Saldim me lazer
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 zënë përqindjen më të lartë të aplikimeve në të gjithë industrinë e re të energjisë.
Saldimi me laser është bërë shpejt zgjedhja e parë në të gjitha sferat e jetës për shkak të shpejtësisë së tij të shpejtë, thellësisë së madhe dhe deformimit të vogël.Nga saldimet me pika deri te saldimet me prapanicë, saldimet me ngritje dhe mbyllje, saldimi me lazer ofron saktësi dhe kontroll të pashembullt.Ai luan një rol të rëndësishëm në prodhimin dhe prodhimin industrial, duke përfshirë industrinë ushtarake, kujdesin mjekësor, hapësirën ajrore, pjesët e automjeteve 3C, fletë metalike mekanike, energjinë e re dhe industri të tjera.
Krahasuar me teknologjitë e tjera të saldimit, saldimi me lazer ka avantazhet dhe disavantazhet e tij unike.
Avantazhi:
1. Shpejtësi e shpejtë, 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 lazer nuk lëviz në një fushë elektromagnetike.Lazerët mund të bashkojnë në një vakum, ajër ose mjedise të caktuara gazi dhe mund të bashkojnë materiale që janë përmes xhamit ose transparente ndaj rrezes lazer.
3. Mund të bashkojë materiale zjarrduruese si titani dhe kuarci, dhe gjithashtu mund të bashkojë materiale të ndryshme me rezultate të mira.
4. Pasi lazeri është i fokusuar, densiteti i fuqisë është i lartë.Raporti i pamjes mund të arrijë 5:1 dhe mund të arrijë deri në 10:1 kur saldohen pajisje me fuqi të lartë.
5. Mikro saldimi mund të kryhet.Pasi të fokusohet rrezja lazer, mund të merret një vend i vogël dhe mund të pozicionohet me saktësi.Mund të aplikohet në montimin dhe saldimin e pjesëve të punës mikro dhe të vogla për të arritur prodhim masiv të automatizuar.
6. Mund të bashkojë zona të vështira për t'u arritur dhe të kryejë saldim në distanca të gjata pa kontakt, me fleksibilitet të madh.Sidomos vitet e fundit, teknologjia e përpunimit me lazer YAG ka adoptuar teknologjinë e transmetimit të fibrave 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 rrezet e shumta mund të përpunohen në vende të shumta njëkohësisht, duke siguruar kushte për saldim më të saktë.
Defekt:
1. Saktësia e montimit të pjesës së punës kërkohet të jetë e lartë dhe pozicioni i traut në pjesën e punës nuk mund të devijohet ndjeshëm.Kjo për shkak se madhësia e pikës lazer 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 pjesës së punës ose saktësia e pozicionimit të traut nuk i plotëson kërkesat, defektet e saldimit janë të prirur të ndodhin.
2. Kostoja e lazerëve dhe sistemeve të lidhura me to është e lartë dhe investimi një herë është i madh.
Defekte të zakonshme të saldimit me lazer në prodhimin e baterive të litiumit
1. Poroziteti i saldimit
Defektet e zakonshme në saldimin me lazer janë poret.Pishina e shkrirë e saldimit është e thellë dhe e ngushtë.Gjatë procesit të saldimit me lazer, azoti pushton pishinën 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 pishinës ftohet për të filluar të kristalizohet, tretshmëria do të bjerë ndjeshëm dhe papritmas.Në këtë kohë, një sasi e madhe gazi do të precipitojë për të formuar flluska.Nëse shpejtësia lundruese e flluskave është më e vogël se shpejtësia e kristalizimit të metalit, do të krijohen pore.
Në aplikimet në industrinë e baterive të litiumit, ne shpesh gjejmë se poret janë veçanërisht të mundshme gjatë saldimit të elektrodës pozitive, por rrallë ndodhin gjatë saldimit të elektrodës negative.Kjo është për shkak se elektroda pozitive është prej alumini dhe elektroda negative është prej bakri.Gjatë saldimit, alumini i lëngshëm në sipërfaqe është kondensuar përpara se gazi i brendshëm të derdhet plotësisht, duke mos lejuar që gazi të tejmbushet dhe të krijojë 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 ndikojë edhe në formimin e poreve.
