Në vitet e fundit, falë zhvillimit të shpejtë të industrisë së re të energjisë, saldimi me lazer ka depërtuar me shpejtësi në të gjithë industrinë e re të energjisë për shkak të avantazheve të tij të shpejta dhe të qëndrueshme. Midis tyre, pajisjet e saldimit me lazer përbëjnë përqindjen më të lartë të aplikimeve në të gjithë industrinë e re të energjisë.
Saldim me lazerështë bërë shpejt zgjedhja e parë në të gjitha sferat e jetës për shkak të shpejtësisë së lartë, thellësisë së madhe dhe deformimit të vogël. Nga saldimet me pika te saldimet me fund të pasmë, saldimet me ndërtim dhe vulosje,saldim me lazerOfron saktësi dhe kontroll të pakrahasueshëm. Luan një rol të rëndësishëm në prodhimin dhe manifakturën industriale, duke përfshirë industrinë ushtarake, kujdesin mjekësor, hapësirën ajrore, pjesët e automjeteve 3C, llamarinën mekanike, energjinë e re dhe industri të tjera.
Krahasuar me teknologjitë e tjera të saldimit, saldimi me lazer ka avantazhet dhe disavantazhet e veta unike.
Avantazhi:
1. Shpejtësi e lartë, thellësi e madhe dhe deformim i vogël.
2. Saldimi mund të kryhet në temperaturë normale ose në kushte të veçanta, dhe pajisjet e saldimit janë të thjeshta. Për shembull, një rreze lazeri nuk lëviz në një fushë elektromagnetike. Lazerët mund të saldojnë në vakum, ajër ose mjedise të caktuara gazi, dhe mund të saldojnë materiale që janë përmes qelqit ose transparente ndaj rrezes lazer.
3. Mund të bashkojë materiale zjarrduruese si titani dhe kuarci, si dhe mund të bashkojë materiale të ndryshme me rezultate të mira.
4. Pasi lazeri të jetë fokusuar, dendësia e fuqisë është e lartë. Raporti i aspektit mund të arrijë 5:1 dhe mund të arrijë deri në 10:1 kur saldohen pajisje me fuqi të lartë.
5. Mund të kryhet mikrosaldim. Pasi rrezja lazer të jetë fokusuar, mund të merret një pikë e vogël dhe mund të pozicionohet me saktësi. Mund të aplikohet në montimin dhe saldimin e pjesëve të vogla dhe mikro për të arritur prodhim masiv të automatizuar.
6. Mund të saldojë zona të vështira për t'u arritur dhe të kryejë saldim pa kontakt në distanca të gjata, me fleksibilitet të madh. Sidomos vitet e fundit, teknologjia e përpunimit me lazer YAG ka përvetësuar teknologjinë e transmetimit me fibra optike, e cila ka mundësuar që teknologjia e saldimit me lazer të promovohet dhe zbatohet më gjerësisht.
7. Rrezja lazer është e lehtë për t'u ndarë në kohë dhe hapësirë, dhe rreze të shumta mund të përpunohen në vende të shumta njëkohësisht, duke siguruar kushte për saldim më të saktë.
Defekt:
1. Saktësia e montimit të copës së punës duhet të jetë e lartë dhe pozicioni i rrezes në copën e punës nuk mund të devijohet ndjeshëm. Kjo ndodh sepse madhësia e pikës së lazerit pas fokusimit është e vogël dhe shtresa e saldimit është e ngushtë, duke e bërë të vështirë shtimin e materialeve metalike mbushëse. Nëse saktësia e montimit të copës së punës ose saktësia e pozicionimit të rrezes nuk i plotëson kërkesat, defektet e saldimit janë të prirura të ndodhin.
2. Kostoja e lazerëve dhe sistemeve përkatëse është e lartë, dhe investimi i vetëm është i madh.
Defekte të zakonshme të saldimit me lazernë prodhimin e baterive të litiumit
1. Poroziteti i saldimit
Defekte të zakonshme nësaldim me lazerjanë pore. Pellgu i shkrirë i salduar është i thellë dhe i ngushtë. Gjatë procesit të saldimit me lazer, azoti e pushton pellgun e shkrirë nga jashtë. Gjatë procesit të ftohjes dhe ngurtësimit të metalit, tretshmëria e azotit zvogëlohet me uljen e temperaturës. Kur metali i shkrirë i pellgut ftohet për të filluar kristalizimin, tretshmëria do të bjerë ndjeshëm dhe papritur. Në këtë kohë, një sasi e madhe gazi do të precipitojë për të formuar flluska. Nëse shpejtësia e lundrimit të flluskave është më e vogël se shpejtësia e kristalizimit të metalit, do të gjenerohen pore.
