動力電池是新能源汽車的核心零部件，直接決定整車性能,激光焊接工藝開始進入人們視野。高效精密的動力電池激光焊接機可以大大提高汽車動力電池的安全性和使用壽命，將為今后的汽車動力技術(shù)帶來革命化進步;動力電池的激光焊接部位多，有耐壓和漏夜測試要求，材料多數(shù)為鋁材，因為焊接難度大，對焊接工藝的要求更高。
動力電池殼體的焊接主要是側(cè)焊與頂焊兩種，雙方之間各有優(yōu)缺點，而鋁殼電池因為其材料的特殊性，容易出現(xiàn)凸起、氣孔等問題，方形電池焊接在拐彎處容易出現(xiàn)問題。德譽激光今日將介紹激光焊接機在動力電池領(lǐng)域的應(yīng)用。
激光焊接與其它焊接技術(shù)對比電池制造過程涉及的焊接技術(shù)十分廣泛，如超聲波焊、電阻焊和激光焊接等。焊接方法與工藝的合理選用，直接影響電池的生產(chǎn)成本、質(zhì)量的可靠性與使用的安全性。激光焊接作為電池生產(chǎn)一項非常重要的工藝環(huán)節(jié)，對電池的一致性，穩(wěn)定性和安全性有很大的影響，動力電池激光焊接部位多，工藝難度大，對焊接工藝要求更高。通過高效精密的激光焊接可以大大提高汽車動力電池安全性、可靠性和使用壽命，必將為今后的汽車動力技術(shù)的發(fā)展提供重要保障。
圖為激光焊接機在動力電池制造工序中的具體應(yīng)用
對比發(fā)現(xiàn)，激光焊接優(yōu)勢在于焊材損耗小、被焊接工件變形小、設(shè)備性能穩(wěn)定易操作，焊接質(zhì)量及自動化程度高。其工藝上的優(yōu)勢是其它焊接方式無法比擬的其特點如下。
一,焊接設(shè)備價值
對于動力電池生產(chǎn)企業(yè)簡而言之，激光焊接是一個將正負極材料、隔膜和電解液等原材料化零為整的融合制造過程，是整個動力電池生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵工藝。將所有原材料焊接成電池電芯、PACK模組，可直接用于傳統(tǒng)消費電子、電子工具、電動自行車、儲能電站及新能源汽車領(lǐng)域。
另一方面，激光焊接在動力電池中的地位也可以從焊接設(shè)備的成本價值上體現(xiàn)出來。以電池原料為對比，原料在成本中占比是持續(xù)性的且以噸為單位購入;激光焊接設(shè)備基本是一次性到位，不同工藝或類型的焊接設(shè)備價值數(shù)額在數(shù)十萬位至數(shù)百萬位人民幣，在電池廠投入中占比5-15%，在電池組pack廠投入占比10-40%不等。
二,激光焊接設(shè)備類型
市場上應(yīng)用于動力電池的激光設(shè)備從外觀上看雖是“亂花漸欲迷人眼”，但最終達成的殊途同歸的作用。以工藝的復(fù)雜程度和設(shè)備占用空間上區(qū)分，激光焊接設(shè)備基本可以分為三種類型：中試設(shè)備、全自動工作站和全自動流水線。
中試設(shè)備，基本為單機半自動操作臺，應(yīng)用于初期中試產(chǎn)品的測試和小批量生產(chǎn)。
全自動工作站，多為雙劍合璧的模式，激光主機加半封閉或全封閉式工作臺，每工位工作臺上一般配備多工位夾具工裝，適用于動力電池激光焊接和電池組PACK焊接的各種工藝的單工序段全自動系統(tǒng)。
全自動生產(chǎn)線，全自動工作站的升級版，將多個工作站相連接，形成電芯焊接或電池組PACK焊接的完整智能自動化產(chǎn)線。
三,激光焊接未來趨勢
近年來，很多國內(nèi)外動力電池生產(chǎn)廠商，在較為復(fù)雜的生產(chǎn)工序中，對于不同的工序、不同的被焊接部件，采用不同焊接方法，隨著新能源汽車行業(yè)邁向縱深發(fā)展，對配套電池的裝配與焊接精度、質(zhì)量都提出了更高的要求，大規(guī)模的采用激光焊接工藝勢在必行。
激光焊接機在動力電池焊接領(lǐng)域焊前/焊后檢測應(yīng)用市場需求
在動力電池激光焊接生產(chǎn)中，焊前需要對來料進行檢測，焊后需要對焊接效果進行確認，傳統(tǒng)技術(shù)采用的是人工目測。由于人工目測受員工技術(shù)熟練程度、環(huán)境、甚至心情的影響較大，容易出現(xiàn)很多誤判，影響產(chǎn)品良率。為進一步提升產(chǎn)品品質(zhì)，我公司于2013年率先開發(fā)了應(yīng)用于電池焊接段的焊前焊后自動檢測技術(shù)。
動力電池焊接領(lǐng)域焊前輪廓掃面儀圖
焊前檢測：
電池入殼完成后，電芯與殼體壓裝，為保證焊接質(zhì)量，電芯頂蓋與殼體配合公差< ±0.2MM。采用輪廓掃描儀對電池頂蓋和殼體進行掃描，通過圖像處理技術(shù)，判斷其公差是否在此范圍內(nèi)，不在公差范圍內(nèi)的產(chǎn)品，不進行焊接直接流入不良品筐，在公差范圍內(nèi)的產(chǎn)品流入下一道工序進行焊接。
焊后檢測：
