激光焊接在模组焊接中的缺陷及因素分析
激光焊接虚焊的原因
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激光焊接虚焊的原因
激光焊接虚焊是一种焊接缺陷,通常是由于不正确的焊接参数或不妥当的焊接工艺引起的。
以下是导致激光焊接虚焊的常见原因:
1. 材料表面沾污:激光焊接需要在高温下进行,因此必须确保焊接材料表面没有任何油脂、灰尘、氧化物等物质,否则就会形成虚焊。
2. 材料匹配不良:激光焊接需要焊接的两种材料,它们的化学成分和物理性质都必须匹配。
如果两种材料没有良好的匹配,就容易形成虚焊。
3. 吸收率不均匀:激光在材料表面的吸收率是影响焊接效果的关键因素。
如果其吸收率不均匀,例如焊接区域的某个部位吸收率过低,就会造成虚焊现象。
4. 焊接速率过快或温度不足:激光焊接需要保持稳定的焊接速率和适当的温度,否则就容易造成焊接不充分或单面焊接的虚焊现象。
5. 激光束质量不高:激光束质量也是激光焊接质量的关键因素。
如果激光束的质量不高,例如波长不一致,光束直径不匀等,就容易形成虚焊。
总之,想要减少激光焊接的虚焊现象,就需要合理选取合适的焊接材料、保证材料表面的干净和匹配度、控制焊接速度和温度、确保激光束质量和焊接工艺的稳定性等。
激光焊接常见问题和解决方法
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(原创实用版3篇)编制人员:_______________审核人员:_______________审批人员:_______________编制单位:_______________编制时间:____年___月___日序言下面是本店铺为大家精心编写的3篇《激光焊接常见问题和解决方法》,供大家借鉴与参考。
下载后,可根据实际需要进行调整和使用,希望能够帮助到大家,谢射!(3篇)《激光焊接常见问题和解决方法》篇1激光焊接是一种常用的焊接技术,它具有速度快、精度高、熔池小等特点,广泛应用于金属、非金属材料的焊接和切割。
以下是激光焊接过程中常见的问题和解决方法:1. 焊接缺陷焊接缺陷是激光焊接过程中最常见的问题之一,其主要表现为焊缝不规则、气孔、裂纹等。
产生焊接缺陷的原因很多,如材料的成分、组织状态、加工工艺等。
解决方法:可以通过调整焊接参数、优化焊接工艺、提高焊接温度、增加焊接速度等方式来减少焊接缺陷的产生。
同时,注意材料的选择和加工质量,以及保持焊接环境的稳定,也可以有效避免焊接缺陷的产生。
2. 焊接变形焊接变形是激光焊接过程中常见的问题之一,其主要原因是焊接过程中热影响区域的变形。
解决方法:可以通过调整焊接参数、优化焊接工艺、减少焊接热影响区域等方式来减少焊接变形。
同时,采用适当的焊接顺序、焊接方式和焊接工具,也可以有效避免焊接变形的产生。
3. 焊接裂纹焊接裂纹是激光焊接过程中常见的问题之一,其主要原因是焊接过程中热应力的作用。
解决方法:可以通过调整焊接参数、优化焊接工艺、增加焊接温度、降低焊接速度等方式来减少焊接裂纹的产生。
同时,注意材料的选择和加工质量,以及保持焊接环境的稳定,也可以有效避免焊接裂纹的产生。
4. 焊接飞溅焊接飞溅是激光焊接过程中常见的问题之一,其主要原因是焊接过程中熔融金属的飞溅。
解决方法:可以通过调整焊接参数、优化焊接工艺、增加焊接温度、降低焊接速度等方式来减少焊接飞溅。
同时,采用适当的焊接工具和焊接方法,也可以有效避免焊接飞溅的产生。
铝合金激光焊接难点及解决对策
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铝合金激光焊接难点及解决对策一、概述铝合金具有高比强度、高比模具和高疲劳强度以及良好的断裂韧性和较低的裂纹扩展率,同时还具有优良的成形工艺性和良好的抗腐蚀性。
因此,广泛应用于各种焊接结构和产品中。
传统的铝合金焊接一般采用TIG焊或MIG焊工艺,但所面临的主要问题是焊接过程中较大的热输入使铝合金变形大,焊接速度慢,生产效率低。
由于焊接变形大,随后的矫正工作往往浪费大量的时间,增加了制造成本,影响了生产效率和生产质量,而激光焊接具有功率密度高、焊接热输入低、焊接热影响区小和焊接变形小等特点,使其在铝合金焊接领域受到格外的重视。
铝合金激光焊接的主要难点在于:1、铝合金对激光束的高初始反射率及其本身的高导热性,使铝合金在未熔化前对激光的吸收率低,“小孔”的诱导比较困难。
2、铝的电离能低,焊接过程中光致等离子体易于过程和扩散,使得焊接稳定性差。
3、铝合金激光焊接过程中容易产生气孔和热裂纹。
4、焊接过程中合金元素的烧损,使铝合金焊接接头的力学性能下降。
二、铝合金激光焊接的问题和对策1、铝合金对激光的吸收率问题材料对激光的吸收率由下式决定ε=0.365{ρ[1+β(т-20)]/λ}1/2式中ρ—铝合金20度的直流电阻率,Ω.Mβ—电阻温度系数,℃-1т—温度,℃λ—激光束的波长对于铝合金来说,吸收率是温度的函数,在铝合金表面熔化、汽化前。
