แบตเตอรี่พลังงานเป็นส่วนประกอบหลักของยานพาหนะพลังงานใหม่และการเชื่อมเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในการผลิตแบตเตอรี่พลังงาน การเลือกวิธีการเชื่อมและกระบวนการที่เหมาะสมในกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมกําลังไฟฟ้าจะส่งผลโดยตรงต่อต้นทุนคุณภาพความปลอดภัยและความสม่ําเสมอของแบตเตอรี่
เอชจีเทคสามารถให้ทางออกโดยรวมสําหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ของแบตเตอรี่พลังงานและแบตเตอรี่แยกออกจากการเชื่อมในกระบวนการผลิตไม่ได้ อุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์แบตเตอรี่ส่วนใหญ่ใช้การเชื่อมการเชื่อมต่อที่อ่อนนุ่มของแบตเตอรี่การเชื่อมฝาครอบด้านบนการเชื่อมเล็บปิดผนึกการเชื่อมเสาแท็บการเชื่อมรูฉีดของเหลวโมดูลแบตเตอรี่และการเชื่อม PACK ชิ้นส่วนเชื่อมที่แตกต่างกันหรือวัสดุเชื่อมที่แตกต่างกันต้องใช้โซลูชันการเชื่อมที่แตกต่างกัน
ประการแรกหลักการของการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบตเตอรี่พลังงาน
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้ทิศทางที่ยอดเยี่ยมและความหนาแน่นของพลังงานสูงของลําแสงเลเซอร์ในการทํางาน ลําแสงเลเซอร์จะโฟกัสในพื้นที่เล็ก ๆ ผ่านระบบออพติคอลและแหล่งความร้อนที่มีความเข้มข้นของพลังงานสูงจะเกิดขึ้นที่ส่วนที่เชื่อมในเวลาอันสั้น โซนเพื่อให้วัสดุเชื่อมละลายและสร้างจุดเชื่อมและตะเข็บที่เป็นของแข็ง
ประการที่สองพลังงานแบตเตอรี่ประเภทการเชื่อมด้วยเลเซอร์
1. การเชื่อมการนําความร้อนและการเชื่อมแบบเจาะลึก
ในการเชื่อมการนําความร้อนลําแสงเลเซอร์จะละลายเข้าด้วยกันบนพื้นผิวของชิ้นงานตามแนวตะเข็บและการหลอมจะมาบรรจบกันและแข็งตัวเพื่อสร้างรอยเชื่อม สิ่งสําคัญสําหรับวัสดุที่ค่อนข้างบางซึ่งความลึกของการเชื่อมสูงสุดของวัสดุถูก จํากัด ด้วยการนําความร้อนและความกว้างของรอยเชื่อมจะมากกว่าความลึกของรอยเชื่อมเสมอ
การเชื่อมแบบเจาะลึกเมื่อเลเซอร์กําลังสูงมีความเข้มข้นบนพื้นผิวของโลหะความร้อนจะไม่กระจายไปตามกาลเวลาและความลึกของการเชื่อมจะลึกขึ้นอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีการเชื่อมนี้เป็นการเชื่อมแบบเจาะลึก เนื่องจากเทคโนโลยีการเชื่อมแบบเจาะลึกนั้นเร็วมากโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจึงมีขนาดเล็กและความผิดเพี้ยนจะลดลงดังนั้นเทคโนโลยีนี้สามารถใช้สําหรับการเชื่อมลึกหรือการเชื่อมวัสดุหลายชั้นเข้าด้วยกัน
ความแตกต่างที่สําคัญระหว่างการเชื่อมการนําความร้อนและการเชื่อมแบบเจาะลึกคือความหนาแน่นของพลังงานที่ใช้กับพื้นผิวโลหะต่อหน่วยเวลาและค่าวิกฤตที่ต่ํากว่าของโลหะที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกัน
2. การเชื่อมการเจาะและการเชื่อมตะเข็บ
ผ่านการเชื่อมแบบเจาะเจาะชิ้นส่วนการเชื่อมต่อไม่จําเป็นต้องเจาะและการประมวลผลนั้นค่อนข้างง่าย การเชื่อมแบบเจาะต้องใช้ช่างเชื่อมเลเซอร์กําลังสูง ความลึกในการเจาะของการเชื่อมแบบเจาะต่ํากว่าการเชื่อมตะเข็บและความน่าเชื่อถือค่อนข้างแย่
เมื่อเทียบกับการเชื่อมแบบเจาะการเชื่อมตะเข็บต้องใช้เครื่องเชื่อมเลเซอร์พลังงานน้อยกว่า ความลึกในการเจาะของการเชื่อมตะเข็บนั้นสูงกว่าการเชื่อมแบบเจาะทะลุและความน่าเชื่อถือค่อนข้างดี อย่างไรก็ตามชิ้นส่วนเชื่อมต่อจะต้องมีการเจาะซึ่งค่อนข้างยากที่จะประมวลผล
3. การเชื่อมแบบพัลส์และการเชื่อมอย่างต่อเนื่อง
1) การเชื่อมโหมดพัลส์
ควรเลือกรูปคลื่นเชื่อมที่เหมาะสมในระหว่างการเชื่อมด้วยเลเซอร์ รูปคลื่นพัลส์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ คลื่นสี่เหลี่ยมคลื่นสูงสุดคลื่นพีคคู่ฯลฯ การสะท้อนแสงของพื้นผิวอลูมิเนียมอัลลอยด์ต่อแสงสูงเกินไป เมื่อลําแสงเลเซอร์ความเข้มสูงกระทบพื้นผิวของวัสดุพื้นผิวโลหะจะหายไป 60% -98% ของพลังงานเลเซอร์เนื่องจากการสะท้อนและการสะท้อนแสงจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิพื้นผิว โดยทั่วไปคลื่นที่คมชัดและคลื่นพีคคู่เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดเมื่อเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียม ความกว้างของพัลส์ของส่วนที่ชะลอตัวลงด้านหลังรูปคลื่นเชื่อมนั้นยาวกว่าซึ่งสามารถลดการเกิดรูขุมขนและรอยแตกได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เนื่องจากการสะท้อนแสงสูงของโลหะผสมอลูมิเนียมกับเลเซอร์เพื่อป้องกันไม่ให้การสะท้อนในแนวตั้งของลําแสงเลเซอร์ทําให้เกิดการสะท้อนในแนวตั้งและความเสียหายต่อกระจกโฟกัสเลเซอร์หัวเชื่อมมักจะเบี่ยงเบนโดยมุมหนึ่งในระหว่างกระบวนการเชื่อม เส้นผ่านศูนย์กลางของจุดเชื่อมและเส้นผ่านศูนย์กลางของพื้นผิวข้อต่อที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มมุมเอียงของเลเซอร์ เมื่อมุมเอียงของเลเซอร์คือ 40 ข้อต่อบัดกรีที่ใหญ่ที่สุดและพื้นผิวข้อต่อที่มีประสิทธิภาพจะได้รับ การเจาะจุดเชื่อมและการทะลุที่มีประสิทธิภาพจะลดลงด้วยมุมเอียงของเลเซอร์และเมื่อมากกว่า 60 การเจาะทะลุของการเชื่อมที่มีประสิทธิภาพจะลดลงเหลือศูนย์ ดังนั้นโดยการเอียงหัวเชื่อมไปยังมุมหนึ่งความลึกและความกว้างของรอยเชื่อมสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างเหมาะสม
นอกจากนี้ในระหว่างการเชื่อมโดยมีตะเข็บเชื่อมเป็นขอบเขตจุดเชื่อมด้วยเลเซอร์จะต้องเชื่อมกับ 65% ของแผ่นปิดและ 35% ของเปลือกซึ่งสามารถลดการระเบิดที่เกิดจากปัญหาการปิดฝาครอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2) การเชื่อมโหมดต่อเนื่อง
เนื่องจากกระบวนการทําความร้อนของการเชื่อมด้วยเลเซอร์อย่างต่อเนื่องไม่เหมือนกับการระบายความร้อนอย่างฉับพลันและความร้อนอย่างฉับพลันของเครื่องพัลส์แนวโน้มของรอยแตกระหว่างการเชื่อมจึงไม่ชัดเจนนัก เพื่อปรับปรุงคุณภาพของการเชื่อมจะใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง พื้นผิวของรอยเชื่อมเรียบและสม่ําเสมอไม่มีการกระเด็นและไม่มีข้อบกพร่อง ไม่พบรอยแตกร้าว ในการเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียมข้อดีของเลเซอร์ต่อเนื่องนั้นชัดเจน เมื่อเทียบกับวิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิมประสิทธิภาพการผลิตสูงและไม่จําเป็นต้องใช้ฟิลเลอร์ลวด เมื่อเทียบกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลซิ่งสามารถแก้ปัญหาข้อบกพร่องที่ปรากฏหลังจากการเชื่อมเช่นรอยแตกรูอากาศกระเด็น ฯลฯ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโลหะผสมอลูมิเนียมมีคุณสมบัติทางกลที่ดีหลังจากการเชื่อม มันจะไม่ลดลงหลังจากการเชื่อมและปริมาณของการขัดและบดหลังจากการเชื่อมจะลดลงซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการผลิต อย่างไรก็ตามเนื่องจากจุดของเลเซอร์ต่อเนื่องมีขนาดค่อนข้างเล็กดังนั้นความแม่นยําในการประกอบชิ้นงานจึงต้องการความต้องการที่สูงขึ้น
ประการที่สามปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อคุณภาพการเชื่อม
มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ บางคนมีความผันผวนอย่างมากและมีความไม่แน่นอนอย่างมาก วิธีการตั้งค่าและควบคุมพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างถูกต้องเพื่อให้สามารถควบคุมได้ภายในช่วงที่เหมาะสมในกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ต่อเนื่องความเร็วสูงเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพการเชื่อม. ความน่าเชื่อถือและความเสถียรของการสร้างรอยเชื่อมเป็นประเด็นสําคัญที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานจริงและอุตสาหกรรมของเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ปัจจัยสําคัญที่มีผลต่อคุณภาพของการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบ่งออกเป็นสามด้าน: อุปกรณ์เชื่อมสภาพชิ้นงานและพารามิเตอร์กระบวนการ
ปัจจุบันการเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นวิธีสําคัญสําหรับการเชื่อมแบตเตอรี่ระดับไฮเอนด์ การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการที่เลเซอร์ลําแสงพลังงานสูงฉายรังสีชิ้นงานเพื่อให้อุณหภูมิในการทํางานสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและชิ้นงานจะถูกหลอมละลายและเชื่อมต่อใหม่เพื่อสร้างการเชื่อมต่อถาวร ความต้านทานแรงเฉือนและความต้านทานการฉีกขาดของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ค่อนข้างดีและการนําไฟฟ้าความแข็งแรงความหนาแน่นของอากาศความล้าของโลหะและความต้านทานการกัดกร่อนของการเชื่อมแบตเตอรี่เป็นเกณฑ์การประเมินคุณภาพการเชื่อมทั่วไป
