Sa bag-ohay nga mga tuig, tungod sa paspas nga pag-uswag sa industriya sa bag-ong enerhiya, ang laser welding kusog nga nakasulod sa tibuok industriya sa bag-ong enerhiya tungod sa paspas ug lig-on nga mga bentaha niini. Lakip niini, ang mga kagamitan sa laser welding ang adunay pinakataas nga proporsyon sa mga aplikasyon sa tibuok industriya sa bag-ong enerhiya.
Pagwelding gamit ang laserdali nga nahimong unang kapilian sa tanang matang sa kinabuhi tungod sa paspas nga pagpadali, dako nga giladmon, ug gamay nga pagkausab sa porma. Gikan sa spot welds ngadto sa butt welds, build-up ug seal welds,pagwelding gamit ang lasernaghatag ug walay kapantay nga katukma ug kontrol. Kini adunay importanteng papel sa industriyal nga produksiyon ug paggama, lakip ang industriya sa militar, medikal nga pag-atiman, aerospace, 3C nga mga piyesa sa awto, mekanikal nga sheet metal, bag-ong enerhiya ug uban pang mga industriya.
Kon itandi sa ubang mga teknolohiya sa welding, ang laser welding adunay kaugalingong mga bentaha ug disbentaha.
Bentaha:
1. Kusog nga tulin, dako nga giladmon ug gamay nga deformasyon.
2. Ang pagwelding mahimong himuon sa normal nga temperatura o ubos sa espesyal nga mga kondisyon, ug ang kagamitan sa pagwelding yano ra. Pananglitan, ang laser beam dili moagi sa electromagnetic field. Ang mga laser mahimong magwelding sa vacuum, hangin o pipila ka palibot nga gas, ug mahimong magwelding sa mga materyales nga agi sa bildo o transparent ngadto sa laser beam.
3. Mahimo kining magwelding og mga materyales nga dili madaot sa kainit sama sa titanium ug quartz, ug mahimo usab kining magwelding og mga materyales nga dili parehas og hitsura nga adunay maayong resulta.
4. Human ma-focus ang laser, taas ang power density. Ang aspect ratio mahimong moabot sa 5:1, ug mahimong moabot hangtod sa 10:1 kung mag-welding og mga high-power device.
5. Mahimong himuon ang micro welding. Human ma-focus ang laser beam, makakuha og gamay nga lugar ug ma-position kini og tukma. Mahimo kining gamiton sa pag-assemble ug pag-welding sa gagmay ug gagmay nga mga workpiece aron makab-ot ang automated mass production.
6. Mahimo kining magwelding sa mga lugar nga lisod maabot ug makahimo og non-contact long-distance welding, nga adunay dakong pagka-flexible. Ilabi na sa bag-ohay nga mga tuig, ang teknolohiya sa pagproseso sa YAG laser nagsagop sa teknolohiya sa optical fiber transmission, nga nakapahimo sa teknolohiya sa laser welding nga mas kaylap nga gipasiugda ug gigamit.
7. Ang laser beam dali ra mabahin sa oras ug wanang, ug daghang mga beam ang mahimong maproseso sa daghang mga lokasyon sa parehas nga oras, nga naghatag mga kondisyon alang sa mas tukma nga pag-welding.
Depekto:
1. Kinahanglan nga taas ang katukma sa pag-assemble sa workpiece, ug ang posisyon sa beam sa workpiece dili mahimong mausab pag-ayo. Kini tungod kay gamay ang gidak-on sa laser spot human sa pag-focus ug pig-ot ang weld seam, nga nagpalisod sa pagdugang og mga materyales nga filler metal. Kung ang katukma sa pag-assemble sa workpiece o ang katukma sa pagposisyon sa beam dili makatuman sa mga kinahanglanon, dali nga mahitabo ang mga depekto sa welding.
