Baterije za napajanje daju energiju za automobile i u velikoj mjeri određuju sigurnost, pouzdanost i izdržljivost automobila. Proces proizvodnje ćelija i modula energetskih baterija se uvelike koristi u laserskom zavarivanju, a poseban proces AIAG CQI-15 propisuje posebne zahtjeve procesa laserskog zavarivanja u industriji putničkih automobila.
Uzimajući za primjer ćelije kvadratne školjke koje se obično koriste u energetskim baterijama, tu su lasersko zavarivanje poklopaca protiveksplozijskih ventila, lasersko zavarivanje stubova, lasersko zavarivanje poklopca i školjke itd. Lasersko zavarivanje aluminijskih legura je veoma važan deo proizvodnog procesa. Proces laserskog zavarivanja aluminijumske legure, lako je proizvesti tačku pucanja, poroznost, pukotine zavarivanja, dubina taline premašuje lošu, širina taline premašuje lošu i druge nekvalificirane pojave, stoga je potrebno definirati utjecaj nekvalificiranih predmeta, analizirati utjecaj o posljedicama udara (stepenu štete), razumjeti mehanizam koji proizvodi lasersko zavarivanje nekvalificirano, te na taj način poduzeti efikasne mjere za poboljšanje kvaliteta laserskog zavarivanja u fazi masovne proizvodnje i konzistentnosti laserskog zavarivanja, za poboljšanje proizvodnje proizvodne linije, smanjenje broja kvarova u zavarivanju, smanjenje troškova materijalnog otpada.
Uobičajeni kvarovi laserskog zavarivanja (dio)
01 Baterija Uobičajeni kvarovi zavarivanja zaptivača ventila otpornog na eksploziju
Ventil otporan na eksploziju je okrugli lim od čistog aluminijuma (1060 ili 3003) debljine 0,08 ~ 0,1 mm. Prilikom zavarivanja infracrvenim vlaknastim laserom, zbog visoke refleksije čvrstog aluminija na infracrveni laser, a materijal je vrlo tanak, kao što je postupak zavarivanja neprikladan, ventil otporan na eksploziju u procesu laserskog zavarivanja je sklon prekuhavanju perforacije ili rupe za izduvavanje, tako da gubi funkciju rasterećenja pritiska i otpornosti na eksploziju.
Potencijalni kvar 1: prekoračenje/pretapanje
Razlog: Kada koristite infracrveno lasersko zavarivanje, jer površina čvrste legure aluminijuma ima visoku refleksivnost na infracrveni laser, pa se često koristi veća snaga lasera, a ventil otporan na eksploziju 0.08 ~ Debljina od 0,1 mm je premala, lako se rastopi.
Prijedlog rješenja: Odaberite odgovarajuće parametre procesa zavarivanja kako biste postigli nagli porast i spori pad snage lasera i kontrolirali unos topline. Usvojite talasni oblik sa prednjim šiljkom i eksponencijalno prigušite. Prednji šiljak može povećati stopu apsorpcije lasera aluminijskim materijalom, a naknadni eksponencijalni val slabljenja može spriječiti perforaciju uzrokovanu previsokom gustoćom snage.
Potencijalni kvar 2: Izduvane rupe
Uzroci: Uzrokovano izlivanjem gasa iz rastopljenog bazena tokom procesa laserskog zavarivanja.
Izvori gasa: 1) Poklopci baterija za napajanje i ventili otporni na eksploziju su tanki, debeli delovi za štancanje, koji su skloni zaostatku maziva i tečnosti za čišćenje nakon obrade. U velikoj gustoći snage laserskog efekta, ove tekućine vrlo lako ispare i isplivaju na površinu rastopljenog bazena, pucajući u isto vrijeme stvaraju puno prskanja i ostavljaju krater na površini vara, formirajući od puhala. 2) omjer širine i debljine ventila otpornog na eksploziju je općenito do 30 ili tako nešto, zbog topline zavara i vrlo je lako proizvesti iskrivljenje termičke deformacije, što rezultira ventilima otpornim na eksploziju i gornjim poklopcem sklopa jaz u prisustvu velike količine vazduha. Zavarivanje ovih zaostalih vazdušnih termičkih ekspanzija, prskanje iz rastopljenog bazena, formiranje rupa.
