Ing taun-taun pungkasan, amarga perkembangan industri energi anyar sing cepet, pengelasan laser wis cepet nembus kabeh industri energi anyar amarga kaluwihane sing cepet lan stabil. Antarane, peralatan pengelasan laser nyumbang proporsi aplikasi paling dhuwur ing kabeh industri energi anyar.
Pengelasan laserwis cepet dadi pilihan utama ing kabeh lapisan masyarakat amarga kecepatane sing cepet, jerone sing gedhe, lan deformasi sing cilik. Saka las titik nganti las butt, las build-up lan seal,pengelasan lasernyedhiyakake presisi lan kontrol sing ora ana tandhingane. Iki nduweni peran penting ing produksi lan manufaktur industri, kalebu industri militer, perawatan medis, aerospace, onderdil mobil 3C, lembaran logam mekanik, energi anyar lan industri liyane.
Dibandhingake karo teknologi pengelasan liyane, pengelasan laser nduweni kaluwihan lan kekurangane dhewe-dhewe.
Kauntungan:
1. Kacepetan cepet, ambane gedhe lan deformasi cilik.
2. Pengelasan bisa ditindakake ing suhu normal utawa ing kahanan khusus, lan peralatan pengelasane prasaja. Contone, sinar laser ora ngambang ing medan elektromagnetik. Laser bisa ngelas ing lingkungan vakum, udara utawa gas tartamtu, lan bisa ngelas bahan sing nembus kaca utawa transparan menyang sinar laser.
3. Bisa ngelas bahan tahan api kayata titanium lan kuarsa, lan uga bisa ngelas bahan sing beda kanthi asil sing apik.
4. Sawisé laser difokusake, kapadhetan daya dadi dhuwur. Rasio aspek bisa tekan 5:1, lan bisa tekan nganti 10:1 nalika ngelas piranti daya dhuwur.
5. Pengelasan mikro bisa ditindakake. Sawise sinar laser fokus, titik cilik bisa dipikolehi lan bisa diposisikan kanthi akurat. Iki bisa ditrapake kanggo perakitan lan pengelasan benda kerja mikro lan cilik kanggo entuk produksi massal otomatis.
6. Bisa ngelas area sing angel dijangkau lan nindakake pengelasan jarak jauh non-kontak, kanthi fleksibilitas sing apik. Utamane ing taun-taun pungkasan, teknologi pangolahan laser YAG wis nggunakake teknologi transmisi serat optik, sing ndadekake teknologi pengelasan laser luwih akeh dipromosekake lan diterapake.
7. Sinar laser gampang dipisahake ing wektu lan papan, lan pirang-pirang sinar bisa diproses ing pirang-pirang lokasi bebarengan, nyedhiyakake kahanan kanggo pengelasan sing luwih tepat.
Cacat:
1. Akurasi perakitan benda kerja kudu dhuwur, lan posisi balok ing benda kerja ora bisa dideleng kanthi signifikan. Iki amarga ukuran titik laser sawise fokus cilik lan sambungan las sempit, saengga angel nambah bahan logam pengisi. Yen akurasi perakitan benda kerja utawa akurasi posisi balok ora memenuhi syarat, cacat pengelasan bisa kedadeyan.
2. Regane laser lan sistem sing gegandhengan iku dhuwur, lan investasi sapisan iku gedhe.
Cacat pengelasan laser sing umuming manufaktur baterei litium
1. Porositas pengelasan
Cacat umum ingpengelasan laserana pori-pori. Kolam leleh pengelasan iku jero lan sempit. Sajrone proses pengelasan laser, nitrogen nyerang kolam leleh saka njaba. Sajrone proses pendinginan lan pemadatan logam, kelarutan nitrogen mudhun kanthi mudhune suhu. Nalika logam kolam leleh adhem kanggo miwiti ngristal, , kelarutan bakal mudhun kanthi cetha lan dadakan. Ing wektu iki, akeh gas bakal ngendap kanggo mbentuk gelembung. Yen kecepatan ngambang gelembung kurang saka kecepatan kristalisasi logam, pori-pori bakal diasilake.