由于铝合金对激光的高反射,吸收率将随温度的升高而缓慢增加,一旦铝合金表面熔化、汽化,对激光的吸收率就会迅速增加。
为提高铝合金对激光的吸收,可以采用以下方法:ü采取适当的表面预处理工艺表1所示为铝在原始表面(铣、车加工后)、电解抛光、喷砂(300目砂子)及阳极氧化(氧化层厚度u m级)4种表面状态下对入射光束能量的吸收情况。
由此可见,阳极氧化和喷砂处理可以显著提高铝对激光束的能量吸收。
另外,砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀、石墨涂层及空气炉中氧化等表面预处理措施对激光束的吸收是有效的。
3.24 激光焊接缺陷讲解
![3.24 激光焊接缺陷讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/8b82b5cf49649b6648d74723.png)
3)激光焊接缺陷的分类
GB6417.1-2005(金属熔化焊焊缝分类及说明)将缺陷分为:
1)裂纹
2)孔穴
图1 焊缝中裂纹示意图
图2 焊缝中孔穴示意图
3)未熔合和未焊透
4)固体夹杂
图3 焊缝中未焊透示意图
图4 焊缝中夹杂示意图
5)形状缺陷 6)其它缺陷
图5 焊缝咬边示意图
图6 焊缝弧坑示意图
作为熔化焊接的激光焊,常出现的缺陷主要包括气孔、裂 纹、未焊透和成形不良。
激光焊接缺陷
课程名称:激光加工技术 主讲人:王文权 单位:浙江工贸职业技术学院
激光焊接缺陷
1. 教学目标
了解激光焊接工艺中常见的缺陷,掌握缺陷产生的原
因和防止方法。
2.激光焊接的缺陷
1)激光焊接缺陷的概念 激光焊缝中产生的金属不连续、不致密或连接不良
2)激光焊接缺陷的危害 a:应力集中 b:削弱承载面积 c:引发裂纹 接头(疲劳)寿命缩短
4. 作业思考题
1)激光焊接工艺中,产生气孔的可能原因有哪些?
2)激光焊缝中的显微裂纹对焊接接头有什么影响?
4)激光焊接缺陷产生原因及防止措施
a.气孔:焊件表面清理不彻底;焊速过快;护效果不好
b.裂纹(冷):母材碳当量较高、焊缝含氢量较高,有应力作用
图7 激光焊中通过摆动减少气孔
c.未焊透:激光功率低、焊速过快、板材太厚、离焦量不合适
d.成形不良:激光焊接模式不稳定、保护气体流量不合适
3. 小结
激光焊接缺陷主要是熔化焊接可能出现的缺陷,主要 有裂纹、气孔、未焊透和表面成形不良,本次课介绍了产 生原因和解决办法。
激光焊接在模组焊接中的缺陷及因素分析
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激光焊接在模组pack中的主要缺陷及控制手段随着新能源锂电池行业的发展壮大,锂电池模组pack轻量化,自动化产业发展需求的升级,极大地促进了激光焊接技术的推广和应用。
咱们先介绍一下激光焊接原理,简单来说激光焊接就是通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。
至于激光是怎么来的,又是如何被集束的,这里就不研究了。
激光焊接主要有下几个特点:1、非接触焊接,不需要接触焊接体2、热影响区小,焊接缝细小,焊口深度一致3、焊接速度快,便于自动化生产4、无噪音等污染,生产环境清洁5、不需要填充其他辅料或焊材6、可以实现多层薄材穿透焊接再看看锂电池模组焊接需要的焊接条件:1、组装或焊接过程中要避免短路2、焊接过程中温度对电芯本体的影响不宜超过60摄氏度3、焊接区域氧化面积微小,不影响极耳导电性4、可实现自动化大批量生产5、存在多层薄材极耳叠加焊接的结构,可能存在铜铝异种材料焊接6、单层焊接时,焊层深度要可控,不能焊穿。
大家可以看到,激光焊接完全满足锂电池模组焊接的所有特殊需求条件。
当然,激光焊接过程中也存在一些的缺陷,制约着甚至是影响着锂电池性能。
这是今天讨论的主题。
锂电池模组激光焊焊缝主要缺陷形式:1、虚焊:即两层(多层)极耳之间或汇流排与极耳之间焊接强度不足,甚至没有形成熔深。
这种形式的缺陷主要影响电池电性能的稳定发挥,后果比较严重,常常因为一个焊点的虚焊,致使整套电池包不能正常工作,且往往是在客户使用一段时间才暴露出来的隐形缺陷,严重损伤公司产品质量形象。
2、焊穿:即焊缝深度超过需求深度,导致焊接面出现裂缝,或导致电芯漏液(圆柱钢壳电芯此类缺陷比较多),轻微的点状焊穿,在没有漏液的情况下,可以继续使用,严重的就造成产品报废,导致生产成本增加。
此类缺陷没有修复的回转余地,是生产工艺部门严格控制的重点。
3、焊缝料高突出:从外观表面来看,此类缺陷不影响电池性能,各类电性能测试均可以达标,通常情况下不影响使用。
激光焊接的缺点原因及解决方法
![激光焊接的缺点原因及解决方法](https://img.taocdn.com/s3/m/d51f7939f68a6529647d27284b73f242326c3147.png)
激光焊接的缺点原因及解决方法激光焊接机的自动化程度高焊接工艺流程简单。
非接触式的操作方法能够达到洁净、环保的要求。
采用激光焊接机加工工件能够提高工作效率,成品工件外观美观、焊缝小、焊接深度大、焊接质量高。