Po si të zvogëloni shfaqjen e poreve të saldimit?
Së pari, para saldimit, njollat e vajit dhe papastërtitë në sipërfaqen e materialeve hyrëse duhet të pastrohen në 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 as shumë e vogël.Presioni i veshjes mbrojtëse duhet të rregullohet sipas faktorëve të tillë si fuqia lazer dhe pozicioni i fokusit dhe nuk duhet të jetë as shumë i lartë as shumë i ulët.Forma e grykës së veshjes mbrojtëse 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 punëtori.Temperatura dhe lagështia e ambientit do të ndikojnë në përmbajtjen e lagështisë në sipërfaqen e nënshtresës dhe në gazin mbrojtës, i cili nga ana tjetër do të ndikojë në gjenerimin dhe daljen e avullit të ujit në pishinën e shkrirë.Nëse temperatura dhe lagështia e ambientit janë shumë të larta, do të ketë shumë lagështi në sipërfaqen e nënshtresës dhe gazit mbrojtës, duke gjeneruar një sasi të madhe avulli uji, duke rezultuar në pore.Nëse temperatura dhe lagështia e ambientit janë shumë të ulëta, do të ketë shumë pak lagështi në sipërfaqen e nënshtresës dhe në gazin mbrojtës, duke reduktuar prodhimin e avullit të ujit, duke zvogëluar kështu poret;lëreni personelin cilësor të zbulojë vlerën e synuar të temperaturës, lagështisë dhe pluhurit në stacionin e saldimit.
Së katërti, metoda e lëkundjes me rreze përdoret për të reduktuar ose eliminuar poret në saldimin me penetrim të thellë me lazer.Për shkak të shtimit të lëkundjes gjatë saldimit, lëkundja reciproke e traut në shtresën e saldimit shkakton rishkrirje të përsëritur të një pjese të tegelit të 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 sipërfaqe.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, e cila gjithashtu mund të sigurojë një forcë nxitëse për pishinën e saldimit, të rrisë konvekcionin dhe trazimin 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, e cila do të ndikojë në futjen e nxehtësisë dhe akumulimin e nxehtësisë në pishinën e shkrirë, dhe më pas do të ndikojë në fushën e temperaturës dhe fushën e rrjedhës në të shkrirë pishinë.Nëse frekuenca e pulsit është shumë e lartë, kjo do të çojë në futje të tepërt të nxehtësisë në pishinën e shkrirë, duke shkaktuar që temperatura e pishinës së shkrirë të jetë shumë e lartë, duke prodhuar avull metalik 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 pishinën e shkrirë, duke shkaktuar që temperatura e pishinës së shkrirë të jetë shumë e ulët, duke zvogëluar shpërbërjen 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 nënshtresës dhe fuqinë e lazerit, dhe të mos jetë shumë e lartë ose shumë e ulët.
Vrimat e saldimit (saldimi me lazer)
2. Spërkatja e saldimit
Spërkatja e krijuar gjatë procesit të saldimit, saldimi me lazer do të ndikojë seriozisht në cilësinë e sipërfaqes së saldimit dhe do të ndotë dhe dëmtojë thjerrëzën.Performanca e përgjithshme është si më poshtë: pas përfundimit të saldimit me lazer, shumë grimca metalike shfaqen në sipërfaqen e materialit ose pjesës së punës dhe ngjiten në sipërfaqen e materialit ose pjesës së punës.Performanca më intuitive është se gjatë saldimit në modalitetin e galvanometrit, pas një periudhe përdorimi të thjerrëzës mbrojtëse të galvanometrit, do të ketë gropa të dendura në sipërfaqe dhe këto gropa shkaktohen nga spërkatja e saldimit.Pas një kohe të gjatë, është e lehtë të bllokohet drita, dhe do të ketë probleme me saldimin e dritës, duke rezultuar në një sërë problemesh si saldimi i prishur dhe saldimi virtual.