Ing aplikasi ing industri baterei litium, kita asring nemokake yen pori-pori utamane bisa kedadeyan nalika pengelasan elektroda positif, nanging arang kedadeyan nalika pengelasan elektroda negatif. Iki amarga elektroda positif digawe saka aluminium lan elektroda negatif digawe saka tembaga. Sajrone pengelasan, aluminium cair ing permukaan wis kondensasi sadurunge gas internal kebanjiran, nyegah gas kebanjiran lan mbentuk bolongan gedhe lan cilik. Stomata cilik.
Saliyané panyebab pori-pori sing wis kasebut ing ndhuwur, pori-pori uga kalebu udara njaba, kelembapan, lenga permukaan, lan liya-liyané. Kajaba iku, arah lan sudut niup nitrogen uga bakal mengaruhi pembentukan pori-pori.
Kepiye carane ngurangi pori-pori pengelasan?
Kapisan, sadurungepengelasan, noda lenga lan rereged ing lumahing bahan sing mlebu kudu diresiki kanthi tepat wektu; ing produksi baterei litium, pamriksan bahan sing mlebu minangka proses penting.
Kapindho, aliran gas pelindung kudu diatur miturut faktor-faktor kayata kecepatan pengelasan, daya, posisi, lan liya-liyane, lan ora kena kegedhen utawa kekecilen. Tekanan jubah pelindung kudu diatur miturut faktor-faktor kayata daya laser lan posisi fokus, lan ora kena kedhuwuren utawa kecendhek. Wangun nozzle jubah pelindung kudu diatur miturut wujud, arah, lan faktor liyane saka las supaya jubah pelindung bisa nutupi area pengelasan kanthi rata.
Katelu, kontrol suhu, kelembapan, lan bledug ing udhara ing bengkel. Suhu lan kelembapan sekitar bakal mengaruhi kandungan kelembapan ing permukaan substrat lan gas pelindung, sing banjur bakal mengaruhi generasi lan metune uap banyu ing kolam cair. Yen suhu lan kelembapan sekitar dhuwur banget, bakal ana kelembapan sing akeh banget ing permukaan substrat lan gas pelindung, ngasilake uap banyu sing akeh, sing nyebabake pori-pori. Yen suhu lan kelembapan sekitar kurang banget, bakal ana kelembapan sing sithik banget ing permukaan substrat lan ing gas pelindung, sing nyuda generasi uap banyu, saengga nyuda pori-pori; supaya personel kualitas ndeteksi nilai target suhu, kelembapan, lan bledug ing stasiun pengelasan.
Kaping papat, metode ayunan balok digunakake kanggo ngurangi utawa ngilangi pori-pori ing pengelasan penetrasi laser sing jero. Amarga ana tambahan ayunan sajrone pengelasan, ayunan balok sing bola-bali menyang sambungan las nyebabake peleburan maneh bagean saka sambungan las, sing nambah wektu tinggal logam cair ing kolam las. Ing wektu sing padha, defleksi balok uga nambah input panas saben unit area. Rasio ambane-jembar las dikurangi, sing nyebabake munculé gelembung, saengga ngilangi pori-pori. Ing sisih liya, ayunan balok nyebabake bolongan cilik obah, sing uga bisa menehi gaya pengadukan kanggo kolam las, nambah konveksi lan pengadukan kolam las, lan duwe efek sing migunani kanggo ngilangi pori-pori.
Kaping lima, frekuensi pulsa, frekuensi pulsa nuduhake jumlah pulsa sing dipancarake dening sinar laser saben unit wektu, sing bakal mengaruhi input panas lan akumulasi panas ing blumbang cair, banjur mengaruhi medan suhu lan medan aliran ing blumbang cair. Yen frekuensi pulsa dhuwur banget, bakal nyebabake input panas sing berlebihan ing blumbang cair, nyebabake suhu blumbang cair dadi dhuwur banget, ngasilake uap logam utawa unsur liyane sing gampang nguap ing suhu dhuwur, sing nyebabake pori-pori. Yen frekuensi pulsa kurang banget, bakal nyebabake akumulasi panas sing ora cukup ing blumbang cair, nyebabake suhu blumbang cair dadi kurang banget, nyuda pembubaran lan pelepasan gas, sing nyebabake pori-pori. Umumé, frekuensi pulsa kudu dipilih ing kisaran sing cukup adhedhasar kekandelan substrat lan daya laser, lan aja nganti dhuwur banget utawa kurang banget.