Në aplikimet në industrinë e baterive të litiumit, shpesh vërejmë se poret kanë veçanërisht gjasa të shfaqen gjatë saldimit të elektrodës pozitive, por rrallë ndodhin gjatë saldimit të elektrodës negative. Kjo ndodh sepse elektroda pozitive është bërë prej alumini dhe elektroda negative është bërë prej bakri. Gjatë saldimit, alumini i lëngshëm në sipërfaqe është kondensuar përpara se gazi i brendshëm të derdhet plotësisht, duke parandaluar që gazi të derdhet dhe të formojë vrima të mëdha dhe të vogla. Stomata të vogla.
Përveç shkaqeve të poreve të përmendura më sipër, poret përfshijnë edhe ajrin e jashtëm, lagështinë, vajin sipërfaqësor etj. Përveç kësaj, drejtimi dhe këndi i fryrjes së azotit do të ndikojnë gjithashtu në formimin e poreve.
Sa i përket mënyrës së zvogëlimit të shfaqjes së poreve të saldimit?
Së pari, parasaldim, njollat e vajit dhe papastërtitë në sipërfaqen e materialeve hyrëse duhet të pastrohen me kohë; në prodhimin e baterive të litiumit, inspektimi i materialeve hyrëse është një proces thelbësor.
Së dyti, rrjedha e gazit mbrojtës duhet të rregullohet sipas faktorëve të tillë si shpejtësia e saldimit, fuqia, pozicioni, etj., dhe nuk duhet të jetë as shumë e madhe dhe as shumë e vogël. Presioni i mantelit mbrojtës duhet të rregullohet sipas faktorëve të tillë si fuqia e lazerit dhe pozicioni i fokusit, dhe nuk duhet të jetë as shumë i lartë dhe as shumë i ulët. Forma e grykës së mantelit mbrojtës duhet të rregullohet sipas formës, drejtimit dhe faktorëve të tjerë të saldimit në mënyrë që manteli mbrojtës të mund të mbulojë në mënyrë të barabartë zonën e saldimit.
Së treti, kontrolloni temperaturën, lagështinë dhe pluhurin në ajër në punishte. Temperatura dhe lagështia e ambientit do të ndikojnë në përmbajtjen e lagështisë në sipërfaqen e substratit dhe në gazin mbrojtës, gjë që do të ndikojë në gjenerimin dhe daljen e avujve të ujit në pellgun e shkrirë. Nëse temperatura dhe lagështia e ambientit janë shumë të larta, do të ketë shumë lagështi në sipërfaqen e substratit dhe në gazin mbrojtës, duke gjeneruar një sasi të madhe avujsh uji, duke rezultuar në pore. Nëse temperatura dhe lagështia e ambientit janë shumë të ulëta, do të ketë shumë pak lagështi në sipërfaqen e substratit dhe në gazin mbrojtës, duke zvogëluar gjenerimin e avujve të ujit, duke zvogëluar kështu poret; lejoni që personeli i cilësisë të zbulojë vlerën e synuar të temperaturës, lagështisë dhe pluhurit në stacionin e saldimit.
Së katërti, metoda e lëkundjes së rrezes përdoret për të zvogëluar ose eliminuar poret në saldimin me depërtim të thellë me lazer. Për shkak të shtimit të lëkundjes gjatë saldimit, lëkundja reciproke e rrezes në shtresën e saldimit shkakton shkrirje të përsëritur të një pjese të shtresës së saldimit, gjë që zgjat kohën e qëndrimit të metalit të lëngshëm në pishinën e saldimit. Në të njëjtën kohë, devijimi i rrezes rrit gjithashtu hyrjen e nxehtësisë për njësi të sipërfaqes. Raporti thellësi-gjerësi i saldimit zvogëlohet, gjë që është e favorshme për shfaqjen e flluskave, duke eliminuar kështu poret. Nga ana tjetër, lëkundja e rrezes bën që vrima e vogël të lëkundet në përputhje me rrethanat, gjë që gjithashtu mund të sigurojë një forcë nxitëse për pishinën e saldimit, të rrisë konvekcionin dhe nxitjen e pishinës së saldimit dhe të ketë një efekt të dobishëm në eliminimin e poreve.