但激光焊接机焊接也会有焊接缺陷,下面介绍激光焊接的缺点原因及解决方法。
常见的激光焊缝缺点原因及解决方法如下:1.下塌如果焊接速度较慢,熔池大而宽,熔化金属量增加,表面张力难以维持较重的液态金属时,焊缝中心会下沉,形成塌陷和凹坑,解决方法:此时需要适当降低能量密度来避免熔池下塌。
2.破解连续激光焊接产生的裂纹主要是热裂纹,如晶体裂纹、液化裂纹等。
产生裂纹的原因:主要是焊缝未完全凝固前收缩力过大所致。
解决方法:填丝、预热等措施可减少或消除裂纹。
3.焊偏:焊缝金属不在接头结构中心凝固。
原因:焊接时定位不准,或填充焊时光与丝的对位不准。
解决方法:调整焊接定位,或调整填充焊时光与丝的位置,以及光、丝与焊缝的位置。
4.焊缝中断或粗细不均匀:焊缝钎焊时,未送丝而形成焊缝中断或粗细不均匀。
原因:送丝不稳定,或出光不连续等。
解决方法:调整设备的稳定性。
5.焊瘤:在焊缝轨迹发生大的变化时,容易在转角处出现焊瘤或成型不均等现象。
原因:焊缝轨迹变化大,示教不均匀所致。
解决方法:在最优参数下焊接,且调整好示教以连贯过度转角处。
6.表面夹渣表面夹渣是指:在焊接过程中,从外面可以看到的表皮夹渣主要出现在层与层之间。
表面夹渣原因分析:多层多道焊时,层间涂层不干净;或前一层焊缝表面不平整或焊件表面不符合要求。
以上就是激光焊接的缺点原因及解决方法,激光焊接的过程中,难免会出现一些缺陷或次品。
只有充分了解这些缺陷并学习如何避免它们,才能更好地发挥激光焊接的价值。
激光焊接机的焊接缺陷
![激光焊接机的焊接缺陷](https://img.taocdn.com/s3/m/d7feee0a6c175f0e7cd1378b.png)
激光焊接机的焊接缺陷
激光焊接与其它的焊接技术相比,它应用的范围更加广泛,用运用的行业也更多。
它在焊接方面还具备其它技术都没有优势,焊接速度快与焊缝更为美观等。
激光焊接的优势有那么多,难道它就没有缺陷吗?
激光焊接机的焊接缺陷
1.焊接缺陷——裂纹
激光焊接过程中,由于激光的热输入量较小,焊接变形量小和焊接产生的应力也较小,因此一般情况下不会产生高温裂纹。
但是,由于材质的不同和工艺参数选择的不当,有时也会产生高温裂纹。
2.焊接缺陷——驱除与焊接性的改变
当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现。
而且在高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,在进行焊接时,焊接性会受激光所改变。
3.焊接缺陷——焊接飞溅
当激光焊接完成后,有些工件或材料表面上会出现很多金属颗粒,这些金属颗粒附着在工件或材料表面,不仅影响美观度,还影响使用。
出现这种现象的原因在于工件或材料表面存在污渍,或者镀锌层。
4.焊接缺陷——焊瘤
当焊缝轨迹发生大的变化时,容易在转角处出现焊瘤或者不平整现象。
出现这种现象的原因是焊缝的轨迹变化大,示教不均匀。
这时就需要调整焊接参数,来连贯过度转角处的方法进行处理。
这就是激光焊接比较常见的焊接缺陷。
除此之外,激光焊接的能量转换效率太低,通常低于10%,且它的焊接设备都较为昂贵。
这些都是它的缺陷,但就像是人无完人一样,设备技术肯定也没有十全十美的,只能通过研发创新,不断地进行完善。
解析激光钎焊质量的影响因素及缺陷成因
![解析激光钎焊质量的影响因素及缺陷成因](https://img.taocdn.com/s3/m/3cdd9e27192e45361166f505.png)
解析激光钎焊质量的影响因素及缺陷成因上海大众汽车有限公司在1998年Passat-B5项目首次从德国引进了激光焊接技术,继而该技术又在2001年POLO紧凑型轿车项目以及2004年Touran-MPV轿车项目中得到广泛使用。
激光钎焊作为激光焊接技术的一种在这三种车型中也都得到了应用,从Passat-B5的后盖到POLO的车顶,再到Touran-MPV的全车身覆盖,激光钎焊的长度在不断的增加。
然而,在上海大众的实际使用中,激光钎焊质量缺陷的形成原因及其影响因素一直被众多技术人员所关注。
下面结合这些年来众多激光钎焊技术实际使用者的经验,对激光钎焊质量的影响因素及其缺陷形成原因进行一次全面的剖析。
激光钎焊质量的影响因素要实现“用激光来进行焊接”的加工过程,需要有许许多多的参数一起发挥作用。
与其它加工方法相比,激光钎焊中的每个有影响参数的公差范围都非常小。
要求如此苛刻,不仅是由激光钎焊本身的加工要求,如需要热影响区小和钎焊速度快等决定的,还因为所要进行的是一种复杂的三维焊缝加工以及有着较高的表面质量要求。
从图1中我们发现一些最重要的有影响的参数,其中有激光设备特有的参数:激光功率、聚焦位置、焦点大小、加工速度;钎焊丝特有的参数:钎焊丝进给速度、钎焊丝预热电流、冲角大小、焊丝预应力;几何参数:焊接板材间隙、要求的焊缝截面、表面质量;其它影响:焊接板材材料,保护气,机器人的引导精度。
