Nima uchun lazerli payvandlash quvvatli batareyalar ishlab chiqarishda ajralmas variantga aylandi?

Bugungi jadal rivojlanayotgan yangi energiya avtomobil sanoatida quvvat akkumulyatorlarining xavfsizligi, diapazoni va mustahkamligi butun avtomobilning asosiy raqobatbardoshligini bevosita belgilaydi. Lazerli payvandlash texnologiyasi mikron{1}}darajadagi nozik nazorat, yuqori{2}}samaradorlik va past issiqlik ta'sirining noyob afzalliklari bilan quvvat akkumulyatorlarini ishlab chiqarishda ajralmas "oltin jarayon"ga aylandi - qobiqni muhrlashdan elektrodga ulanishgacha, modul integratsiyasidan xavfsizlik komponentlarini payvandlashgacha, batareyaning barqarorligi va xavfsiz ishlab chiqarish jarayonini qayta ishlaydi. har bir quvvat batareyasidan.

Lazerli payvandlash oddiygina “yuqori{0}}haroratli sintez” emas, balki yuqori{1}}energiyali- lazer nurini aniq fokuslash orqali materiallarning tez erishi va kuchli ulanishiga erishadigan ilg‘or jarayondir. Quvvat akkumulyatorlarini ishlab chiqarishda uning mashhurligi uchta asosiy afzalliklarga bog'liq:

1. Ultra yupqa materiallarga{1}}aniq moslashish

Quvvat batareyasi korpuslari va qopqoqlari asosan 0,6-0,8 mm alyuminiy qotishma plitalardan foydalanadi (90% dan ortiqni tashkil qiladi) va an'anaviy boshq payvandlash osonlikcha deformatsiyaga, penetratsiyaga yoki qoldiq stressga olib keladi. Lazer nuqtalari mikron darajasiga qadar siqilib, konsentratsiyalangan va boshqariladigan energiya bilan ichki tuzilishga zarar bermasdan oʻta yupqa materiallarni muhrlangan-payvandlash imkonini beradi. Payvand choki yuqori chuqurlik va kenglik nisbati- va mukammal mustahkamlikka ega.

2. Yuqori aks ettiruvchi materiallarni payvandlashda qiyinchiliklarni bartaraf etish

Batareya elektrodlari va ulash plitalari ko'pincha mis va alyuminiy kabi yuqori aks ettiruvchi materiallarni o'z ichiga oladi (mis 90% dan ortiq lazer nuriga ega, alyuminiy esa 92% ga etadi, bu esa oddiy payvandlash usullari bilan samarali sintezni qiyinlashtiradi. To'lqin shaklini optimallashtirish va burchakni sozlash orqali lazerli payvandlash mis{3}}alyuminiy va alyuminiy-nikel kabi bir-biriga o'xshash bo'lmagan metallarning ishonchli ulanishiga erishishi mumkin va hatto elektrolizlangan nikelni misga payvandlab, batareya oqimi yo'lining moddiy talablariga to'liq mos keladi.

3. Avtomatlashtirish va kontaktsiz{1}}afzalliklar

Kontaktsiz payvandlash rejimi-akkumulyator modullarining murakkab uch oʻlchovli tuzilishini moslashuvchan tarzda boshqara oladi, bu esa S-shaklidagi va spiral shakllar kabi murakkab traektoriyali payvandlash imkonini beradi. Avtomatlashtirish samaradorligi an'anaviy jarayonlarga nisbatan 30% dan ko'proq yaxshilanadi. Shu bilan birga, payvandlash jarayoni hech qanday jismoniy aloqani o'z ichiga olmaydi, nozik qismlarga mexanik shikast etkazmaslik va-keng miqyosdagi ommaviy ishlab chiqarish talablariga javob beradi.

