ॲल्युमिनियम शेल बॅटरीसाठी लेसर वेल्डिंग तंत्रज्ञानाचे तपशीलवार स्पष्टीकरण

स्क्वेअर ॲल्युमिनियम शेल लिथियम बॅटरीचे अनेक फायदे आहेत जसे की साधी रचना, चांगला प्रभाव प्रतिरोध, उच्च ऊर्जा घनता आणि मोठ्या सेल क्षमता. ते नेहमीच देशांतर्गत लिथियम बॅटरी उत्पादन आणि विकासाची मुख्य दिशा आहेत, ज्याचा बाजारातील 40% पेक्षा जास्त हिस्सा आहे.

चौरस ॲल्युमिनियम शेल लिथियम बॅटरीची रचना आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे आहे, जी बॅटरी कोर (सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड शीट्स, सेपरेटर), इलेक्ट्रोलाइट, शेल, शीर्ष कव्हर आणि इतर घटकांनी बनलेली आहे.

स्क्वेअर ॲल्युमिनियम शेल लिथियम बॅटरी रचना

चौरस ॲल्युमिनियम शेल लिथियम बॅटरीच्या निर्मिती आणि असेंबली प्रक्रियेदरम्यान, मोठ्या संख्येनेलेसर वेल्डिंगप्रक्रिया आवश्यक आहेत, जसे की: बॅटरी सेल आणि कव्हर प्लेट्सच्या मऊ कनेक्शनचे वेल्डिंग, कव्हर प्लेट सीलिंग वेल्डिंग, सीलिंग नेल वेल्डिंग इ. प्रिझमॅटिक पॉवर बॅटरीसाठी लेझर वेल्डिंग ही मुख्य वेल्डिंग पद्धत आहे. उच्च ऊर्जा घनता, चांगली उर्जा स्थिरता, उच्च वेल्डिंग अचूकता, सुलभ पद्धतशीर एकत्रीकरण आणि इतर अनेक फायद्यांमुळे,लेसर वेल्डिंगप्रिझमॅटिक ॲल्युमिनियम शेल लिथियम बॅटरीच्या उत्पादन प्रक्रियेत न बदलता येणारा आहे. भूमिका

मॅवेन 4-अक्ष स्वयंचलित गॅल्व्हनोमीटर प्लॅटफॉर्मफायबर लेसर वेल्डिंग मशीन

टॉप कव्हर सीलची वेल्डिंग सीम स्क्वेअर ॲल्युमिनियम शेल बॅटरीमधील सर्वात लांब वेल्डिंग सीम आहे आणि ते वेल्डिंग सीम देखील आहे ज्याला वेल्ड करण्यासाठी सर्वात जास्त वेळ लागतो. अलिकडच्या वर्षांत, लिथियम बॅटरी उत्पादन उद्योग वेगाने विकसित झाला आहे आणि शीर्ष कव्हर सीलिंग लेसर वेल्डिंग प्रक्रिया तंत्रज्ञान आणि त्याचे उपकरण तंत्रज्ञान देखील वेगाने विकसित झाले आहे. वेल्डिंगचा वेग आणि उपकरणांच्या कार्यक्षमतेच्या आधारावर, आम्ही वरच्या कव्हर लेसर वेल्डिंग उपकरणे आणि प्रक्रियांना तीन युगांमध्ये विभाजित करतो. ते 1.0 युग (2015-2017) वेल्डिंग गती <100mm/s सह, 2.0 युग (2017-2018) 100-200mm/s, आणि 3.0 युग (2019-) 200-300mm/s सह. पुढील काळात तंत्रज्ञानाच्या विकासाची ओळख करून दिली जाईल:

1. टॉप कव्हर लेसर वेल्डिंग तंत्रज्ञानाचे 1.0 युग

वेल्डिंग गती＜१०० मिमी/से

2015 ते 2017 पर्यंत, देशांतर्गत नवीन ऊर्जा वाहनांचा स्फोट होऊ लागला जो धोरणांमुळे चालला होता आणि पॉवर बॅटरी उद्योगाचा विस्तार होऊ लागला. तथापि, देशांतर्गत उद्योगांचे तंत्रज्ञान संचय आणि प्रतिभा साठा अजूनही तुलनेने लहान आहेत. संबंधित बॅटरी उत्पादन प्रक्रिया आणि उपकरणे तंत्रज्ञान देखील त्यांच्या बाल्यावस्थेत आहेत आणि उपकरण ऑटोमेशनची डिग्री तुलनेने कमी आहे, उपकरण उत्पादकांनी नुकतेच पॉवर बॅटरी उत्पादनाकडे लक्ष देणे आणि संशोधन आणि विकासामध्ये गुंतवणूक वाढवणे सुरू केले आहे. या टप्प्यावर, चौरस बॅटरी लेझर सीलिंग उपकरणांसाठी उद्योगाच्या उत्पादन कार्यक्षमतेची आवश्यकता सामान्यतः 6-10PPM असते. उपकरणे सोल्यूशन सामान्यत: 1kw फायबर लेसर वापरते जे सामान्यातून उत्सर्जित करतेलेसर वेल्डिंग डोके(चित्रात दाखवल्याप्रमाणे), आणि वेल्डिंग हेड सर्वो प्लॅटफॉर्म मोटर किंवा रेखीय मोटरद्वारे चालविले जाते. हालचाल आणि वेल्डिंग, वेल्डिंग गती 50-100mm/s.