2. Taas ang gasto sa mga laser ug mga may kalabutan nga sistema, ug dako ang usa ka higayon nga puhunan.
Kasagarang mga depekto sa laser weldingsa paghimo og lithium battery
1. Porosidad sa welding
Kasagarang mga depekto sapagwelding gamit ang lasermga buho. Ang natunaw nga lim-aw sa welding lawom ug pig-ot. Atol sa proseso sa laser welding, ang nitroheno mosulod sa natunaw nga lim-aw gikan sa gawas. Atol sa proseso sa pagpabugnaw ug pagpalig-on sa metal, ang solubility sa nitroheno mokunhod uban sa pagkunhod sa temperatura. Kung ang natunaw nga metal sa lim-aw mobugnaw aron magsugod sa pagkristal, , ang solubility moubos pag-ayo ug kalit. Niining panahona, daghang gas ang mo-precipitate aron maporma ang mga bula. Kung ang naglutaw nga tulin sa mga bula mas ubos kaysa sa tulin sa pagkristal sa metal, ang mga buho mamugna.
Sa mga aplikasyon sa industriya sa lithium battery, kanunay natong makita nga ang mga pores lagmit nga mahitabo atol sa pag-welding sa positibo nga electrode, apan talagsa ra mahitabo atol sa pag-welding sa negatibo nga electrode. Kini tungod kay ang positibo nga electrode hinimo sa aluminum ug ang negatibo nga electrode hinimo sa tumbaga. Atol sa pag-welding, ang likido nga aluminum sa ibabaw nag-condensed sa dili pa hingpit nga moawas ang internal nga gas, nga nagpugong sa gas sa pag-awas ug pagporma og dagko ug gagmay nga mga lungag. Gagmay nga stomata.
Gawas sa mga hinungdan sa mga pores nga nahisgotan sa ibabaw, ang mga pores naglakip usab sa hangin sa gawas, kaumog, lana sa ibabaw, ug uban pa. Dugang pa, ang direksyon ug anggulo sa paghuyop sa nitroheno makaapekto usab sa pagporma sa mga pores.
Unsa may buhaton aron maminusan ang posibilidad sa pag-welding pores?
Una, sa wala papagwelding, ang mga lama sa lana ug mga hugaw sa ibabaw sa mga mosulod nga materyales kinahanglan nga limpyohan sa tukmang panahon; sa paghimo og mga baterya sa lithium, ang pag-inspeksyon sa mosulod nga materyal usa ka importante nga proseso.
Ikaduha, ang pag-agos sa shielding gas kinahanglan nga i-adjust sumala sa mga hinungdan sama sa katulin sa welding, gahum, posisyon, ug uban pa, ug dili kinahanglan nga dako kaayo o gamay kaayo. Ang presyur sa protective cloak kinahanglan nga i-adjust sumala sa mga hinungdan sama sa gahum sa laser ug posisyon sa focus, ug dili kinahanglan nga taas kaayo o ubos kaayo. Ang porma sa protective cloak nozzle kinahanglan nga i-adjust sumala sa porma, direksyon ug uban pang mga hinungdan sa weld aron ang protective cloak parehas nga makatabon sa lugar sa welding.
Ikatulo, kontrola ang temperatura, humidity, ug abog sa hangin sa workshop. Ang temperatura ug humidity sa palibot makaapekto sa kaumog sa ibabaw sa substrate ug sa protective gas, nga makaapekto sa pagmugna ug paggawas sa alisngaw sa tubig sa tinunaw nga pool. Kung taas kaayo ang temperatura ug humidity sa palibot, adunay sobra nga kaumog sa ibabaw sa substrate ug sa protective gas, nga makamugna og daghang alisngaw sa tubig, nga moresulta sa mga pores. Kung ubos kaayo ang temperatura ug humidity sa palibot, adunay gamay ra kaayo nga kaumog sa ibabaw sa substrate ug sa shielding gas, nga makunhuran ang pagmugna sa alisngaw sa tubig, sa ingon makunhuran ang mga pores; ipahibalo sa mga quality personnel ang target nga kantidad sa temperatura, humidity, ug abog sa welding station.
