激光焊接是目前高端電池焊接推崇的主要方法。激光焊接是高引擎電焊機能束激光照射工件,使工作溫度急劇升高,工件熔化並重新連接形成永久連接的過程。激光焊接的剪切強度和抗撕裂強度都比較好。電池焊接的好壞其導電性、強度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性能是典型的焊接質量評價標准。

  影響激光焊接質量的因素很多。其中一些極易波動,具有相當的不穩定性。如何正確設定和控制這些參數,使其在高速連續的激光焊接過程中控制在合適的範圍內,以保證焊接質量。焊縫成形的可靠性和穩定性,是關系到激光焊接技術實用化、產業化的重要問題。影響激光焊接質量的電離子切割機主要因素分焊接設備,工件狀況和工藝參數三方面。

  1)焊接設備

  對激光器的質量要求最主要的是光束模式和激光輸出功率及其穩定性。光束模式是光束質量的主要指標,光束模式階數越低,光束聚焦性能越好,光斑越小,相同激光功率下功率密度越高,焊縫深寬越大。一般要求基(TEM00)或低階模,否則難以滿足高質量激光焊接的要求。目前國產激光器在光束質量和激光輸出功率穩定性方面用於激光焊接還有一定困難。從電焊機國外情況來看,激光器的光束質量和輸出功率穩定性已相當高,不會成為激光焊接的問題。光學系統中影響焊接質量最大的因素是聚焦鏡,所用焦距一般在127mm(5in)到200mm(7、9in)之間,焦距小對減小聚焦光束腰斑直徑有好處,但過小容易在焊接過程中受污染和飛濺損傷。

  波長越短,吸收率越高;一般導電性好的材料,反射率都很高,對於YAG激光來說,銀的反射率是96%,鋁是92%,銅90%,鐵60%。溫度越高,吸收率越高,呈線性關系;一般表面塗磷酸鹽、炭黑、石墨等可以提高吸收率。

  2)工件狀況

  激光焊接要求對工件的邊緣進行加工,裝配有很高的精度,光斑與焊縫嚴格對中,而且工件原始裝配精度和光斑對中情況在焊接過程中不能因焊接熱變形而變化植釘機。這是因為激光光斑小,焊縫窄,一般不加填充金屬,如裝配不嚴間隙過大,光束能穿過間隙不能熔化母材,或者引起明顯的咬邊、凹陷,如光斑對縫的偏差稍大就有可能造成未熔合或未焊透。所以,一般板材對接裝配間隙和光斑對縫偏差均不應大於0、1mm,錯邊不應大於0、2mm。實際生產中,有時因不能滿足這些要求,而無法采用激光焊接技術。要獲得良好的焊接效果,對接允許間隙和搭接間隙要控制在薄板厚的10%以內。

  成功的激光焊接要求被焊基材之間緊密接觸。這需要仔細緊固零件,電離子焊接機以取得最佳效果。而這在纖薄的極耳基材上很難做好,因為它容易彎曲失准,特別是在極耳嵌入大型電池模塊或組件的情況下。

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