Cilat janë shkaqet e spërkatjes?
Së pari, dendësia e fuqisë, sa më e madhe të jetë densiteti i fuqisë, aq më e lehtë është të gjenerohet spërkatje, dhe spërkatja lidhet drejtpërdrejt me densitetin e fuqisë.Ky është një problem shekullor.Së paku deri më tani, industria nuk ka mundur të zgjidhë problemin e spërkatjes dhe mund të thuhet vetëm se është reduktuar pak.Në industrinë e baterive të litiumit, spërkatja është fajtori më i madh i qarkut të shkurtër të baterisë, por nuk ka qenë në gjendje të zgjidhë shkakun rrënjësor.Ndikimi i spërkatjes në bateri mund të reduktohet vetëm nga pikëpamja e mbrojtjes.Për shembull, rreth pjesës së saldimit shtohen një rreth portash për heqjen e pluhurit dhe mbulesa mbrojtëse, dhe rreshta thikash ajri shtohen në rrathë për të parandaluar ndikimin e spërkatjes apo edhe dëmtimin e baterisë.Shkatërrimi i mjedisit, produkteve dhe komponentëve përreth stacionit të saldimit mund të thuhet se ka shteruar mjetet.
Për sa i përket zgjidhjes së problemit të spërkatjes, mund të thuhet vetëm se zvogëlimi i energjisë së saldimit ndihmon në uljen e spërkatjes.Reduktimi i shpejtësisë së saldimit mund të ndihmojë gjithashtu nëse depërtimi është i pamjaftueshëm.Por në disa kërkesa të veçanta të procesit, ai ka pak efekt.Është i njëjti proces, makina të ndryshme dhe grupe të ndryshme materialesh kanë efekte saldimi krejtësisht të ndryshme.Prandaj, ekziston një rregull i pashkruar në industrinë e re të energjisë, një grup parametrash saldimi për një pajisje.
Së dyti, nëse sipërfaqja e materialit të përpunuar ose pjesës 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. Reflektueshmëri e lartë e saldimit me lazer
Në përgjithësi, reflektimi i lartë i referohet faktit që materiali përpunues 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 emetimi lazer dhe për shkak se shumica e lazerëve përdoren. në vertikale Për shkak të materialit ose një sasie të vogël pjerrësie, drita kthyese e lazerit rihyn në kokën e daljes dhe madje një pjesë e dritës kthyese lidhet me fibrën transmetuese të energjisë dhe transmetohet përsëri përgjatë fibrës në brendësi. e lazerit, duke bërë që përbërësit kryesorë brenda lazerit të vazhdojnë të jenë në temperaturë të lartë.
Kur reflektimi është shumë i lartë gjatë saldimit me lazer, mund të merren zgjidhjet e mëposhtme:
3.1 Përdorni veshje kundër reflektimit ose trajtoni sipërfaqen e materialit: veshja e sipërfaqes së materialit të saldimit me një shtresë kundër reflektimit mund të zvogëlojë në mënyrë efektive reflektueshmërinë e lazerit.Kjo shtresë është zakonisht një material optik i veçantë me reflektim të ulët që thith energjinë lazer në vend që ta reflektojë atë.Në disa procese, si saldimi me kolektor aktual, lidhja e butë, etj., sipërfaqja mund të jetë gjithashtu e stampuar.
3.2 Rregulloni këndin e saldimit: Duke rregulluar këndin e saldimit, rrezja e lazerit mund të godasë materialin e saldimit në një kënd më të përshtatshëm dhe të zvogëlojë shfaqjen e reflektimit.Normalisht, të kesh rreze lazer që bie pingul me sipërfaqen e materialit që do të saldohet është një mënyrë e mirë për të reduktuar reflektimet.