बॅटरी कोर टॉप कव्हर वेल्ड करण्यासाठी 1kw लेसर वापरणे

मध्येलेसर वेल्डिंगप्रक्रिया, तुलनेने कमी वेल्डिंग गतीमुळे आणि वेल्डच्या तुलनेने लांब थर्मल सायकलच्या वेळेमुळे, वितळलेल्या पूलमध्ये प्रवाह आणि घट्ट होण्यासाठी पुरेसा वेळ असतो आणि संरक्षणात्मक वायू वितळलेल्या तलावाला अधिक चांगल्या प्रकारे कव्हर करू शकतो, ज्यामुळे ते गुळगुळीत आणि प्राप्त करणे सोपे होते. खाली दर्शविल्याप्रमाणे पूर्ण पृष्ठभाग, चांगल्या सुसंगततेसह वेल्ड.

शीर्ष कव्हरच्या कमी-स्पीड वेल्डिंगसाठी वेल्ड सीम तयार करणे

उपकरणांच्या बाबतीत, जरी उत्पादन कार्यक्षमता जास्त नसली तरी, उपकरणांची रचना तुलनेने सोपी आहे, स्थिरता चांगली आहे आणि उपकरणाची किंमत कमी आहे, जी या टप्प्यावर उद्योग विकासाच्या गरजा चांगल्या प्रकारे पूर्ण करते आणि त्यानंतरच्या तंत्रज्ञानाचा पाया घालते. विकास च्या

जरी शीर्ष कव्हर सीलिंग वेल्डिंग 1.0 युगात साधे उपकरणे समाधान, कमी खर्च आणि चांगली स्थिरता यांचे फायदे आहेत. पण त्याच्या अंगभूत मर्यादाही अगदी स्पष्ट आहेत. उपकरणांच्या बाबतीत, मोटर चालविण्याची क्षमता पुढील गती वाढीची मागणी पूर्ण करू शकत नाही; तंत्रज्ञानाच्या दृष्टीने, वेल्डिंगचा वेग आणि लेसर पॉवर आउटपुट आणखी वेग वाढवण्यामुळे वेल्डिंग प्रक्रियेत अस्थिरता निर्माण होईल आणि उत्पन्नात घट होईल: वेग वाढल्याने वेल्डिंग थर्मल सायकलचा वेळ कमी होतो आणि धातू वितळण्याची प्रक्रिया अधिक तीव्र होते, स्पॅटर वाढते, अशुद्धतेशी जुळवून घेण्याची क्षमता अधिक वाईट होईल आणि स्पॅटर होल तयार होण्याची अधिक शक्यता असते. त्याच वेळी, वितळलेल्या पूलची घनता वेळ कमी केली जाते, ज्यामुळे वेल्ड पृष्ठभाग खडबडीत होईल आणि सुसंगतता कमी होईल. जेव्हा लेसर स्पॉट लहान असतो, तेव्हा उष्णता इनपुट मोठे नसते आणि स्पॅटर कमी करता येते, परंतु वेल्डचे खोली-रुंदीचे प्रमाण मोठे असते आणि वेल्डची रुंदी पुरेशी नसते; जेव्हा लेसर स्पॉट मोठा असतो, तेव्हा वेल्डची रुंदी वाढवण्यासाठी मोठ्या लेसर पॉवरला इनपुट करणे आवश्यक असते. मोठे, परंतु त्याच वेळी यामुळे वेल्डिंग स्पॅटर वाढेल आणि वेल्डची खराब पृष्ठभाग तयार होईल. या टप्प्यावर तांत्रिक स्तरावर, पुढील गती वाढणे म्हणजे कार्यक्षमतेसाठी उत्पन्नाची देवाणघेवाण करणे आवश्यक आहे आणि उपकरणे आणि प्रक्रिया तंत्रज्ञानासाठी अपग्रेड आवश्यकता उद्योगाच्या मागण्या बनल्या आहेत.

