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激光焊接电动汽车电池的现状与挑战

2012-12-18 10:20
老猫
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  激光的优势

  激光焊接因其工艺极为灵活和精确而具有吸引力。可以依据尺寸和形状来调整焊缝,以适合狭小的空间,也适用于各种设计。由于激光焊接是非接触式工艺,有效焊接光束可以进入到超声波或电阻焊接头无法进入的狭小空间。这种焊接工艺速度极快,尽管是一种熔化工艺,却不会造成大热输入。

  实验

  人们采用功率为600瓦的IPG YLR-600-SM连续波掺镱光纤激光器来进行这一研究。该激光器释放出波长为1070纳米的光束,并利用一个100毫米焦距的镜组(理论上可以产生9微米的斑点)将光束传输到工件上。尽管铝和铜对于1000纳米的红外波长具有高度反射性(>90%),但在焊接时能利用到总功率的55%至75%(330至450瓦)。

  一个扫描速率为200~400毫米/秒的二维运动控制系统被用来进行焊接。这一激光研究包括一个完整的析因设计实验, 囊括了所有可能的材料组合(铝1100或1145,铜110,镍200,无电镀镍铜,电镀镍铜);是否使用氩保护气体;以及定向样本。大多数研究都是在125微米厚的材料上进行。所有焊接都通过基底完全穿透。两种极耳焊接的横截面如图1所示。

  为简单起见,这些激光焊接只单次扫描25毫米宽的测试样本。然后对这些焊接的机械和电气性能进行评估。利用搭接剪切和弯折试验进行机械评估, 利用阻焊电源提供的大电流脉冲进行电阻评估。脉冲范围从400至1000安。

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