Azken urteotan, energia-industria berriaren garapen azkarrari esker, laser bidezko soldadura azkar sartu da energia-industria berri osoan, bere abantaila azkar eta egonkorrengatik. Horien artean, laser bidezko soldadura-ekipoak energia-industria berri osoan aplikazioen proportzio handiena hartzen du.
Laser soldaduraazkar bihurtu da bizitzako esparru guztietan, bere abiadura azkarragatik, sakonera handiagatik eta deformazio txikiagatik. Puntu bidezko soldaduratik topo soldadura, eraikitze eta zigilatzeko soldadurak,laser bidezko soldadurazehaztasun eta kontrol paregabeak eskaintzen ditu. Industria-ekoizpenean eta fabrikazioan zeregin garrantzitsua betetzen du, industria militarra, mediku-laguntza, aeroespaziala, 3C auto piezak, xafla mekanikoak, energia berriak eta beste industria batzuk barne.
Beste soldadura teknologiekin alderatuta, laser bidezko soldadurak bere abantaila eta desabantaila bereziak ditu.
Abantaila:
1. Abiadura azkarra, sakonera handia eta deformazio txikia.
2. Soldadura tenperatura normalean edo baldintza berezietan egin daiteke, eta soldadura ekipamendua sinplea da. Adibidez, laser izpi bat ez da noraezean eremu elektromagnetiko batean. Laserrek hutsean, airean edo gas-ingurune jakin batzuetan solda ditzakete, eta beira bidez edo gardenak diren materialak laser izpiari solda ditzakete.
3. Material erregogorrak solda ditzake, hala nola titanioa eta kuartzoa, eta emaitza onekin material desberdinak ere solda ditzake.
4. Laserra bideratu ondoren, potentzia-dentsitatea handia da. Aspektu-erlazioa 5:1era irits daiteke eta 10:1era irits daiteke potentzia handiko gailuak soldatzerakoan.
5. Mikrosoldadura egin daiteke. Laser izpia fokatu ondoren, puntu txiki bat lor daiteke eta zehaztasunez kokatu daiteke. Pieza mikro eta txikien muntaian eta soldaduran aplika daiteke, masa-produkzio automatizatua lortzeko.
6. Iristen zailen eremuak solda ditzake eta ukipenik gabeko distantzia luzeko soldadura egin dezake, malgutasun handiz. Batez ere, azken urteotan, YAG laser prozesatzeko teknologiak zuntz optikoko transmisio-teknologia hartu du, eta horri esker, laser bidezko soldadura-teknologia gehiago sustatu eta aplikatu da.
7. Laser izpia denboran eta espazioan banatzen da erraza, eta hainbat habe prozesatu daitezke hainbat tokitan aldi berean, soldadura zehatzagoa izateko baldintzak eskainiz.
Akatsa:
1. Pieza muntatzeko zehaztasuna handia izan behar da, eta piezaren habearen posizioa ezin da nabarmen desbideratu. Hau da, fokuratu ondoren laser puntuaren tamaina txikia delako eta soldadura estua delako, betegarri metalezko materialak gehitzea zaila dela. Pieza muntatzeko zehaztasunak edo habearen kokapen-zehaztasunak baldintzak betetzen ez baditu, soldadura-akatsak gerta daitezke.
2. Laserraren eta erlazionatutako sistemen kostua handia da, eta behin-behineko inbertsioa handia da.
Laser soldadura akats arruntaklitiozko bateriaren fabrikazioan
1. Soldadura porositatea
Ohiko akatsaklaser bidezko soldaduraporoak dira. Soldadura urtutako igerilekua sakona eta estua da. Laser soldadura prozesuan, nitrogenoak kanpotik urtutako igerilekua inbaditzen du. Metalaren hozte- eta solidotze-prozesuan, nitrogenoaren disolbagarritasuna gutxitzen da tenperatura jaitsi ahala. Urtutako igerilekuko metala kristalizatzen hasteko hozten denean, disolbagarritasuna nabarmen eta bat-batean jaitsiko da. Une honetan, gas kantitate handia hauspeatuko da burbuilak sortuz. Burbuilen flotazio-abiadura metalaren kristalizazio-abiadura baino txikiagoa bada, poroak sortuko dira.
Litiozko baterien industriako aplikazioetan, sarritan aurkitzen dugu poroak bereziki litekeena dela elektrodo positiboaren soldatzean, baina oso gutxitan gertatzen dira elektrodo negatiboaren soldaduran. Hau da, elektrodo positiboa aluminiozkoa delako eta elektrodo negatiboa kobrezkoa. Soldaduran, gainazaleko aluminio likidoa kondentsatu egin da barneko gasa guztiz gainezka egin baino lehen, gasa gainezka ez dadin eta zulo handi eta txikiak sortuz. Estoma txikiak.