Predložena rješenja: 1) Temeljno očistite poklopac i ventil otporan na eksploziju prije zavarivanja; 2) Optimizirajte proces zavarivanja pomoću zavarivanja prije tačke + zavarivanja šavova i spriječite savijanje i deformaciju točkastim zavarivanjem kako biste smanjili defekte puhala.
02 Uobičajeni kvar zavarivanja polova baterije
Kada je baterija za napajanje grupirana, veza između pozitivnog i negativnog pola i adapterskog bloka vrši se laserskim zavarivanjem.
Potencijalni kvarovi: Produvajte rupe
Uzrok: Zavar za stup je spojna površina između aluminijskog adaptera i stupa prečnika oko 6 mm, tako da je vrlo sklon zaostalim nečistoćama kao što su maziva i sredstva za čišćenje. Toplina od laserskog zavarivanja uzrokuje da nečistoće koje su ostale na stupu brzo ispare, a plin izlazi iz rastopljenog bazena, što rezultira rupama.
Predložena rješenja: 1) Temeljno očistiti prije zavarivanja kako bi se uklonile nečistoće plina; 2) Optimizirajte proces zavarivanja kako biste smanjili rupe kroz spori porast snage. Optimizirajte konvencionalni proces zavarivanja u jednom prolazu u zavarivanje u dva prolaza, prvo zavarivanje male snage za prethodno zagrijavanje materijala i izduvnih plinova, drugo zavarivanje velike snage za postizanje potrebne dubine fuzije.
03 Greška u zavarivanju kućišta baterije i poklopca
Kućište baterije se uglavnom koristi od aluminijumske legure Al3003, njena debljina je uglavnom između 0,6 ~ 0,8 mm, obično se koristi za kontinuirano lasersko zavarivanje male snage. Glavni problem kvalitete laserskog zavarivanja je poroznost, koja će smanjiti brtvljenje baterije.
Potencijalni kvar: Poroznost
Preporuka za rješenje: Poroznost je prvenstveno metalurški tip poroznosti uzrokovan razgradnjom oksidnog filma ili vodene pare. Smanjenje snage lasera i povećanje brzine zavarivanja smanjuje poroznost na maksimalno 1,1%. Kako bi se dodatno smanjila poroznost, preporučljivo je koristiti vibrirajući laser u zrcalu umjesto pulsnog laserskog točkastog zavarivanja. Učinak miješanja ključaonice na rastopljeni bazen može ubrzati izlazak mjehurića, što može gotovo u potpunosti eliminirati poroznost zapečaćenog vara.
Lasersko zavarivanje akumulatora je poseban proces, svi aspekti gubitka kontrole mogu uticati na sopstvenu i bezbednost vozila, performanse i životni vek. Sveobuhvatno razumijevanje i ovladavanje procesom laserskog zavarivanja energetskih baterija, te sistematsko uvođenje najboljih praksi nadzora kvaliteta procesa laserskog zavarivanja osnova su za osiguranje visoke kvalifikacije i konzistentnosti laserskog zavarivanja u fazi masovne proizvodnje.
Drugo izdanje CQI-15 standarda za evaluaciju sistema procesa zavarivanja objavljeno 2020. godine postalo je standard procesa laserskog zavarivanja i praćenja kvaliteta za proizvođače glava u industriji električnih baterija, a također je važan referentni standard za glavne putnike OEM proizvođači automobila da prepoznaju sistem kvaliteta i proces laserskog zavarivanja proizvođača električnih baterija.