Ikaupat, ang beam swing method gigamit aron makunhuran o matangtang ang mga pores sa laser deep penetration welding. Tungod sa pagdugang sa swing atol sa welding, ang reciprocating swing sa beam ngadto sa weld seam hinungdan sa balik-balik nga pagkatunaw sa bahin sa weld seam, nga makapalugway sa residence time sa liquid metal sa welding pool. Sa samang higayon, ang deflection sa beam nagdugang usab sa heat input kada unit area. Ang depth-to-width ratio sa weld mikunhod, nga makatabang sa pagtungha sa mga bula, sa ingon mawagtang ang mga pores. Sa laing bahin, ang swing sa beam hinungdan sa pag-swing sa gamay nga lungag sumala niana, nga makahatag usab og stirring force para sa welding pool, makadugang sa convection ug stirring sa welding pool, ug adunay mapuslanong epekto sa pagtangtang sa mga pores.
Ikalima, ang pulse frequency, ang pulse frequency nagtumong sa gidaghanon sa mga pulse nga gipagawas sa laser beam kada unit time, nga makaapekto sa heat input ug heat accumulation sa molten pool, ug dayon makaapekto sa temperature field ug flow field sa molten pool. Kung taas kaayo ang pulse frequency, kini mosangpot sa sobra nga heat input sa molten pool, hinungdan nga taas kaayo ang temperatura sa molten pool, nga moresulta sa metal vapor o uban pang elemento nga dali moalisngaw sa taas nga temperatura, nga moresulta sa mga pores. Kung ubos kaayo ang pulse frequency, kini mosangpot sa dili igo nga heat accumulation sa molten pool, hinungdan nga ubos kaayo ang temperatura sa molten pool, nga mokunhod sa pagkatunaw ug pag-ikyas sa gas, nga moresulta sa mga pores. Sa kinatibuk-an, ang pulse frequency kinahanglan pilion sulod sa usa ka makatarunganon nga range base sa gibag-on sa substrate ug laser power, ug likayan ang sobra ka taas o ubos kaayo.
Mga buho sa pagwelding (laser welding)
2. Pag-weld sa mga spits
Ang mga sabwag nga mamugna atol sa proseso sa pagwelding, laser welding, seryosong makaapekto sa kalidad sa ibabaw sa weld, ug makahugaw ug makadaot sa lente. Ang kinatibuk-ang performance mao ang mosunod: human makompleto ang laser welding, daghang mga partikulo sa metal ang makita sa ibabaw sa materyal o workpiece ug motapot sa ibabaw sa materyal o workpiece. Ang labing sayon nga performance mao nga kon magwelding sa galvanometer mode, human sa usa ka panahon sa paggamit sa protective lens sa galvanometer, adunay mga dasok nga lungag sa ibabaw, ug kini nga mga lungag gipahinabo sa welding spatter. Human sa dugay nga panahon, dali ra nga mababagan ang kahayag, ug adunay mga problema sa welding light, nga moresulta sa sunod-sunod nga mga problema sama sa broken welding ug virtual welding.
Unsa ang mga hinungdan sa pag-splash?
Una, kon mas dako ang power density, mas sayon ang pagmugna og mga hugaw, ug ang hugaw direktang may kalabutan sa power density. Kini usa ka problema nga dugay na. Sa pagkakaron, ang industriya wala pa makasulbad sa problema sa pagsabwag, ug makaingon lang nga kini gamay ra ang nakunhoran. Sa industriya sa lithium battery, ang pagsabwag mao ang pinakadako nga hinungdan sa short circuit sa baterya, apan wala pa kini makasulbad sa tinuod nga hinungdan. Ang epekto sa pagsabwag sa baterya makunhoran lamang gikan sa punto sa panglantaw sa proteksyon. Pananglitan, ang usa ka lingin nga mga port sa pagtangtang sa abog ug mga panalipod nga tabon gidugang sa palibot sa bahin sa welding, ug ang mga laray sa mga kutsilyo sa hangin gidugang sa mga lingin aron malikayan ang epekto sa pagsabwag o bisan ang kadaot sa baterya. Ang pagguba sa palibot, mga produkto ug mga sangkap sa palibot sa estasyon sa welding mahimong ikaingon nga nahurot na ang paagi.