Arestian aipatutako poroen kausez gain, kanpoko airea, hezetasuna, gainazaleko olioa, eta abar ere sartzen dira poroak. Horrez gain, nitrogenoaren putzaren norabideak eta angeluak poroen eraketan ere eragina izango du.
Soldadura-poroen agerraldia nola murriztu?
Lehenik, aurretiksoldadura, sarrerako materialen gainazaleko olio orbanak eta ezpurutasunak garaiz garbitu behar dira; litiozko baterien ekoizpenean, sarrerako materialaren ikuskapena ezinbesteko prozesua da.
Bigarrenik, babes-gasaren fluxua soldadura-abiadura, potentzia, posizioa, etab. bezalako faktoreen arabera egokitu behar da, eta ez da handiegia ez txikiegia izan behar. Babes-kapa presioa laser potentzia eta foku-posizioa bezalako faktoreen arabera doitu behar da, eta ez da altuegia ez baxuegia izan behar. Babes-kapa-totaren forma soldaduraren forma, norabide eta beste faktore batzuen arabera egokitu behar da, babes-kapa horrek soldadura-eremua uniformeki estali dezan.
Hirugarrenik, kontrolatu tailerrean aireko tenperatura, hezetasuna eta hautsa. Giro-tenperaturak eta hezetasunak substratuaren gainazaleko hezetasunari eta babes-gasari eragingo dio, eta horrek urtutako igerilekuan ur-lurrunaren sorreran eta ihesean eragingo du. Giro-tenperatura eta hezetasuna altuegiak badira, hezetasun gehiegi egongo da substratuaren gainazalean eta babes-gasan, ur-lurrun kopuru handia sortuz, poroak sortuz. Giro-tenperatura eta hezetasuna baxuegiak badira, hezetasun gutxiegi egongo da substratuaren gainazalean eta gas babeslean, ur-lurrunaren sorrera murriztuz, eta, ondorioz, poroak murriztuko dira; utzi kalitateko langileei tenperatura, hezetasun eta hautsaren xede-balioa detektatu soldadura-estazioan.
Laugarrenik, beam swing metodoa laser bidezko sartze sakoneko soldaduran poroak murrizteko edo ezabatzeko erabiltzen da. Soldaduran swing-a gehitzen denez, habearen bilakaerak soldadura-junturari behin eta berriz urtzea eragiten du soldadura-joduraren zati bat, eta horrek metal likidoaren egonaldi-denbora luzatzen du soldadura-igerilekuan. Aldi berean, habearen desbideratzeak azalera-unitateko bero-sarrera ere handitzen du. Soldaduraren sakoneraren eta zabaleraren arteko erlazioa murrizten da, eta horrek burbuilak ager daitezen laguntzen du, eta, ondorioz, poroak ezabatzen ditu. Bestalde, habearen kulunkak zulo txikia horren arabera kulunkatzea eragiten du, eta horrek soldadura-igerilekuari nahaste-indarra ere eman dezake, soldadura-igerilekuaren konbekzioa eta nahastea areagotu eta poroak ezabatzeko eragin onuragarria izan dezake.
Bosgarrena, pultsu-maiztasuna, pultsu-maiztasuna laser izpiak denbora-unitate bakoitzeko igorritako pultsu kopuruari egiten dio erreferentzia, eta horrek bero-sarreran eta bero-metaketari eragingo dio urtutako igerilekuan, eta gero tenperatura-eremuan eta fluxu-eremuan eragingo du urtutakoan. igerilekua. Pultsu maiztasuna altuegia bada, urtutako igerilekuan gehiegizko bero-sarrera ekarriko du, urtutako igerilekuaren tenperatura altuegia izango delarik, metal-lurruna edo tenperatura altuetan lurrunkorrak diren beste elementu batzuk sortuz, poroak sortuz. Pultsuaren maiztasuna baxuegia bada, urtutako igerilekuan bero metaketa nahikoa ez izatea eragingo du, urtutako igerilekuaren tenperatura baxuegia izango delarik, disoluzioa eta gasaren ihesa murriztuz, poroak sortuz. Oro har, pultsu maiztasuna arrazoizko tarte batean aukeratu behar da substratuaren lodieraren eta laserren potentziaren arabera, eta saihestu altuegia edo baxuegia izatea.
