Maitinimo baterijų lazerinio suvirinimo technologijos dabartinė padėtis ir plėtros perspektyvos

Atsižvelgiant į spartų naujų energetinių transporto priemonių pramonės vystymąsi, maitinimo elementai, kaip pagrindinis visos transporto priemonės sistemos energijos vienetas, tiesiogiai lemia bendrą transporto priemonės veikimo lygį dėl savo saugumo, patikimumo ir nuoseklumo. Suvirinimo kokybė – nuo ​​atskirų elementų iki modulių ir viso akumuliatoriaus – vienas iš pagrindinių veiksnių, turinčių įtakos akumuliatoriaus veikimo trukmei, saugai ir našumui didelės apimties gamyboje. Tarp įvairių suvirinimo būdų, suvirinimas lazeriu dėl didelio energijos tankio, didelio tikslumo ir didelių automatizavimo galimybių tapo nepakeičiamu pagrindiniu energijos baterijų gamybos procesu.

 

 

Siekiant patenkinti naujų energijos vartojimo transporto priemonių lengvumo ir didelio{0}}energijos tankio kūrimo poreikius, aliuminio lydinio medžiagos dažniausiai naudojamos maitinimo akumuliatorių konstrukcijoms. Tokiuose komponentuose kaip elementų korpusai, dangčiai ir šynos paprastai naudojami 1-serijos arba 3 serijų aliuminio lydiniai, kurie pasižymi geru laidumu, atsparumu korozijai ir formuojamumu. Kai kuriose srityse, kuriose reikalingas didelis laidumas, naudojamos vario arba aliuminio-vario kompozitinės medžiagos.

 

Tačiau patys aliuminio lydiniai pasižymi dideliu cheminiu reaktyvumu, dideliu šilumos laidumu ir dideliu linijinio plėtimosi koeficientu, o jų paviršius lengvai suformuoja tankią oksido plėvelę, todėl suvirinimo metu jie yra labai jautrūs defektams, tokiems kaip poringumas, purslai, plyšimai ir karšti įtrūkimai. Be to, jungiant aliuminį-varį iš skirtingų medžiagų, gali susidaryti trapūs intermetaliniai junginiai, kurie sumažina jungties stiprumą. Šios medžiagos savybės kelia itin aukštus reikalavimus energijos kontrolei, formų stabilumui ir suvirinimo proceso nuoseklumui.

 

 

Maitinimo baterijų gamyba paprastai apima tris pagrindinius etapus: elementą, modulį ir paketą. Išorinis akumuliatoriaus korpuso korpusas pirmiausia užtikrina konstrukcinę atramą ir apsaugą, paprastai naudojant storesnius aliuminio lydinio profilius, o jo suvirinimas daugiausia atliekamas naudojant lankinį suvirinimą arba suvirinimą trinties būdu.

 

Priešingai, vidiniai elementų ir modulių komponentai yra mažo dydžio, turi tikslią struktūrą ir reikalauja mažo suvirinimo atstumo, todėl taikant tradicinius suvirinimo metodus sunku suderinti suvirinimo kokybę ir gamybos greitį. Lazerinis suvirinimas, pasižymintis dideliu galios tankiu, geru prieinamumu ir bekontaktinėmis apdorojimo savybėmis, tapo tinkamiausiu baterijų elementų korpusų, dangčių, sprogimui{2}}atsparių vožtuvų, šynų ir kitų komponentų procesu. Jis plačiai naudojamas aliuminio -korpuso prizminėse baterijų konstrukcijose, pvz., maitinimo akumuliatoriaus dangtelio plokštėse, ličio-jonų akumuliatoriaus dangtelio plokštėse ir ličio akumuliatorių aliuminio korpusuose.

 

 

Akumuliatoriaus korpusai ir dangteliai pirmiausia naudojami elektrolitui sandarinti ir stabiliai struktūrinei atramai vidiniams elektrodams užtikrinti. Suvirinimo kokybė tiesiogiai lemia akumuliatoriaus sandarumą ir atsparumą slėgiui. Įprastos medžiagos yra Al3003 aliuminio lydinys, kurio storis paprastai svyruoja nuo 0,3 iki 0,5 mm. Šioje srityje dažnai naudojami sudėtiniai lazerinio arba žiedinio lazerio suvirinimo procesai.

 

Tikroje gamyboje šios suvirinimo siūlės yra linkusios į defektus, tokius kaip nepilnas prasiskverbimas, poringumas, griūtis ir taškymas. Racionaliai valdant šilumos tiekimą, suvirinimo greitį ir lazerio energijos pasiskirstymą, įsiskverbimo gylis gali būti veiksmingai stabilizuojamas ir laikomasi atsparumo slėgiui reikalavimų. Tobulėjant technologijoms, impulsų bangos formos moduliavimas ir nuolatinis didelės spartos lazerinis suvirinimas- palaipsniui tapo pagrindiniais sprendimais, žymiai pagerinančiais gamybos efektyvumą ir suvirinimo vienodumą.

