מומחי ריתוך של חומרים מחזירי אור - פתרון בעיות ריתוך ליתיום חשמלי

ריתוך בלייזר הוא למקד את קרן הלייזר על פני השטח של חומר העבודה דרך עדשה אופטית, כך שהחומר נמס במהירות ליצירת בריכה מותכת, ולאחר מכן מקורר במהירות ליצירת מפרק מרותך.יש לו את המאפיינים של יחס גובה-רוחב גדול, מהירות ריתוך מהירה ואי-מגע עם חומר העבודה, שקל להשיג ייצור אוטומטי, ולכן נעשה שימוש נרחב בתהליך זה.עם זאת, בשל האינטראקציה המורכבת בין מקור חום הלייזר לחומר במהלך תהליך ריתוך הלייזר, כמו גם התכונות הפיזיקליות המיוחדות של סגסוגות אלומיניום וסגסוגות נחושת, לחומרים בעלי השתקפות גבוהה יש רפלקטיביות לייזר גבוהה במהלך ריתוך, תהליך ריתוך לא יציב, וקל לייצר פגמי נקבוביות וכו' בעיה.כאשר משתמשים בלייזרים רגילים לריתוך חומרים בעלי רפלקציה גבוהה כגון אלומיניום ונחושת, קריסת חור המנעול תיצור חורים קטנים ונתזים.עקב הנתזים, מתכת הריתוך תפחת, וכתוצאה מכך בורות ומשטחים לא אחידים;יתר על כן, לחומרים אלו יש רפלקטיביות לייזר גבוהה, קצב הספיגה נמוך, ורוב האנרגיה משתקפת, וכתוצאה מכך היתוך לקוי של חומר המילוי;במקביל, במהלך תהליך הקירור, עקב מהירות הקירור המוגזמת, מסיסות המימן וגזים אחרים בבריכה המותכת מופחתת בחדות ומאוחר מדי להימלט, וכתוצאה מכך נוצרות נקבוביות.ליצר.

שיטות ריתוך מיינסטרים להפחתת ניתזים ונקבוביות

כיצד להפחית ניתזים, להפחית נקבוביות ולהשיג ריתוך חלק הוא קושי גדול בריתוך חומרים בעלי השתקפות גבוהה.חברות מקומיות וזרות רבות גם המשיכו לחקור היבט זה והשיקו מוצרים משלהן.

(1) שימוש בראש הריתוך הנדנדה שיטת ריתוך הנדנדה יכולה לפזר את צפיפות האנרגיה, לשפר את אחידות טמפרטורת הריתוך ולהפחית את יצירת הנתזים והנקבוביות במידה מסוימת.נכון לעכשיו, יצרני ראשי לייזר מיינסטרים (כגון Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin וכו') השיקו ראשי ריתוך לייזר מתנדנדים דומים.אבל יחד עם זאת, יש כמה חסרונות.מכיוון שצפיפות האנרגיה של הלייזר מופחתת, יש להגביר את ההספק או להאט את מהירות הריתוך.

(2) השתמש בראש ריתוך מרוכב בעל אורך גל כפול כדי לשלב את לייזר הסיבים והלייזר המוליך למחצה עם ראש הריתוך המרוכב בעל אורך גל כפול, ולחפוף בנקודת הריתוך.לייזר הסיבים מבצע ריתוך חדירה עמוקה.צמצם את ההתזה.נכון לעכשיו, יצרני ראשי לייזר כמו Jiaqiang ו-Wanshunxing השיקו גם ראשי ריתוך כאלה.עם זאת, שיטת ריתוך זו דורשת שימוש בשני לייזרים, ושילוב הציוד מסובך יותר.

(3) לייזר עם נקודה מיוחדת

הפתרון החסכוני הטוב ביותר הוא בצד הלייזר, שינוי לייזר הפצת גאוס לטבעת + אור מרכזי, כתם האור המרכזי מבטיח את עומק הבריכה המותכת, וכתם האור הטבעתי ממלא תפקיד של חימום מוקדם וקירור איטי, אשר מושווה לעקרון הריתוך המרוכב בעל אורך גל כפול שהוזכר לעיל.דוֹמֶה.יצרני לייזר טיפוסיים השיקו לייזרים דומים, כמו לייזר AMB של IPG ולייזר ABP של Raycus.