Së pesti, frekuenca e pulsit, frekuenca e pulsit i referohet numrit të pulseve të emetuara nga rrezja lazer për njësi të kohës, të cilat do të ndikojnë në hyrjen e nxehtësisë dhe akumulimin e nxehtësisë në pellgun e shkrirë, dhe më pas do të ndikojnë në fushën e temperaturës dhe fushën e rrjedhjes në pellgun e shkrirë. Nëse frekuenca e pulsit është shumë e lartë, kjo do të çojë në hyrje të tepërt të nxehtësisë në pellgun e shkrirë, duke shkaktuar që temperatura e pellgut të shkrirë të jetë shumë e lartë, duke prodhuar avuj metalikë ose elementë të tjerë që janë të paqëndrueshëm në temperatura të larta, duke rezultuar në pore. Nëse frekuenca e pulsit është shumë e ulët, kjo do të çojë në akumulim të pamjaftueshëm të nxehtësisë në pellgun e shkrirë, duke shkaktuar që temperatura e pellgut të shkrirë të jetë shumë e ulët, duke zvogëluar tretjen dhe daljen e gazit, duke rezultuar në pore. Në përgjithësi, frekuenca e pulsit duhet të zgjidhet brenda një diapazoni të arsyeshëm bazuar në trashësinë e substratit dhe fuqinë e lazerit, dhe të shmanget të jetë shumë e lartë ose shumë e ulët.
Vrima saldimi (saldim me lazer)
2. Spërkatje e saldimit
Spërkatjet e gjeneruara gjatë procesit të saldimit, saldimi me lazer do të ndikojnë seriozisht në cilësinë e sipërfaqes së saldimit dhe do të ndotin dhe dëmtojnë lentet. Performanca e përgjithshme është si më poshtë: pasi të përfundojë saldimi me lazer, shumë grimca metalike shfaqen në sipërfaqen e materialit ose të pjesës së punës dhe ngjiten në sipërfaqen e materialit ose të pjesës së punës. Performanca më intuitive është se kur saldohet në modalitetin e galvanometrit, pas një periudhe përdorimi të lentes mbrojtëse të galvanometrit, do të ketë gropa të dendura në sipërfaqe, dhe këto gropa shkaktohen nga spërkatjet e saldimit. Pas një kohe të gjatë, është e lehtë të bllokohet drita dhe do të ketë probleme me dritën e saldimit, duke rezultuar në një sërë problemesh të tilla si saldimi i prishur dhe saldimi virtual.
Cilat janë shkaqet e spërkatjes?
Së pari, dendësia e fuqisë, sa më e madhe të jetë dendësia e fuqisë, aq më e lehtë është të gjenerohet spërkatje, dhe spërkatja lidhet drejtpërdrejt me dendësinë e fuqisë. Ky është një problem shekullor. Të paktën deri më tani, industria nuk ka qenë në gjendje ta zgjidhë problemin e spërkatjes, dhe mund të thuhet vetëm se është zvogëluar pak. Në industrinë e baterive të litiumit, spërkatja është shkaku më i madh i qarkut të shkurtër të baterisë, por nuk ka qenë në gjendje ta zgjidhë shkakun rrënjësor. Ndikimi i spërkatjes në bateri mund të zvogëlohet vetëm nga pikëpamja e mbrojtjes. Për shembull, një rreth me porta për heqjen e pluhurit dhe mbulesa mbrojtëse shtohen rreth pjesës së saldimit, dhe rreshta me thika ajri shtohen në rrathë për të parandaluar ndikimin e spërkatjes ose edhe dëmtimin e baterisë. Shkatërrimi i mjedisit, produkteve dhe komponentëve përreth stacionit të saldimit mund të thuhet se ka shteruar mjetet.