图1 激光钎焊的焊接过程图1. 焊接板材材料的影响聚焦在工件上的激光能量只有很小的一部分被焊接板材材料所吸收,大部分被反射掉了。
激光波长与不同板材材料的吸收率之间的关系如图2(所给出的图线是在室温下得到的)。
固体激光器产生的激光波的吸收率对于钢铁材料大约为35%,对于铜材料为4%。
这就解释了为什么必须对钢铁材料要用电流进行预热。
随着温度的升高,吸收率也随之上升。
图2 室温下材料对不同波长激光的吸收率2. 冲角在焊丝与部件的过渡处形成了一个由电流回路通过的电阻,加热焊丝的热量就是由这个电阻产生的。
激光焊的缺陷及应对措施
![激光焊的缺陷及应对措施](https://img.taocdn.com/s3/m/404093582379168884868762caaedd3383c4b58a.png)
激光焊的缺陷及应对措施激光焊作为一种高精度、高效率的焊接方法,在很多领域得到了广泛应用。
然而,激光焊也存在一些缺陷,需要采取相应的应对措施。
1. 激光焊接的热输入较大,易产生焊缝变形。
为了减少焊缝变形,可以采取以下措施:- 控制焊接过程中的焊接速度和功率,避免热输入过大。
- 使用冷却装置对焊接区进行散热,减少温度梯度。
2. 焊缝容易产生气孔。
气孔可能会降低焊接强度,并影响接头的密封性和耐腐蚀性。
为了减少气孔的产生,可以采取以下措施:- 保证焊接材料表面的清洁,防止污染物进入焊缝。
- 对焊接材料进行预处理,例如去氧化处理。
- 调整激光焊接参数,例如控制焊接速度和功率,以减少气体的产生。
- 在焊接过程中使用保护气体,如惰性气体,以防止空气中的杂质进入焊缝。
3. 焊接过程对工件表面的质量要求较高。
杂质、脏污等可能会影响焊缝的质量和强度。
为了提高焊接品质,可以采取以下措施:- 在焊接前对工件进行清洁处理,确保表面无杂质和脏污。
- 对焊接区域进行表面处理,例如打磨、抛光等,提高表面质量。
- 在焊接过程中使用辅助设备,例如焊接辅助气体,以保证焊缝和焊接区的干净和质量。
4. 焊接过程易受工件的形状和厚度限制。
激光焊在焊接薄壁工件或复杂形状工件时可能存在困难。
为了克服这些限制,可以采取以下措施:- 使用焊接夹具和支撑装置来固定和支撑工件,以减少变形。
- 调整焊接参数,例如功率和焦点位置,以适应不同的工件形状和厚度。
- 注入辅助材料,如焊接辅助材料或填充材料,以加强焊缝和提高焊接可行性。
通过以上的应对措施,可以最大限度地减少激光焊的缺陷,提高焊接质量和工艺性能。
动力电池模组激光焊工艺方案
![动力电池模组激光焊工艺方案](https://img.taocdn.com/s3/m/071fcec9bb4cf7ec4afed03f.png)
模组激光焊工艺分析
不同焊接方式工艺分析:
穿 透 焊 缝 焊
激光能量通过连接片与 电芯极柱之间的缝隙将 两件材料熔合在一起
激光能量穿透上层连接片 与下层极柱熔合在一起
不同焊接方式的优缺点 优 点
1、连接片无需冲孔,加 工相对简单。
1、穿透焊需要功率较大 的激光焊机。 2、穿透焊的熔深比缝焊 的熔深要低,可靠性相对 差点。
模块内连接方式 BUS BAR 18 0 镍片/铜铝复合带 固定 点 激光焊点
13 5
绝缘上盖
440(ma x) 8支电芯, 2p4s
模块集成采集线束,线束与铜排间 采用焊接方式,线束与MCU间采用接 插件连接。
电芯极柱(正负极柱均为铝柱)与 镍片/铜铝复合带采用激光焊接方式连 接,镍片/铜铝复合带再与并联铜排间 采用激光焊接方式连接。
两 种 方 案 比 较 优 缺 点
1、连接片加工过程简单 2、缝焊比穿透焊的效果好 3、材料成本与加工成本低 4、焊接效率高 1、同截面积的铝片相比铜 片,过电流能力低,但可以 通过增加铝片的厚度到 2mm,能成功解决此问题
缺 点
目前方案
激 光 焊 点
优 点
1、同截面积的铜片相比铝 片,过电流能力强,但通过 增加铝片的厚度到2mm, 采用铜片的优势不存在 1、连接片加工过程复杂 2、穿透焊比缝焊的效果差 3、材料成本与加工成本高 4、焊接效率低
优 点
1、缝焊相比穿透焊,只 需较小功率激光焊机。 2、缝焊的熔深比穿透焊 的熔深要高,可靠性相对 较好。 1、连接片需冲孔,加工 相对困难。
缺 点
缺 点
其他公司激光焊工艺分析
上海申沃客车有限公司(上汽与沃尔沃合资)
上海申沃客车纯电动(快充)大巴 使用的电池模组,其能量存储采用超 级电容器。电容器的两端均为铝极柱。 申沃纯电动快充大巴在上海有两条线 路在运营;深圳有两条左右的线路在 运营,运营时间有二年左右。 模组焊接: 1、焊接方式:1KW连续激光焊。 2、边接片材料:铝片,厚度为2mm。 3、焊接工艺:连接片冲孔,激光缝焊。
激光焊接问题常见处理方法
![激光焊接问题常见处理方法](https://img.taocdn.com/s3/m/2fa5603f17fc700abb68a98271fe910ef12dae8c.png)
激光焊接问题常见处理方法激光焊接是一种高能量密度的焊接方法,具有焊缝窄、热影响区小、焊接速度快等优点,被广泛应用于各行各业。