Lazerli payvandlashning asosiy printsipi lazer energiyasi, fokus holati va payvandlash tezligi kabi parametrlarni nazorat qilish orqali turli xil payvandlash talablariga moslashishdir. Jarayonning xususiyatlariga ko'ra, u asosan quyidagi toifalarga bo'linadi:

1. Energiyani uzatish usuli bo'yicha: Issiqlik o'tkazuvchanligi bilan payvandlash va chuqur penetratsion payvandlash

• Issiqlik o'tkazuvchanligini payvandlash: lazer energiyasi faqat material yuzasiga ta'sir qiladi, bu issiqlik o'tkazuvchanligi orqali sirt qatlamining erishi va qotib qolishiga olib keladi. Yupqa materiallarni payvandlash uchun javob beradi (odatda<1mm), with a weld width greater than the depth, resulting in less deformation but limited penetration depth.

• Chuqur penetratsion payvandlash: Yuqori-kuchli lazer fokuslash bir zumda “kalit teshigi” hosil qilib, issiqlikning materialga tez kirib borishiga imkon beradi. U tez payvandlash tezligini va kichik issiqlik ta'sir zonasini-ta'minlab, bir vaqtning o'zida bir nechta material qatlamlarini payvandlash imkonini beradi. Bu quvvat akkumulyatori korpusining muhrlanishi va modul ulanishi kabi ilovalar uchun asosiy tanlovdir. Ularning orasidagi asosiy farq lazer quvvati zichligida yotadi - quvvat zichligi kritik qiymatga yetganda, payvandlash rejimi issiqlik o'tkazuvchanligidan chuqur penetratsion payvandlashga o'zgaradi. Maxsus kritik qiymat material turiga qarab sozlanishi kerak.

2. Payvandlash shakli bo'yicha: Penetratsion payvandlash va tikuv payvandlash

• Penetratsion payvandlash: Birlashtiruvchi qism zımbalashni talab qilmaydi, bu esa ishlov berishni osonlashtiradi, lekin u yuqori-kuchli lazerni talab qiladi, natijada penetratsiya chuqurligi va nisbatan zaifroq ishonchlilik.

• Choklarni payvandlash: Birlashtiruvchi qism oldindan ajratilgan bo'sh joyni-talab qiladi. Lazer energiyasi bo'shliq orqali termoyadroviyga erishadi, bu esa faqat kam quvvatli uskunalarni talab qiladi, natijada chuqurroq kirib borish va ishonchlilik kuchliroq bo'ladi, lekin ishlov berish texnologiyasi ancha murakkab.

3. Lazerli chiqish rejimi bo'yicha: impulsli payvandlash va uzluksiz payvandlash

• Impulsli payvandlash: Lazer energiyani impulslarda chiqaradi, energiyani bir zumda jamlaydi, bu alyuminiy qotishmalari kabi g'ovaklikka va yorilishga moyil bo'lgan materiallarni payvandlash uchun mos qiladi. Tepalik toʻlqinlari va qoʻsh{1}}choʻqqi toʻlqinlari kabi toʻlqin shakllarini tanlash orqali nuqsonlarni kamaytirish mumkin – masalan, ikki-choʻqqi toʻlqinining bosqichma-bosqich pasayish qismi erigan hovuzning sovish vaqtini uzaytirib, gözenekler hosil boʻlishini samarali tarzda bostirishi mumkin;

• Uzluksiz payvandlash: Lazer uzluksiz energiya chiqaradi, buning natijasida barqaror isitish jarayoni, cho'chqasiz silliq payvand yuzasi va yoriqlar va tushkunliklar bo'lmaydi. Ayniqsa, alyuminiy qotishma payvandlash uchun javob beradi. Biroq, bu ish qismini yig'ishda juda yuqori aniqlikni talab qiladi (kichik nuqta o'lchami, og'ish bo'lishi kerak<0.1mm) to avoid incomplete fusion problems.