Mahitungod sa pagsulbad sa problema sa pagsabwag, maingon lang nga ang pagpakunhod sa enerhiya sa pagwelding makatabang sa pagpakunhod sa pagsabwag. Ang pagpakunhod sa gikusgon sa pagwelding makatabang usab kung ang pagsulod dili igo. Apan sa pipila ka espesyal nga mga kinahanglanon sa proseso, gamay ra ang epekto niini. Parehas ra kini nga proseso, ang lainlaing mga makina ug lainlaing mga batch sa mga materyales adunay hingpit nga lainlaing mga epekto sa pagwelding. Busa, adunay usa ka wala gisulat nga lagda sa bag-ong industriya sa enerhiya, usa ka hugpong sa mga parameter sa pagwelding alang sa usa ka piraso sa kagamitan.
Ikaduha, kon ang nawong sa giprosesong materyal o workpiece dili limpyohan, ang mga lama sa lana o mga hugaw mahimong hinungdan usab sa grabeng mga pagsabwag. Niining panahona, ang pinakasayon nga butang mao ang paglimpyo sa nawong sa giprosesong materyal.
3. Taas nga pagpamalandong sa laser welding
Sa kinatibuk-an, ang taas nga repleksyon nagtumong sa kamatuoran nga ang materyal sa pagproseso adunay gamay nga resistivity, medyo hamis nga nawong, ug ubos nga rate sa pagsuhop alang sa mga near-infrared laser, nga mosangpot sa daghang laser emission, ug tungod kay kadaghanan sa mga laser gigamit sa bertikal nga paagi. Tungod sa materyal o gamay nga hilig, ang mibalik nga laser light mosulod pag-usab sa output head, ug bisan ang bahin sa mibalik nga kahayag gilakip sa energy-transmitting fiber, ug ipadala balik subay sa fiber ngadto sa sulod sa laser, nga naghimo sa mga core component sa sulod sa laser nga magpadayon sa taas nga temperatura.
Kon ang reflectivity taas ra kaayo atol sa laser welding, ang mosunod nga mga solusyon mahimong gamiton:
3.1 Gamita ang anti-reflection coating o tambali ang nawong sa materyal: ang pagtabon sa nawong sa welding material og anti-reflection coating epektibong makapakunhod sa reflectivity sa laser. Kini nga coating kasagaran usa ka espesyal nga optical material nga adunay ubos nga reflectivity nga mosuhop sa enerhiya sa laser imbes nga i-reflect kini balik. Sa pipila ka mga proseso, sama sa current collector welding, soft connection, ug uban pa, ang nawong mahimo usab nga embossed.
3.2 I-adjust ang anggulo sa pagwelding: Pinaagi sa pag-adjust sa anggulo sa pagwelding, ang laser beam mahimong moigo sa materyal nga giwelding sa mas angay nga anggulo ug makunhuran ang pagkahitabo sa repleksyon. Kasagaran, ang pagigo sa laser beam nga patindog sa nawong sa materyal nga iwelding usa ka maayong paagi aron makunhuran ang mga repleksyon.
3.3 Pagdugang og auxiliary absorbent: Atol sa proseso sa pagwelding, usa ka piho nga gidaghanon sa auxiliary absorbent, sama sa pulbos o likido, ang gidugang sa weld. Kini nga mga absorber mosuhop sa enerhiya sa laser ug mokunhod sa reflectivity. Ang angay nga absorbent kinahanglan nga pilion base sa piho nga mga materyales sa pagwelding ug mga senaryo sa aplikasyon. Sa industriya sa lithium battery, dili kini lagmit.
3.4 Gamita ang optical fiber sa pagpadala sa laser: Kon mahimo, ang optical fiber mahimong gamiton sa pagpadala sa laser ngadto sa posisyon sa welding aron makunhuran ang reflectivity. Ang optical fiber makagiya sa laser beam ngadto sa welding area aron malikayan ang direktang pagkaladlad sa nawong sa welding material ug makunhuran ang pagkahitabo sa mga reflection.
3.5 Pag-adjust sa mga parameter sa laser: Pinaagi sa pag-adjust sa mga parameter sama sa gahum sa laser, focal length, ug focal diameter, ang pag-apod-apod sa enerhiya sa laser makontrol ug ang mga repleksyon maminusan. Alang sa pipila ka mga materyal nga reflective, ang pagkunhod sa gahum sa laser mahimong usa ka epektibo nga paagi aron maminusan ang mga repleksyon.