然而,在实际生产过程中,激光焊接也会遇到一些问题,下面将介绍一些常见的激光焊接问题以及相应的处理方法。
问题一:焊缝质量不理想处理方法:首先要确保焊接设备的光束质量良好,激光功率稳定。
其次,可以调整焊接速度、功率密度和焊缝几何形状等参数,以优化焊接过程。
另外,选择合适的焊接材料和焊接工艺也是提高焊缝质量的关键。
问题二:焊接变形严重处理方法:焊接时可以采取预热和后热处理等方法,以减小热应力和焊接变形。
此外,合理设计焊接接头的结构,采用适当的夹具和定位装置,也可以有效地控制焊接变形。
问题三:焊接速度过慢处理方法:可以通过提高激光功率密度、增加激光束直径和调整焊接速度等方式,来提高焊接速度。
此外,选用合适的焊接材料和优化焊接工艺参数,也可以达到提高焊接速度的效果。
问题四:激光焊接接头质量不稳定处理方法:要保证焊接接头质量稳定,首先要确保焊接设备的稳定性和可靠性。
其次,要严格控制焊接参数,避免过高或过低的焊接温度。
另外,在焊接接头设计和加工过程中,要考虑焊接接头的材料和几何形状等因素,以提高接头质量的稳定性。
问题五:激光焊接过程中出现气孔处理方法:气孔是激光焊接中常见的焊接缺陷,主要是由于焊接材料中的气体在焊接过程中没有完全排出所致。
处理方法包括增加焊接压力、提高焊接速度、优化焊接工艺参数、采用惰性气体保护等。
问题六:激光焊接设备故障处理方法:当激光焊接设备出现故障时,首先要进行设备的检修和维护,确保设备正常运行。
如果故障无法解决,可以及时联系设备制造商或专业维修人员进行处理。
总结起来,激光焊接是一种高效、高精度的焊接方法,在实际应用中常常遇到一些问题。
通过合理调整焊接参数、优化焊接工艺、选用合适的焊接材料和设备,以及严格控制焊接过程中的各项因素,可以有效解决激光焊接中的常见问题,提高焊接质量和效率,推动激光焊接技术的发展。
激光钎焊缺陷产生原因【详解】
![激光钎焊缺陷产生原因【详解】](https://img.taocdn.com/s3/m/8f7028c267ec102de3bd8926.png)
由于激光钎焊加工过程的复杂性以及众多的影响因素,当出现加工质量下降现象时,大多数情况下无法用一个原因来解释,但加工轨迹的开始和结尾段通常被认为是最为关键的部分。
为了在使用激光钎焊时满足质量方面的要求,必须对加工过程进行调整的每个环节都十分仔细地进行操作。
1.按焊接缺陷区域大小分类在实际生产中,缺陷影响区域大小可以分成不同种类:(1)持续性缺陷:它存在于整个激光钎焊加工过程中。
对此,并不是说整段的焊缝都有缺陷,而是缺陷以不为人知的规律重复出现在焊缝中。
(2)局部缺陷:局部缺陷重复出现在同一个焊缝位置,它的影响范围有限。
(3)易发生问题的区域:焊缝的某些区域,如焊缝开头和焊缝结尾同样还有板材上的斜面区域,都是特别容易出现问题的区域。
2.按缺陷表面特征分类(1)微小气孔:当气孔的直径小于0.2mm时,就是微小气孔。
(2)气孔:正常气孔(比微小气孔大)的直径最大不超过1.0mm。
(3)空洞/焊缝中断:如果气孔的直径大于1.0mm,就被称为空洞。
(4)熔焊型焊缝:在焊缝中没有焊料,焊缝的样子就像是激光熔焊焊缝。
(5)低劣的焊料连接:钎焊丝未在加工件的侧面连接起来。
在焊缝连接的位置处,焊缝看起来“散成一缕缕地”。
(6)焊料的单面连接:焊料只与一个侧面连接了起来。
(7)香肠现象:加工件没有连接起来,在焊缝处焊料笔直地伸展堆积。
激光钎焊的介绍---缺陷篇1.焊偏焊缝偏移到某一母材上,这是由于焊接时的机器人行走轨迹于夹紧零件的待焊位置不一致。
解决措施:可以通过调整机器人轨迹和复核零件装配状态来解决。
2.焊缝堆积表现为焊缝的填充材料明显太多,其原因是焊接时送丝速度过快,熔化后的钎料来不及很好地自由扩散。
解决措施:提高焊接行走速度,或降低送丝速度以及减小焊接用光源功率。
3.焊缝凹陷这是由焊接光斑中心位置不良所致。
由于光斑中心靠近下层板材且偏离焊缝中心位置,造成部分母材熔化,同时钎料也过多地向熔化钢板侧过渡。
解决措施:可以通过调整机器人轨迹和复核零件装配状态来解决。
激光焊接在模组焊接中的缺陷及因素分析
![激光焊接在模组焊接中的缺陷及因素分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f5f860b3dc3383c4bb4cf7ec4afe04a1b071b0e9.png)
激光焊接在模组焊接中的缺陷及因素分析激光焊接在模组pack中的主要缺陷及控制手段随着新能源锂电池行业的发展壮大,锂电池模组pack轻量化,自动化产业发展需求的升级,极大地促进了激光焊接技术的推广和应用。
咱们先介绍一下激光焊接原理,简单来说激光焊接就是通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。
至于激光是怎么来的,又是如何被集束的,这里就不研究了。