Sa i përket zgjidhjes së problemit të spërkatjes, mund të thuhet vetëm se zvogëlimi i energjisë së saldimit ndihmon në zvogëlimin e spërkatjes. Ulja e shpejtësisë së saldimit mund të ndihmojë gjithashtu nëse depërtimi është i pamjaftueshëm. Por në disa kërkesa të veçanta të procesit, ka pak efekt. Është i njëjti proces, makina të ndryshme dhe grupe të ndryshme materialesh kanë efekte krejtësisht të ndryshme saldimi. Prandaj, ekziston një rregull i pashkruar në industrinë e re të energjisë, një grup parametrash saldimi për një pajisje të vetme.
Së dyti, nëse sipërfaqja e materialit të përpunuar ose e copës së punës nuk pastrohet, njollat e vajit ose ndotësit do të shkaktojnë gjithashtu spërkatje serioze. Në këtë kohë, gjëja më e lehtë është pastrimi i sipërfaqes së materialit të përpunuar.
3. Reflektivitet i lartë i saldimit me lazer
Në përgjithësi, reflektimi i lartë i referohet faktit që materiali i përpunimit ka një rezistencë të vogël, një sipërfaqe relativisht të lëmuar dhe një shkallë të ulët thithjeje për lazerët afër infra të kuqe, gjë që çon në një sasi të madhe të emetimit të lazerit, dhe për shkak se shumica e lazerëve përdoren vertikalisht për shkak të materialit ose një sasie të vogël të pjerrësisë, drita e lazerit që kthehet rihyn në kokën e daljes, dhe madje një pjesë e dritës së kthimit bashkohet me fibrën që transmeton energji, dhe transmetohet përsëri përgjatë fibrës në brendësi të lazerit, duke bërë që përbërësit kryesorë brenda lazerit të vazhdojnë të jenë në temperaturë të lartë.
Kur reflektiviteti është shumë i lartë gjatë saldimit me lazer, mund të merren zgjidhjet e mëposhtme:
3.1 Përdorni veshje anti-reflektuese ose trajtoni sipërfaqen e materialit: veshja e sipërfaqes së materialit të saldimit me një veshje anti-reflektuese mund të zvogëlojë në mënyrë efektive reflektivitetin e lazerit. Kjo veshje zakonisht është një material optik special me reflektivitet të ulët që thith energjinë e lazerit në vend që ta reflektojë atë mbrapsht. Në disa procese, siç është saldimi me kolektor rryme, lidhja e butë, etj., sipërfaqja mund të jetë edhe e stampuar.
3.2 Rregulloni këndin e saldimit: Duke rregulluar këndin e saldimit, rrezja lazer mund të bjerë mbi materialin e saldimit në një kënd më të përshtatshëm dhe të zvogëlojë shfaqjen e reflektimit. Normalisht, goditja e rrezes lazer pingul me sipërfaqen e materialit që do të saldohet është një mënyrë e mirë për të zvogëluar reflektimet.
3.3 Shtimi i absorbuesit ndihmës: Gjatë procesit të saldimit, një sasi e caktuar e absorbuesit ndihmës, siç është pluhuri ose lëngu, shtohet në saldim. Këta absorbues thithin energjinë e lazerit dhe zvogëlojnë reflektivitetin. Absorbuesi i përshtatshëm duhet të zgjidhet bazuar në materialet specifike të saldimit dhe skenarët e aplikimit. Në industrinë e baterive të litiumit, kjo është e pamundur.
3.4 Përdorimi i fibrës optike për të transmetuar lazerin: Nëse është e mundur, fibra optike mund të përdoret për të transmetuar lazerin në pozicionin e saldimit për të zvogëluar reflektivitetin. Fibrat optike mund ta drejtojnë rrezen e lazerit në zonën e saldimit për të shmangur ekspozimin e drejtpërdrejtë në sipërfaqen e materialit të saldimit dhe për të zvogëluar shfaqjen e reflektimeve.
3.5 Rregullimi i parametrave të lazerit: Duke rregulluar parametra të tillë si fuqia e lazerit, gjatësia fokale dhe diametri fokal, shpërndarja e energjisë së lazerit mund të kontrollohet dhe reflektimet mund të zvogëlohen. Për disa materiale reflektuese, zvogëlimi i fuqisë së lazerit mund të jetë një mënyrë efektive për të zvogëluar reflektimet.