Soldadura-zuloak (laser bidezko soldadura)
2. Soldadura zipriztinak
Soldadura prozesuan sortutako zipriztinak, laser bidezko soldadurak larriki eragingo dio soldaduraren gainazaleko kalitateari, eta lentea kutsatu eta kaltetuko du. Errendimendu orokorra honako hau da: laser bidezko soldadura amaitu ondoren, metalezko partikula asko materialaren edo piezaren gainazalean agertzen dira eta materialaren edo piezaren gainazalean atxikitzen dira. Errendimendu intuitiboena da galvanometroaren moduan soldatzen denean, galvanometroaren babes-lentea erabili ondoren, gainazalean zulo trinkoak egongo direla eta zulo horiek soldadura-zipriztinengatik sortzen dira. Denbora luze baten ondoren, argia blokeatzea erraza da, eta soldadura-argiarekin arazoak izango dira, ondorioz, hainbat arazo sortuko dira, hala nola, soldadura hautsi eta soldadura birtuala.
Zeintzuk dira zipriztintzearen arrazoiak?
Lehenik eta behin, potentzia-dentsitatea, zenbat eta potentzia-dentsitate handiagoa, orduan eta errazagoa da zipriztinak sortzea, eta zipriztinak potentzia-dentsitatearekin zuzenean lotuta daude. Mendeko arazoa da hau. Orain arte behintzat, industriak ezin izan du zipriztinen arazoa konpondu, eta apur bat murriztu dela esan besterik ez dago. Litiozko baterien industrian, zipriztinak bateriaren zirkuitu laburren errudun handiena da, baina ezin izan du arrazoia konpondu. Babesaren ikuspuntutik soilik murriztu daiteke zipriztintzeen eragina baterian. Esate baterako, soldadura-zatiaren inguruan hautsa kentzeko ataka eta babes-estalki zirkulu bat gehitzen da, eta aire-labanak zirkuluetan gehitzen dira, zipriztintzeen eragina edo bateriaren kalteak saihesteko. Soldadura estazioaren inguruko ingurunea, produktuak eta osagaiak suntsitzeak bitartekoak agortu dituela esan daiteke.
Zipriztinaren arazoa konpontzeari dagokionez, soldadura-energia murrizteak zipriztinak murrizten laguntzen duela esan daiteke. Soldadura-abiadura murrizteak ere lagun dezake sartzea nahikoa ez bada. Baina prozesu berezi batzuetan, eragin txikia du. Prozesu bera da, makina ezberdinek eta material sorta ezberdinek soldadura efektu guztiz desberdinak dituzte. Hori dela eta, idatzi gabeko arau bat dago energiaren industria berrian, ekipamendu baterako soldadura-parametroen multzo bat.
Bigarrenik, prozesatutako materialaren edo piezaren gainazala garbitzen ez bada, olio-orbanak edo kutsatzaileek zipriztin larriak ere eragingo dituzte. Une honetan, errazena prozesatutako materialaren gainazala garbitzea da.
3. Laser-soldaketaren islapen handia
Oro har, islada handia prozesatzeko materialak erresistentzia txikia, azalera nahiko leuna eta infragorri hurbileko laserrentzako xurgapen-tasa baxua duela adierazten du, eta horrek laser igorpen handia eragiten du eta laser gehienak erabiltzen direlako. bertikalean Materiala edo inklinazio txikia dela eta, itzultzen den laser argia irteerako buruan sartzen da berriro, eta itzultzen den argiaren zati bat ere energia igortzen duen zuntzetan akoplatzen da eta zuntzean zehar itzultzen da barrurantz. laserren, laser barruko osagai nagusiak tenperatura altuan izaten jarraitzeko.
Laser soldadura garaian erreflektibitatea handiegia denean, irtenbide hauek har daitezke:
3.1 Erabili islapenaren aurkako estaldura edo tratatu materialaren gainazala: soldadura-materialaren gainazala islatzearen aurkako estaldura batekin estaltzeak laserren islagarritasuna modu eraginkorrean murrizten du. Estaldura hau, normalean, erreflektibitate baxuko material optiko berezi bat izan ohi da, laser energia xurgatzen duena atzera islatu beharrean. Zenbait prozesutan, hala nola, korronte-kolektoreen soldadura, konexio biguna, etab., gainazala ere gofratu daiteke.
3.2 Doitu soldadura-angelua: soldadura-angelua egokituz, laser izpiak soldadura-materialaren gainean intzidentzia izan dezake angelu egokiago batean eta isladaren agerpena murrizten du. Normalean, laser izpia soldatu beharreko materialaren gainazaletik perpendikularki intzidentea izatea islak murrizteko modu ona da.
