La soldadura láser es actualmente el principal método de soldadura de baterías de alta gama.

La soldadura por láser es un proceso en el que un rayo láser de alta energía irradia la pieza de trabajo, de modo que la temperatura de trabajo aumenta bruscamente, la pieza de trabajo se funde y se vuelve a conectar para formar una conexión permanente, y la resistencia al corte y al desgarro de la soldadura por láser son relativamente buenas . La calidad de la soldadura de la batería, su conductividad eléctrica, resistencia, estanqueidad al aire, fatiga del metal y resistencia a la corrosión son criterios típicos de evaluación de la calidad de la soldadura.

Hay muchos factores que afectan la calidad de la soldadura láser, algunos de los cuales son extremadamente volátiles y tienen una inestabilidad considerable. Cómo configurar y controlar correctamente estos parámetros para que puedan controlarse dentro de un rango adecuado en el proceso de soldadura por láser continuo de alta velocidad para garantizar la confiabilidad y estabilidad de la calidad de la soldadura y la formación de la soldadura está relacionada con la practicidad de la tecnología de soldadura por láser, importante tema de la industrialización.

Los principales factores que afectan la calidad de la soldadura láser se dividen en tres aspectos: equipo de soldadura, condición de la pieza de trabajo y parámetros del proceso.

1. Equipo de soldadura

Los requisitos más importantes para la calidad del láser son el modo de haz y la potencia de salida y su estabilidad. El modo de haz es el indicador principal de la calidad del haz. Cuanto menor sea el orden del modo de haz, mejor será el rendimiento de enfoque del haz, cuanto más pequeño sea el punto, mayor será la densidad de potencia bajo la misma potencia del láser y mayor será la profundidad y el ancho de la soldadura En general, se requiere el modo fundamental o el modo de orden bajo, de lo contrario es difícil cumplir con los requisitos de soldadura láser de alta calidad.Actualmente, la calidad del rayo láser y la estabilidad de la potencia de salida de HGLASER son bastante altas y no se convertirán en un Problema en la soldadura láser.

El factor más importante que afecta la calidad de la soldadura en el sistema óptico es la lente de enfoque. La distancia focal utilizada generalmente está entre 127 mm y 200 mm. Una distancia focal pequeña es buena para reducir el diámetro del punto de cintura del haz enfocado, pero si es demasiado pequeño, es fácil contaminarse y salpicarse durante el proceso de soldadura. .

Cuanto más corta es la longitud de onda, mayor es la tasa de absorción; generalmente, los materiales con buena conductividad tienen alta reflectividad. Para los láseres YAG, la reflectividad de la plata es del 96 %, el aluminio es del 92 %, el cobre es del 90 % y el hierro es del 60 %. Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la tasa de absorción, que es lineal; generalmente, recubrir la superficie con fosfato, negro de humo, grafito, etc. puede mejorar la tasa de absorción.

2. Estado de la pieza de trabajo

La soldadura láser requiere que se procese el borde de la pieza de trabajo, el ensamblaje tiene alta precisión, el punto y la soldadura están estrictamente alineados, y la precisión del ensamblaje original de la pieza de trabajo y la alineación del punto no se pueden cambiar durante el proceso de soldadura debido a Deformación térmica de soldadura. Esto se debe a que el punto del láser es pequeño y la costura de soldadura es angosta. Generalmente, no se agrega metal de aporte. Si el espacio es demasiado grande si el ensamblaje no es estricto, el rayo puede pasar a través del espacio y no puede derretir el metal base. o causar una socavación y una depresión obvias, como la desviación del punto hacia la costura. Si es demasiado grande, puede causar una fusión o una penetración incompletas.

Por lo tanto, en general, el espacio de montaje a tope de las placas y la desviación de la alineación del punto no debe ser superior a 0,1 mm, y el lado equivocado no debe ser superior a 0,2 mm. En la producción real, a veces no se puede utilizar la tecnología de soldadura láser porque no se pueden cumplir estos requisitos. Para obtener un buen efecto de soldadura, el espacio entre extremos permitido y el espacio de superposición deben controlarse dentro del 10 % del espesor de la lámina.

La soldadura láser exitosa requiere un contacto cercano entre los sustratos que se están soldando, lo que requiere un ajuste cuidadoso de las piezas para obtener los mejores resultados. Esto es difícil de hacer bien en sustratos de pestañas delgadas, que son propensos a la desalineación por flexión, especialmente si las pestañas están incrustadas en módulos o ensamblajes de batería grandes.

3. Parámetros de soldadura

(1) Influencia en el modo de soldadura láser y el estabilizador de formación del cordón de soldadura El parámetro de soldadura más importante es la densidad de potencia del punto láser, que tiene la siguiente influencia en el modo de soldadura y la estabilidad de formación del cordón de soldadura: como la potencia del punto láser la densidad aumenta de pequeño a grande El orden es soldadura por conducción térmica estable, modo de soldadura inestable y soldadura de penetración profunda estable.

(2) En el rango de soldadura de penetración profunda, la influencia de los parámetros de soldadura en la profundidad de penetración: en el rango de soldadura de penetración profunda estable, cuanto mayor sea la potencia del láser, mayor será la profundidad de penetración, que es de aproximadamente 0,7 de potencia; y cuanto mayor sea la la velocidad de soldadura se vuelve, cuanto menor es la penetración. Bajo cierta potencia láser y velocidad de soldadura, cuando el foco está en la mejor posición, la profundidad de penetración es la mayor, y cuando se desvía de esta posición, la profundidad de penetración disminuye e incluso se convierte en modo de soldadura inestable o soldadura de conducción térmica estable.

(3) Influencia del gas de protección, la función principal del gas de protección es proteger la pieza de trabajo de la oxidación durante el proceso de soldadura; proteger la lente de enfoque de la contaminación por vapor de metal y la pulverización de gotas de líquido; disipar el plasma generado por alta potencia soldadura láser; para enfriar la pieza de trabajo, reduciendo la zona afectada por el calor.

(4) Análisis de capacidad de monitoreo de cada parámetro: entre los cuatro parámetros de soldadura, la velocidad de soldadura y el flujo de gas de protección son parámetros fáciles de monitorear y mantener estables, mientras que la potencia del láser y la posición de enfoque son los que pueden fluctuar durante el proceso de soldadura y son difícil de monitorear parámetro.

Aunque la salida de potencia del láser es muy estable y fácil de controlar, la potencia del láser que llega a la pieza de trabajo variará debido a las pérdidas en la guía de luz y los sistemas de enfoque, que están relacionados con la calidad, el tiempo y la contaminación de la superficie del material óptico. pieza de trabajo La posición del foco del haz es uno de los parámetros de soldadura que tiene una gran influencia en la calidad de la soldadura y es el más difícil de monitorear y controlar.