Ang laser welding ay upang ituon ang laser beam sa ibabaw ng workpiece sa pamamagitan ng isang optical lens, upang ang materyal ay mabilis na matunaw upang bumuo ng isang tinunaw na pool, at pagkatapos ay mabilis na pinalamig upang bumuo ng isang welded joint.Mayroon itong mga katangian ng malaking aspect ratio, mabilis na bilis ng welding, at hindi pakikipag-ugnayan sa workpiece, na madaling makamit ang Automated production, kaya ang prosesong ito ay malawakang ginagamit.Gayunpaman, dahil sa kumplikadong pakikipag-ugnayan sa pagitan ng pinagmulan ng init ng laser at ng materyal sa panahon ng proseso ng laser welding, pati na rin ang mga espesyal na pisikal na katangian ng mga haluang metal na aluminyo at mga haluang metal na tanso, ang mga materyales na may mataas na pagmuni-muni ay may mataas na pagpapakita ng laser sa panahon ng hinang, hindi matatag na proseso ng hinang, at madaling makagawa ng mga depekto sa porosity, atbp. problema.Kapag gumagamit ng mga ordinaryong laser upang magwelding ng mataas na reflective na mga materyales tulad ng aluminyo at tanso, ang pagbagsak ng keyhole ay magbubunga ng maliliit na butas at splashes.Dahil sa mga splashes, ang weld metal ay mababawasan, na nagreresulta sa mga hukay at hindi pantay na ibabaw;Bukod dito, ang mga materyales na ito ay may mataas na laser reflectivity, Ang rate ng pagsipsip ay mababa, at karamihan sa enerhiya ay makikita, na nagreresulta sa mahinang pagsasanib ng tagapuno;sa parehong oras, sa panahon ng proseso ng paglamig, dahil sa labis na bilis ng paglamig, ang solubility ng hydrogen at iba pang mga gas sa molten pool ay nabawasan nang husto at huli na upang makatakas, na nagreresulta sa mga pores.gumawa.
Pangunahing pamamaraan ng welding upang mabawasan ang spatter at porosity
Kung paano bawasan ang spatter, bawasan ang porosity, at makakuha ng makinis na weld ay isang malaking kahirapan sa pagwelding ng mga high-reflection na materyales.Maraming mga domestic at dayuhang kumpanya ang nagpatuloy din sa paggalugad sa aspetong ito at naglunsad ng kanilang sariling mga produkto.
(1) Gamit ang swing welding head Ang paraan ng swing welding ay maaaring ikalat ang density ng enerhiya, mapabuti ang pagkakapareho ng temperatura ng weld, at bawasan ang pagbuo ng spatter at pores sa isang tiyak na lawak.Sa kasalukuyan, ang mga pangunahing tagagawa ng laser head (tulad ng Jiaqiang, Wanshunxing, Kirin, atbp.) ay naglunsad ng katulad na mga swing laser welding head.Ngunit sa parehong oras, may ilang mga kakulangan.Dahil ang density ng enerhiya ng laser ay nabawasan, ang kapangyarihan ay dapat na tumaas o ang bilis ng hinang ay kailangang pabagalin.
(2) Gumamit ng dual-wavelength composite welding head upang pagsamahin ang fiber laser at ang semiconductor laser sa dual-wavelength na composite welding head, at magkakapatong sa welding point.Ang fiber laser ay nagsasagawa ng deep penetration welding.I-minimize ang splashing.Sa kasalukuyan, ang mga tagagawa ng laser head tulad ng Jiaqiang at Wanshunxing ay naglunsad din ng mga naturang welding head.Gayunpaman, ang pamamaraang ito ng hinang ay nangangailangan ng paggamit ng dalawang laser, at ang kumbinasyon ng kagamitan ay mas kumplikado.
(3) Laser na may espesyal na lugar
Ang pinakamahusay na cost-effective na solusyon ay nasa gilid ng laser, binabago ang Gaussian distribution laser sa ring + center light, ginagarantiyahan ng center light spot ang lalim ng molten pool, at ang ring light spot ay gumaganap ng papel ng preheating at mabagal na paglamig, na ay inihambing sa nabanggit sa itaas na dual-wavelength composite na prinsipyo ng hinang.katulad.Ang mga karaniwang tagagawa ng laser ay naglunsad ng mga katulad na laser, tulad ng AMB laser ng IPG at Raycus' ABP laser.