Bolongan pengelasan (las laser)
2. Percikan las
Percikan sing diasilake sajrone proses pengelasan, pengelasan laser bakal mengaruhi kualitas permukaan las kanthi serius, lan bakal ngrusak lensa. Kinerja umume kaya ing ngisor iki: sawise pengelasan laser rampung, akeh partikel logam katon ing permukaan materi utawa benda kerja lan nempel ing permukaan materi utawa benda kerja. Kinerja sing paling intuitif yaiku nalika ngelas ing mode galvanometer, sawise nggunakake lensa pelindung galvanometer sajrone wektu, bakal ana bolongan sing kandhel ing permukaan, lan bolongan kasebut disebabake dening percikan las. Sawise suwe, gampang mblokir cahya, lan bakal ana masalah karo cahya las, sing nyebabake serangkaian masalah kayata pengelasan rusak lan pengelasan virtual.
Apa wae panyebab-panyebab cipratan?
Kapisan, kapadhetan daya, saya gedhe kapadhetan daya, saya gampang ngasilake percikan, lan percikan kasebut ana hubungane langsung karo kapadhetan daya. Iki minangka masalah sing wis ana wiwit abad kepungkur. Paling ora nganti saiki, industri kasebut durung bisa ngatasi masalah percikan, lan mung bisa ujar manawa wis rada suda. Ing industri baterei litium, percikan minangka panyebab paling gedhe saka korsleting baterei, nanging durung bisa ngatasi oyot panyebabe. Dampak percikan ing baterei mung bisa dikurangi saka sudut pandang perlindungan. Contone, bunderan port penghilang bledug lan tutup pelindung ditambahake ing sekitar bagean pengelasan, lan deretan piso udara ditambahake ing bunderan kanggo nyegah dampak percikan utawa malah kerusakan baterei. Ngrusak lingkungan, produk lan komponen ing sekitar stasiun pengelasan bisa diarani wis ngentekake sarana.
Kanggo ngatasi masalah percikan, mung bisa diarani yen ngurangi energi pengelasan mbantu ngurangi percikan. Ngurangi kecepatan pengelasan uga bisa mbantu yen penetrasi ora cukup. Nanging ing sawetara syarat proses khusus, efek kasebut sithik. Iki proses sing padha, mesin sing beda lan batch bahan sing beda duwe efek pengelasan sing beda banget. Mulane, ana aturan sing ora ditulis ing industri energi anyar, siji set parameter pengelasan kanggo siji peralatan.
Kapindho, yen permukaan bahan utawa benda kerja sing wis diolah ora diresiki, noda lenga utawa polusi uga bakal nyebabake cipratan sing serius. Ing wektu iki, sing paling gampang yaiku ngresiki permukaan bahan sing wis diolah.
3. Reflektivitas pengelasan laser sing dhuwur
Umumé, refleksi dhuwur nuduhake kasunyatan manawa bahan pangolahan duwe resistivitas cilik, permukaan sing relatif alus, lan tingkat penyerapan sing kurang kanggo laser inframerah cedhak, sing nyebabake emisi laser sing akeh, lan amarga umume laser digunakake kanthi vertikal. Amarga bahan utawa kemiringan sing sithik, cahya laser sing bali mlebu maneh ing sirah output, lan malah sebagian saka cahya sing bali digandhengake menyang serat transmisi energi, lan ditularake maneh ing sadawane serat menyang njero laser, nggawe komponen inti ing njero laser terus ana ing suhu sing dhuwur.
Nalika reflektivitas dhuwur banget sajrone pengelasan laser, solusi ing ngisor iki bisa dijupuk:
3.1 Gunakake lapisan anti-pantulan utawa olesi permukaan materi: nutupi permukaan materi las nganggo lapisan anti-pantulan bisa nyuda reflektivitas laser kanthi efektif. Lapisan iki biasane bahan optik khusus kanthi reflektivitas rendah sing nyerep energi laser tinimbang mantul maneh. Ing sawetara proses, kayata pengelasan kolektor arus, sambungan alus, lan liya-liyane, permukaan uga bisa diembos.