מהו ה-FRM של GW Laser Tech

בתגובה לקשיי הריתוך של החומרים בעלי השתקפות גבוהה שהוזכרו לעיל, GW Laser חקרה באופן רציף את דרך הפיתוח הטכנולוגי, והשיקה מומחה לריתוך חומרים בעל השתקפות גבוהה - FRM (Flexible Ring Mode) לייזר פלט נקודתי דינמי, אשר יכול להפחית ביעילות את תהליך הריתוך של חומרים בעלי השתקפות גבוהה.יצירת התזה ונקבוביות.

לייזר FRM מצמד שני מודולים אופטיים לתוך שכבת הליבה ושכבת הליבה הטבעתית של הסיב באמצעות מצמד מותאם אישית, מצמד את שתי קרני הלייזר לאורה אחת, ולאחר מכן ממקד אותו על פני השטח של חומר העבודה ליצירת נקודה מורכבת.על ידי התאמת יחס האנרגיה המתאים, ניתן ליצור רוחב ריתוך רחב יחסית ויחס גובה-רוחב נמוך של תפר ריתוך, שיכולים לשפר ביעילות את יציבות חור המנעול, ויכולים להפחית באופן משמעותי את הנתזים ולהפחית את הרגישות הסטומטית.

לייזר FRM יכול לשלוט באופן שרירותי בעוצמת אור ליבת הסיבים ואור ליבת הטבעת.זה יכול רק להדליק את האור המרכזי או את אור הטבעת, או שניתן להדליק את שניהם בו זמנית כדי ליצור שלושה מצבים של נקודה רגילה, נקודה טבעתית ונקודה מורכבת;אם מופעלת בו-זמנית, היא יכולה להפוך את הספק הליבה המרכזית לגדולה מהספק הליבה המרכזית, או שהספק הליבה המרכזית יכולה להיות קטנה יותר מהספק הליבה המרכזית, או שהספק הליבה המרכזית שווה לכוח ליבת הטבעת, ובסך הכל ניתן להחליף חמש צורות נקודה שונות.

קוטר הכתם המרכזי קטן וצפיפות האנרגיה גבוהה.הריתוך מבוסס על מצב ריתוך חדירה עמוקה, שייצור חור מנעול ויוצר בריכה מותכת עם יחס רוחב-גובה גדול.עם זאת, יש לו דרישות גבוהות לגבי הפער התואם, וכמות גדולה של אדי מתכת בלחץ גבוה משתחררת כאשר חור המנעול נוצר על ידי ריתוך חדירה עמוק, אשר נוטה להתזות ונקודות פיצוץ.טמפרטורת הבריכה המותכת גבוהה והזרימה הפנימית אלימה, והתנודתיות של הבריכה המותכת ניכרת.

קוטר הכתם הטבעתי גדול וצפיפות האנרגיה קטנה.הריתוך מבוסס על מצב הולכת חום, שיכול ליצור בריכה מותכת רחבה יותר.מכיוון שריתוך ההולכה התרמית אינו יוצר חור מפתח, טמפרטורת הבריכה המותכת נמוכה במהלך תהליך הריתוך, ואין תנודה ברורה של הבריכה המותכת.ניתז, הריתוך שטוח ויפה.עם זאת, בשל צפיפות האנרגיה המפוזרת, לא ניתן להשיג עומק חדירה גדול.

שילוב שניהם יחד, על ידי התאמת יחס האנרגיה המתאים, בעוד שהנקודה המרכזית מבטיחה את עומק הבריכה המותכת, הכתם הטבעתי מגדיל את רוחב ומשך הבריכה המותכת, מצד אחד, משפר את יציבות חור המנעול ומפחית התזה מצד שני, זרימת הבריכה המותכת יציבה יותר, הבועות עולות על גדותיהן לאורך זמן, וההסתברות להיווצרות נקבוביות פוחתת.

לייזר FRM יכול לספק הספק פלט כולל של עד 20KW, ויכול להתאים בצורה גמישה את הפרמטרים של אור הפלט.הקוטר של סיב פלט הקרן המרכזי הוא 50μm/150μm, והספק המוצא הוא עד 10KW;הקוטר של סיב הפלט של קרן הטבעת הוא 150 מיקרומטר/300 מיקרומטר, והספק המוצא הוא עד 10KW.הקרן המרכזית היא לייזר סיבים עם אורך גל של 1070 ננומטר, וניתן לצייד את אלומת הטבעת בלייזר מוליכים למחצה של 976 ננומטר בנוסף ללייזר סיבים 1070 ננומטר כדי לממש את השילוב של קרני לייזר כפולות ואורך גל.