Ano ang FRM ng GW Laser Tech
Bilang tugon sa mga kahirapan sa welding ng mga nabanggit na high-reflection na materyales, ang GW Laser ay patuloy na naggalugad sa daan ng teknolohikal na pag-unlad, at naglunsad ng isang high-reflection na materyal welding expert - FRM (Flexible Ring Mode) dynamic spot output laser, na kung saan maaaring epektibong mabawasan ang proseso ng hinang ng mga materyales na may mataas na pagmuni-muni.Pagbuo ng splash at porosity.
Pinagsasama ng FRM laser ang dalawang optical module sa core layer at ang ring core layer ng fiber sa pamamagitan ng customized coupler, pinagsasama ang dalawang laser beam sa isang beam, at pagkatapos ay itinuon ito sa ibabaw ng workpiece upang bumuo ng composite spot.Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng naaangkop na ratio ng enerhiya, maaaring mabuo ang isang medyo malawak na lapad ng welding at isang mababang welding seam aspect ratio, na maaaring epektibong mapabuti ang katatagan ng keyhole, at maaaring makabuluhang bawasan ang spatter at bawasan ang stomatal sensitivity.
Maaaring kontrolin ng FRM laser ang kapangyarihan ng fiber core light at ng ring core light.Maaari lamang nitong i-on ang gitnang ilaw o ang ring light, o ang pareho ay maaaring i-on sa parehong oras upang bumuo ng tatlong mga mode ng ordinaryong spot, annular spot, at compound spot;kung sabay na naka-on, maaari nitong gawin ng core at ng ring core na mas malaki ang center core power kaysa sa ring core power, o ang center core power ay maaaring mas maliit kaysa sa ring core power, o ang center core power ay pantay. sa ring core power, at isang kabuuang limang magkakaibang mga hugis ng lugar ang maaaring ilipat.
Ang diameter ng gitnang lugar ay maliit at ang density ng enerhiya ay mataas.Ang welding ay batay sa deep penetration welding mode, na gagawa ng keyhole at bubuo ng molten pool na may malaking aspect ratio.Gayunpaman, mayroon itong mataas na mga kinakailangan sa pagtutugma ng puwang, at ang isang malaking halaga ng mataas na presyon ng metal na singaw ay inilabas kapag ang keyhole ay nabuo sa pamamagitan ng malalim na pagtagos na hinang, na madaling kapitan ng mga splashing at pagsabog ng mga puntos.Ang temperatura ng molten pool ay mataas at ang panloob na daloy ay marahas, at ang pagbabagu-bago ng molten pool ay kitang-kita.
Ang diameter ng annular spot ay malaki at ang density ng enerhiya ay maliit.Ang hinang ay batay sa mode ng pagpapadaloy ng init, na maaaring bumuo ng isang mas malawak na tinunaw na pool.Dahil ang thermal conduction welding ay hindi bumubuo ng isang susi na butas, ang temperatura ng tinunaw na pool ay mababa sa panahon ng proseso ng hinang, at walang halatang pagbabago-bago ng molten pool.Spatter, ang hinang ay patag at maganda.Gayunpaman, dahil sa dispersed energy density, ang isang malaking penetration depth ay hindi maaaring makuha.
Ang pagsasama-sama ng dalawa, sa pamamagitan ng pagsasaayos ng naaangkop na ratio ng enerhiya, habang ginagarantiyahan ng gitnang lugar ang lalim ng tinunaw na pool, pinapataas ng annular spot ang lapad at tagal ng molten pool, sa isang banda, pinapabuti ang katatagan ng keyhole at binabawasan splashing Sa kabilang banda, ang daloy ng molten pool ay mas matatag, ang mga bula ay umaapaw sa mahabang panahon, at ang posibilidad ng pagbuo ng porosity ay nabawasan.
Ang FRM laser ay maaaring magbigay ng kabuuang lakas ng output na hanggang 20KW, at maaaring madaling ayusin ang mga parameter ng output light.Ang diameter ng central beam output fiber ay 50μm/150μm, at ang output power ay hanggang 10KW;ang diameter ng ring beam output fiber ay 150μm/300μm, at ang output power ay hanggang 10KW.Ang center beam ay isang fiber laser na may wavelength na 1070nm, at ang ring beam ay maaaring nilagyan ng 976nm semiconductor laser bilang karagdagan sa 1070nm fiber laser upang mapagtanto ang compounding ng dual-wavelength at dual-laser beam.