2. शीर्ष कव्हरचे 2.0 युगलेसर वेल्डिंगतंत्रज्ञान

वेल्डिंग गती 200mm/s

2016 मध्ये, ऑटोमोबाईल पॉवर बॅटरीची चीनची स्थापित क्षमता अंदाजे 30.8GWh होती, 2017 मध्ये ती अंदाजे 36GWh होती, आणि 2018 मध्ये, आणखी स्फोट झाला, स्थापित क्षमता 57GWh पर्यंत पोहोचली, वर्षभरात 57% ची वाढ. नवीन उर्जा प्रवासी वाहने देखील सुमारे एक दशलक्ष उत्पादन करतात, वर्ष-दर-वर्ष 80.7% ची वाढ. स्थापित क्षमतेच्या स्फोटामागे लिथियम बॅटरी उत्पादन क्षमता सोडणे आहे. नवीन ऊर्जा प्रवासी वाहनांच्या बॅटरीमध्ये स्थापित क्षमतेच्या 50% पेक्षा जास्त वाटा आहे, ज्याचा अर्थ असा आहे की बॅटरी कार्यक्षमतेसाठी आणि गुणवत्तेसाठी उद्योगाच्या आवश्यकता अधिकाधिक कडक होत जातील आणि उपकरणे उत्पादन तंत्रज्ञान आणि प्रक्रिया तंत्रज्ञानातील सुधारणा देखील नवीन युगात प्रवेश करत आहेत. : सिंगल-लाइन उत्पादन क्षमता आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी, टॉप कव्हर लेझर वेल्डिंग उपकरणांची उत्पादन क्षमता 15-20PPM पर्यंत वाढवणे आवश्यक आहे आणि त्याचेलेसर वेल्डिंगवेग 150-200mm/s पर्यंत पोहोचणे आवश्यक आहे. म्हणून, ड्राईव्ह मोटर्सच्या बाबतीत, विविध उपकरणे निर्मात्यांना रेखीय मोटर प्लॅटफॉर्म अपग्रेड केले गेले आहे जेणेकरून त्याची गती यंत्रणा आयताकृती मार्ग 200mm/s एकसमान वेग वेल्डिंगसाठी गती कामगिरी आवश्यकता पूर्ण करेल; तथापि, हाय-स्पीड वेल्डिंग अंतर्गत वेल्डिंगची गुणवत्ता कशी सुनिश्चित करायची यासाठी पुढील प्रक्रियेतील प्रगतीची आवश्यकता आहे आणि उद्योगातील कंपन्यांनी अनेक शोध आणि अभ्यास केले आहेत: 1.0 युगाच्या तुलनेत, 2.0 युगात हाय-स्पीड वेल्डिंगला भेडसावणारी समस्या अशी आहे: वापरणे सामान्य वेल्डिंग हेडद्वारे एकल पॉइंट लाइट सोर्स आउटपुट करण्यासाठी सामान्य फायबर लेसर, निवड 200mm/s आवश्यकता पूर्ण करणे कठीण आहे.

मूळ तांत्रिक सोल्यूशनमध्ये, वेल्डिंग फॉर्मिंग इफेक्ट केवळ पर्याय कॉन्फिगर करून, स्पॉट आकार समायोजित करून आणि लेसर पॉवर सारख्या मूलभूत पॅरामीटर्स समायोजित करून नियंत्रित केला जाऊ शकतो: लहान स्पॉटसह कॉन्फिगरेशन वापरताना, वेल्डिंग पूलचे कीहोल लहान असेल. , पूल आकार अस्थिर असेल, आणि वेल्डिंग अस्थिर होईल. शिवण फ्यूजन रुंदी देखील तुलनेने लहान आहे; मोठ्या लाइट स्पॉटसह कॉन्फिगरेशन वापरताना, कीहोल वाढेल, परंतु वेल्डिंग पॉवर लक्षणीय वाढेल आणि स्पॅटर आणि ब्लास्ट होलचे दर लक्षणीय वाढतील.

सैद्धांतिकदृष्ट्या, आपण हाय-स्पीडचा वेल्ड फॉर्मिंग प्रभाव सुनिश्चित करू इच्छित असल्यासलेसर वेल्डिंगशीर्ष कव्हरसाठी, तुम्हाला खालील आवश्यकता पूर्ण करणे आवश्यक आहे:

① वेल्डिंग सीमची रुंदी पुरेशी आहे आणि वेल्डिंग सीम खोली-ते-रुंदीचे गुणोत्तर योग्य आहे, ज्यासाठी आवश्यक आहे की प्रकाश स्रोताची उष्णता क्रिया श्रेणी पुरेशी मोठी आहे आणि वेल्डिंग लाइन ऊर्जा वाजवी मर्यादेत आहे;

② वेल्ड गुळगुळीत आहे, ज्यासाठी वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान वेल्डचा थर्मल सायकल वेळ पुरेसा लांब असणे आवश्यक आहे जेणेकरून वितळलेल्या पूलमध्ये पुरेशी तरलता असेल आणि वेल्ड संरक्षक वायूच्या संरक्षणाखाली गुळगुळीत धातूच्या वेल्डमध्ये घट्ट होईल;

③ वेल्ड सीममध्ये चांगली सुसंगतता आणि काही छिद्र आणि छिद्र असतात. यासाठी आवश्यक आहे की वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान, लेसर वर्कपीसवर स्थिरपणे कार्य करतो आणि उच्च-ऊर्जा बीम प्लाझ्मा सतत तयार होतो आणि वितळलेल्या तलावाच्या आतील बाजूस कार्य करतो. वितळलेला पूल प्लाझ्मा प्रतिक्रिया शक्ती अंतर्गत "की" तयार करतो. “होल”, कीहोल पुरेसे मोठे आणि पुरेसे स्थिर आहे, ज्यामुळे तयार होणारी धातूची वाफ आणि प्लाझ्मा बाहेर काढणे आणि धातूचे थेंब बाहेर काढणे, स्प्लॅश तयार करणे आणि कीहोलच्या सभोवतालचा वितळलेला पूल कोसळणे आणि गॅसचा समावेश करणे सोपे नाही. . जरी वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान परदेशी वस्तू जाळल्या गेल्या आणि वायू स्फोटकपणे सोडल्या गेल्या तरीही, एक मोठा कीहोल स्फोटक वायू सोडण्यास अधिक अनुकूल आहे आणि धातूचे स्पॅटर आणि छिद्र कमी करते.

