Laserkeevitus: kõrged protsessitõkked, uued akutehnoloogiad, näiteks suured silindrid, mis suurendavad keevitusmahtusid
Lasertehnoloogiat kasutatakse liitiumakude lõikamisel, puhastamisel, keevitamisel ja kodeerimisel selle kõrge efektiivsuse, paindlikkuse, töökindluse ja stabiilsuse, madala keevitusmaterjali kadude, kõrge automatiseerituse ja ohutuse tõttu. Tänu riikliku poliitika tugevale toetusele ning uute energiasõidukite kiirendatud edendamisele ja kasutuselevõtule on nõudlus autoakude järele Hiinas märkimisväärselt kasvanud. Uute energiasõidukite aku, mootori, elektrilise juhtimise kolmes põhikomponendis moodustasid sõiduki maksumuses suure osa võimsusega liitiumaku põhikomponendid, kuid määravad ka otseselt sõiduki ulatuse. Liitiumakude tootmine koosneb mitmest protsessist, mis jagunevad kolmeks põhiosaks: elektroodide valmistamine, elementide tootmine ja akude kokkupanek. Liitiumaku kvaliteet määrab otseselt uue energiasõiduki jõudluse ja nõuab seetõttu selle tootmisprotsessis suurimat täpsust. Lasertehnoloogiat kui täiustatud "kerge" tootmisvahendit kasutatakse liitiumaku komponentide lõikamise, puhastamise, keevitamise ja kodeerimise protsessides tänu selle suurele tõhususele ja täpsusele, paindlikkusele, töökindlusele ja stabiilsusele, madalale keevitusmaterjali kadudele, automatiseerimisele. ja ohutus.
2. Laserkeevitus: kõrged protsessitõkked, uued akutehnoloogiad, näiteks suured silindrid, mis suurendavad keevitusmahtusid
2.1 Põhimõte: aku ohutuse tagamiseks sõltub keevitamise kvaliteet laserenergia juhtimisest ja protsessi parameetritest.
Laserkeevitusel on palju eeliseid, nagu sügav sulamine, suur kiirus ja madal moonutus, mis võib oluliselt parandada toiteakude ohutust. Kaasaegse keevitustehnoloogiana on laserkeevitusel eelised sügav sulamine, suur kiirus, madal deformatsioon, madalad nõuded keevituskeskkonnale, suur võimsustihedus, magnetväljad ei mõjuta, ei piirdu juhtivate materjalidega, ei nõua vaakumtöötingimusi. ja ei tekita keevitusprotsessi ajal röntgenikiirgust jne. Seda kasutatakse laialdaselt tipptasemel täppistootmise valdkonnas, eriti uute energiasõidukite ja akude tööstuses. Elektriaku keevitusosi on palju, need on keerulised ja nõuavad suurt täpsust. Toiteakude tootjatel on kõrged nõuded ka akude tootmisseadmete automatiseerimisele, ohutusele, täpsusele ja töötlemise efektiivsusele. Laserkeevitustehnoloogia ainulaadsed eelised võivad oluliselt parandada akude ohutust, töökindlust ja konsistentsi, vähendada kulusid ja pikendada kasutusiga, muutes selle optimaalseks valikuks akude tootjatele.
Peamised põhielemendid, mis määravad laserkeevituse kvaliteedi, on laserenergia juhtimine ja keevitusprotsessi tehnoloogia. Laserenergia juhtimine: ① Kuna keevitataval materjalil on laservalguse erinevatel lainepikkustel erinev neeldumismäär (mis võib varieeruda 5 protsendist kuni 50 protsendini), võib laserallika valik olla oluline. Ühtlase ja stabiilse keevituslaserkiire edastamiseks keevitatud detailile peab laseri väljundvõimsus olema ühtlane või täpselt reguleeritud. Liiga väike võimsus põhjustab ebapiisava keevitussulatuse ja mõjutab keevitamise kvaliteeti, liiga suur võimsus või üles-alla kõikumised põhjustavad pritsmeid, poorsust ja muid soovimatuid mõjusid. Seetõttu muutub laseriallika juhtimine üheks laserkeevitamise kriitilisemaks tehnoloogiaks.
② Laserkeevitusefekt on keeruline, kuna see on seotud kümnete teguritega, nagu laseri lainepikkus, võimsustihedus, keevitusaeg, keevituspea nurk, fookuskaugus, laseri neeldumiskiirus ja keevisõmbluse puhtus, keevisõmbluse paksus ja soojusjuhtivus, tüüp ja vool kaitsegaasist. Seetõttu on laserkeevitustehnoloogia ka üks peamisi keevitamise kvaliteeti mõjutavaid tegureid, mis nõuab laserkeevitusprotsessi tehnikutelt pidevat kokkuvõtte uurimist, häid keevitustulemusi saab saavutada ainult pika katselise akumulatsiooniga.
Vastavalt tööpõhimõttele võib keevitamise jagada viide tüüpi, olenevalt rakenduse nõuetest valitakse parima tulemuse saavutamiseks erinevad keevitusmeetodid. Sõltuvalt tööpõhimõttest võib laserkeevituse jagada viide kategooriasse: soojusjuhtiv keevitamine, sügavsulatuskeevitus, komposiitkeevitus, laserjootmine ja laserjuhtkeevitus. Sõltuvalt kliendist ja töötlemisrakendusest valitakse sobiv keevitusmeetod parima võimaliku keevitustulemuse saavutamiseks.
