خبراء اللحام بمواد عاكسة عالية - حل مشاكل اللحام الكهربائي بالليثيوم

اللحام بالليزر هو تركيز شعاع الليزر على سطح قطعة العمل من خلال عدسة بصرية ، بحيث تذوب المادة بسرعة لتشكيل تجمع منصهر ، ثم يتم تبريده بسرعة لتشكيل مفصل ملحوم.تتميز بخصائص نسبة العرض إلى الارتفاع الكبيرة وسرعة اللحام السريعة وعدم الاتصال بقطعة العمل ، مما يسهل تحقيق الإنتاج الآلي ، لذلك تم استخدام هذه العملية على نطاق واسع.ومع ذلك ، نظرًا للتفاعل المعقد بين مصدر حرارة الليزر والمواد أثناء عملية اللحام بالليزر ، فضلاً عن الخصائص الفيزيائية الخاصة لسبائك الألومنيوم وسبائك النحاس ، فإن المواد عالية الانعكاس لها انعكاس ليزر عالي أثناء اللحام ، وعملية اللحام غير المستقرة ، ويسهل إنتاج عيوب المسامية وما إلى ذلك.عند استخدام الليزر العادي للحام مواد عاكسة للغاية مثل الألومنيوم والنحاس ، فإن انهيار ثقب المفتاح سوف ينتج عنه ثقوب صغيرة وبقع.بسبب البقع ، سيتم تقليل معدن اللحام ، مما ينتج عنه حفر وأسطح غير مستوية ؛علاوة على ذلك ، تتمتع هذه المواد بانعكاسية عالية لليزر ، ومعدل الامتصاص منخفض ، وتنعكس معظم الطاقة ، مما يؤدي إلى ضعف اندماج الحشو ؛في الوقت نفسه ، أثناء عملية التبريد ، نظرًا لسرعة التبريد المفرطة ، تقل قابلية ذوبان الهيدروجين والغازات الأخرى في البركة المنصهرة بشكل حاد ويكون الوقت قد فات على الهروب ، مما يؤدي إلى ظهور المسام.ينتج.

طرق اللحام الرئيسية لتقليل الترشيش والمسامية

تعد كيفية تقليل تناثر السوائل وتقليل المسامية والحصول على لحام سلس من الصعوبات الرئيسية في لحام المواد عالية الانعكاس.كما واصلت العديد من الشركات المحلية والأجنبية استكشاف هذا الجانب وأطلقت منتجاتها الخاصة.

(1) استخدام رأس اللحام المتأرجح يمكن لطريقة اللحام المتأرجح تشتيت كثافة الطاقة وتحسين توحيد درجة حرارة اللحام وتقليل توليد الترشيش والمسام إلى حد معين.في الوقت الحاضر ، أطلقت الشركات المصنعة لرؤوس الليزر السائدة (مثل Jiaqiang ، Wanshunxing ، Kirin ، إلخ) رؤوس لحام ليزر سوينغ مماثلة.لكن في نفس الوقت ، هناك بعض العيوب.نظرًا لتقليل كثافة طاقة الليزر ، يجب زيادة الطاقة أو إبطاء سرعة اللحام.

(2) استخدم رأس اللحام المركب ذي الطول الموجي المزدوج لدمج ليزر الألياف وليزر أشباه الموصلات مع رأس اللحام المركب ثنائي الموجة ، والتداخل عند نقطة اللحام.ينفذ ليزر الألياف لحام اختراق عميق.تقليل تناثر السوائل.في الوقت الحاضر ، قام مصنعو رؤوس الليزر مثل Jiaqiang و Wanshunxing أيضًا بإطلاق رؤوس اللحام هذه.ومع ذلك ، تتطلب طريقة اللحام هذه استخدام نوعين من الليزر ، وتكون مجموعة المعدات أكثر تعقيدًا.

(3) ليزر مع بقعة خاصة

أفضل حل فعال من حيث التكلفة هو على جانب الليزر ، حيث يتم تغيير ليزر التوزيع الغاوسي إلى حلقة + ضوء مركزي ، وتضمن بقعة الضوء المركزية عمق البركة المنصهرة ، وتلعب بقعة الضوء الحلقي دور التسخين المسبق والتبريد البطيء ، والذي مقارنة بمبدأ اللحام المركب ثنائي الموجة المذكور أعلاه.مماثل.أطلق مصنعو الليزر النموذجيون أنواعًا مماثلة من الليزر ، مثل ليزر AMB من IPG وليزر Raycus ABP.