वरील मुद्यांच्या प्रतिसादात, बॅटरी उत्पादन कंपन्या आणि उद्योगातील उपकरणे उत्पादन कंपन्यांनी विविध प्रयत्न आणि पद्धती केल्या आहेत: जपानमध्ये अनेक दशकांपासून लिथियम बॅटरी उत्पादन विकसित केले गेले आहे आणि संबंधित उत्पादन तंत्रज्ञानाने आघाडी घेतली आहे.

2004 मध्ये, जेव्हा फायबर लेसर तंत्रज्ञान अद्याप मोठ्या प्रमाणावर व्यावसायिकरित्या लागू केले गेले नव्हते, तेव्हा Panasonic ने मिश्रित उत्पादनासाठी LD सेमीकंडक्टर लेसर आणि पल्स लॅम्प-पंप YAG लेसर वापरले (योजना खालील चित्रात दर्शविली आहे).

मल्टी-लेसर हायब्रिड वेल्डिंग तंत्रज्ञान आणि वेल्डिंग हेड स्ट्रक्चरची योजना आकृती

स्पंदने व्युत्पन्न उच्च-शक्ती घनता प्रकाश स्पॉटYAG लेसरपुरेसा वेल्डिंग प्रवेश मिळविण्यासाठी वेल्डिंग छिद्र निर्माण करण्यासाठी वर्कपीसवर कार्य करण्यासाठी लहान स्पॉटसह वापरले जाते. त्याच वेळी, एलडी सेमीकंडक्टर लेसरचा वापर वर्कपीस प्रीहीट आणि वेल्ड करण्यासाठी CW सतत लेसर प्रदान करण्यासाठी केला जातो. वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान वितळलेला पूल मोठ्या वेल्डिंग छिद्रे मिळविण्यासाठी, वेल्डिंग सीमची रुंदी वाढवण्यासाठी आणि वेल्डिंगच्या छिद्रांच्या बंद होण्याची वेळ वाढवण्यासाठी अधिक ऊर्जा प्रदान करतो, ज्यामुळे वितळलेल्या तलावातील वायू बाहेर पडण्यास मदत होते आणि वेल्डिंगची सच्छिद्रता कमी होते. शिवण, खाली दर्शविल्याप्रमाणे

हायब्रिडचे योजनाबद्ध आकृतीलेसर वेल्डिंग

या तंत्रज्ञानाचा वापर करून,YAG लेसरआणि फक्त काही शंभर वॅट पॉवर असलेल्या LD लेझरचा वापर पातळ लिथियम बॅटरी केस 80mm/s वेगाने वेल्ड करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. वेल्डिंग प्रभाव आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे आहे.

वेगवेगळ्या प्रक्रिया पॅरामीटर्स अंतर्गत वेल्ड मॉर्फोलॉजी

फायबर लेसरच्या विकासासह आणि वाढीसह, फायबर लेसरने हळूहळू स्पंदित YAG लेसरची जागा लेसर मेटल प्रक्रियेमध्ये घेतली आहे कारण त्यांच्या अनेक फायद्यांमुळे जसे की चांगली बीम गुणवत्ता, उच्च फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण कार्यक्षमता, दीर्घ आयुष्य, सुलभ देखभाल आणि उच्च शक्ती.

म्हणून, वरील लेसर हायब्रीड वेल्डिंग सोल्यूशनमधील लेसर संयोजन फायबर लेसर + LD सेमीकंडक्टर लेसरमध्ये विकसित झाले आहे आणि लेसर देखील एका विशेष प्रोसेसिंग हेडद्वारे (वेल्डिंग हेड आकृती 7 मध्ये दर्शविलेले आहे) द्वारे समाकलितपणे आउटपुट केले जाते. वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान, लेसर क्रिया यंत्रणा समान आहे.

संमिश्र लेसर वेल्डिंग संयुक्त

या योजनेत नाYAG लेसरचांगल्या बीमची गुणवत्ता, जास्त शक्ती आणि सतत आउटपुट असलेल्या फायबर लेसरने बदलले आहे, ज्यामुळे वेल्डिंगचा वेग मोठ्या प्रमाणात वाढतो आणि वेल्डिंगची चांगली गुणवत्ता प्राप्त होते (वेल्डिंग प्रभाव आकृती 8 मध्ये दर्शविला आहे). ही योजना देखील म्हणून, काही ग्राहकांच्या पसंतीस उतरली आहे. सध्या, हे सोल्यूशन पॉवर बॅटरी टॉप कव्हर सीलिंग वेल्डिंगच्या उत्पादनात वापरले गेले आहे आणि 200mm/s च्या वेल्डिंग गतीपर्यंत पोहोचू शकते.