 

Siekiant dar labiau pagerinti vidinę suvirinimo siūlės kokybę, suvirinant akumuliatoriaus korpusą, buvo įdiegtas galvanometrinis skenuojantis suvirinimas ir lazerio virpesių technologija. Dinaminis išlydyto baseino maišymas pagreitina burbuliukų išsiskyrimą ir pagerina grūdelių struktūrą, taip pagerindamas suvirinimo siūlės mechanines savybes ir sandarinimo patikimumą. Šie procesai plačiai naudojami gaminant konstrukcinius komponentus, tokius kaip prizminių elementų aliuminio korpusai ir aliuminio baterijų dangčiai.

 

 

Sprogimui{0}}atsparūs vožtuvai yra svarbūs akumuliatoriaus saugos sistemų komponentai. Kai nenormaliai padidėja vidinis akumuliatoriaus slėgis, kontroliuojamas plyšimas išskiria dujas, užkertant kelią terminiam bėgimui ir sprogimui. Sprogimui atsparūs -vožtuvai paprastai gaminami iš gryno aliuminio lakštų, kurių storis tik 0,08–0,1 mm, ir yra ypač jautrūs suvirinimo šilumai.

 

Suvirinant lazeriu, dėl pernelyg didelio galios tankio gali lengvai perkaisti ir perforuoti sprogimui atsparų -vožtuvą, o iš išlydyto baseino išsiskiriančios dujos gali sukelti porų defektų. Optimizavus lazerio bangos formos dizainą, pradiniame suvirinimo etape nustačius trumpą-smailės trukmę, siekiant pagerinti medžiagos sugėrimą, ir palaipsniui mažinant energijos išeigą vėlesniuose etapuose, galima veiksmingai išvengti perdegimo, kartu užtikrinant suvirinimo vientisumą.

 

Be to, prieš{0}}valymą prieš suvirinimą, siekiant sumažinti alyvos ir drėgmės likučius, ir surinkimo tarpų kontrolę taikant pagrįstą suvirinimo seką, yra svarbios priemonės poringumo defektams sumažinti. Šios proceso optimizavimo priemonės buvo sėkmingai pritaikytos tokiose struktūrose kaip ličio baterijos viršutinis dangtelis anthe d viršutinis prizminių baterijų elementų dangtelis.

 

 

Sparčiai plečiantis naujų energiją naudojančių transporto priemonių ir energijos kaupimo rinkoms, didelio{0}}nuoseklumo ir didelio-patikimumo suvirinimo procesų, skirtų maitinimo elementams, paklausa ir toliau auga. Ateities lazerinio suvirinimo technologijos plėtros kryptis daugiausia dėmesio skiria šiems aspektams:

 

Pirma, didesnio galios tankio ir tikslesnio energijos valdymo lazerinių šaltinių taikymas, siekiant patenkinti plonesnių ir sudėtingesnių konstrukcijų suvirinimo poreikius; antra, suvirinimo proceso stebėjimas internetu ir uždaros{0} kilpos valdymas, siekiant pagerinti suvirinimo stabilumą realiuoju laiku-aptinkant išlydyto baseino būseną; ir trečia, skirtingų medžiagų, tokių kaip aliuminis ir varis, sujungimo proceso optimizavimas, siekiant patenkinti naujų baterijų konstrukcijų ir sudėtinių medžiagų komponentų, tokių kaip vario ir aliuminio bimetalinės dvipolio plokštės, kūrimo poreikius.

 

Tuo tarpu naujose energetinėse transporto priemonėse ir toliau plačiai diegiant prizminių baterijų struktūras, suvirinimo lazeriu procesų standartizavimas ir plataus masto{0}}masis taikymas komponentams, pvz., aliuminio lydinio prizminiams akumuliatorių korpusams, akumuliatorių aliuminio korpusams ir įkraunamiems aliuminio korpusams, taps svarbia pramonės technologinės evoliucijos kryptimi.

 

 

Lazerinio suvirinimo technologija buvo giliai integruota į visą maitinimo baterijų gamybos procesą, o tai yra labai svarbi pagalba siekiant aukšto saugumo, didelio nuoseklumo ir didelio efektyvumo. Nuolat tobulėjant medžiagų sistemoms, konstrukcijų projektavimui ir gamybos tempui, suvirinimas lazeriu ir toliau vaidins pagrindinį vaidmenįmaitinimo baterijos su aliuminio-dėkluir parodys platesnes taikymo perspektyvas būsimoje naujoje energetikos pramonėje.