3.3 Shtimi i absorbuesit ndihmës: Gjatë procesit të saldimit, saldimit i shtohet një sasi e caktuar e absorbuesit ndihmës, si pluhur ose lëng.Këta absorbues thithin energjinë e lazerit dhe reduktojnë reflektueshmërinë.Përthithësi i duhur duhet të zgjidhet bazuar në materialet specifike të saldimit dhe skenarët e aplikimit.Në industrinë e baterive të litiumit, kjo nuk ka gjasa.
3.4 Përdorni fibër optike për të transmetuar lazer: Nëse është e mundur, fibra optike mund të përdoret për të transmetuar lazerin në pozicionin e saldimit për të zvogëluar reflektimin.Fijet 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 lazer, gjatësia fokale dhe diametri fokal, shpërndarja e energjisë lazer mund të kontrollohet dhe reflektimet mund të reduktohen.Për disa materiale reflektuese, reduktimi i fuqisë lazer mund të jetë një mënyrë efektive për të reduktuar reflektimet.
3.6 Përdorni një ndarës rrezeje: Një ndarës rrezesh mund të drejtojë një pjesë të energjisë lazer në pajisjen thithëse, duke reduktuar kështu shfaqjen e reflektimeve.Pajisjet për ndarjen e rrezeve zakonisht përbëhen nga komponentë optikë dhe absorbues, dhe duke zgjedhur komponentët e duhur dhe duke rregulluar paraqitjen e pajisjes, mund të arrihet reflektim më i ulët.
4. Nënprerje saldimi
Në procesin e prodhimit të baterive të litiumit, cilat procese kanë më shumë gjasa të shkaktojnë nënçmim?Pse ndodh nënçmimi?Le ta analizojmë.
Nën prerje, përgjithësisht lëndët e para të saldimit nuk janë të kombinuara mirë me njëra-tjetrën, hendeku është shumë i madh ose shfaqet brazda, 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 standardi i procesit të produktit gjatësia e kërkuar.
Në të gjithë procesin e prodhimit të baterive të litiumit, ka më shumë gjasa të ndodhë prerja e ulët, dhe përgjithësisht shpërndahet në saldimin paraprak dhe saldimin e pllakës cilindrike të kapakut dhe në parasaldimin dhe saldimin e vulosjes së pllakës së mbulesës së guaskës së aluminit katror.Arsyeja kryesore është se pllaka e mbulimit të vulosjes duhet të bashkëpunojë me guaskën në saldim, procesi i përputhjes midis pllakës së mbulimit të vulosjes dhe guaskës është i prirur ndaj boshllëqeve të tepërta të saldimit, brazdave, kolapsit, etj., kështu që është veçanërisht i prirur ndaj prerjeve. .
Pra, çfarë e shkakton nënçmimin?
Nëse shpejtësia e saldimit është shumë e shpejtë, metali i lëngshëm pas vrimës së vogël që tregon qendrën e saldimit nuk do të ketë kohë për t'u rishpërndarë, duke rezultuar në ngurtësim dhe nënprerje në të dy anët e saldimit.Duke pasur parasysh situatën e mësipërme, duhet të optimizojmë parametrat e saldimit.Për ta thënë thjesht, janë eksperimente të përsëritura për të verifikuar parametra të ndryshëm dhe vazhdoni të bëni DOE derisa të gjenden parametrat e duhur.
2. Boshllëqet e tepërta të saldimit, brazdat, kolapset, etj. të materialeve të saldimit do të zvogëlojnë sasinë e metalit të shkrirë që mbush boshllëqet, duke e bërë më të mundshëm shfaqjen e prerjeve.Kjo është një çështje e pajisjeve dhe lëndëve të para.Nëse lëndët e para të saldimit plotësojnë kërkesat e materialeve hyrëse të procesit tonë, nëse saktësia e pajisjes plotëson kërkesat, etj. Praktika normale është të torturoni dhe rrahni vazhdimisht furnitorët dhe personat përgjegjës për pajisjet.