हायब्रिड लेसर वेल्डिंगद्वारे शीर्ष कव्हर वेल्डचे स्वरूप

जरी ड्युअल-वेव्हलेंथ लेसर वेल्डिंग सोल्यूशन हाय-स्पीड वेल्डिंगच्या वेल्ड स्थिरतेचे निराकरण करते आणि बॅटरी सेल टॉप कव्हर्सच्या हाय-स्पीड वेल्डिंगच्या वेल्ड गुणवत्ता आवश्यकता पूर्ण करते, तरीही उपकरणे आणि प्रक्रियेच्या दृष्टीकोनातून या सोल्यूशनमध्ये काही समस्या आहेत.

सर्व प्रथम, या सोल्यूशनचे हार्डवेअर घटक तुलनेने जटिल आहेत, ज्यासाठी दोन भिन्न प्रकारचे लेसर आणि विशेष ड्युअल-वेव्हलेंथ लेसर वेल्डिंग जॉइंट्स वापरणे आवश्यक आहे, ज्यामुळे उपकरणे गुंतवणूकीचा खर्च वाढतो, उपकरणांच्या देखभालीची अडचण वाढते आणि संभाव्य उपकरणे बिघाड वाढतात. गुण;

दुसरे, दुहेरी तरंगलांबीलेसर वेल्डिंगवापरलेले संयुक्त लेन्सच्या अनेक संचांनी बनलेले असते (आकृती 4 पहा). वीज हानी सामान्य वेल्डिंग जोड्यांपेक्षा मोठी असते आणि ड्युअल-वेव्हलेंथ लेसरचे कोएक्सियल आउटपुट सुनिश्चित करण्यासाठी लेन्सची स्थिती योग्य स्थितीत समायोजित करणे आवश्यक आहे. आणि स्थिर फोकल प्लेनवर लक्ष केंद्रित केल्याने, दीर्घकालीन हाय-स्पीड ऑपरेशन, लेन्सची स्थिती सैल होऊ शकते, ज्यामुळे ऑप्टिकल मार्गात बदल होऊ शकतात आणि वेल्डिंगच्या गुणवत्तेवर परिणाम होतो, मॅन्युअल री-ॲडजस्टमेंट आवश्यक असते;

तिसरे, वेल्डिंग दरम्यान, लेसर परावर्तन तीव्र असते आणि ते उपकरणे आणि घटकांना सहजपणे नुकसान करू शकते. विशेषत: सदोष उत्पादनांची दुरुस्ती करताना, गुळगुळीत वेल्ड पृष्ठभाग मोठ्या प्रमाणात लेसर प्रकाश प्रतिबिंबित करते, ज्यामुळे सहजपणे लेसर अलार्म होऊ शकतो आणि दुरुस्तीसाठी प्रक्रिया पॅरामीटर्स समायोजित करणे आवश्यक आहे.

वरील समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी, आम्हाला अन्वेषण करण्याचा दुसरा मार्ग शोधावा लागेल. 2017-2018 मध्ये, आम्ही उच्च-फ्रिक्वेंसी स्विंगचा अभ्यास केलालेसर वेल्डिंगबॅटरी टॉप कव्हरचे तंत्रज्ञान आणि उत्पादन ऍप्लिकेशनसाठी प्रोत्साहन दिले. लेझर बीम उच्च-फ्रिक्वेंसी स्विंग वेल्डिंग (यापुढे स्विंग वेल्डिंग म्हणून संदर्भित) ही सध्याची 200mm/s ची आणखी एक हाय-स्पीड वेल्डिंग प्रक्रिया आहे.

हायब्रीड लेसर वेल्डिंग सोल्यूशनच्या तुलनेत, या सोल्यूशनच्या हार्डवेअर भागासाठी फक्त एक सामान्य फायबर लेसर आणि ऑसीलेटिंग लेसर वेल्डिंग हेड आवश्यक आहे.

wobble wobble वेल्डिंग डोके

वेल्डिंग हेडच्या आत एक मोटर-चालित परावर्तित लेन्स आहे, ज्याला डिझाइन केलेल्या ट्रॅजेक्टोरी प्रकार (सामान्यत: गोलाकार, एस-आकार, 8-आकार, इ.), स्विंग मोठेपणा आणि वारंवारता यानुसार स्विंग करण्यासाठी लेसर नियंत्रित करण्यासाठी प्रोग्राम केले जाऊ शकते. वेगवेगळ्या स्विंग पॅरामीटर्समुळे वेल्डिंग क्रॉस सेक्शन वेगवेगळ्या आकारात आणि वेगवेगळ्या आकारात येतो.