3.2 Nyetel sudut pengelasan: Kanthi nyetel sudut pengelasan, sinar laser bisa mlebu ing bahan pengelasan kanthi sudut sing luwih cocog lan nyuda kedadeyan pantulan. Lumrahe, sinar laser mlebu tegak lurus karo permukaan bahan sing bakal dilas minangka cara sing apik kanggo nyuda pantulan.
3.3 Nambahake panyerep tambahan: Sajrone proses pengelasan, jumlah panyerep tambahan tartamtu, kayata bubuk utawa cairan, ditambahake ing las. Penyerep iki nyerep energi laser lan nyuda reflektivitas. Penyerep sing cocog kudu dipilih adhedhasar bahan pengelasan lan skenario aplikasi tartamtu. Ing industri baterei litium, iki ora mungkin.
3.4 Gunakake serat optik kanggo ngirim laser: Yen bisa, serat optik bisa digunakake kanggo ngirim laser menyang posisi pengelasan kanggo nyuda reflektivitas. Serat optik bisa nuntun sinar laser menyang area pengelasan kanggo nyegah paparan langsung menyang permukaan bahan pengelasan lan nyuda kedadeyan pantulan.
3.5 Nyetel parameter laser: Kanthi nyetel parameter kayata daya laser, dawa fokus, lan diameter fokus, distribusi energi laser bisa dikontrol lan pantulan bisa dikurangi. Kanggo sawetara bahan reflektif, nyuda daya laser bisa dadi cara sing efektif kanggo nyuda pantulan.
3.6 Gunakake beam splitter: Beam splitter bisa nuntun sebagian energi laser menyang piranti panyerepan, saengga bisa nyuda kedadeyan pantulan. Piranti pamisah beam biasane kasusun saka komponen optik lan penyerap, lan kanthi milih komponen sing cocog lan nyetel tata letak piranti, reflektivitas sing luwih murah bisa digayuh.
4. Pengelasan undercut
Ing proses manufaktur baterei litium, proses endi sing luwih cenderung nyebabake undercutting? Kenapa undercutting kedadeyan? Ayo dianalisis.
Undercut, umume bahan baku las ora digabungake kanthi apik, celah kasebut gedhe banget utawa alur katon, ambane lan jembare luwih saka 0,5mm, dawa total luwih saka 10% saka dawa las, utawa luwih saka standar proses produk dawa sing dijaluk.
Ing sakabèhé proses manufaktur baterei litium, undercutting luwih kerep kedadeyan, lan umumé kasebar ing pre-welding lan welding sealing saka pelat tutup silinder lan pre-welding lan welding sealing saka pelat tutup cangkang aluminium kothak. Alesan utama yaiku pelat tutup sealing kudu kerja sama karo cangkang kanggo ngelas, proses pencocokan antarane pelat tutup sealing lan cangkang rentan marang celah las sing berlebihan, alur, ambruk, lan liya-liyane, mula rentan banget marang undercut.
Dadi apa sing nyebabake undercutting?
Yen kecepatan pengelasan kecepeten, logam cair ing mburi bolongan cilik sing nuduhake tengah lasan ora bakal duwe wektu kanggo nyebar maneh, sing nyebabake pemadatan lan pemotongan ing loro-lorone lasan. Amarga kahanan ing ndhuwur, kita kudu ngoptimalake parameter pengelasan. Sederhanane, iki minangka eksperimen bola-bali kanggo verifikasi macem-macem parameter, lan terus nindakake DOE nganti parameter sing cocog ditemokake.
2. Celah las, alur, ambruk, lan liya-liyane sing berlebihan ing bahan las bakal ngurangi jumlah logam cair sing ngisi celah kasebut, saengga luwih gampang kedadeyan undercut. Iki minangka pitakonan babagan peralatan lan bahan mentah. Apa bahan mentah las kasebut memenuhi syarat bahan sing mlebu saka proses kita, apa akurasi peralatan memenuhi syarat, lan liya-liyane. Praktik normal yaiku terus-terusan nyiksa lan nggebugi pemasok lan wong sing tanggung jawab peralatan kasebut.