3.6 Përdorni një ndarës rrezesh: Një ndarës rrezesh mund të drejtojë një pjesë të energjisë së lazerit në pajisjen thithëse, duke zvogëluar kështu shfaqjen e reflektimeve. Pajisjet e ndarjes së rrezeve zakonisht përbëhen nga komponentë optikë dhe thithës, dhe duke zgjedhur komponentët e duhur dhe duke rregulluar paraqitjen e pajisjes, mund të arrihet reflektivitet më i ulët.
4. Saldim i prerë nën prerje
Në procesin e prodhimit të baterive të litiumit, cilat procese kanë më shumë gjasa të shkaktojnë ulje të çmimeve? Pse ndodh kjo ulje e çmimeve? Le ta analizojmë.
Nënprerja, në përgjithësi lëndët e para të saldimit nuk kombinohen mirë me njëra-tjetrën, boshllëku është shumë i madh ose shfaqet një brazdë, thellësia dhe gjerësia janë në thelb më të mëdha se 0.5 mm, gjatësia totale është më e madhe se 10% e gjatësisë së saldimit, ose më e madhe se gjatësia standarde e procesit të produktit e kërkuar.
Në të gjithë procesin e prodhimit të baterive të litiumit, prerjet nën prerje kanë më shumë gjasa të ndodhin, dhe kjo shpërndahet përgjithësisht në para-saldimin dhe saldimin e vulosjes së pllakës cilindrike të mbulesës dhe para-saldimin dhe saldimin e vulosjes së pllakës katrore të mbulesës së aluminit. Arsyeja kryesore është se pllaka e mbulesës së vulosjes duhet të bashkëpunojë me mbulesën për saldim, procesi i përputhjes midis pllakës së mbulesës së vulosjes dhe mbulesës është i prirur ndaj boshllëqeve të tepërta të saldimit, brazdave, shembjes etj., kështu që është veçanërisht i prirur ndaj prerjeve nën prerje.
Pra, çfarë shkakton nënvlerësimin?
Nëse shpejtësia e saldimit është shumë e lartë, metali i lëngshëm pas vrimës së vogël që tregon qendrën e saldimit nuk do të ketë kohë të rishpërndahet, duke rezultuar në ngurtësim dhe prerje të dobët në të dyja anët e saldimit. Duke pasur parasysh situatën e mësipërme, duhet të optimizojmë parametrat e saldimit. Thënë thjesht, duhen përsëritur eksperimente për të verifikuar parametra të ndryshëm dhe të vazhdojmë të bëjmë DOE derisa të gjenden parametrat e duhur.
2. Boshllëqet e tepërta të saldimit, brazdat, shembjet etj. të materialeve të saldimit do të zvogëlojnë sasinë e metalit të shkrirë që mbush boshllëqet, duke bërë që prerjet nën sipërfaqe të jenë më të mundshme. Kjo është një çështje e pajisjeve dhe lëndëve të para. Nëse lëndët e para të saldimit i plotësojnë kërkesat e procesit tonë për materialet hyrëse, nëse saktësia e pajisjeve i plotëson kërkesat etj. Praktika normale është që të torturohen dhe rrihen vazhdimisht furnizuesit dhe njerëzit përgjegjës për pajisjet.
3. Nëse energjia bie shumë shpejt në fund të saldimit me lazer, vrima e vogël mund të shembet, duke rezultuar në prerje lokale. Përputhja e saktë e fuqisë dhe shpejtësisë mund të parandalojë në mënyrë efektive formimin e prerjeve të vogla. Siç thotë shprehja e vjetër, përsëritni eksperimentet, verifikoni parametra të ndryshëm dhe vazhdoni DOE derisa të gjeni parametrat e duhur.
5. Shembja e qendrës së saldimit
Nëse shpejtësia e saldimit është e ngadaltë, pellgu i shkrirë do të jetë më i madh dhe më i gjerë, duke rritur sasinë e metalit të shkrirë. Kjo mund ta bëjë të vështirë ruajtjen e tensionit sipërfaqësor. Kur metali i shkrirë bëhet shumë i rëndë, qendra e saldimit mund të fundoset dhe të formojë gropa dhe fundosje. Në këtë rast, dendësia e energjisë duhet të reduktohet në mënyrë të përshtatshme për të parandaluar shembjen e pellgut të shkrirë.