激光焊接主要有下几个特点:1、非接触焊接,不需要接触焊接体2、热影响区小,焊接缝细小,焊口深度一致3、焊接速度快,便于自动化生产4、无噪音等污染,生产环境清洁5、不需要填充其他辅料或焊材6、可以实现多层薄材穿透焊接再看看锂电池模组焊接需要的焊接条件:1、组装或焊接过程中要避免短路2、焊接过程中温度对电芯本体的影响不宜超过60摄氏度3、焊接区域氧化面积微小,不影响极耳导电性4、可实现自动化大批量生产5、存在多层薄材极耳叠加焊接的结构,可能存在铜铝异种材料焊接6、单层焊接时,焊层深度要可控,不能焊穿。
大家可以看到,激光焊接完全满足锂电池模组焊接的所有特殊需求条件。
当然,激光焊接过程中也存在一些的缺陷,制约着甚至是影响着锂电池性能。
这是今天讨论的主题。
锂电池模组激光焊焊缝主要缺陷形式:1、虚焊:即两层(多层)极耳之间或汇流排与极耳之间焊接强度不足,甚至没有形成熔深。
这种形式的缺陷主要影响电池电性能的稳定发挥,后果比较严重,常常因为一个焊点的虚焊,致使整套电池包不能正常工作,且往往是在客户使用一段时间才暴露出来的隐形缺陷,严重损伤公司产品质量形象。
2、焊穿:即焊缝深度超过需求深度,导致焊接面出现裂缝,或导致电芯漏液(圆柱钢壳电芯此类缺陷比较多),轻微的点状焊穿,在没有漏液的情况下,可以继续使用,严重的就造成产品报废,导致生产成本增加。
此类缺陷没有修复的回转余地,是生产工艺部门严格控制的重点。
激光焊接技术的优缺点
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激光焊接技术的优缺点激光焊接的优缺点有哪些激光焊接技术作为一项激光加工技术;激光焊接的工作原理:激光焊接技术的优缺点1焊件位置需非常精确;务必在激光束的聚焦范围内..2焊件需使用夹治具时;必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准..3最大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过19mm的工件;生产线上不适合使用激光焊接..4高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等;焊接性会受激光所改变.. 5当进行中能量至高能量的激光束焊接时;需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除;以确保焊道的再出现..6能量转换效率太低;通常低于10%..7焊道快速凝固;可能有气孔及脆化的顾虑..8设备昂贵..为了消除或减少激光焊接的缺陷;更好地应用这一优秀的焊接方法;提出了一些用其它热源与激光进行复合焊接的工艺;主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源复合焊接、双激光束焊接以及多光束激光焊接等..此外还提出了各种辅助工艺措施;如激光填丝焊可细分为冷丝焊和热丝焊、外加磁场辅助增强激光焊、保护气控制熔池深度激光焊、激光辅助搅拌摩擦焊等..1功率密度.. 功率密度是激光加工中最关键的参数之一..采用较高的功率密度;在微秒时间范围内;表层即可加热至沸点;产生大量汽化..因此;高功率密度对于材料去除加工;如打孔、切割、雕刻有利..对于较低功率密度;表层温度达到沸点需要经历数毫秒;在表层汽化前;底层达到熔点;易形成良好的熔融焊接..因此;在传导型激光焊接中;功率密度在范围在10^4~10^6W/CM^2..2激光脉冲波形.. 激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题;尤其对于薄片焊接更为重要..当高强度激光束射至材料表面;金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉;且反射率随表面温度变化..在一个激光脉冲作用期间内;金属反射率的变化很大..3激光脉冲宽度.. 脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一;它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数;也是决定加工设备造价及体积的关键参数..4离焦量对焊接质量的影响.. 激光焊接通常需要一定的离做文章一;因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高;容易蒸发成孔..离开激光焦点的各平面上;功率密度分布相对均匀..离焦方式有两种:正离焦与负离焦..焦平面位于工件上方为正离焦;反之为负离焦..按几何光学理论;当正负离焦平面与焊接平面距离相等时;所对应平面上功率密度近似相同;但实际上所获得的熔池形状不同..负离焦时;可获得更大的熔深;这与熔池的形成过程有关..实验表明;激光加热50~200us材料开始熔化;形成液相金属并出现问分汽化;形成市压蒸汽;并以极高的速度喷射;发出耀眼的白光..与此同时;高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘;在熔池中心形成凹陷..当负离焦时;材料内部功率密度比表面还高;易形成更强的熔化、汽化;使光能向材料更深处传递..