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電池焊接完成后，為保證焊接焊道溶池質(zhì)量，需要檢測溶池是否溢出，控制范圍<0.06MM。通過圖像處理技術(shù)，確定此熔池溢出是否在控制范圍之內(nèi)，然后合格品與不合格品分別流入不同工位。另外，通過圖像處理技術(shù)還可以檢測出爆點、漏點等焊接不良。 輪廓掃描儀運用于電池頂蓋與殼體之間的高度差，來判斷電池是否達到焊接要求。在焊前焊后檢測中，使用了線激光測量技術(shù),關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢如下： 1、可同時單點或多點測量 2、可同時對不同反光強度材質(zhì)檢測 3、高速度、高精度、高穩(wěn)定性
動力電池焊接領(lǐng)域焊后檢測應(yīng)用
光纖激光焊接機在電池領(lǐng)域焊接應(yīng)用與難點
高效精密的激光焊接可以大大提高汽車動力電池的安全性和使用壽命，將為今后的汽車動力技術(shù)帶來革命化進步;動力電池的激光焊接部位多，有耐壓和漏夜測試要求，材料多數(shù)為鋁材，因為焊接難度大，對焊接工藝的要求更高。 動力電池殼體的焊接主要是側(cè)焊與頂焊兩種，雙方之間各有優(yōu)缺點，而鋁殼電池因為其材料的特殊性，容易出現(xiàn)凸起、氣孔等問題，方形電池焊接在拐彎處容易出現(xiàn)問題。 方形動力電池焊接難點 方形電池由于來料的配合精度等方面的因素影響，焊接時拐彎處最容易出現(xiàn)問題，需要再根據(jù)實際情況再找出應(yīng)對策略，調(diào)整焊接速度可以解決這類問題，圓形電池沒有這方面的問題，但后續(xù) 集成電池模組的難度較大。 鋁殼動力電池的焊接難點 目前鋁殼電池占整個動力電池的90%以上，鋁材的激光焊接難度較大，會面臨焊接表面凸起問題、氣孔問題、內(nèi)部氣泡問題，表面凸起、氣孔、內(nèi)部氣泡是激光焊接的致命傷，很多應(yīng)用由于這些原因不得不停止或者想辦法規(guī)避。很多電池廠家在研發(fā)初期都會為此大傷腦筋，究其原因，主要是采用的光纖芯徑過小或者激光能量設(shè)置過高所致;在動力電池焊接當(dāng)中，焊接工藝技術(shù)人員會根據(jù)客戶的電池材料、形狀、厚度、拉力要求等選擇合適的激光器和焊接工藝參數(shù)，包括焊接速度、波形、峰值、焊頭傾斜度角度等來設(shè)置合理的焊接工藝參數(shù)、以保證最終的焊接效果滿足動力電池廠家的要求。 動力電池焊接的工藝難點 一般殼體厚度都要求1.0毫米以下，主流廠家目前根據(jù)電池容量不同殼體材料厚度0.6mm和0.8mm兩種方法。焊接方式主要為分為側(cè)焊與頂焊，其中側(cè)焊的主要好處是對電芯內(nèi)部的影響較小，飛濺物不會輕易進入殼蓋內(nèi)側(cè)。由于焊接后可能會導(dǎo)致凸起，這對后續(xù)工藝的裝配會有些微影響，因此側(cè)焊工藝對激光器的穩(wěn)定性、材料的潔凈度和頂蓋與殼體的配合間隙有較高的要求，而頂焊工藝由于焊接在一個面上，可采用更高效的振鏡掃描焊接方式，但對前道工序入殼及定位要求，對設(shè)備的自動化要求高。
動力電池激光焊接全套自動焊接方案
深圳動力電池激光焊接機生產(chǎn)廠家-德譽激光可根據(jù)貴客戶提供的動力電池尺寸和基本要求做出客戶滿意的動力電池激光焊接機全自動焊接方案。以下是德譽激光為大家提供的一款大功率動力電池激光焊接機設(shè)備結(jié)構(gòu)構(gòu)成：
一、動力電池激光焊接機機器大致結(jié)構(gòu)有： (1)、機架系統(tǒng)。 (2)、動力電池。 (3)、傳送系統(tǒng)。 (4)、上下料系統(tǒng)。 (5)、電池蓋壓緊系統(tǒng)。 (6)、電池整形系統(tǒng)。 (7)、激光系統(tǒng)。 (8)、三維運動系統(tǒng)。 (9)、電池夾緊旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。 (10)、工位轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。 二、機架系統(tǒng)的機器框架采用80*80的國標方管焊接而成、最大程度的保證了機器的牢固性和剛性。從而保證了機器的精度。 三、動力電池激光焊接是按照客戶提供的電池規(guī)格來進行裝配。
動力電池激光焊接裝配圖
四、傳送系統(tǒng)采用國內(nèi)知名廠家的傳送裝置改制而成、有效地保證了傳送裝置的實用和可靠性。同時添加了定位裝置。防止了機器的誤操作帶來的損失。提高了產(chǎn)品的成品率。 電池激光焊接機運動原理： 1、 蓋好電池蓋的動力電池傳送帶傳送到達(電池擋板)處被定位、同時傳送帶停止傳動。 2、 焊接好的動力電池放下(電池擋板)后收回。傳送帶開始傳動、焊接好的動力電池經(jīng)傳送帶傳送離開。 3、 焊接好的動力電池離開后(電池擋板)伸出擋住下一個電池。
動力電池頂蓋激光焊接圖
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