אפקט ריתוך מעולה של FRM

על מנת לשקף את אפקט הריתוך של FRM, להלן משתמשים בלייזר FRM ובלייזר רגיל כדי לרתך סגסוגות אלומיניום ולהשוות ביניהן.

לייזר FRM של 1.5KW+1.5KW (50μm+150μm) שימש לריתוך סגסוגת אלומיניום 6061 בעובי של 3 מ"מ, ובהשוואה ללייזר רגיל של 3KW (100μm).ניתן למצוא בבירור כי הנתזים של ריתוך לייזר FRM קטן משמעותית מזה של ריתוך לייזר רגיל.

הדגימות המרותכות נחתכו לתצפית מטאלוגרפית.בשל השפעת הנקודה הטבעתית, לריתוך המתקבל על ידי לייזר FRM יש צורה צרה עליונה ותחתונה רחבה, והמשטחים העליונים והתחתונים הם בעצם שטוחים;בעוד שרוחב הריתוך של ריתוך הלייזר הרגיל הוא בעצם סומק בחלק העליון והתחתון, והמשטח העליון ממוטט והמשטח התחתון קמור.

חוזק המתיחה של התפר המרותך לאחר הריתוך נבדק וחוזק המתיחה של ריתוך FRM טוב יותר מזה של ריתוך לייזר רגיל.

יישומים חשובים של FRM

סין מתייחסת לרכבי אנרגיה חדשים כאחת משבעת התעשיות האסטרטגיות שלה.מאחר ומערכת סוללת הליתיום הכוחנית היא מרכיב מרכזי של רכבי אנרגיה חדשים, עם פיתוח מתמשך של רכבי אנרגיה חדשים, היא גם נמצאת בשימוש נרחב ומפותחת בהתאם.

על פי נתונים סטטיסטיים של מכון המחקר הסיני של Puhua, הביקוש העולמי לסוללות ליתיום ימשיך לעלות מ-2017 עד 2020, והביקוש לציוד סוללות ליתיום ימשיך לגדול ב-3-5 השנים הבאות.ההתפתחות המהירה של תעשיית סוללות הליתיום גרמה לחברות גדולות להגביר את בניית מפעלים חדשים והרחבת כושר הייצור.

הבטיחות של ערכת הסוללות חשובה מאוד.ברגע שהכשל הרלוונטי יתרחש, הוא יוביל לתוצאות חמורות מאוד ויאיים על חייהם של אנשים.ביניהם, הגורם הממלא תפקיד מכריע בבטיחות כלי רכב חשמליים הוא ריתוך חלקים מרכזיים של ערכת הסוללות החשמליות.החומר החשוב ביותר בעמדות אלו הוא סגסוגת אלומיניום, כולל שסתומים חסיני פיצוץ, אטמי תאים, לשוניות, פסי אוטובוס וכו';ואחריו חומרי נחושת, כגון מוטות, כרטיסיות וכו'. איכות הריתוך של עמדות אלו תשפיע ישירות על האמינות של איכות מארז הסוללות.

לריתוך של חלקים שונים של סוללת החשמל, לייזר FRM באמצעות לייזר Guanghui יכול לפתור ביעילות את בעיית הריתוך, להבין אפס ניתזים בריתוך, ללא נקבוביות על פני השטח, חדירה יציבה, תפר ריתוך חלק ויפה, לשפר משמעותית את איכות הריתוך , וביעילות להבטיח את היציבות של סוללת החשמל.סקס ובטיחות.

הטרנספורמציה של שוק הרכב העולמי לחשמול היא המגמה הכללית, ותחת מגמת התפתחות כללית זו, היא חייבת להציב דרישות גבוהות יותר לטכנולוגיית ריתוך ליתיום-יון, ועיבוד סוללות ליתיום-יון הפך לשוק חשוב עבור לייזר ביתי חברות.Guanghui Laser ימשיך לעשות מאמצים בתחום ריתוך סוללות ליתיום.באמצעות חדשנות עצמאית, יבוצעו שדרוגים איטרטיביים בלייזר כדי לעזור ללקוחות לשפר תהליכי ריתוך ולשפר את בטיחות המוצר והתחרותיות.

מחבר: מהנדס יישומי לייזר GW Jiaxing Gu