La soldadura làser consisteix a enfocar el raig làser a la superfície de la peça de treball a través d'una lent òptica, de manera que el material es fon ràpidament per formar una piscina fosa i després es refreda ràpidament per formar una junta soldada.Té les característiques de gran relació d'aspecte, velocitat de soldadura ràpida i sense contacte amb la peça de treball, que és fàcil d'aconseguir una producció automatitzada, de manera que aquest procés s'ha utilitzat àmpliament.Tanmateix, a causa de la complexa interacció entre la font de calor làser i el material durant el procés de soldadura làser, així com les propietats físiques especials dels aliatges d'alumini i els aliatges de coure, els materials d'alta reflexió tenen una alta reflectivitat làser durant la soldadura, procés de soldadura inestable, i fàcil de produir defectes de porositat, etc. problema.Quan s'utilitzen làsers habituals per soldar materials altament reflectants com l'alumini i el coure, el col·lapse del forat de la clau produirà petits forats i esquitxades.A causa de les esquitxades, el metall de soldadura es reduirà, donant lloc a fosses i superfícies irregulars;a més, aquests materials tenen una alta reflectivitat làser, la taxa d'absorció és baixa i la major part de l'energia es reflecteix, donant lloc a una mala fusió del farciment;al mateix temps, durant el procés de refrigeració, a causa de la velocitat de refrigeració excessiva, la solubilitat de l'hidrogen i altres gasos a la piscina fosa es redueix dràsticament i és massa tard per escapar, donant lloc a porus.produir.
Mètodes de soldadura principals per reduir les esquitxades i la porositat
Com reduir les esquitxades, reduir la porositat i obtenir una soldadura suau és una dificultat important per soldar materials d'alta reflexió.Moltes empreses nacionals i estrangeres també han continuat explorant aquest aspecte i han llançat els seus propis productes.
(1) Ús del capçal de soldadura oscil·lant El mètode de soldadura oscil·lant pot dispersar la densitat d'energia, millorar la uniformitat de la temperatura de soldadura i reduir fins a cert punt la generació d'esquitxades i porus.Actualment, els principals fabricants de capçals làser (com Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin, etc.) han llançat capçals de soldadura làser oscil·lants similars.Però, al mateix temps, hi ha alguns inconvenients.Com que la densitat d'energia del làser es redueix, s'ha d'augmentar la potència o disminuir la velocitat de soldadura.
(2) Utilitzeu un capçal de soldadura compost de doble longitud d'ona per combinar el làser de fibra i el làser semiconductor amb el capçal de soldadura compost de doble longitud d'ona i superposeu-vos al punt de soldadura.El làser de fibra realitza soldadures de penetració profunda.Minimitzar les esquitxades.Actualment, els fabricants de capçals làser com Jiaqiang i Wanshunxing també han llançat aquests capçals de soldadura.Tanmateix, aquest mètode de soldadura requereix l'ús de dos làsers i la combinació d'equips és més complicada.
(3) Làser amb punt especial
La millor solució rendible es troba al costat del làser, canviant el làser de distribució gaussiana a l'anell + la llum central, el punt de llum central garanteix la profunditat de la piscina fosa i el punt de llum anell té el paper de preescalfament i refredament lent, que es compara amb el principi de soldadura composta de doble longitud d'ona esmentat anteriorment.semblants.Els fabricants de làser típics han llançat làsers similars, com ara el làser AMB d'IPG i el làser ABP de Raycus.
Què és el FRM de GW Laser Tech
En resposta a les dificultats de soldadura dels materials d'alta reflexió esmentats anteriorment, GW Laser ha explorat contínuament el camí del desenvolupament tecnològic i ha llançat un expert en soldadura de materials d'alta reflexió: làser de sortida dinàmica de punt FRM (Flexible Ring Mode), que pot reduir eficaçment el procés de soldadura de materials d'alta reflexió.Generació d'esquitxades i porositat.
El làser FRM acobla dos mòduls òptics a la capa central i la capa central de l'anell de la fibra a través d'un acoblador personalitzat, acobla els dos raigs làser en un feix i després el centra a la superfície de la peça de treball per formar un punt compost.Mitjançant l'ajust de la relació energètica adequada, es pot formar una amplada de soldadura relativament àmplia i una relació d'aspecte de costura de soldadura baixa, que pot millorar eficaçment l'estabilitat del forat de la clau i reduir significativament les esquitxades i reduir la sensibilitat estomàtica.
El làser FRM pot controlar arbitràriament la potència de la llum del nucli de fibra i la llum del nucli de l'anell.Només pot encendre la llum central o l'anell de llum, o tots dos es poden encendre al mateix temps per formar tres modes de punt normal, punt anular i punt compost;si s'encén al mateix temps, pot El nucli i el nucli de l'anell poden fer que la potència del nucli central sigui més gran que la potència del nucli de l'anell, o la potència del nucli central pot ser més petita que la potència del nucli de l'anell, o la potència del nucli central sigui igual a la potència del nucli de l'anell i es poden canviar un total de cinc formes de punts diferents.
El diàmetre del punt central és petit i la densitat d'energia és alta.La soldadura es basa en el mode de soldadura de penetració profunda, que produirà un forat de pany i formarà una piscina fosa amb una gran relació d'aspecte.Tanmateix, té uns requisits elevats sobre la bretxa coincident i s'allibera una gran quantitat de vapor metàl·lic d'alta pressió quan el forat de la clau es forma per soldadura de penetració profunda, que és propensa a esquitxades i punts d'explosió.La temperatura de la piscina fosa és alta i el flux intern és violent, i la fluctuació de la piscina fosa és evident.