3.6 Gamita ang beam splitter: Ang beam splitter makagiya sa bahin sa enerhiya sa laser ngadto sa absorption device, sa ingon makunhuran ang pagkahitabo sa mga reflection. Ang mga beam splitter device kasagaran gilangkoban sa mga optical component ug absorbers, ug pinaagi sa pagpili sa angay nga mga component ug pag-adjust sa layout sa device, makab-ot ang mas ubos nga reflectivity.
4. Pag-welding nga gipaubos
Sa proseso sa paggama sa lithium battery, unsang mga proseso ang mas lagmit nga hinungdan sa undercutting? Ngano nga mahitabo ang undercutting? Atong analisahon kini.
Ubos nga pagputol, kasagaran ang mga hilaw nga materyales sa welding dili maayo nga pagkahiusa sa usag usa, ang gintang dako kaayo o ang uka makita, ang giladmon ug gilapdon mas dako pa sa 0.5mm, ang kinatibuk-ang gitas-on mas dako pa sa 10% sa gitas-on sa weld, o mas dako pa sa gitas-on sa gikinahanglan nga sumbanan sa proseso sa produkto.
Sa tibuok proseso sa paggama sa lithium battery, ang undercutting mas lagmit nga mahitabo, ug kini kasagarang giapod-apod sa sealing pre-welding ug welding sa cylindrical cover plate ug sa sealing pre-welding ug welding sa square aluminum shell cover plate. Ang pangunang rason mao nga ang sealing cover plate kinahanglan nga mokooperar sa shell aron ma-welding, ang proseso sa pagpares tali sa sealing cover plate ug sa shell dali nga maapektuhan sa sobra nga weld gaps, grooves, collapse, ug uban pa, mao nga kini labi ka dali nga maapektuhan sa undercuts.
Busa unsa ang hinungdan sa undercutting?
Kon kusog kaayo ang welding, ang likidong metal sa luyo sa gamay nga lungag nga nagtudlo sa sentro sa weld dili na makatag-an pag-usab, nga moresulta sa pag-gahi ug pagkaguba sa duha ka kilid sa weld. Tungod sa nahisgutang sitwasyon, kinahanglan natong i-optimize ang mga parameter sa welding. Sa yanong pagkasulti, kini usa ka balik-balik nga mga eksperimento aron mapamatud-an ang lainlaing mga parameter, ug ipadayon ang DOE hangtod makit-an ang angay nga mga parameter.
2. Ang sobra nga mga gintang sa weld, mga uka, mga pagkahugno, ug uban pa sa mga materyales sa welding makapakunhod sa gidaghanon sa tinunaw nga metal nga nagpuno sa mga gintang, nga makapahimo sa mga undercut nga mas lagmit nga mahitabo. Kini usa ka pangutana sa kagamitan ug hilaw nga materyales. Kung ang mga hilaw nga materyales sa welding nakab-ot ba ang mga kinahanglanon sa umaabot nga materyal sa among proseso, kung ang katukma sa kagamitan nakab-ot ba ang mga kinahanglanon, ug uban pa. Ang naandan nga praktis mao ang kanunay nga pagsakit ug pagbun-og sa mga supplier ug sa mga tawo nga nagdumala sa kagamitan.
3. Kon ang enerhiya moubos og kusog sa katapusan sa laser welding, ang gamay nga lungag mahimong mahugno, nga moresulta sa lokal nga undercutting. Ang hustong pagpares sa gahum ug katulin epektibong makapugong sa pagporma sa mga undercut. Sama sa giingon sa karaang panultihon, balika ang mga eksperimento, susiha ang lainlaing mga parameter, ug ipadayon ang DOE hangtod makit-an nimo ang husto nga mga parameter.
5. Pagkahugno sa sentro sa weld
Kon hinay ang welding, ang tinunaw nga pool modako ug molapad, nga modaghan ang natunaw nga metal. Mahimo kining makapalisod sa pagmentinar sa surface tension. Kon ang tinunaw nga metal mobug-at pag-ayo, ang sentro sa weld mahimong malunod ug maporma ang mga dips ug pit. Niini nga kaso, ang energy density kinahanglan nga pakunhuran sa hustong paagi aron malikayan ang pagkahugno sa melt pool.