Quvvat akkumulyatorlarining turli komponentlari uchun payvandlash talablari juda farq qiladi va lazerli payvandlash jarayonlari maxsus dastur stsenariylariga muvofiq moslashtirilishi kerak:

1. Portlashdan himoyalangan-valfni payvandlash

Portlashdan himoyalangan valf{0}}batareya haddan tashqari qizib ketganda bosimni kamaytirish kanalidir. 0,4-0,7 MPa portlash bosimiga bardosh berish uchun 8 mm diametrli alyuminiy qatlamda muhrlangan payvandlashni talab qiladi. Impulsli payvandlash o'rniga uzluksiz lazerli payvandlashdan foydalanish payvand muhrining yaxlitligini 50% ga yaxshilaydi, elektrolitlar oqishi xavfini butunlay yo'q qiladi va batareya xavfsizligi uchun birinchi himoya chizig'ini ta'minlaydi.

2. Korpus va qopqoq plitasining muhrlanishi

Batareyaning "tashqi qobiq himoyasi" sifatida korpus va qopqoq plitasining payvandlashi havo o'tkazmasligiga bevosita ta'sir qiladi. Ikkita asosiy jarayon mavjud:
• Yon tomondan payvandlash: Payvand chokining akkumulyator xujayrasining ichki qismiga kirishi ehtimoli kamroq, lekin u juda yuqori material tozaligi va lazer barqarorligini talab qiladi;
• Yuqori payvandlash: Yuqori ommaviy ishlab chiqarish samaradorligi va oddiy asbob-uskunalarni integratsiyalashuvi, lekin chayqalishning ifloslanishini qattiq nazorat qilishni talab qiladi.

3. Terminalni payvandlash

Ijobiy (alyuminiy) va manfiy (mis) terminallar 500 MPa dan ortiq yoki unga teng kuchlanish kuchiga bardosh berishi va "teshik" nuqsonlari bo'lmasligi kerak. Terminalning birlashtiruvchi yuzasi (diametri taxminan 6 mm) qoldiq yog 'va aralashmalarga moyil bo'lganligi sababli, haqiqiy ishlab chiqarish nuqsonsiz payvandlar va barqaror oqim o'tkazuvchanligini ta'minlash uchun -payvandlashdan oldingi plazma tozalash + quvvat gradientini nazorat qilish-ni talab qiladi.

4. Ulagichni payvandlash

Ulagichlar batareya xujayralarini ketma-ket/parallel ulash uchun mas'uldir va ko'pincha mis va alyuminiy kabi o'xshash bo'lmagan materiallarni payvandlashni o'z ichiga oladi, bu esa osonlikcha mo'rt intermetalik birikmalarni hosil qilishi mumkin, bu esa o'tkazuvchanlikning pasayishiga olib keladi. Lazer{1}}ultratovushli kompozit jarayon orqali bu birikmalarning hosil bo‘lishini bostirish, payvandlangan birikmaning mexanik mustahkamligi va o‘tkazuvchanligini oshirish mumkin.

5. 4680 Katta silindrsimon batareyali to‘liq yorliqli payvandlash

4680 katta silindrsimon batareyaning to'liq yorliqli tuzilishi payvandlash maydonini 5 barobar oshiradi, ammo yorliqlarni katlama osonlikcha noto'g'ri va qisqa tutashuvlarga olib kelishi mumkin. Nurni shakllantirish texnologiyasidan (masalan, halqali nurli dog'lar) foydalanish orqali bir vaqtning o'zida ko'p tarmoqli payvandlashga erishish mumkin, bu issiqlik kiritishni 40% ga kamaytiradi, ulanish ishonchliligini ta'minlaydi va batareyaning ichki tuzilishiga shikast etkazmaydi.

6. PACK modulini payvandlash

Mis/alyuminiy ulash yorliqlarining qalinligi 2 mm ga yetganda, penetratsion payvandlash uchun -6 kVt yoki undan ortiq quvvatli tolali lazerlar talab qilinadi. Yagona GWh ishlab chiqarish quvvati uchun payvandlash uskunasiga sarmoya taxminan 10-30 million RMB ni tashkil qiladi, bu modulni integratsiyalash bosqichidagi asosiy uskuna investitsiyalaridan biri bo'lib, modulning ulanish barqarorligi va issiqlik tarqalish samaradorligiga bevosita ta'sir qiladi.