3.3 Xurgatzaile osagarria gehitzea: soldadura prozesuan, xurgatzaile laguntzaile kopuru jakin bat gehitzen zaio soldadurari, hala nola, hautsa edo likidoa. Xurgatzaile hauek laser-energia xurgatzen dute eta erreflektibitatea murrizten dute. Xurgatzaile egokia hautatu behar da soldadura-material espezifikoen eta aplikazio-eszenatokien arabera. Litiozko baterien industrian, hori zaila da.
3.4 Erabili zuntz optikoa laserra transmititzeko: Ahal izanez gero, zuntz optikoa erabil daiteke laserra soldadura-posiziora igortzeko, erreflektibitatea murrizteko. Zuntz optikoek laser izpia soldadura eremura bideratu dezakete soldadura-materialaren gainazalean esposizio zuzena saihesteko eta islak agertzea murrizteko.
3.5 Laser-parametroak doitzea: laser-potentzia, foku-luzera eta foku-diametroa bezalako parametroak doituz, laser-energiaren banaketa kontrolatu eta islak murriztu daitezke. Material islatzaile batzuentzat, laser potentzia murriztea islak murrizteko modu eraginkorra izan daiteke.
3.6 Erabili izpi zatitzailea: izpi zatitzaile batek laser-energiaren zati bat xurgatze-gailura bideratu dezake, eta, horrela, islak agertzea murrizten du. Izpiak banatzeko gailuek osagai optikoz eta xurgatzailez osatuta egon ohi dira, eta osagai egokiak hautatuz eta gailuaren diseinua egokituz, islapen txikiagoa lor daiteke.
4. Soldadura azpiko ebakidura
Litiozko bateriaren fabrikazio-prozesuan, zein prozesuk litekeena da gutxitzea eragin? Zergatik gertatzen da azpikopurua? Azter dezagun.
Undercut, orokorrean soldatzeko lehengaiak ez dira ondo konbinatzen elkarren artean, hutsunea handiegia da edo zirrikitua agertzen da, sakonera eta zabalera, funtsean, 0,5 mm baino handiagoak dira, luzera osoa soldadura luzeraren % 10 baino handiagoa da, edo produktuaren prozesu estandarra baino handiagoa eskatutako luzera.
Litiozko bateriaren fabrikazio-prozesu osoan, litekeena da undercotting gertatzea, eta, oro har, estalki zilindrikoko estalkiaren aurre-soldadura eta soldadura eta aluminio karratuaren estalki-plakaren aurre-soldadura eta soldadura zigilatzea banatzen da. Arrazoi nagusia da zigilatzeko estaldura-plakak oskolarekin lankidetzan aritu behar duela Soldadurarako, zigilatzeko estalki-plakaren eta oskolaren arteko bat-etortze prozesua gehiegizko soldadura-hutsuneak, zirrikitu, kolapsoa, etab. izateko joera du, beraz, bereziki azpimarratzeko joera du. .
Beraz, zerk eragiten du azpikopurua?
Soldadura-abiadura azkarregia bada, soldaduraren erdigunera begira dagoen zulo txikiaren atzean dagoen metal likidoak ez du berriro banatzeko astirik izango, soldaketaren bi aldeetan solidotze eta azpikopurua eraginez. Aurreko egoera ikusita, soldadura-parametroak optimizatu behar ditugu. Besterik gabe, hainbat parametro egiaztatzeko esperimentuak errepikatzen dira, eta DOE egiten jarraitu parametro egokiak aurkitu arte.
2. Soldatzeko materialen gehiegizko soldadura-hutsuneak, zirrikituek, kolapsoak, etab.-ek hutsuneak betetzen dituen metal urtuaren kantitatea murriztuko du, eta litekeena da azpiegiturak gertatzea. Hau ekipamendu eta lehengaien kontua da. Soldadurako lehengaiek gure prozesuaren sarrerako material baldintzak betetzen dituzten ala ez, ekipoaren zehaztasunak baldintzak betetzen dituen, etab. Praktika arrunta hornitzaileak eta ekipamenduaren arduradunak etengabe torturatzea eta irabiatzea da.
3. Laser soldadura amaitzean energia azkarregi jaisten bada, zulo txikia kolaps daiteke, tokiko azpikopurua eraginez. Potentziaren eta abiaduraren bat etortzeak modu eraginkorrean saihestu dezake azpiegiturak sortzea. Esaera zaharrak dioen bezala, errepikatu esperimentuak, egiaztatu hainbat parametro eta jarraitu DOE parametro egokiak aurkitu arte.
