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應用實例

鋰電池電芯激光焊接過程中的表面檢測

案例簡介

在進行激光焊接時由于鋁合金對激光的反射率極高, 焊接過程中氣孔敏感性高, 焊接時不可避免地會出現一些問題缺陷,如氣孔、熱裂紋、炸火、虛焊等,很多電池廠家都會為此大傷腦筋。

詳細介紹 / Details

  由于動力電池的電芯由于遵循“輕便”的原則,通常會采用較“輕”的鋁材質外,還需要做得更“薄”,一般殼、蓋、底基本都要求達到1.0 mm 以下,主流廠家目前根據電池容量不同殼體材料厚度以0.6mm和0.8mm兩種為主,在進行激光焊接時由于鋁合金對激光的反射率極高, 焊接過程中氣孔敏感性高, 焊接時不可避免地會出現一些問題缺陷,如氣孔、熱裂紋、炸火、虛焊等,在研發初期很多電池廠家都會為此大傷腦筋。

  傳統的解決方式主要通過提高焊接過程中激光器的穩定性,然而近幾年現有技術水平已經能夠保持激光器輸出的激光功率穩定性很高且容易監控,在解決激光焊接的脫焊,虛焊缺陷問題上,行業領軍企業的技術人員把關注重點轉移到焊接前工件表面清潔度的檢測上,并且取得了一定的成效。

  在加工過程中會造成不同工件表面的油污含量、種類會有較大的差異,在焊接之前的清洗過程中如果沒有徹底清洗干凈,焊接時在高溫作用下油污中的碳氫化合物會分離,碳與氧結合生成CO,從而間接導致焊接氣孔。激光焊接的冷卻速度太快,氫氣孔問題更加嚴重,并且在激光焊接中還多了一類由于小孔的塌陷而產生的孔洞。近年來在進行激光焊接之前加入工具表面的檢測環節,使得焊接時出現氣孔的現象得到較大的改善。

  而在焊接過程中出現的炸火(也稱飛濺)問題,除了與材料本身的純度、自身的特性有關之外,表面清潔度不足也認為是導致現象產生的原因之一。

翁開爾提供的金屬零件表面清潔度檢測方案

  利用SITA CleanoSpector 表面清潔度儀是目前對零件進行表面清潔度測試的主要且可靠的方法之一。SITA CleanoSpector表面清潔度儀采用共焦法原理,通過光源發射出最佳波長的UV光探測金屬表面的玷污物,另一邊的感應器則探測熒光強度,熒光強度的大小取決于測試點的有機物殘留情況。借助完整UV光源和感應器的共同作用,表面清潔度儀能清晰量化測試結果,用于直接判斷零件表面干凈程度是否達到合格范圍。其結果輸出有兩種表示單位。

  1、百分比(%),100%的清潔度值,表示一個絕對干凈和無熒光的表面;

  2、RFU值(相對熒光強度值),RFU值越大,零件表面的殘留污染物含量也越高。通過量化后表面清潔度的指標能夠協助穩定零部件加工過程中的的清洗質量,從而有效避免焊接過程中虛焊、脫焊的現象,以保證最終的焊接效果滿足動力電池廠家的要求。

案例分享

  國內某知名汽車新能源電池制造商,由于環保要求的提高,將新型環保清洗劑替代傳統水基清洗劑,但替換后沒有很好量化零部件清洗后的清潔度數據,導致清洗質量下降,受油污過多影響容易造成后續焊接工藝出現虛焊和產品氧化等致命問題,對后期裝車影響較大。

解決方案:

  借助SITA CleanoSpector 表面清潔度儀,采取RFU表示單位,可快速檢測并量化、記錄零部件清潔度的相關數據?;诖藬祿?,能避免人為主觀判斷帶來的影響,更有效審查生產步驟和清洗程序,進而優化清洗工序,更大地提高了工作效率,減少返工率,降低生產成本。

在零件清潔度檢測上,SITA表面清潔度儀擁有獨特的優勢:

  量化測試數據,直觀、可靠

  測試時間短,僅需幾秒即可完成產品表面檢測

  測量結果不受環境溫度及產品表面粗糙度影響

  自動校準功能,干凈金屬表面上即可完成校準

  小巧便攜,適用于實驗室或工廠車間

  在線式連續檢測解決方案,可集成現有生產線

  SITA表面清潔度儀能夠達到最高敏感度并與眾多實驗室系統進行對比。此外,周圍的光源、表面溫度和表面粗糙度并不會對測試結果造成影響。(如需樣品測試可致電400-680-8138與翁開爾公司聯系。)

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