Батерије за напајање обезбеђују енергију за аутомобиле и у великој мери одређују безбедност, поузданост и издржљивост аутомобила. Процес производње ћелија и модула енергетских батерија се у великој мери користи у ласерском заваривању, а посебан процес, АИАГ ЦКИ-15 предвиђа посебне захтеве процеса ласерског заваривања у индустрији путничких аутомобила.
Узимајући за пример квадратне ћелије које се обично користе у енергетским батеријама, ту су ласерско заваривање поклопца противексплозијских вентила, ласерско заваривање стубова, ласерско заваривање поклопца и омотача итд. Ласерско заваривање легура алуминијума је веома важан део производног процеса. Процес ласерског заваривања алуминијумске легуре, лако је произвести тачку пуцања, порозност, пукотине заваривања, дубина топљења премашује лошу, ширина топљења премашује лошу и друге неквалификоване појаве, стога постоји потреба да се дефинише утицај неквалификованих предмета, анализира утицај о последицама утицаја (степену штете), да разуме механизам који производи ласерско заваривање неквалификовано, и да на тај начин предузме ефикасне мере за побољшање квалитета ласерског заваривања фазе масовне производње и конзистентности ласерског заваривања, за побољшање производње производне линије, смањење броја кварова заваривања, смањење трошкова материјалног отпада.
Уобичајени кварови ласерског заваривања (део)
01 Уобичајени кварови за заваривање заптивача вентила отпорног на експлозију батерије
Вентил против експлозије је округли лим од чистог алуминијума (1060 или 3003) дебљине 0,08 ~ 0,1 мм. Приликом заваривања инфрацрвеним ласером са влакнима, због високе рефлексије чврстог алуминијума на инфрацрвени ласер, а материјал је веома танак, као што је процес заваривања неприкладан, вентил отпоран на експлозију у процесу ласерског заваривања је склон прекувавању перфорације или рупе за издувавање, тако да губи функцију растерећења притиска и отпорности на експлозију.
Потенцијални квар 1: прекорачење/претапање
Разлог: Када користите инфрацрвено ласерско заваривање, пошто површина чврсте легуре алуминијума има високу рефлективност на инфрацрвени ласер, често се користи већа снага ласера и вентил отпоран на експлозију 0.08 ~ Дебљина од 0,1 мм је премала, лако се растопи.
Предлог решења: Изаберите одговарајуће параметре процеса заваривања да бисте постигли стрм пораст и спори пад снаге ласера и контролисали унос топлоте. Усвојите таласни облик са предњим шиљком и експоненцијално пригушите. Предњи шиљак може повећати брзину апсорпције ласера алуминијумским материјалом, а накнадни талас експоненцијалног слабљења може спречити перфорацију узроковану превисоком густином снаге.
Потенцијални квар 2: Издуване рупе
Узроци: Узроковано изливањем гаса из растопљеног базена током процеса ласерског заваривања.
Извори гаса: 1) Поклопци батерија за напајање и вентили отпорни на експлозију су делови за штанцање танке дебљине, који су након обраде склони заосталим мазивима и течностима за чишћење. У великој густини снаге ласерског ефекта, ове течности се веома лако испаре и испливају на површину растопљеног базена, пуцајући у исто време производе много прскања и остављају кратер на површини вара, формирајући од пухала. 2) однос ширине и дебљине вентила отпорног на експлозију је углавном до 30 или тако нешто, због топлоте завара и врло је лако произвести искривљење термичке деформације, што резултира вентилима отпорним на експлозију и горњим поклопцем склопа јаз у присуству велике количине ваздуха. Заваривање ових заосталих ваздушних топлотних експанзија, прскање из растопљеног базена, формирање рупа.
Предложена решења: 1) Темељно очистите поклопац и вентил против експлозије пре заваривања; 2) Оптимизујте процес заваривања помоћу заваривања пре-тачка + заваривања шавова и спречите савијање и деформацију тачкастим заваривањем да бисте смањили дефекте рупе.
02 Уобичајени квар заваривања полова батерије
Када је батерија за напајање груписана, веза између позитивног и негативног пола и адаптерског блока се врши ласерским заваривањем.
Потенцијални кварови: Дувајте рупе
Узрок: Завар за стуб је спојна површина између алуминијумског адаптера и стуба пречника око 6 мм, тако да је веома склон заосталим нечистоћама као што су мазива и средства за чишћење. Топлота од ласерског заваривања узрокује да нечистоће које су остале на стубу брзо испаре, а гас излази из растопљеног базена, што доводи до рупа.
Предложена решења: 1) Темељно очистите пре заваривања да бисте уклонили нечистоће гаса; 2) Оптимизујте процес заваривања да бисте смањили рупе кроз спор пораст снаге. Оптимизујте конвенционални процес заваривања у једном пролазу у заваривање у два пролаза, прво заваривање мале снаге за претходно загревање материјала и издувних гасова, друго заваривање велике снаге да бисте постигли потребну дубину фузије.
03 Грешка у заваривању кућишта батерије и поклопца
Кућиште батерије се углавном користи од алуминијумске легуре Ал3003, њена дебљина је углавном између 0,6 ~ 0,8 мм, обично се користи за континуирано ласерско заваривање мале снаге. Главни проблем квалитета ласерског завара је порозност, која ће смањити заптивање батерије.
Потенцијални квар: Порозност
Препорука за решење: Порозност је првенствено металуршки тип порозности узрокован разградњом оксидног филма или водене паре. Смањење снаге ласера и повећање брзине заваривања смањује порозност на максимално 1,1%. Да би се додатно смањила порозност, препоручује се коришћење вибрационог ласерског огледала уместо пулсног ласерског тачкастог заваривања. Мешајући ефекат кључаонице на растопљени базен може убрзати избацивање мехурића, што може скоро у потпуности елиминисати порозност запечаћеног завара.
Ласерско заваривање акумулатора је посебан процес, сви аспекти губитка контроле могу утицати на сопствену и безбедност возила, перформансе и животни век. Свеобухватно разумевање и савладавање процеса ласерског заваривања енергетских батерија, као и систематско увођење најбољих пракси надзора квалитета процеса ласерског заваривања су основа за обезбеђивање високе квалификације и доследности ласерског заваривања у фази масовне производње.
Друго издање ЦКИ-15 стандарда за евалуацију система процеса заваривања објављено 2020. постало је стандард процеса ласерског заваривања и праћења квалитета за произвођаче глава у индустрији електричних батерија, а такође је важан референтни стандард за главне путнике ОЕМ произвођачи аутомобила да препознају систем квалитета и процес ласерског заваривања произвођача електричних батерија.