ما هو FRM من GW Laser Tech

استجابةً لصعوبات اللحام للمواد عالية الانعكاس المذكورة أعلاه ، استكشفت GW Laser باستمرار على طريق التطور التكنولوجي ، وأطلقت خبيرًا في لحام المواد عالية الانعكاس - FRM (وضع الحلقة المرنة) بإخراج بقعة ديناميكية بالليزر ، والذي يمكن أن تقلل بشكل فعال من عملية اللحام للمواد عالية الانعكاس.توليد الرش والمسامية.

يدمج ليزر FRM وحدتين بصريتين في الطبقة الأساسية والطبقة الأساسية الحلقية للألياف من خلال مقرن مخصص ، ويقرن شعاعي الليزر في شعاع واحد ، ثم يركزانه على سطح قطعة العمل لتشكيل بقعة مركبة.من خلال ضبط نسبة الطاقة المناسبة ، يمكن تشكيل عرض لحام واسع نسبيًا ونسبة عرض إلى ارتفاع منخفضة للحام ، مما يمكن أن يحسن بشكل فعال من استقرار ثقب المفتاح ، ويمكن أن يقلل بشكل كبير من تناثر اللحام ويقلل من حساسية الثغور.

يمكن أن يتحكم ليزر FRM بشكل تعسفي في قوة ضوء الألياف الأساسية وضوء الحلقة الأساسية.يمكنه فقط تشغيل الضوء المركزي أو ضوء الحلقة ، أو يمكن تشغيل كليهما في نفس الوقت لتشكيل ثلاثة أنماط من البقعة العادية ، والنقطة الحلقيّة ، والبقعة المركبة ؛إذا تم تشغيله في نفس الوقت ، فيمكن أن يجعل القلب ونواة الحلقة القوة المركزية المركزية أكبر من القوة الأساسية للحلقة ، أو يمكن أن تكون القوة الأساسية المركزية أصغر من قوة قلب الحلقة ، أو أن قوة المركز الأساسية متساوية إلى القوة الأساسية للحلقة ، ويمكن تبديل ما مجموعه خمسة أشكال موضعية مختلفة.

قطر النقطة المركزية صغير وكثافة الطاقة عالية.يعتمد اللحام على وضع اللحام بالاختراق العميق ، والذي سينتج ثقب المفتاح ويشكل بركة منصهرة مع نسبة عرض إلى ارتفاع كبيرة.ومع ذلك ، فإن لديها متطلبات عالية فيما يتعلق بالفجوة المطابقة ، ويتم إطلاق كمية كبيرة من البخار المعدني عالي الضغط عندما يتم تشكيل ثقب المفتاح عن طريق اللحام العميق الاختراق ، والذي يكون عرضة لنقاط الرش والانفجار.درجة حرارة البركة المنصهرة مرتفعة والتدفق الداخلي عنيف ، وتذبذب البركة المنصهرة واضح.

قطر البقعة الحلقية كبير وكثافة الطاقة صغيرة.يعتمد اللحام على وضع التوصيل الحراري ، والذي يمكن أن يشكل حوضًا منصهرًا أوسع.نظرًا لأن اللحام بالتوصيل الحراري لا يشكل ثقبًا رئيسيًا ، فإن درجة حرارة البركة المنصهرة تكون منخفضة أثناء عملية اللحام ، ولا يوجد تقلب واضح في المسبح المنصهر.ترشيش ، اللحام مسطح وجميل.ومع ذلك ، نظرًا لكثافة الطاقة المشتتة ، لا يمكن الحصول على عمق اختراق كبير.

الجمع بين الاثنين ، من خلال ضبط نسبة الطاقة المناسبة ، بينما تضمن البقعة المركزية عمق البركة المنصهرة ، تزيد البقعة الحلقية من عرض ومدة البركة المنصهرة ، من ناحية ، تحسن استقرار ثقب المفتاح وتقلل الرش من ناحية أخرى ، يكون تدفق البركة المنصهرة أكثر استقرارًا ، وتفيض الفقاعات لفترة طويلة ، وتقل احتمالية تكوين المسامية.

يمكن أن يوفر ليزر FRM طاقة خرج إجمالية تصل إلى 20KW ، ويمكنه تعديل معلمات ضوء الخرج بمرونة.يبلغ قطر ألياف خرج الحزمة المركزية 50μm / 150μm ، وقدرة الخرج تصل إلى 10KW ؛يبلغ قطر ألياف خرج الحزمة الحلقية 150μm / 300μm ، وتصل طاقة الخرج إلى 10KW.الشعاع المركزي عبارة عن ليزر ليفي بطول موجي يبلغ 1070 نانومتر ، ويمكن تجهيز الحزمة الحلقية بشعاع ليزر أشباه الموصلات 976 نانومتر بالإضافة إلى ليزر ليفي 1070 نانومتر لتحقيق تركيب أشعة الليزر ذات الطول الموجي المزدوج والمزدوجة.