वेल्ड्स वेगवेगळ्या स्विंग ट्रॅजेक्टोरीज अंतर्गत मिळवले जातात

उच्च-फ्रिक्वेंसी स्विंग वेल्डिंग हेड वर्कपीसमधील अंतरासह वेल्ड करण्यासाठी रेखीय मोटरद्वारे चालविले जाते. सेल शेलच्या भिंतीच्या जाडीनुसार, योग्य स्विंग प्रक्षेपण प्रकार आणि मोठेपणा निवडले जातात. वेल्डिंग दरम्यान, स्टॅटिक लेसर बीम फक्त व्ही-आकाराचा वेल्ड क्रॉस सेक्शन बनवेल. तथापि, स्विंग वेल्डिंग हेडद्वारे चालविलेले, बीम स्पॉट फोकल प्लेनवर उच्च वेगाने स्विंग करते, डायनॅमिक आणि फिरणारे वेल्डिंग कीहोल तयार करते, जे योग्य वेल्ड खोली-ते-रुंदी गुणोत्तर मिळवू शकते;

फिरणारे वेल्डिंग कीहोल वेल्डला ढवळते. एकीकडे, ते वायू बाहेर पडण्यास मदत करते आणि वेल्ड छिद्र कमी करते, आणि वेल्ड स्फोट बिंदूमधील पिनहोल्स दुरुस्त करण्यावर विशिष्ट प्रभाव पडतो (आकृती 12 पहा). दुसरीकडे, वेल्ड मेटल व्यवस्थितपणे गरम आणि थंड केले जाते. अभिसरणामुळे वेल्डची पृष्ठभाग नियमित आणि व्यवस्थित फिश स्केल पॅटर्न दिसते.

स्विंग वेल्डिंग शिवण लागत

वेगवेगळ्या स्विंग पॅरामीटर्स अंतर्गत दूषिततेला रंगविण्यासाठी वेल्ड्सची अनुकूलता

वरील मुद्दे शीर्ष कव्हरच्या हाय-स्पीड वेल्डिंगसाठी तीन मूलभूत गुणवत्ता आवश्यकता पूर्ण करतात. या सोल्यूशनचे इतर फायदे आहेत:

① बहुतेक लेसर पॉवर डायनॅमिक कीहोलमध्ये इंजेक्ट केल्यामुळे, बाह्य विखुरलेले लेसर कमी केले जाते, त्यामुळे फक्त एक लहान लेसर पॉवर आवश्यक आहे, आणि वेल्डिंग उष्णता इनपुट तुलनेने कमी आहे (संमिश्र वेल्डिंगपेक्षा 30% कमी), ज्यामुळे उपकरणे कमी होतात. तोटा आणि ऊर्जा नुकसान;

② स्विंग वेल्डिंग पद्धतीमध्ये वर्कपीसच्या असेंबली गुणवत्तेशी उच्च अनुकूलता आहे आणि असेंबली पायऱ्यांसारख्या समस्यांमुळे उद्भवणारे दोष कमी करते;

③स्विंग वेल्डिंग पद्धतीचा वेल्ड होलवर मजबूत दुरुस्ती प्रभाव असतो आणि बॅटरी कोर वेल्ड होल दुरुस्त करण्यासाठी या पद्धतीचा वापर करण्याचे उत्पन्न दर अत्यंत उच्च आहे;

④प्रणाली सोपी आहे आणि उपकरणे डीबगिंग आणि देखभाल सोपी आहे.

3. टॉप कव्हर लेसर वेल्डिंग तंत्रज्ञानाचा 3.0 युग

वेल्डिंग गती 300mm/s

नवीन ऊर्जा सबसिडी कमी होत असल्याने, बॅटरी उत्पादन उद्योगाची जवळजवळ संपूर्ण औद्योगिक साखळी लाल समुद्रात पडली आहे. उद्योगाने देखील फेरबदल कालावधीत प्रवेश केला आहे आणि स्केल आणि तांत्रिक फायदे असलेल्या आघाडीच्या कंपन्यांचे प्रमाण आणखी वाढले आहे. परंतु त्याच वेळी, "गुणवत्ता सुधारणे, खर्च कमी करणे आणि कार्यक्षमता वाढवणे" ही अनेक कंपन्यांची मुख्य थीम बनेल.

कमी किंवा कोणतीही सबसिडी नसलेल्या काळात, केवळ तंत्रज्ञानाचे पुनरावृत्तीचे अपग्रेड साध्य करून, उच्च उत्पादन कार्यक्षमता प्राप्त करून, एका बॅटरीचा उत्पादन खर्च कमी करून आणि उत्पादनाची गुणवत्ता सुधारून आम्हाला स्पर्धेत जिंकण्याची अतिरिक्त संधी मिळू शकते.

हॅन्स लेझर बॅटरी सेल टॉप कव्हर्ससाठी हाय-स्पीड वेल्डिंग तंत्रज्ञानावरील संशोधनामध्ये गुंतवणूक करत आहे. वर सादर केलेल्या अनेक प्रक्रिया पद्धतींव्यतिरिक्त, हे ॲन्युलर स्पॉट लेझर वेल्डिंग तंत्रज्ञान आणि बॅटरी सेल टॉप कव्हर्ससाठी गॅल्व्हनोमीटर लेसर वेल्डिंग तंत्रज्ञान यासारख्या प्रगत तंत्रज्ञानाचा देखील अभ्यास करते.

