可調(diào)環(huán)模光纖激光器

可調(diào)環(huán)模光纖激光器對(duì)方殼電池殼蓋密封焊具有很大的操作靈活性，無(wú)論是針對(duì)高速振鏡頂焊還是出射頭焊接方式。

 如視頻所示：

努力提高電動(dòng)汽車性能和降低其成本的主要工作集中在改進(jìn)電池技術(shù)上。實(shí)際上，在這個(gè)過(guò)程中，電池設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)都需進(jìn)行重新考慮。例如，一些團(tuán)隊(duì)正在探索新的電池材料。其目標(biāo)是提高電池容量、充電速度和使用壽命，同時(shí)消除來(lái)源有問(wèn)題或?qū)Νh(huán)境有害的材料。 

其他公司則專注于電池制造技術(shù)；具體而言，就是開發(fā)能夠同時(shí)降低制造成本（尤其是提高產(chǎn)線節(jié)拍）并提高優(yōu)率的方法和材料。方殼電池殼蓋密封焊是這項(xiàng)成果的一個(gè)典型例子，Coherent 最近在激光焊接方面取得了巨大優(yōu)勢(shì)。

01 殼蓋密封焊的挑戰(zhàn)

殼蓋密封是在電芯入殼后完成的，因此在這個(gè)工序報(bào)廢的成本尤其高。  

密封焊是一段相對(duì)長(zhǎng)的連續(xù)焊縫，比如 20x300mm 的方殼電池，焊縫環(huán)繞整個(gè)電池周長(zhǎng)。制造商希望通過(guò)焊接工藝實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵目標(biāo)包括：

• 氣密性焊接，即使電芯裝配不完美或不一致（尤其是在R角處）。
• 足夠的熔深、熔寬和低氣孔率，使焊縫足夠牢固，即使在受到振動(dòng)和沖擊時(shí)，也不會(huì)開裂，從而維持電池使用壽命。
• 無(wú)飛濺，飛濺在焊接鋁時(shí)尤其容易產(chǎn)生，因?yàn)殇X在低溫下熔化，產(chǎn)生氣泡。
• 控制熱輸入。

環(huán)模光纖激光器已成為方殼電池殼蓋焊接的絕佳生產(chǎn)工具。在最常見的加工中，CNC機(jī)臺(tái)配合出射頭沿四周焊接，以實(shí)現(xiàn)所需的焊縫形狀。

這種方式提供了精確的機(jī)械定位和高度一致的焊接。這是因?yàn)榧す馐�始終以同一角度入射工件表面，但這種方式焊接速度慢，成本高。

02 強(qiáng)大的功率控制

方殼電池是可以通過(guò)振鏡光動(dòng)式實(shí)現(xiàn)更快的焊接速度的。但這帶來(lái)了幾個(gè)問(wèn)題。首先，光束在接近工作范圍邊緣時(shí)會(huì)發(fā)生幾何變形，從圓形變?yōu)闄E圓形。對(duì)于大尺寸電芯，在殼體的R角和短邊尤其是問(wèn)題。其次，這種光束變形會(huì)與R角處掃描方向的變化相結(jié)合，會(huì)產(chǎn)生不合格的焊縫質(zhì)量。此外，不斷變化的光束大小和入射角會(huì)改變工作表面的功率密度，從而影響其焊接質(zhì)量。

在Coherent 高意公司推出可調(diào)環(huán)模光纖激光技術(shù) (ARM) 之前，實(shí)際上沒(méi)有辦法完全補(bǔ)償和改善所有這些問(wèn)題。我們的 HighLight ARM 環(huán)模光纖激光器系列中，光束不僅僅是傳統(tǒng)的光束。相反，它是由一個(gè)中心光束，周圍環(huán)繞著另一圈環(huán)形光束組成，可以高速地對(duì)中心和環(huán)形光束的功率分別進(jìn)行獨(dú)立控制。這樣，可對(duì)激光能量在焊接過(guò)程中的空間分布方式進(jìn)行高度動(dòng)態(tài)的控制。

這意味著，ARM 環(huán)模光纖激光器可以補(bǔ)償光束在接近振鏡工作范圍邊緣時(shí)的變形。具體來(lái)說(shuō)，就是可以飛行調(diào)整中心光束和環(huán)形光束的功率比，使激光器始終如一地產(chǎn)生相同的焊接結(jié)果，即使在光束被拉長(zhǎng)的情況下也是如此。而且，總功率（和功率比）也可以足夠快的速度調(diào)整，以配合掃描振鏡速度的變化，因?yàn)楣馐�在進(jìn)入R角時(shí)會(huì)減速，然后在離開R角時(shí)重新加速。此外，這種功率調(diào)整在先進(jìn)的閉環(huán)實(shí)時(shí)控制下執(zhí)行，以確保最高工藝穩(wěn)定性、一致性和可重復(fù)性。

ARM 環(huán)模光纖激光器還可以獨(dú)立控制焊縫熔寬和熔深。這樣就無(wú)需在電芯裝配時(shí)保持嚴(yán)格的公差（間隙寬度）；降低公差要求可降低生產(chǎn)成本。它還可以最大限度地縮小熱影響區(qū) (HAZ)，實(shí)現(xiàn)高速焊接（>350 毫米/秒），并能夠覆蓋大掃描區(qū)域。 

所有這一切都克服了方形電池激光焊接在速度和質(zhì)量之間的傳統(tǒng)權(quán)衡，并使振鏡焊接系統(tǒng)成為一種具有低成本、高性能的量產(chǎn)生產(chǎn)工藝。這些優(yōu)異的性能同樣可以使Coherent HighLight ARM 環(huán)模光纖激光器也成為出射頭焊接方式的更好選擇。

03 COHERENT 提供整體焊接解決方案

在當(dāng)今的現(xiàn)代電池超級(jí)工廠中，將新設(shè)備快速上線與焊接工藝本身一樣具有挑戰(zhàn)性。為了加快實(shí)施速度，我們能夠提供更多用于殼蓋密封焊的產(chǎn)品，而不僅僅是 Coherent HighLight ARM 環(huán)模光纖激光器。再加上我們的 HIGHmotion 2D 或 RLSK 振鏡和視覺(jué)定位系統(tǒng) HIGHvision，我們能夠?yàn)槟�的焊接�?yīng)用提供完善的整體解決方案。此外，主流品牌的振鏡系統(tǒng)也與我們的激光器兼容。

我們的Coherent 實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)可以協(xié)助開發(fā)您的焊接系統(tǒng)配置和工藝。從而讓您快速、輕松無(wú)憂地設(shè)計(jì)、使用激光焊接工藝。

文章來(lái)源：Coherent高意激光

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