所以在实际应用中;当要求熔深较大时;采用负离焦;焊接薄材料时;宜用正离焦..激光焊接的缺点为:焊道凝固较为快速;可能存在气孔及脆化的缺陷..由于飞溅大;穿透焊的焊缝相对于钎焊更粗糙;但是强度比普通点焊要强得多..与其他焊接方法相比较;激光器及其相关系统的成本较高;前期一次性投资较大..激光填丝焊工艺控制比较困难..激光填丝焊属于熔焊;聚焦光斑分别照射到工件上和焊丝上..熔池较小;要使不断送进的焊丝均匀熔化;光丝的相对位置的准确控制非常重要..激光焊接由于激光聚焦光斑尺寸小、焊缝窄;对工件装配精度要求高..焊件位置必须非常精确;要求光束在工件上的位置不能有显着偏移;务必在激光束的聚焦范围内..若工件装配精度或光束定位精度达不到要求;很容易造成焊接缺陷..激光焊接的应用激光焊接机技术广泛被应运在汽车、轮船、飞机、高铁等高精制造领域;给人们的生活质量带来了重大提升;更是引领家电行业进入了精工时代..特别是在大众汽车创造的42米无缝焊接技术;大大提高了车身整体性和稳定性之后;家电领头企业海尔集团隆重推出首款采用激光无缝焊接技术生产的洗衣机;该家电为人民珍视了科技的进步;先进的激光技术可以为人民的生活带来巨大的改变..随着洗衣机全球品牌地位的不断巩固;其对行业的引领开始全面展现;然而有激光焊接机技术的支持;也将对家电行业有一个更深的改革..据海尔研发人员介绍;市场上的全自动洗衣机内桶的制造技术大多采用“扣搭”技术;内桶的衔接处会存在缝隙或不平整;导致桶体强度不高、对衣物产生不必要磨损..为了进一步提高内桶的可靠性和精细化;海尔洗衣机以汽车、造船行业为参照母本;将激光无缝焊接技术应用在匀动力洗衣机新品上;避免了内桶缝隙和不平整的产生;在全面提高了产品的可靠性的同时更加呵护衣物..由于内桶的强度的提高;匀动力洗衣机脱水过程中最高转速比普通全自动洗衣机也提高了25%;脱水效率大幅提升;并且耗电少、用时省..此外;还了解到;中德造船业合作研发的“高功率激光焊接机技术”;保证了轮船的安全性;进一步加强了船身结构;在航空领域;激光无缝焊接技术也已广泛应用于飞机发动机的制造上;同时;铝合金机身的激光无缝焊接技术可以取代铆钉;从而减轻了20%的机身重量;我国的高铁轨道也引进了激光无缝焊接技术;在提高安全性能同时;也大大降低了噪音;为旅客带来安静舒心的乘车环境..随着科技的全面发展;激光焊接机技术的不断巩固与应用;也带领全球的家电产业步入了一个新时代;新的工艺不仅是产品的升级;也是更多科技的展示和应用..内容来源网络;由深圳机械展收集整理更多相关内容;就在深圳机械展。
激光焊常见缺陷原因
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激光焊常见缺陷原因激光焊是一种常用的焊接方法,具有高能量密度、小热影响区和高焊接速度等优势。
然而,激光焊在实际应用中也存在一些缺陷。
主要的激光焊缺陷包括焊缝熔合不完全、热影响区过大、气孔、裂纹和变形等。
下面将详细介绍这些激光焊缺陷的原因。
首先,焊缝熔合不完全是激光焊常见的缺陷之一。
该缺陷的主要原因是焊接能量不足或焊接速度过快,导致焊缝没有充分熔化。
在激光焊中,选择适当的焊接参数非常重要,包括激光功率、光斑大小和焊接速度等。
如果激光功率过低或焊接速度过快,焊接过程中的热量传递不足,使焊缝没有充分熔化,从而导致焊缝熔合不完全的缺陷出现。
其次,热影响区过大是激光焊另一个常见的缺陷。
激光焊的高能量密度使得焊接瞬间温度升高非常快,能够快速熔化金属。
然而,由于高能量的局部热输入,金属周围会发生相应的热传导,导致热影响区的温度也会升高。
如果热影响区温度过高或焊接时间过长,会引起材料的退火、固溶和相变等热影响,从而导致热影响区过大的缺陷产生。
此外,气孔是激光焊另一个常见的缺陷。
气孔是由于热传导速度不足,在熔融金属冷却过程中,焊缝内的气体未能完全逸出而产生的。
造成这种现象的原因可能包括金属表面存在氧化皮或油污等污染物、焊材含有挥发性成分、焊材与环境气体反应等。
在激光焊中,减少气孔的发生可以通过在焊接前清理金属表面、选择适合的焊材和提供足够的保护气体等措施来实现。
此外,裂纹是激光焊常见的缺陷之一。
焊接过程中,由于焊接区域的金属经历了相应的冷却和热应力,会导致不同组织的变形差异,从而引发裂纹的形成。
此外,焊接中金属材料的冷却速度非常快,还可能导致焊接接头的变形,进而引发裂纹的发生。
为了减少裂纹的发生,可以采取措施如预热、控制焊接速度和提供足够的支撑等。
最后,变形也是激光焊常见的缺陷之一。
由于激光焊的高能量密度和快速加热速度,焊接过程中会引起材料的膨胀和收缩,从而导致焊接接头的变形。
在激光焊中,控制焊接过程的温度和冷却速度非常关键。
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1、虚焊:即两层(多层)极耳之间或汇流排与极耳之间焊接强度不足,甚至没有形成熔深。这种形式的缺陷主要影响电池电性能的稳定发挥,后果比较严重,常常因为一个焊点的虚焊,致使整套电池包不能正常工作,且往往是在客户使用一段时间才暴露出来的隐形缺陷,严重损伤公司产品质量形象。