उत्पादन कार्यक्षमतेत आणखी सुधारणा करण्यासाठी, टॉप कव्हर वेल्डिंग तंत्रज्ञान 300mm/s आणि उच्च गतीने एक्सप्लोर करा. हानच्या लेझरने 2017-2018 मध्ये गॅल्व्हनोमीटर लेसर वेल्डिंग सीलिंग स्कॅनिंगचा अभ्यास केला, गॅल्व्हनोमीटर वेल्डिंग दरम्यान वर्कपीसच्या कठीण गॅस संरक्षणाच्या तांत्रिक अडचणी आणि खराब वेल्ड पृष्ठभाग तयार करण्याच्या प्रभावातून तोडले आणि 400-500mm/s साध्य केले.लेसर वेल्डिंगसेल टॉप कव्हरचे. वेल्डिंगला 26148 बॅटरीसाठी फक्त 1 सेकंद लागतो.

तथापि, उच्च कार्यक्षमतेमुळे, कार्यक्षमतेशी जुळणारी सहाय्यक उपकरणे विकसित करणे अत्यंत कठीण आहे आणि उपकरणाची किंमत जास्त आहे. म्हणून, या सोल्यूशनसाठी कोणताही व्यावसायिक अनुप्रयोग विकास केला गेला नाही.

च्या पुढील विकासासहफायबर लेसरतंत्रज्ञान, रिंग-आकाराचे लाईट स्पॉट्स थेट आउटपुट करू शकणारे नवीन हाय-पॉवर फायबर लेसर लाँच केले गेले आहेत. या प्रकारचा लेसर विशेष मल्टी-लेयर ऑप्टिकल फायबरद्वारे पॉइंट-रिंग लेसर स्पॉट्स आउटपुट करू शकतो आणि आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे स्पॉट आकार आणि पॉवर वितरण समायोजित केले जाऊ शकते.

वेल्ड्स वेगवेगळ्या स्विंग ट्रॅजेक्टोरीज अंतर्गत मिळवले जातात

समायोजनाद्वारे, लेसर पॉवर डेन्सिटी डिस्ट्रिब्युशन स्पॉट-डोनट-टोफेट आकारात बनवता येते. आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे या प्रकारच्या लेसरला कोरोना असे नाव देण्यात आले आहे.

समायोज्य लेसर बीम (अनुक्रमे: केंद्र प्रकाश, केंद्र प्रकाश + रिंग लाइट, रिंग लाइट, दोन रिंग लाइट)

2018 मध्ये, ॲल्युमिनियम शेल बॅटरी सेल टॉप कव्हर्सच्या वेल्डिंगमध्ये या प्रकारच्या एकाधिक लेसरच्या अनुप्रयोगाची चाचणी घेण्यात आली आणि कोरोना लेसरच्या आधारावर, बॅटरी सेल टॉप कव्हर्सच्या लेसर वेल्डिंगसाठी 3.0 प्रक्रिया तंत्रज्ञान सोल्यूशनवर संशोधन सुरू करण्यात आले. जेव्हा कोरोना लेसर पॉइंट-रिंग मोड आउटपुट करते, तेव्हा त्याच्या आउटपुट बीमची पॉवर डेन्सिटी वितरण वैशिष्ट्ये सेमीकंडक्टर + फायबर लेसरच्या संयुक्त आउटपुट सारखी असतात.

वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान, उच्च पॉवर घनतेसह केंद्रबिंदू प्रकाश पुरेसा वेल्डिंग प्रवेश (हायब्रिड वेल्डिंग सोल्यूशनमधील फायबर लेसरच्या आउटपुटप्रमाणे) मिळविण्यासाठी खोल प्रवेश वेल्डिंगसाठी कीहोल बनवतो आणि रिंग लाइट अधिक उष्णता इनपुट प्रदान करतो, कीहोल मोठा करा, कीहोलच्या काठावर असलेल्या द्रव धातूवर धातूची वाफ आणि प्लाझमाचा प्रभाव कमी करा, परिणामी धातूचा स्प्लॅश कमी करा आणि वेल्डचा थर्मल सायकल वेळ वाढवा, ज्यामुळे वितळलेल्या तलावातील वायू बाहेर पडण्यास मदत होईल. जास्त काळ, हाय-स्पीड वेल्डिंग प्रक्रियेची स्थिरता सुधारणे (हायब्रिड वेल्डिंग सोल्यूशन्समध्ये सेमीकंडक्टर लेसरच्या आउटपुट प्रमाणेच).

चाचणीमध्ये, आकृती 18 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, आम्ही पातळ-भिंतीच्या शेल बॅटरी वेल्ड केल्या आणि आढळले की वेल्ड आकाराची सुसंगतता चांगली आहे आणि प्रक्रिया क्षमता CPK चांगली आहे.

वॉल जाडी 0.8mm सह बॅटरी टॉप कव्हर वेल्डिंगचे स्वरूप (वेल्डिंग गती 300mm/s)

हार्डवेअरच्या बाबतीत, हायब्रीड वेल्डिंग सोल्यूशनच्या विपरीत, हे सोल्यूशन सोपे आहे आणि त्याला दोन लेसर किंवा विशेष हायब्रिड वेल्डिंग हेडची आवश्यकता नाही. यासाठी फक्त सामान्य सामान्य उच्च-शक्ती लेसर वेल्डिंग हेड आवश्यक आहे (फक्त एक ऑप्टिकल फायबर सिंगल वेव्हलेंथ लेसर आउटपुट करत असल्याने, लेन्सची रचना सोपी आहे, कोणतेही समायोजन आवश्यक नाही आणि पॉवर लॉस कमी आहे), डीबग करणे आणि देखभाल करणे सोपे करते. , आणि उपकरणांची स्थिरता मोठ्या प्रमाणात सुधारली आहे.

हार्डवेअर सोल्यूशनची साधी प्रणाली आणि बॅटरी सेल टॉप कव्हरच्या हाय-स्पीड वेल्डिंग प्रक्रियेच्या आवश्यकता पूर्ण करण्याव्यतिरिक्त, या सोल्यूशनचे प्रक्रिया अनुप्रयोगांमध्ये इतर फायदे आहेत.

चाचणीमध्ये, आम्ही बॅटरी टॉप कव्हर 300mm/s वेगाने वेल्डेड केले आणि तरीही चांगले वेल्डिंग सीम बनवणारे परिणाम साध्य केले. शिवाय, 0.4, 0.6 आणि 0.8 मिमीच्या वेगवेगळ्या भिंती जाडी असलेल्या शेलसाठी, फक्त लेसर आउटपुट मोड समायोजित करून, चांगले वेल्डिंग केले जाऊ शकते. तथापि, ड्युअल-वेव्हलेंथ लेसर हायब्रीड वेल्डिंग सोल्यूशन्ससाठी, वेल्डिंग हेड किंवा लेसरचे ऑप्टिकल कॉन्फिगरेशन बदलणे आवश्यक आहे, जे जास्त उपकरणे खर्च आणि डीबगिंग वेळ खर्च आणेल.

म्हणून, बिंदू-रिंग स्पॉटलेसर वेल्डिंगसोल्यूशन केवळ 300mm/s वर अल्ट्रा-हाय-स्पीड टॉप कव्हर वेल्डिंग साध्य करू शकत नाही आणि पॉवर बॅटरीची उत्पादन कार्यक्षमता सुधारू शकते. बॅटरी उत्पादक कंपन्यांसाठी ज्यांना वारंवार मॉडेल बदलांची आवश्यकता असते, हे उपाय उपकरणे आणि उत्पादनांची गुणवत्ता देखील मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकते. सुसंगतता, मॉडेल बदलणे आणि डीबगिंग वेळ कमी करणे.

0.4 मिमी भिंतीची जाडी असलेल्या बॅटरी टॉप कव्हर वेल्डिंगचे स्वरूप (वेल्डिंग गती 300 मिमी/से)

वॉल जाडी 0.6mm सह बॅटरी टॉप कव्हर वेल्डिंगचे स्वरूप (वेल्डिंग गती 300mm/s)

पातळ-वॉल सेल वेल्डिंगसाठी कोरोना लेझर वेल्ड पेनिट्रेशन - प्रक्रिया क्षमता

वर नमूद केलेल्या कोरोना लेसर व्यतिरिक्त, AMB लेसर आणि ARM लेसरमध्ये समान ऑप्टिकल आउटपुट वैशिष्ट्ये आहेत आणि लेसर वेल्ड स्पॅटर सुधारणे, वेल्ड पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारणे आणि हाय-स्पीड वेल्डिंग स्थिरता सुधारणे यासारख्या समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते.

4. सारांश

वर नमूद केलेले विविध उपाय हे सर्व देशी आणि विदेशी लिथियम बॅटरी उत्पादक कंपन्यांद्वारे प्रत्यक्ष उत्पादनात वापरले जातात. भिन्न उत्पादन वेळ आणि भिन्न तांत्रिक पार्श्वभूमीमुळे, उद्योगात भिन्न प्रक्रिया उपाय मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात, परंतु कंपन्यांना कार्यक्षमता आणि गुणवत्तेसाठी उच्च आवश्यकता असतात. हे सतत सुधारत आहे आणि तंत्रज्ञानाच्या आघाडीवर असलेल्या कंपन्यांद्वारे लवकरच अधिक नवीन तंत्रज्ञान लागू केले जातील.

चीनचा नवीन ऊर्जा बॅटरी उद्योग तुलनेने उशिरा सुरू झाला आणि राष्ट्रीय धोरणांनुसार वेगाने विकसित झाला. संपूर्ण उद्योग साखळीच्या संयुक्त प्रयत्नांनी संबंधित तंत्रज्ञानाने प्रगती करणे सुरूच ठेवले आहे आणि उत्कृष्ट आंतरराष्ट्रीय कंपन्यांमधील अंतर सर्वसमावेशकपणे कमी केले आहे. देशांतर्गत लिथियम बॅटरी उपकरणे निर्माता म्हणून, मावेन सतत स्वतःच्या फायद्याचे क्षेत्र शोधत आहे, बॅटरी पॅक उपकरणांच्या पुनरावृत्ती सुधारणांना मदत करत आहे आणि नवीन ऊर्जा ऊर्जा स्टोरेज बॅटरी मॉड्यूल पॅकच्या स्वयंचलित उत्पादनासाठी चांगले उपाय प्रदान करत आहे.