5. Soldadura zentroaren kolapsoa
Soldadura-abiadura motela bada, urtutako igerilekua handiagoa eta zabalagoa izango da, metal urtuaren kopurua handituz. Horrek gainazaleko tentsioa mantentzea zaildu dezake. Urtutako metala astunegia bihurtzen denean, soldaduraren erdigunea hondoratu egin daiteke eta hondoak eta hobiak sor ditzake. Kasu honetan, energia-dentsitatea behar bezala murriztu behar da urtze-igerilekuaren kolapsoa saihesteko.
Beste egoera batean, soldadura hutsuneak kolapsoa besterik ez du sortzen zulaketarik eragin gabe. Ekipoen prentsa egokitzearen arazoa da, zalantzarik gabe.
Laser soldaduran gerta daitezkeen akatsak eta akats ezberdinen kausak behar bezala ulertzeak ikuspegi zehatzagoa lortzeko aukera ematen du soldadura-arazo anormalak konpontzeko.
6. Soldadura pitzadurak
Laser soldadura etengabean agertzen diren pitzadurak, batez ere, pitzadura termikoak dira, hala nola kristalezko pitzadurak eta likidotze pitzadurak. Pitzadura hauen kausa nagusia soldadurak guztiz solidotu aurretik sortzen dituen uzkurtze-indar handiak dira.
Laser soldaduran pitzadurak izateko arrazoi hauek ere badaude:
1. Arrazoigabeko soldadura-diseinua: soldaduraren geometriaren eta tamainaren diseinu desegokiak soldadura-tentsioaren kontzentrazioa eragin dezake, eta horrela pitzadurak eragin ditzake. Irtenbidea soldadura-diseinua optimizatzea da, soldadura-tentsioaren kontzentrazioa ekiditeko. Desplazamenduzko soldadura egokiak erabil ditzakezu, soldadura forma alda dezakezu, etab.
2. Soldadura-parametroen bat ez datozenak: soldadura-parametroen hautapen desegokiak, hala nola soldadura-abiadura azkarregia, potentzia handiegia, etab., soldadura-eremuan tenperatura aldaketa irregularrak ekar ditzake, soldadura-tentsio eta pitzadura handiak eraginez. Irtenbidea soldadura-parametroak doitzea da, material zehatzekin eta soldadura-baldintzekin bat etor daitezen.
3. Soldadura gainazalaren prestaketa txarra: Soldadura-azalera behar bezala garbitu eta aurrez tratatu ezean, soldadura egin aurretik, hala nola, oxidoak, koipeak eta abar kentzeak, soldaduraren kalitateari eta indarrari eragingo dio eta erraz pitzadurak eragingo ditu. Soluzioa soldadura-azalera behar bezala garbitzea eta aurrez tratatzea da, soldadura-eremuko ezpurutasunak eta kutsatzaileak modu eraginkorrean tratatzen direla ziurtatzeko.
4. Soldadurako bero-sarreraren kontrol desegokia: soldadura garaian bero-sarreraren kontrol txarrak, soldatzean gehiegizko tenperatura, soldadura-geruzaren hozte-tasa desegokia, etab., soldadura-eremuaren egituran aldaketak ekarriko ditu, pitzadurak sortuz. . Soluzioa soldadura garaian tenperatura eta hozte-tasa kontrolatzea da, gehiegi berotzea eta hozte azkarra ekiditeko.
5. Estresa arintzea nahikoa: soldadura egin ondoren estresa arintzeko tratamendu nahikoa ez da nahikoa tentsio arintzea soldatutako eremuan, eta horrek erraz pitzadurak eragingo ditu. Irtenbidea soldadura ondoren estresa arintzeko tratamendu egokia egitea da, hala nola tratamendu termikoa edo bibrazio tratamendua (arrazoi nagusia).
Litiozko baterien fabrikazio-prozesuari dagokionez, zein prozesuk pitzadurak eragin ditzakete?
Orokorrean, pitzadurak zigilatzeko soldaduran gertatzen dira, hala nola, altzairuzko zorro zilindrikoen edo aluminiozko zorroen soldadura zigilatzea, aluminiozko zorro karratuen soldadura zigilatzea, etab. Horrez gain, moduluaren ontziratze-prozesuan zehar, egungo kolektorearen soldadura ere joera izaten da. pitzadurak.
Jakina, betegarri-haria, aurrez berotzea edo beste metodo batzuk ere erabil ditzakegu pitzadura horiek murrizteko edo kentzeko.
Argitalpenaren ordua: 2023-01-09