ACEY-LWM galvanometr-asosidagi gantritolali lazerli payvandlash mashinasiyuqori samarali tolali lazer manbasini -bizning xususiy dizaynimiz bilan birlashtirib, ajoyib qattiqlik va ish barqarorligini taʼminlaydi. Uning sezgir servo motorlar bilan taʼminlangan-yoʻnaltiruvchi relsli mexanizmi aniq yuqori{3}}tezlikda ishlashini taʼminlaydi. Ushbu uskuna prizmatik va yumshoq paketli lityum batareya modullarini yig'ish- uchun maxsus ishlab chiqilgan.

Quvvatli batareyalar yuqori energiya zichligi va uzoq umr ko'rish sari rivojlanishi bilan lazerli payvandlash texnologiyasi ham doimiy ravishda takrorlanadi:

1. Intellektual monitoring va yopiq{1}}Loop nazorati

Kelajakda "payvandlash jarayonini real-vaqtda vizuallashtirish" tizimlari keng tarqaladi. Yuqori tezlikda ishlaydigan kameralar, spektral tahlil va boshqa texnologiyalar orqali internet orqali teshiklar, toʻliq sintez qilinmagan sintez va yoriqlar aniqlanadi va payvandlash parametrlari avtomatik ravishda "aniqlash - fikr-mulohazalarini optimallashtirish - toʻliq yopiq pastadir jarayoniga erishish uchun avtomatik ravishda sozlanadi va yanada mustahkamlanadi.

2. Qattiq -holatli akkumulyatorli payvandlashga moslashish

Sulfidli qattiq batareyalarning elektrolitlari-issiqlikka sezgir bo'lib, an'anaviy lazerli payvandlashning termal effektlari ishlashning pasayishiga olib kelishi mumkin. Ultraqisqa impulsli pikosoniyali lazerlar (issiqlik-ta'sir zonasi < 10 mkm) elektrolitlar barqarorligini maksimal darajada himoya qilish bilan birga aniq ulanish imkonini beruvchi tadqiqot markaziga aylandi.

3. Koʻp-jarayon integratsiyasi va innovatsiyalar

Lazer{0}}ultratovush va lazer{1}}ark payvandlash kabi kompozit payvandlash jarayonlari yanada targ‘ib qilinadi. Ushbu jarayonlar lazerli payvandlashning aniq afzalliklaridan foydalanadi, shu bilan birga bitta texnologiyaning kamchiliklarini qoplash uchun boshqa jarayonlardan foydalaniladi, ko'proq o'xshash materiallar va murakkab tuzilmalarning payvandlash ehtiyojlariga moslashadi.

Quvvat akkumulyatorlarini lazer bilan payvandlash "mahalliy jarayon" kabi ko'rinishi mumkin, lekin bu aslida batareyaning umumiy xavfsizligi, diapazoni va narxiga ta'sir qiladi - aniq payvand elektrolitlar oqish xavfini kamaytirishi mumkin; samarali payvandlash ommaviy ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi mumkin; va innovatsion yechim yuqori energiya zichligi batareya tuzilmalariga moslasha oladi. Bugungi kunda tobora kuchayib borayotgan yangi energiya vositalari sanoatida jarayon tafsilotlaridagi farqlar ko'pincha mahsulotning asosiy raqobatbardoshligini belgilaydi. Lazerli payvandlash texnologiyasining uzluksiz takrorlanishi nafaqat quvvat akkumulyatorlarini ishlab chiqarish darajasining yaxshilanishini, balki yangi energiya sanoatining yuqori{2}}sifatni rivojlantirishga intilishini ham aks ettiradi.

Kelajakda, aqlli, mahalliylashtirilgan va kompozit texnologiyalardagi uzluksiz yutuqlar bilan lazerli payvandlash akkumulyator batareyasi sanoatini kuchaytirishda davom etadi va yangi energiya vositalarini xavfsiz va uzoq masofaga boshqarish uchun kuchli texnologik yordam beradi.