte. Daarom is daar 'n ongeskrewe reël in die nuwe energiebedryf, een stel sweisparameters vir een stuk toerusting.
Tweedens, as die oppervlak van die verwerkte materiaal of werkstuk nie skoongemaak word nie, sal olievlekke of besoedelingstowwe ook ernstige spatsels veroorsaak. Op hierdie tydstip is die maklikste ding om die oppervlak van die verwerkte materiaal skoon te maak.
3. Hoë reflektiwiteit van lasersweiswerk
Oor die algemeen verwys hoë weerkaatsing na die feit dat die verwerkingsmateriaal 'n klein weerstand, 'n relatief gladde oppervlak en 'n lae absorpsietempo vir nabye-infrarooi lasers het, wat lei tot 'n groot hoeveelheid laseremissie, en omdat die meeste lasers in vertikale rigting gebruik word. As gevolg van die materiaal of 'n klein mate van helling, gaan die terugkerende laserlig weer die uitsetkop binne, en selfs 'n deel van die terugkerende lig word in die energie-oordragende vesel gekoppel en word terug langs die vesel na die binnekant van die laser oorgedra, wat veroorsaak dat die kernkomponente binne die laser steeds op hoë temperatuur bly.
Wanneer die reflektiwiteit te hoog is tydens lasersweiswerk, kan die volgende oplossings geneem word:
3.1 Gebruik 'n anti-refleksielaag of behandel die oppervlak van die materiaal: die bedekking van die oppervlak van die sweismateriaal met 'n anti-refleksielaag kan die reflektiwiteit van die laser effektief verminder. Hierdie laag is gewoonlik 'n spesiale optiese materiaal met lae reflektiwiteit wat laserenergie absorbeer in plaas daarvan om dit terug te reflekteer. In sommige prosesse, soos stroomkollektorsweiswerk, sagte verbinding, ens., kan die oppervlak ook gebosseleer word.
3.2 Verstel die sweishoek: Deur die sweishoek aan te pas, kan die laserstraal teen 'n meer gepaste hoek op die sweismateriaal inval en die voorkoms van weerkaatsing verminder. Normaalweg is dit 'n goeie manier om weerkaatsings te verminder as die laserstraal loodreg op die oppervlak van die materiaal wat gesweis moet word, inval.
3.3 Byvoeging van hulpabsorberende middel: Tydens die sweisproses word 'n sekere hoeveelheid hulpabsorberende middel, soos poeier of vloeistof, by die las gevoeg. Hierdie absorbeerders absorbeer laserenergie en verminder reflektiwiteit. Die toepaslike absorbeerder moet gekies word op grond van die spesifieke sweismateriaal en toepassingscenario's. In die litiumbatterybedryf is dit onwaarskynlik.
3.4 Gebruik optiese vesel om laser oor te dra: Indien moontlik, kan optiese vesel gebruik word om laser na die sweisposisie oor te dra om reflektiwiteit te verminder. Optiese vesels kan die laserstraal na die sweisarea lei om direkte blootstelling aan die oppervlak van die sweismateriaal te vermy en die voorkoms van refleksies te verminder.
3.5 Aanpassing van laserparameters: Deur parameters soos laserkrag, brandpuntsafstand en brandpuntdiameter aan te pas, kan die verspreiding van laserenergie beheer word en refleksies verminder word. Vir sommige reflektiewe materiale kan die vermindering van laserkrag 'n effektiewe manier wees om refleksies te verminder.
3.6 Gebruik 'n straalsplitser: 'n Straalsplitser kan 'n deel van die laserenergie in die absorpsietoestel lei, waardeur die voorkoms van refleksies verminder word. Straalsplitsingstoestelle bestaan gewoonlik uit optiese komponente en absorbeerders, en deur gepaste komponente te kies en die uitleg van die toestel aan te pas, kan laer reflektiwiteit bereik word.
4. Sweisondersnyding
In die vervaardigingsproses van litiumbatterye, watter prosesse is meer geneig om ondersnyding te veroorsaak? Waarom vind ondersnyding plaas? Kom ons analiseer dit.
Ondersnyding, oor die algemeen is die sweisgrondstowwe nie goed met mekaar gekombineer nie, die gaping is te groot of die groef verskyn, die diepte en breedte is basies groter as 0.5 mm, die totale lengte is groter as 10% van die sweislengte, of groter as die produkprosesstandaard se verlangde lengte.
In die hele litiumbatteryvervaardigingsproses is ondersnyding meer geneig om plaas te vind, en dit word gewoonlik versprei in die verseëling voor-sweis en sweis van die silindriese dekselplaat en die verseëling voor-sweis en sweis van die vierkantige aluminium dopdekselplaat. Die hoofrede is dat die verseëling dekselplaat met die dop moet saamwerk om te sweis, die ooreenstemmende proses tussen die verseëling dekselplaat en die dop is geneig tot oormatige sweisgapings, groewe, ineenstorting, ens., so dit is veral geneig tot ondersnyding.
So wat veroorsaak ondersnyding?