تأثير اللحام الممتاز FRM

من أجل عكس تأثير اللحام لـ FRM ، يستخدم ما يلي ليزر FRM والليزر العادي لحام سبائك الألومنيوم ومقارنتها.

تم استخدام ليزر FRM 1.5KW + 1.5KW (50μm + 150μm) في لحام سبائك الألومنيوم 6061 بسمك 3 مم ، ومقارنتها بالليزر العادي 3KW (100μm).يمكن أن نجد بوضوح أن ترشيش اللحام بالليزر FRM أصغر بكثير من اللحام بالليزر العادي.

تم قطع العينات الملحومة مفتوحة لرصد المعادن.نظرًا لتأثير النقطة الحلقية ، فإن اللحام الذي تم الحصول عليه بواسطة ليزر FRM له شكل ضيق علوي وسفلي عريض ، والأسطح العلوية والسفلية مسطحة بشكل أساسي ؛بينما يكون عرض اللحام الخاص باللحام بالليزر العادي متدفقًا بشكل أساسي من الأعلى والأسفل ، وينهار السطح العلوي ويكون السطح السفلي محدبًا.

يتم اختبار قوة الشد للدرزة الملحومة بعد اللحام ، وقوة الشد للحام FRM أفضل من اللحام بالليزر العادي.

تطبيقات مهمة لـ FRM

تعتبر الصين مركبات الطاقة الجديدة واحدة من سبع صناعات استراتيجية.نظرًا لأن حزمة بطارية الليثيوم بالطاقة هي مكون أساسي رئيسي لمركبات الطاقة الجديدة ، مع التطوير المستمر لمركبات الطاقة الجديدة ، فإنها تستخدم أيضًا على نطاق واسع ويتم تطويرها وفقًا لذلك.

وفقًا لإحصاءات معهد الأبحاث الصيني في بوهوا ، سيستمر الطلب العالمي على بطاريات الليثيوم في الارتفاع من عام 2017 إلى عام 2020 ، وسيستمر الطلب على معدات بطاريات الليثيوم في النمو خلال 3-5 سنوات القادمة.أدى التطور السريع لصناعة بطاريات الليثيوم إلى قيام الشركات الكبرى بزيادة بناء مصانع جديدة وتوسيع الطاقة الإنتاجية.

سلامة حزمة البطارية مهمة للغاية.بمجرد حدوث الفشل ذي الصلة ، سيؤدي إلى نتائج خطيرة للغاية ويهدد حياة الناس.من بينها ، العامل الذي يلعب دورًا حاسمًا في سلامة السيارات الكهربائية هو لحام الأجزاء الرئيسية من بطارية الطاقة.أهم مادة في هذه المواضع هي سبائك الألومنيوم ، بما في ذلك الصمامات المقاومة للانفجار ، وأختام الخلايا ، وعلامات التبويب ، وقضبان التوصيل ، وما إلى ذلك ؛متبوعة بالمواد النحاسية ، مثل الأعمدة ، وعلامات التبويب ، وما إلى ذلك. ستؤثر جودة اللحام في هذه المواضع بشكل مباشر على موثوقية جودة حزمة البطارية.

بالنسبة للحام أجزاء مختلفة من بطارية الطاقة ، فإن ليزر FRM باستخدام Guanghui Laser يمكن أن يحل مشكلة اللحام بشكل فعال ، وتحقيق عدم تناثر في اللحام ، وعدم وجود مسام على السطح ، والاختراق المستقر ، ودرزة اللحام الناعمة والجميلة ، وتحسين جودة اللحام بشكل كبير ، وضمان استقرار بطارية الطاقة بشكل فعال.الجنس والأمان.

يعتبر تحول سوق السيارات العالمي إلى الكهرباء هو الاتجاه العام ، وفي ظل هذا الاتجاه العام للتطوير ، لا بد من طرح متطلبات أعلى لتكنولوجيا لحام أيونات الليثيوم ، وأصبحت معالجة بطارية الليثيوم أيون سوقًا مهمًا لليزر المحلي شركات.ستواصل Guanghui Laser بذل الجهود في مجال لحام بطارية الليثيوم.من خلال الابتكار المستقل ، سيتم إجراء ترقيات تكرارية بالليزر لمساعدة العملاء على تحسين عمليات اللحام وتعزيز سلامة المنتج وقدرته التنافسية.

المؤلف ： مهندس تطبيق GW Laser Jiaxing Gu