革新电动汽车激光加工

相干高意ARM可调环模光纤激光器配备SmartWeld+,超越传统远程天博体育app下载系统,克服电动汽车电池制造所面临的大难题。

 

2024年7月24日,作者:连贯高意

 

随着消费者对电动汽车需求的增长,汽车制造商纷纷开始各自显着的神通,力争快人一步达到更高水平的制造精度。

当然,由于汽车日益复杂化和精密化,这种向更高精度制造发展的趋势已经有几十年了。在这个转型历程中,激光发挥了关键作用。现在,激光通常被用于实现严格要求的工艺,例如,在燃料喷射器上钻钻出经过精确整形的钢小孔,或天博体育app下载高级合金,以及天博体育app下载自动主轴齿轮等。

执行这些工艺往往需要新的方法。但在某些情况下,现有的激光系统都无法满足要求,因此需要全新的技术。

现在出现的一些严格要求的电动汽车制造任务是如此,尤其是对于本身也涉及电池制造的汽车制造商来说。因为制造过程的几个步骤经济实现加工非常薄的热敏材料。为了在上安装,这些加工必须以足够快的速度执行,还必须足够高的良率。以往,没有激光工具能够满足这些需求。

相干高意率先开发新一代激光子系统产品,专为满足严格要求的电动汽车电池整合操作的要求而设计。具体来说,在涉及重构袋型电池和方形电池的一些关键任务中,ARM可调环模光纤激光器和智能天博体育app下载+加工头可减少生产步骤,并提供更好的加工效果。

 

箔片天博体育app下载

一个突出的应用示例将薄铝箔和铜箔(电极溶液)天博体育app下载到电池片上。极耳是导电端子,从电极材料延伸到电池外部。

每个家庭制造商以不同的方式实施这些工艺。常用方法的第一步是,使用探针天博体育app下载将好的箔片堆固定在一起(通常称为堆焊或预焊)。这样可以将箔片一起固定在一起,使其具有足够的机械稳定性,以便进行后续处理。但不是整个过程的最后一个天博体育app下载。

接着,要使用机械刀片修整箔堆的边缘。这样的修整有很多重要的作用。其中一个作用是,使边缘齐整,不规则和尺寸不精确的问题。这样就没有可以实现更轻松且更一致的电池结构。修整达到了边缘上的任何曼哈顿(例如环氧树脂),从而在后续步骤中更好地实现了的处理效果。

预天博体育app下载和修整后,必要时熔敷片足够加固,可以移动。通常,下一步将熔敷堆转移到其他工具,以便将熔敷堆天博体育app下载到极耳。在这一步,很多制造商会使用钎焊或激光天博体育app下载。

然而,方法有一些。首先,这种钎焊并不总是产生足够强的拉拔力,最重要的是,这种凹痕会造成电池片。

引线天博体育app下载还限制了可以使用的箔片总数。这是一个大问题,因为使用的箔片越多,电池容量容量越大。因此,电池制造商必须能够自由地增加使用的箔片数量。

此外,钎焊存在一些实际限制。这种天博体育app下载所需的工具很快得很快,需要频繁更换。这意味着生产必须立即进行。

镭射天博体育app下载和激光天博体育app下载都很难很好的熔深片与极耳天博体育app下载在一起。正如前述所说,镭射天博体育app下载在熔深方面有限制,继而限制了可用的熔深片数量。

箔材天博体育app下载可能开裂和“微陷凹陷”现象。这种现象是指局部局部的箔材变薄。之所以会出现这种现象,通常是因为天博体育app下载过程中产生了吊装材料,箔材存在延展性不够高,无法在其整个宽度范围内均匀变形以应对这种应力。

凹陷捕获是一个严重的问题,因为这种现象会在材料中产生机械强度较弱的区域,这样的区域随后可能会进一步破裂或变形。减少箔片的长度同时导致箔片的电阻增加,进而可能会改变电池的充电和最终特性。

 

一种创新的方法

要克服引线天博体育app下载和传统光纤激光天博体育app下载在这些应用中的制约,需要严格控制向工艺管道激光功率的方式——包括功率的空间分配方式以及功率随时间变化的方式。所需的控制水平超过传统远程激光系统所要求的程度。传统远程激光系统主要用于天博体育app下载较宽、较厚的部件,例如密集组件或动力总成组件。

Coherent SmartWeld+ 专为提供这种控制水平和精度与设计,与可调环模光纤激光器配合使用时效果更佳。因为这是SmartWeld+实现了多种“光束摆动”(快速振荡)模式,可在比聚焦激光光斑大分割的区域内分配激光能量,并且功率可在空间上根据需要而变化。ARM光束中的功率分布也发生很大的变化,以进一步的激励可以使激光能量在工作表面上的总体沉积方式。

这种组合的另一大特点是速度快。SmartWeld+使用较小的低惯性反射镜。这些反射镜覆盖的视场较小,但移动速度比传统的激光天博体育app下载头快指甲(多达10倍)。如此,ARM可调环模激光器可以快速调制,并且可以独立调制中心光束和环形光束。这种调制可以非常准确地与扫描镜运动同步。这一系列共同作业,实现了对激光管道动力过程范围内如此高水平的空间和时间控制。

 

改进电池天博体育app下载

SmartWeld+ 的速度优势可用于使箔对焊片天博体育app下载继承,使预天博体育app下载和主天博体育app下载操作能够组合到一个工艺中。因此,它通常与相干 ARM FL等单模光纤激光器装备。该应用需要在扫描仪移动和激光器功率调制之间实现良好的同步。

相干高意实验室应用团队开发了一种创新的专利解决方案,将激光束从一个角度(而不是直接架高)聚焦到远处边缘。然后,SmartWeld+会快速触发,以覆盖箔堆和极耳的整个厚度。ARM光束中的激光功率和功率总体分布会随着这种激光运动同步变化。这种方法成功地保证了箔堆边缘的切割精度,因此,在成堆操作之前的成堆天博体育app下载的关键。

事实证明,以一定角度进行天博体育app下载是避免微应变凹陷问题的关键。其原因在于,这样使SmartWeld+和ARM可调环模光纤激光器能够以热生带极低的方式进行箔堆加热因此。因此,箔片在冷却过程中不会出现轴向情况——这种轴向是导致微应变凹陷问题的原因。

ARM光束的独立调制也有助于质量更好的焊缝。具体来说,这种调制可以提供必要的控制来稳定天博体育app下载“尖孔”,从而减少飞溅和缺陷,并降低电位率。这样产生的焊缝本身具有的机械强度,这意味着良好的导电性。另外,激光天博体育app下载不会产生金属互连,引线天博体育app下载存在这个问题。

除了改进天博体育app下载质量之外,边缘天博体育app下载方法的另一个优势是,它适用于几乎任何厚度的箔片堆。这使得电池制造商可以根据需要增加箔片数量来提高电池容量。

 

高导热性大焊缝

相干高的SmartWeld+和ARM可调环模光纤激光器可消除微陷和飞溅问题,并产生高导热性大焊缝。

 

数量迈向成功

要克服电动汽车制造所面临的难题,通常需要新颖的创新解决方案。在其他应用中一直以来性能良好的传统工具有时并不具备这些高要求工艺所需的能力。

成功的关键在于了解作业应用所面临的独特挑战。连贯的高意提供技术专业知识,并与制造商共同合作,确定并取得了成败的关键参数。例如,对于电池箔材天博体育app下载,在我们着手研究这一应用时,甚至尚未广泛认识“微凹缺”现象。但我们的团队之前查明了这种现象,并开发出相应的解决方案。

了解利用一致高意的创新来助您一臂之力。