2.2 Rakenduse olek: südamiku tootmine, PACK-keevitus väärtusega umbes 10-30 miljonit/GWh
Laserkeevitust kasutatakse jõuelementide tootmisel elementide tootmisprotsessis ja akupaki protsessis. Jõuelementide tootmisel on peamised laserkeevitust kasutavad segmendid järgmised: ①Keskprotsess: kõrvade keevitamine (sh eelkeevitus), postiribade punktkeevitus, südamike eelkeevitamine kesta, ülaosa tihenduskeevitus väliskesta kate, vedeliku sissepritsepordi tihenduskeevitus jne ②Järelprotsess: sealhulgas aku PACK mooduli ühendusdetaili keevitamine ja mooduli taga oleva kaane plahvatuskindla klapi keevitamine jne. Keevituseelse väärtuse maht on umbes 10-30 miljonit jüaani/GWh. Laserkeevitusseadmete võimsus aku tootjad investeerida umbes 5-15 protsenti, vastavalt võimsusega aku ühe GWh seadme investeeringuid umbes 200 miljonit jüaani, praegune võimsus aku laserkeevitusseadmed ühe GWh investeeringuid 10 miljonit jüaani kuni 30 miljonit jüaani.
2.3 Nõudlus: pooljuhtide tehased suurendavad kapitalikulusid ülemaailmse "tuumapuuduse" tingimustes, seadmete buum jätkub
4680 Suurtel silindritel on laserprotsessidele kõrgemad nõuded ning keevitusmahud suurenevad võrreldes ruudukujuliste elementide ja väikeste silindritega. 4680 element nõuab nõudlikumat laserprotsessi ja kõrvade kontrollimatu kuju on keeruline protsess. 4680 aku kasutab täiskõrvamisprotsessi, purustades traditsioonilise aku vormi ühe positiivse ja ühe negatiivse kõrvaga, mis on altid lühistele ning on toodetud kahe suletud sektsiooniga, mis takistab elektrolüütide läbitungimist. mitut kõrva on raske korralikult kokku voltida ja need nõuavad suuremat laserprotsessi. 4680 Suurte silindriliste rakkude laserkeevitus on keevitusprotsessi ja keevitusseadmete osas suurenenud, võrreldes vastavalt nelinurksete ja väikeste silindriliste rakkudega. Võrreldes ruudukujuliste rakkudega suurendatakse suure silindri täiskõrva laserkeevitusprotsessi 5-lt 7-le. Väikeste silindriliste elementide osas on ühel GWh liinil 5 täiendavat keevitusmasinat võrreldes 18650 ja 21700 rakuliinidega. Koos ülaltooduga usume, et nõudlus 4680 suure silindri laserkeevitamise järele kasvab võrreldes ruudukujuliste elementide ja väikeste silindritega.
Muu keevitusühenduse tehnoloogia: erinevate metallide keevitamise probleemi lahendamiseks, näiteks siini keevitamise akupatarei asendamine laserkeevitusega, arvame, et kuna laserkeevitusprotsess liigub jätkuvalt ülespoole, eeldatakse laserkeevitusprotsessi läbitungimist. üles liikuma. Näiteks on siinide Al/Cu heterogeensest metallist jootmine ruudukujulistes rakkude tagamoodulites/PACKides. ①Al ja Cu vähene valguse neeldumine ning kalduvus toota väga hapraid metalliühendeid on Al/Cu raskused: Al/Cu erinevate metallide laserkeevitamisel on Al ja Cu materjalide väga erinevate füüsikaliste omaduste tõttu mitmeid väljakutseid pakkuvaid piiranguid. Üks peamisi väljakutseid on Al-i madal neeldumine laseri lainepikkusel 1 um ja veelgi madalam Cu neeldumine; teine on Al-Cu sulami metallurgilised omadused, st väga habras metalliühend võib põhjustada pragude teket. Võib tekkida intermetallilisi faase, mille Cu sisaldus on 50-80 protsenti.
Siini keevitamine ei ole endiselt lahendus rabedate ühendite probleemile, kuid laserkeevitus on tõenäoline suund. Kuna pärast laserkeevitamist vase ja alumiiniumi vahel moodustuvad kergesti rabedad ühendid, mis ei vasta kasutusnõuetele, kasutatakse tavaliselt väljaspool ultrahelikeevitust, kasutatakse laserkeevitamiseks tavaliselt vaske ja vaske, alumiiniumi ja alumiiniumi. Samal ajal nõuavad nii vase kui ka alumiiniumi kõrge soojusülekande kiirus, laseri kõrge peegeldusvõime ja ühendusdetaili suhteliselt suur paksus keevisõmbluse saavutamiseks suure võimsusega laserit. Üheksa erineva parameetri ja reguleerimiskatse meetodi abil, millest seitsmel on erinevad eelised, usume, et laserprotsessi pideva edenemisega tulevikus on siinsete Al/Cu laserkeevitamise probleemid eeldatavasti lahendatud ja laserkeevitus on kõige tõenäolisem suund.