As die sweisspoed te vinnig is, sal die vloeibare metaal agter die klein gaatjie wat na die middel van die sweislas wys, nie tyd hê om te herverdeel nie, wat lei tot stolling en ondersnyding aan beide kante van die sweislas. In die lig van die bogenoemde situasie, moet ons die sweisparameters optimaliseer. Eenvoudig gestel, dit is herhaalde eksperimente om verskeie parameters te verifieer, en aanhou om DOE te doen totdat die toepaslike parameters gevind word.
2. Oormatige sweisgapings, groewe, ineenstortings, ens. van sweismateriaal sal die hoeveelheid gesmelte metaal wat die gapings vul, verminder, wat ondersnydings meer waarskynlik maak. Dit is 'n kwessie van toerusting en grondstowwe. Of die sweisgrondstowwe aan die inkomende materiaalvereistes van ons proses voldoen, of die toerusting se akkuraatheid aan die vereistes voldoen, ens. Die normale praktyk is om die verskaffers en die mense in beheer van die toerusting voortdurend te martel en te slaan.
3. Indien die energie te vinnig daal aan die einde van die lasersweiswerk, kan die klein gaatjie ineenstort, wat lei tot plaaslike ondersnyding. Die korrekte ooreenstemming van krag en spoed kan die vorming van ondersnydings effektief voorkom. Soos die ou gesegde lui, herhaal eksperimente, verifieer verskeie parameters, en gaan voort met DOE totdat jy die regte parameters vind.
5. Ineenstorting van die sweismiddelpunt
As die sweisspoed stadig is, sal die smeltpoel groter en wyer wees, wat die hoeveelheid gesmelte metaal verhoog. Dit kan dit moeilik maak om oppervlakspanning te handhaaf. Wanneer die gesmelte metaal te swaar word, kan die middelpunt van die sweislas sink en duike en putte vorm. In hierdie geval moet die energiedigtheid gepas verminder word om te verhoed dat die smeltpoel ineenstort.
In 'n ander situasie vorm die sweisgaping net 'n ineenstorting sonder om perforasie te veroorsaak. Dit is ongetwyfeld 'n probleem van toerusting se perspassing.
'n Behoorlike begrip van die defekte wat tydens lasersweiswerk kan voorkom en die oorsake van verskillende defekte, maak voorsiening vir 'n meer gerigte benadering om enige abnormale sweisprobleme op te los.
6. Sweiskrake
Die krake wat tydens deurlopende lasersweiswerk voorkom, is hoofsaaklik termiese krake, soos kristalkrake en vloeibaarmakingskrake. Die hoofrede vir hierdie krake is die groot krimpkragte wat deur die las gegenereer word voordat dit heeltemal stol.
Daar is ook die volgende redes vir krake in lasersweiswerk:
1. Onredelike sweisontwerp: Onbehoorlike ontwerp van die geometrie en grootte van die sweislas kan sweisspanningskonsentrasie veroorsaak, wat krake veroorsaak. Die oplossing is om die sweisontwerp te optimaliseer om sweisspanningskonsentrasie te vermy. Jy kan gepaste verstelbare sweislasse gebruik, die sweisvorm verander, ens.
2. Wanpassing van sweisparameters: Onbehoorlike keuse van sweisparameters, soos te vinnige sweisspoed, te hoë krag, ens., kan lei tot ongelyke temperatuurveranderinge in die sweisarea, wat lei tot groot sweisspanning en krake. Die oplossing is om die sweisparameters aan te pas by die spesifieke materiaal en sweistoestande.
3. Swak voorbereiding van die sweisoppervlak: Versuim om die sweisoppervlak behoorlik skoon te maak en voor te behandel voor sweiswerk, soos die verwydering van oksiede, vet, ens., sal die kwaliteit en sterkte van die sweislas beïnvloed en maklik tot krake lei. Die oplossing is om die sweisoppervlak voldoende skoon te maak en voor te behandel om te verseker dat onsuiwerhede en kontaminante in die sweisarea effektief behandel word.
4. Onbehoorlike beheer van sweishitte-invoer: Swak beheer van hitte-invoer tydens sweiswerk, soos oormatige temperatuur tydens sweiswerk, onbehoorlike afkoelingstempo van die sweislaag, ens., sal lei tot veranderinge in die struktuur van die sweisarea, wat krake tot gevolg het. Die oplossing is om die temperatuur en afkoelingstempo tydens sweiswerk te beheer om oorverhitting en vinnige afkoeling te vermy.
5. Onvoldoende spanningsverligting: Onvoldoende spanningsverligtingsbehandeling na sweiswerk sal lei tot onvoldoende spanningsverligting in die gesweisde area, wat maklik tot krake sal lei. Die oplossing is om gepaste spanningsverligtingsbehandeling na sweiswerk uit te voer, soos hittebehandeling of vibrasiebehandeling (hoofrede).
Wat die vervaardigingsproses van litiumbatterye betref, watter prosesse is meer geneig om krake te veroorsaak?
Oor die algemeen is krake geneig om te voorkom tydens verseëlingslassering, soos verseëlingslassering van silindriese staaldoppe of aluminiumdoppe, verseëlingslassering van vierkantige aluminiumdoppe, ens. Daarbenewens is die sweis van die stroomkollektor ook geneig tot krake tydens die moduleverpakkingsproses.
Natuurlik kan ons ook vuldraad, voorverhitting of ander metodes gebruik om hierdie krake te verminder of uit te skakel.
Plasingstyd: 1 September 2023