3. Nëse energjia bie shumë shpejt në fund të saldimit me lazer, vrima e vogël mund të shembet, duke rezultuar në nënprerje lokale.Përputhja e saktë e fuqisë dhe shpejtësisë mund të parandalojë në mënyrë efektive formimin e prerjeve.Siç thotë thënia e vjetër, përsëritni eksperimentet, verifikoni parametra të ndryshëm dhe vazhdoni DOE derisa të gjeni parametrat e duhur.
5. Kolapsi i qendrës së saldimit
Nëse shpejtësia e saldimit është e ngadaltë, pishina e shkrirë do të jetë më e madhe dhe më e 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 zhytje dhe gropa.Në këtë rast, dendësia e energjisë duhet të reduktohet siç duhet për të parandaluar kolapsin e pishinës së shkrirjes.
Në një situatë tjetër, hendeku i saldimit thjesht formon një kolaps pa shkaktuar perforim.Ky është padyshim një problem i përshtatjes së shtypit 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 saldimi
Plasaritjet që shfaqen gjatë saldimit të vazhdueshëm me laser janë kryesisht çarje termike, si çarje kristalore dhe çarje lëngëzimi.Shkaku kryesor i këtyre çarjeve janë forcat e mëdha të tkurrjes të krijuara nga saldimi përpara se të ngurtësohet plotësisht.
Ekzistojnë gjithashtu arsyet e mëposhtme për çarje në saldimin me lazer:
1. Projektimi i paarsyeshëm i saldimit: Dizajni i gabuar i gjeometrisë dhe madhësisë së saldimit mund të shkaktojë përqendrim të stresit të saldimit, duke shkaktuar kështu çarje.Zgjidhja është të optimizoni dizajnin e saldimit për të shmangur përqendrimin e stresit të saldimit.Ju mund të përdorni saldimet e përshtatshme të kompensimit, të ndryshoni formën e saldimit, etj.
2. Mospërputhja e parametrave të saldimit: Zgjedhja e gabuar e parametrave të saldimit, si shpejtësia shumë e shpejtë 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 rregulloni parametrat e saldimit që të përputhen me materialin specifik dhe kushtet e saldimit.
3. Përgatitja e dobët e sipërfaqes së saldimit: Dështimi për të pastruar dhe trajtuar siç duhet sipërfaqen e saldimit përpara saldimit, si heqja e oksideve, yndyrës, etj., do të ndikojë në cilësinë dhe forcën e saldimit dhe do të çojë lehtësisht në çarje.Zgjidhja është pastrimi dhe trajtimi adekuat i sipërfaqes së saldimit për të siguruar që papastërtitë dhe ndotësit në zonën e saldimit të trajtohen në mënyrë efektive.
4. Kontrolli jo i duhur i futjes së nxehtësisë së saldimit: Kontrolli i dobët i nxehtësisë hyrëse gjatë saldimit, si temperatura e tepërt gjatë saldimit, shpejtësia e pahijshme 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 kontrolloni temperaturën dhe shkallën e ftohjes gjatë saldimit për të shmangur mbinxehjen dhe ftohjen e shpejtë.
5. Lehtësim i pamjaftueshëm i stresit: Trajtimi i pamjaftueshëm për lehtësimin e 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 kryerja e trajtimit të duhur për lehtësimin e stresit pas saldimit, si 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, plasaritjet janë të prirura të ndodhin gjatë saldimit me vulosje, si saldimi me vulosje të predhave cilindrike të çelikut ose predhave të aluminit, saldimi me vulosje të guaskave katrore të aluminit, etj. Përveç kësaj, gjatë procesit të paketimit të moduleve, saldimi i kolektorit aktual është gjithashtu i prirur. te çara.
Sigurisht, mund të përdorim edhe tela mbushëse, ngrohje paraprake ose metoda të tjera për të reduktuar ose eliminuar këto çarje.
Koha e postimit: Shtator-01-2023