Sa laing sitwasyon, ang gintang sa welding moporma lang og pagkahugno nga dili hinungdan sa pagkabuslot. Kini walay duhaduha nga usa ka problema sa press fit sa kagamitan.
Ang hustong pagsabot sa mga depekto nga mahimong mahitabo atol sa laser welding ug ang mga hinungdan sa lain-laing mga depekto nagtugot sa usa ka mas gitumong nga pamaagi aron masulbad ang bisan unsang abnormal nga mga problema sa welding.
6. Pag-weld sa mga liki
Ang mga liki nga makita atol sa padayon nga laser welding kasagaran mga thermal crack, sama sa crystal cracks ug liquefaction cracks. Ang pangunang hinungdan niining mga liki mao ang dakong pwersa sa pagkunhod nga namugna sa weld sa dili pa kini hingpit nga mogahi.
Adunay usab mga mosunod nga hinungdan sa mga liki sa laser welding:
1. Dili makatarunganon nga disenyo sa weld: Ang dili husto nga disenyo sa geometry ug gidak-on sa weld mahimong hinungdan sa konsentrasyon sa stress sa welding, nga hinungdan sa mga liki. Ang solusyon mao ang pag-optimize sa disenyo sa weld aron malikayan ang konsentrasyon sa stress sa welding. Mahimo nimong gamiton ang angay nga offset welds, usbon ang porma sa weld, ug uban pa.
2. Dili pagkatugma sa mga parametro sa welding: Ang dili husto nga pagpili sa mga parametro sa welding, sama sa sobra ka paspas nga welding speed, sobra ka taas nga power, ug uban pa, mahimong mosangpot sa dili patas nga pagbag-o sa temperatura sa welding area, nga moresulta sa dako nga welding stress ug mga liki. Ang solusyon mao ang pag-adjust sa mga parametro sa welding aron mohaom sa piho nga materyal ug mga kondisyon sa welding.
3. Dili maayong pagpangandam sa nawong sa welding: Ang pagkapakyas sa paglimpyo ug pag-pre-treat sa nawong sa welding sa dili pa mag-welding, sama sa pagtangtang sa mga oxide, grasa, ug uban pa, makaapekto sa kalidad ug kalig-on sa weld ug dali nga mosangpot sa mga liki. Ang solusyon mao ang hustong paglimpyo ug pag-pre-treat sa nawong sa welding aron masiguro nga ang mga hugaw ug kontaminante sa lugar sa welding epektibo nga matambalan.
4. Dili hustong pagkontrol sa kainit nga mosulod sa welding: Ang dili maayong pagkontrol sa kainit nga mosulod atol sa welding, sama sa sobra nga temperatura atol sa welding, dili hustong gikusgon sa pagpabugnaw sa welding layer, ug uban pa, mosangpot sa mga pagbag-o sa istruktura sa welding area, nga moresulta sa mga liki. Ang solusyon mao ang pagkontrol sa temperatura ug gikusgon sa pagpabugnaw atol sa welding aron malikayan ang sobrang kainit ug paspas nga pagpabugnaw.
5. Dili igo nga paghupay sa stress: Ang dili igo nga pagtambal sa paghupay sa stress human sa welding moresulta sa dili igo nga paghupay sa stress sa gi-welding nga lugar, nga dali nga mosangpot sa mga liki. Ang solusyon mao ang paghimo sa angay nga pagtambal sa paghupay sa stress human sa welding, sama sa heat treatment o vibration treatment (pangunang hinungdan).
Mahitungod sa proseso sa paggama sa mga baterya sa lithium, unsang mga proseso ang mas lagmit nga hinungdan sa mga liki?
Kasagaran, ang mga liki dali nga mahitabo atol sa pag-sealing welding, sama sa pag-sealing sa cylindrical steel shells o aluminum shells, pag-sealing sa square aluminum shells, ug uban pa. Dugang pa, atol sa proseso sa pagputos sa module, ang pag-welding sa current collector dali usab nga maliki.
Siyempre, mahimo usab natong gamiton ang filler wire, preheating o uban pang mga pamaagi aron makunhuran o matangtang kini nga mga liki.
Oras sa pag-post: Sep-01-2023