湿度影响:湿度对激光焊接影响还是比较大的,无论是对设备还是对模组。环境湿度相对较大时(65%),一是会导致设备部分光学器件表面结露现象增加,影响激光设备功率的稳定输出,进而导致焊缝熔深的不达标,造成虚焊。此类虚焊一般是流星轨迹状的,即刚开始的焊缝熔深比较浅,逐步加深达到焊接标准要求。二是湿度过大会在焊接金属铜或铝的表面形成结露,尤其是高温高湿天气条件下,这个现象出现的概率就较大。湿度超标除了会产生虚焊,也会产生焊缝余高过高的缺陷,严重时会出现焊缝炸火的缺陷。所以在产线规划设计时要着重考虑湿度控制手段。
3、焊接区域氧化面积微小,不影响极耳导电性
4、可实现自动化大批量生产
5、存在多层薄材极耳叠加焊接的结构,可能存在铜铝异种材料焊接
6、单层焊接时,焊层深度要可控,不能焊穿。
大家可以看到,激光焊接完全满足锂电池模组焊接的所有特殊需求条件。当然,激光焊接过程中也存在一些的缺陷,制约着甚至是影响着锂电池性能。这是今天讨论的主题。
3、工艺参数影响
焊接工艺参数一般是经过大量的焊接试验归结出来的,所以大部分工艺人员就会很严格的执行,一旦出现焊接质量问题,要么找生产操作原因,要么找设备稳定性原因,很少怀疑工艺参数的合理性。其实焊接工艺参数是要根据现场条件及焊接对象不断调整的。影响工艺参数的现场因素较多,比如温度、湿度、洁净度、焊接材料的成分变化,焊接材料的硬度变化、焊接材料表面镀镍层厚度的变化,以及焊接面平面度的影响,都会导致各种焊接缺陷的发生。所以工艺人员要根据不同批次的产品及焊接现场的环境条件,实时调整设备的工艺参数。有经验的工艺人员会根据焊接现场首件试样的状态,很快找到原因,进而快速调整工艺参数,培养一名优秀的现场焊接工艺人员是很不容易的,所以目前这类工艺技术人员属于行业紧缺人才,薪资待遇都比较高。
以上,对锂电池模组激光焊接的缺陷及影响因素进行了简单的分析,后期再讨论焊缝质量的评价手段及评价标准,希望对大家有所帮助,谢谢!。
以上三种模组组装激光焊接的缺陷是影响较严重的缺陷形式,还有一些影响外观的次要缺陷,这里就不讨论了。
针对以上缺陷,通过工艺试验验证及生产过程中缺陷产生时的现场勘查,基本原因可以归为以下几类:
1、环境影响:温度 湿度 洁净度(灰尘浓度)
温度影响:焊接设备对温度的要求一般比较宽泛,目前锂电池生产车间厂房温度是可以响应的。但在短时间内温度变化较大时,则会影响设备的稳定性,激光焊接机有大部分元件都属于光学器件,因为温度的剧烈变化,会导致表面结露,从而影响设备功能的正常输出。实践证明有很小一部分虚焊(5%)是由于环境温度变化产生。
2、焊穿:即焊缝深度超过需求深度,导致焊接面出现裂缝,或导致电芯漏液(圆柱钢壳电芯此类缺陷比较多),轻微的点状焊穿,在没有漏液的情况下,可以继续使用,严重的就造成产品报废,导致生产成本增加。此类缺陷没有修复的回转余地,是生产工艺部门严格控制的重点。
3、焊缝料高突出:从外观表面来看,此类缺陷不影响电池性能,各类电性能测试均可以达标,通常情况下不影响使用。从焊缝金相分析图显示我们发现,焊缝的熔池内含有大量的且体积较大的空洞,这就会导致焊口密实度不够,抗拉强度不足,在长期的震动载荷下,焊口断裂的发生概率就会远远高于正常的焊缝,等于给产品质量埋下地雷。所以,也是要坚决防止出现的缺陷。还好,此类缺陷一般可以通过返工补焊进行弥补,但会产生生产成本浪费。
1、非接触焊接,不需要接触焊接体
2、热影响区小,焊接缝细小,焊口深度一致
3、焊接速度快,便于自动化生产
4、无噪音等污染,生产环境清洁
5、不需要填充其他辅料或焊材
6、可以实现多层薄材穿透焊接
再看看锂电池模组焊接需要的焊接条件:
1、组装或焊接过程中要避免短路
2、焊接过程中温度对电芯本体的影响不宜超过60摄氏度
洁净度影响:大部分锂电池生产车间是比较洁净度,尤其是新建厂房。随重要了。生产现场5S不达标,对模组焊接产生虚焊和焊穿的缺陷影响巨大,几乎90%的焊穿都是焊接表面洁净度不达标导致,同时有30%左右的虚焊产生。
2、设备工装影响
目前,国内知名的激光焊接机厂家如联赢和大族(个人接触过的),基本都满足锂电行业需求,在铜铝异种材料焊接技术方面,联赢略有优势。激光器还是建议采用IPG的,比较稳定。工装对模组极耳焊接影响相当大,一定要重视!焊接面压不紧密会导致虚焊及焊穿等缺陷,由于激光焊接焊缝面积较小,工装压脚的设计制作就比较困难,还要避免短路的风险。所以好的激光焊机一定要有完美的压脚工装来配合,否则就会导致各种焊接问题。
激光焊接在模组pack中的主要缺陷及控制手段
随着新能源锂电池行业的发展壮大,锂电池模组pack轻量化,自动化产业发展需求的升级,极大地促进了激光焊接技术的推广和应用。
咱们先介绍一下激光焊接原理,简单来说激光焊接就是通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。至于激光是怎么来的,又是如何被集束的,这里就不研究了。激光焊接主要有下几个特点: