Le soudage au laser est actuellement la principale méthode de soudage de batterie haut de gamme.

Le soudage au laser est un processus dans lequel un faisceau laser à haute énergie irradie la pièce, de sorte que la température de travail augmente fortement, la pièce est fondue et reconnectée pour former une connexion permanente, et la résistance au cisaillement et à la déchirure du soudage au laser sont relativement bonnes . La qualité du soudage des batteries, sa conductivité électrique, sa résistance, son étanchéité à l'air, sa résistance à la fatigue du métal et à la corrosion sont des critères d'évaluation typiques de la qualité du soudage.

De nombreux facteurs affectent la qualité du soudage au laser, dont certains sont extrêmement volatils et présentent une instabilité considérable. Comment régler et contrôler correctement ces paramètres afin qu'ils puissent être contrôlés dans une plage appropriée dans le processus de soudage laser continu à grande vitesse pour assurer la fiabilité et la stabilité de la qualité du soudage et de la formation de la soudure est lié à l'aspect pratique de la technologie de soudage laser, important question de l'industrialisation.

Les principaux facteurs affectant la qualité du soudage au laser sont divisés en trois aspects : l'équipement de soudage, l'état de la pièce et les paramètres du processus.

1. Matériel de soudage

Les exigences les plus importantes pour la qualité du laser sont le mode de faisceau et la puissance de sortie et sa stabilité. Le mode de faisceau est le principal indicateur de la qualité du faisceau. Plus l'ordre du mode de faisceau est bas, meilleures sont les performances de focalisation du faisceau, plus le spot est petit, plus la densité de puissance est élevée sous la même puissance laser et plus la profondeur et la largeur de la soudure. Généralement, le mode fondamental ou le mode d'ordre bas est requis, sinon il est difficile de répondre aux exigences du soudage laser de haute qualité.À l'heure actuelle, la qualité du faisceau laser et la stabilité de la puissance de sortie de HGLASER sont assez élevées et ne deviendront pas un problème de soudage au laser.

Le facteur le plus important affectant la qualité du soudage dans le système optique est la lentille de focalisation. La distance focale utilisée est généralement comprise entre 127 mm et 200 mm. Une petite distance focale est bonne pour réduire le diamètre de la taille du faisceau focalisé, mais si elle est trop petit, il est facile d'être contaminé et éclaboussé pendant le processus de soudage. .

Plus la longueur d'onde est courte, plus le taux d'absorption est élevé ; généralement, les matériaux ayant une bonne conductivité ont une réflectivité élevée. Pour les lasers YAG, la réflectivité de l'argent est de 96 %, celle de l'aluminium de 92 %, celle du cuivre de 90 % et celle du fer de 60 %. Plus la température est élevée, plus le taux d'absorption est élevé, ce qui est linéaire ; généralement, le revêtement de la surface avec du phosphate, du noir de carbone, du graphite, etc. peut améliorer le taux d'absorption.

2. État de la pièce

Le soudage au laser nécessite que le bord de la pièce soit traité, l'assemblage a une haute précision, le point et la soudure sont strictement alignés, et la précision d'assemblage d'origine de la pièce et l'alignement du point ne peuvent pas être modifiés pendant le processus de soudage en raison de déformation thermique de soudage. En effet, le point laser est petit et le cordon de soudure est étroit.Généralement, aucun métal d'apport n'est ajouté.Si l'écart est trop grand si l'assemblage n'est pas strict, le faisceau peut traverser l'écart et ne peut pas faire fondre le métal de base, ou provoquer une contre-dépouille et une dépression évidentes, telles que la déviation du point par rapport au joint. S'il est trop grand, cela peut entraîner une fusion incomplète ou une pénétration incomplète.

Par conséquent, en général, l'écart d'assemblage bout à bout des plaques et la déviation de l'alignement des points ne doivent pas être supérieurs à 0,1 mm, et le mauvais côté ne doit pas être supérieur à 0,2 mm. Dans la production réelle, la technologie de soudage au laser ne peut parfois pas être utilisée car ces exigences ne peuvent pas être satisfaites. Pour obtenir un bon effet de soudage, l'espace bout à bout et l'espace de chevauchement autorisés doivent être contrôlés à moins de 10% de l'épaisseur de la tôle.

Un soudage au laser réussi nécessite un contact étroit entre les substrats à souder, ce qui nécessite un serrage minutieux des pièces pour de meilleurs résultats. Ceci est difficile à bien faire sur des substrats de languettes minces, qui sont sujets à un désalignement de flexion, en particulier si les languettes sont intégrées dans de grands modules ou assemblages de batterie.

3. Paramètres de soudage

(1) Influence sur le mode de soudage au laser et le stabilisateur de formation du cordon de soudure Le paramètre de soudage le plus important est la densité de puissance du point laser, qui a l'influence suivante sur le mode de soudage et la stabilité de la formation du cordon de soudure : comme la puissance du point laser la densité augmente de petite à grande L'ordre est le soudage par conduction thermique stable, le mode de soudage instable et le soudage par pénétration profonde stable.

(2) Dans la plage de soudage à pénétration profonde, l'influence des paramètres de soudage sur la profondeur de pénétration : dans la plage de soudage à pénétration profonde stable, plus la puissance du laser est élevée, plus la profondeur de pénétration est grande, qui est d'environ 0,7 puissance ; et plus la la vitesse de soudage devient , plus la pénétration est faible. Sous certaines puissance laser et vitesse de soudage, lorsque la mise au point est dans la meilleure position, la profondeur de pénétration est la plus grande, et lorsqu'elle s'écarte de cette position, la profondeur de pénétration diminue et devient même en mode soudage instable ou soudage par conduction thermique stable.

(3) Influence du gaz de protection, la fonction principale du gaz de protection est de protéger la pièce de l'oxydation pendant le processus de soudage ; de protéger la lentille de focalisation de la contamination par les vapeurs métalliques et de la pulvérisation de gouttelettes de liquide ; de dissiper le plasma généré par la haute puissance soudage au laser ; pour refroidir la pièce, réduisant la zone affectée par la chaleur.

(4) Analyse de la capacité de surveillance de chaque paramètre : parmi les quatre paramètres de soudage, la vitesse de soudage et le débit de gaz de protection sont des paramètres faciles à surveiller et à maintenir stables, tandis que la puissance du laser et la position de mise au point sont celles qui peuvent fluctuer pendant le processus de soudage et sont paramètre difficile à surveiller.

Bien que la puissance de sortie du laser soit très stable et facile à surveiller, la puissance laser atteignant la pièce variera en raison des pertes dans le guide de lumière et les systèmes de focalisation, qui sont liées à la qualité, à l'âge et à la contamination de surface de l'optique. La position du foyer du faisceau est l'un des paramètres de soudage qui a une grande influence sur la qualité du soudage et qui est le plus difficile à surveiller et à contrôler.