FRM mahusay na epekto ng hinang
Upang maipakita ang epekto ng hinang ng FRM, ang mga sumusunod ay gumagamit ng FRM laser at ordinaryong laser upang magwelding ng mga aluminyo na haluang metal at ihambing ang mga ito.
Isang 1.5KW+1.5KW (50μm+150μm) na FRM laser ang ginamit upang magwelding ng 6061 aluminum alloy na may kapal na 3mm, at kumpara sa ordinaryong laser na 3KW (100μm).Malinaw na makikita na ang spatter ng FRM laser welding ay makabuluhang mas maliit kaysa sa ordinaryong laser welding.
Ang mga welded sample ay pinutol para sa metallographic observation.Dahil sa epekto ng annular spot, ang weld na nakuha ng FRM laser ay may malawak na itaas at ilalim na makitid na hugis, at ang upper at lower surface ay karaniwang flat;habang ang lapad ng weld ng ordinaryong laser welding ay karaniwang flush sa itaas at ibaba, at ang tuktok na ibabaw ay gumuho at ang ilalim na ibabaw ay matambok.
Ang tensile strength ng welded seam pagkatapos ng welding ay masuri, at ang tensile strength ng FRM welding ay mas mahusay kaysa sa ordinaryong laser welding.
Mahahalagang aplikasyon ng FRM
Itinuturing ng China ang mga bagong sasakyang pang-enerhiya bilang isa sa pitong estratehikong industriya nito.Dahil ang power lithium battery pack ay isang pangunahing bahagi ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya, kasama ang patuloy na pag-unlad ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya, ito ay malawakang ginagamit at binuo nang naaayon.
Ayon sa mga istatistika mula sa China Research Institute ng Puhua, ang pandaigdigang pangangailangan para sa mga baterya ng lithium ay patuloy na tataas mula 2017 hanggang 2020, at ang pangangailangan para sa kagamitan ng baterya ng lithium ay patuloy na tataas sa susunod na 3-5 taon.Ang mabilis na pag-unlad ng industriya ng baterya ng lithium ay nagdulot ng pagtaas ng mga malalaking kumpanya sa pagtatayo ng mga bagong pabrika at pagpapalawak ng kapasidad ng produksyon.
Ang kaligtasan ng baterya pack ay napakahalaga.Sa sandaling mangyari ang nauugnay na kabiguan, hahantong ito sa napakaseryosong resulta at banta sa buhay ng mga tao.Kabilang sa mga ito, ang kadahilanan na gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa kaligtasan ng mga de-koryenteng sasakyan ay ang hinang ng mga pangunahing bahagi ng power battery pack.Ang pinakamahalagang materyal sa mga posisyon na ito ay aluminyo na haluang metal, kabilang ang mga balbula na hindi lumalaban sa pagsabog, mga cell seal, mga tab, mga bus bar, atbp.;na sinusundan ng mga materyales na Copper, tulad ng mga pole, tab, atbp. Ang kalidad ng welding ng mga posisyong ito ay direktang makakaapekto sa pagiging maaasahan ng kalidad ng battery pack.
Para sa welding ng iba't ibang bahagi ng power battery, ang FRM laser gamit ang Guanghui Laser ay maaaring epektibong malutas ang problema sa welding, mapagtanto ang zero spatter sa welding, walang pores sa ibabaw, matatag na pagtagos, makinis at magandang welding seam, makabuluhang mapabuti ang kalidad ng welding , at epektibong matiyak ang katatagan ng power battery.Kasarian at kaligtasan.
Ang pagbabago ng pandaigdigang merkado ng sasakyan sa elektripikasyon ay ang pangkalahatang kalakaran, at sa ilalim ng pangkalahatang kalakaran ng pag-unlad na ito, tiyak na isulong ang mas mataas na mga kinakailangan para sa teknolohiyang hinang ng lithium-ion, at ang pagpoproseso ng baterya ng lithium-ion ay naging isang mahalagang merkado para sa domestic laser mga kumpanya.Ang Guanghui Laser ay patuloy na magsisikap sa larangan ng lithium battery welding.Sa pamamagitan ng independiyenteng pagbabago, isasagawa ang mga laser iterative upgrade upang matulungan ang mga customer na mapabuti ang mga proseso ng welding at mapahusay ang kaligtasan at pagiging mapagkumpitensya ng produkto.
May-akda：GW Laser application engineer Jiaxing Gu
Oras ng post: Peb-15-2022