Në një situatë tjetër, boshllëku i saldimit thjesht formon një kolaps pa shkaktuar shpim. Ky është padyshim një problem i montimit me presion të pajisjeve.
Një kuptim i duhur i defekteve që mund të ndodhin gjatë saldimit me lazer dhe shkaqeve të defekteve të ndryshme lejon një qasje më të synuar për të zgjidhur çdo problem jonormal të saldimit.
6. Çarje të saldimit
Çarjet që shfaqen gjatë saldimit të vazhdueshëm me lazer janë kryesisht çarje termike, siç janë çarjet kristalore dhe çarjet e lëngëzimit. Shkaku kryesor i këtyre çarjeve janë forcat e mëdha të tkurrjes të gjeneruara nga saldimi përpara se ai të ngurtësohet plotësisht.
Ekzistojnë gjithashtu arsyet e mëposhtme për çarje në saldimin me lazer:
1. Projektim i paarsyeshëm i saldimit: Projektimi i gabuar i gjeometrisë dhe madhësisë së saldimit mund të shkaktojë përqendrim të stresit të saldimit, duke shkaktuar kështu çarje. Zgjidhja është optimizimi i projektimit të saldimit për të shmangur përqendrimin e stresit të saldimit. Mund të përdorni saldime të zhvendosura të përshtatshme, të ndryshoni formën e saldimit, etj.
2. Mospërputhja e parametrave të saldimit: Përzgjedhja e gabuar e parametrave të saldimit, siç është shpejtësia shumë e lartë e saldimit, fuqia shumë e lartë etj., mund të çojë në ndryshime të pabarabarta të temperaturës në zonën e saldimit, duke rezultuar në stres të madh saldimi dhe çarje. Zgjidhja është të rregullohen parametrat e saldimit në përputhje me materialin dhe kushtet specifike të saldimit.
3. Përgatitje e dobët e sipërfaqes së saldimit: Mospastrimi dhe mostrajtimi paraprak i duhur i sipërfaqes së saldimit para saldimit, siç është heqja e oksideve, yndyrnave etj., do të ndikojë në cilësinë dhe fortësinë e saldimit dhe do të çojë lehtësisht në çarje. Zgjidhja është pastrimi dhe trajtimi paraprak i duhur i sipërfaqes së saldimit për të siguruar që papastërtitë dhe ndotësit në zonën e saldimit të trajtohen në mënyrë efektive.
4. Kontroll i papërshtatshëm i nxehtësisë së saldimit: Kontrolli i dobët i nxehtësisë së futur gjatë saldimit, siç është temperatura e tepërt gjatë saldimit, shkalla e papërshtatshme e ftohjes së shtresës së saldimit, etj., do të çojë në ndryshime në strukturën e zonës së saldimit, duke rezultuar në çarje. Zgjidhja është të kontrollohet temperatura dhe shkalla e ftohjes gjatë saldimit për të shmangur mbinxehjen dhe ftohjen e shpejtë.
5. Lehtësim i pamjaftueshëm i stresit: Trajtimi i pamjaftueshëm i lehtësimit të stresit pas saldimit do të rezultojë në lehtësim të pamjaftueshëm të stresit në zonën e salduar, gjë që do të çojë lehtësisht në çarje. Zgjidhja është të kryhet trajtimi i duhur i lehtësimit të stresit pas saldimit, siç është trajtimi termik ose trajtimi me dridhje (arsyeja kryesore).
Sa i përket procesit të prodhimit të baterive të litiumit, cilat procese kanë më shumë gjasa të shkaktojnë çarje?
Në përgjithësi, çarjet janë të prirura të ndodhin gjatë saldimit me izolim, siç është saldimi me izolim i guaskave cilindrike të çelikut ose guaskave të aluminit, saldimi me izolim i guaskave katrore të aluminit, etj. Përveç kësaj, gjatë procesit të paketimit të modulit, saldimi i kolektorit të rrymës është gjithashtu i prirur ndaj çarjeve.
Sigurisht, mund të përdorim edhe tela mbushës, ngrohje paraprake ose metoda të tjera për të zvogëluar ose eliminuar këto çarje.
Koha e postimit: 01 shtator 2023