El diàmetre de la taca anular és gran i la densitat d'energia és petita.La soldadura es basa en el mode de conducció de calor, que pot formar una piscina fosa més àmplia.Com que la soldadura per conducció tèrmica no forma un forat clau, la temperatura de la piscina fosa és baixa durant el procés de soldadura i no hi ha fluctuacions evidents de la piscina fosa.Esquitxa, la soldadura és plana i bonica.Tanmateix, a causa de la densitat d'energia dispersa, no es pot obtenir una gran profunditat de penetració.
Combinant els dos junts, ajustant la relació energètica adequada, mentre que el punt central garanteix la profunditat de la piscina fosa, la taca anular augmenta l'amplada i la durada de la piscina fosa, d'una banda, millora l'estabilitat del forat de la panyola i redueix esquitxades D'altra banda, el flux de la piscina fosa és més estable, les bombolles es desborden durant molt de temps i es redueix la probabilitat de formació de porositat.
El làser FRM pot proporcionar una potència de sortida total de fins a 20KW i pot ajustar de manera flexible els paràmetres de la llum de sortida.El diàmetre de la fibra de sortida del feix central és de 50μm/150μm i la potència de sortida és de fins a 10KW;el diàmetre de la fibra de sortida del feix d'anell és de 150μm/300μm i la potència de sortida és de fins a 10KW.El feix central és un làser de fibra amb una longitud d'ona de 1070 nm, i el feix d'anell es pot equipar amb un làser semiconductor de 976 nm a més del làser de fibra de 1070 nm per realitzar la combinació de feixos de doble longitud d'ona i làser dual.
FRM excel·lent efecte de soldadura
Per tal de reflectir l'efecte de soldadura de FRM, a continuació s'utilitza làser FRM i làser ordinari per soldar aliatges d'alumini i comparar-los.
Es va utilitzar un làser FRM de 1,5 KW + 1,5 KW (50 μm + 150 μm) per soldar un aliatge d'alumini 6061 amb un gruix de 3 mm i en comparació amb un làser normal de 3 KW (100 μm).Es pot trobar clarament que la dispersió de la soldadura làser FRM és significativament menor que la de la soldadura làser ordinària.
Les mostres soldades es van tallar per a l'observació metal·logràfica.A causa de l'efecte del punt anular, la soldadura obtinguda pel làser FRM té una forma estreta superior i inferior àmplia, i les superfícies superior i inferior són bàsicament planes;mentre que l'amplada de soldadura de la soldadura làser ordinària està bàsicament a ras a la part superior i inferior, i la superfície superior està col·lapsada i la superfície inferior és convexa.
Es prova la resistència a la tracció de la costura de soldadura després de la soldadura, i la resistència a la tracció de la soldadura FRM és millor que la de la soldadura làser ordinària.
Aplicacions importants de FRM
La Xina considera els vehicles de nova energia com una de les seves set indústries estratègiques.Com que el paquet de bateries de liti és un component clau dels vehicles d'energia nova, amb el desenvolupament continu de vehicles d'energia nova, també s'utilitza àmpliament i es desenvolupa en conseqüència.
Segons les estadístiques de l'Institut de Recerca de la Xina de Puhua, la demanda global de bateries de liti continuarà augmentant del 2017 al 2020 i la demanda d'equips de bateries de liti continuarà creixent en els propers 3-5 anys.El ràpid desenvolupament de la indústria de les bateries de liti ha fet que les grans empreses augmentin la construcció de noves fàbriques i l'ampliació de la capacitat de producció.
La seguretat de la bateria és molt important.Un cop es produeixi el fracàs rellevant, donarà resultats molt greus i amenaçarà la vida de les persones.Entre ells, el factor que juga un paper decisiu en la seguretat dels vehicles elèctrics és la soldadura de peces clau de la bateria de potència.El material més important en aquestes posicions és l'aliatge d'alumini, incloent vàlvules antiexplosions, segells de cel·les, pestanyes, barres de bus, etc.;seguit dels materials de coure, com ara pals, pestanyes, etc. La qualitat de la soldadura d'aquestes posicions afectarà directament la fiabilitat de la qualitat de la bateria.
Per a la soldadura de diferents parts de la bateria d'energia, el làser FRM que utilitza el làser Guanghui pot resoldre eficaçment el problema de la soldadura, aconseguir zero esquitxades a la soldadura, sense porus a la superfície, penetració estable, costura de soldadura suau i bella, millorar significativament la qualitat de la soldadura. , i garanteix eficaçment l'estabilitat de la bateria d'alimentació.Sexe i seguretat.
La transformació del mercat global de l'automòbil a l'electrificació és la tendència general, i sota aquesta tendència de desenvolupament general, està obligat a presentar requisits més alts per a la tecnologia de soldadura d'ions de liti, i el processament de bateries d'ions de liti s'ha convertit en un mercat important per al làser nacional. empreses.Guanghui Laser continuarà fent esforços en el camp de la soldadura de bateries de liti.Mitjançant la innovació independent, es realitzaran actualitzacions iteratives làser per ajudar els clients a millorar els processos de soldadura i millorar la seguretat i competitivitat dels productes.
Autor: enginyer d'aplicacions làser de GW Jiaxing Gu
Hora de publicació: 15-feb-2022