揭秘動(dòng)力電池激光焊接加工工藝

激光焊接加工是目前高檔電池焊接的主要方法，激光焊接是用高能激光束照射工件，工作溫度急劇上升，工件熔化并重新連接形成永久連接的過程。激光焊接的剪切強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度良好，電池的導(dǎo)電性、強(qiáng)度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性是典型的焊接質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

　　影響激光焊接加工質(zhì)量的因素很多，其中一些非常不穩(wěn)定。如何準(zhǔn)確設(shè)置和控制這些參數(shù)，使其在高速連續(xù)激光焊接過程當(dāng)中控制在合適的范圍內(nèi)，以保證焊接質(zhì)量。焊縫成形的可靠性和穩(wěn)定性是關(guān)系到激光焊接技術(shù)實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化的重要問題，影響激光焊接質(zhì)量的主要因素是焊接設(shè)備、工件條件和工藝參數(shù)。

激光焊接加工設(shè)備：對激光質(zhì)量最重要的要求是光束模式、輸出功率及其穩(wěn)定性。光束模式是光束質(zhì)量的主要指標(biāo)。光束模式的階數(shù)越低，光斑越小，光束的聚焦性能越好，相同激光功率下的功率密度越高，焊縫深度和寬度越大。

工件條件：激光焊接加工要求點(diǎn)焊和焊縫嚴(yán)格對中，裝配精度高，而且在焊接過程當(dāng)中不會因?yàn)楹附訜嶙冃味淖児ぜ械难b配精度和點(diǎn)對中。如果裝配不嚴(yán)，間隙過大，橫梁可以通過間隙而不可熔化母材，或者造成明顯的咬邊和凹陷。如果焊點(diǎn)與焊縫的偏差稍大，可能會造成未熔合或未焊透。因此，一般情況下，板材的對接裝配間隙和點(diǎn)對縫偏差不應(yīng)大于0.1mm，錯(cuò)邊不應(yīng)大于0.2 mm。

　　激光焊接加工參數(shù)：對激光焊接加工方式和焊縫成形穩(wěn)定性的影響，重要的焊接參數(shù)是激光光斑的功率密度，它對焊接模式和焊縫成形穩(wěn)定性有如下影響：隨著激光光斑功率密度由小變大，順序?yàn)榉€(wěn)定導(dǎo)熱焊接、模式不穩(wěn)定焊接和穩(wěn)定深熔焊接。當(dāng)光束模式和聚焦鏡的焦距固定時(shí)，激光光斑的功率密度主要由激光功率和光束焦點(diǎn)的位置決定，激光功率密度與激光功率成正比。然而，焦點(diǎn)位置的影響有一個(gè)理想值。當(dāng)光束焦點(diǎn)在工件表層以下某一位置時(shí)，可以獲得理想的焊縫。偏離理想焦點(diǎn)位置，工件表層的光斑會變大，造成功率密度下降，在一定程度上會改變焊接過程。

　　應(yīng)該注意的是，激光焊接加工是一種熔化工藝。這意味著兩個(gè)基板在激光焊接過程當(dāng)中會熔化。這個(gè)過程很快，所以總的熱量輸入很低。但是由于這是一個(gè)熔化過程，在焊接不同材料時(shí)，可能會形成易碎的高電阻金屬間化合物。鋁銅結(jié)合特別容易形成金屬間化合物，這些化合物已被證明對微電子器件搭接接頭的短期電性能和長期機(jī)械性能有負(fù)面影響，這些金屬間化合物對鋰電池長期性能的影響尚不確定。