3. Yen energi mudhun kecepet banget ing pungkasan pengelasan laser, bolongan cilik kasebut bisa ambruk, sing nyebabake undercutting lokal. Pencocokan daya lan kecepatan sing bener bisa nyegah pembentukan undercut kanthi efektif. Kaya unen-unen lawas, baleni eksperimen, verifikasi macem-macem parameter, lan terusake DOE nganti sampeyan nemokake parameter sing pas.
5. Pusat las ambruk
Yen kacepetan pengelasan alon, blumbang leleh bakal luwih gedhe lan amba, saengga jumlah logam leleh bakal tambah akeh. Iki bisa nggawe angel njaga tegangan permukaan. Nalika logam leleh dadi abot banget, tengah las bisa klelep lan mbentuk cekungan lan jugangan. Ing kasus iki, kapadhetan energi kudu dikurangi kanthi tepat kanggo nyegah blumbang leleh ambruk.
Ing kahanan liya, celah pengelasan mung mbentuk ambruk tanpa nyebabake perforasi. Iki mesthi dadi masalah saka peralatan press fit.
Pangerten sing tepat babagan cacat sing bisa kedadeyan sajrone pengelasan laser lan panyebab cacat sing beda-beda ngidini pendekatan sing luwih tepat sasaran kanggo ngrampungake masalah pengelasan sing ora normal.
6. Retakan las
Retakan sing katon nalika pengelasan laser terus-terusan utamane yaiku retakan termal, kayata retakan kristal lan retakan pencairan. Penyebab utama retakan kasebut yaiku gaya penyusutan gedhe sing diasilake dening las sadurunge dadi padhet kanthi lengkap.
Ana uga alesan ing ngisor iki kanggo retakan ing pengelasan laser:
1. Desain las sing ora masuk akal: Desain geometri lan ukuran las sing ora bener bisa nyebabake konsentrasi tegangan las, saengga nyebabake retakan. Solusine yaiku ngoptimalake desain las kanggo nyegah konsentrasi tegangan las. Sampeyan bisa nggunakake las offset sing cocog, ngganti bentuk las, lan liya-liyane.
2. Parameter pengelasan sing ora cocog: Pemilihan parameter pengelasan sing ora tepat, kayata kecepatan pengelasan sing cepet banget, daya sing dhuwur banget, lan liya-liyane, bisa nyebabake owah-owahan suhu sing ora rata ing area pengelasan, sing nyebabake stres lan retakan pengelasan sing gedhe. Solusine yaiku nyetel parameter pengelasan supaya cocog karo bahan lan kondisi pengelasan tartamtu.
3. Persiapan permukaan las sing ora apik: Gagal ngresiki lan ngolah permukaan las kanthi bener sadurunge ngelas, kayata mbusak oksida, lemak, lan liya-liyane, bakal mengaruhi kualitas lan kekuatan las lan gampang nyebabake retakan. Solusine yaiku ngresiki lan ngolah permukaan las kanthi cukup kanggo mesthekake yen rereged lan kontaminan ing area las diolah kanthi efektif.
4. Kontrol panas sing mlebu nalika ngelas ora bener: Kontrol panas sing mlebu nalika ngelas sing ora apik, kayata suhu sing berlebihan nalika ngelas, tingkat pendinginan lapisan ngelas sing ora bener, lan liya-liyane, bakal nyebabake owah-owahan ing struktur area ngelas, sing nyebabake retakan. Solusine yaiku ngontrol suhu lan tingkat pendinginan nalika ngelas supaya ora kepanasen lan pendinginan sing cepet.
5. Kurange pangurangan stres: Perawatan pangurangan stres sawise pengelasan bakal nyebabake kurange pangurangan stres ing area sing dilas, sing bakal gampang nyebabake retakan. Solusine yaiku nindakake perawatan pangurangan stres sing cocog sawise pengelasan, kayata perawatan panas utawa perawatan getaran (alesan utama).
Dene proses manufaktur baterei litium, proses endi sing luwih cenderung nyebabake retakan?
Lumrahé, retakan gampang kedadeyan nalika ngelas segel, kaya ta ngelas segel cangkang baja silinder utawa cangkang aluminium, ngelas segel cangkang aluminium kothak, lan liya-liyané. Kajaba iku, sajrone proses pengemasan modul, ngelas kolektor arus uga gampang retak.
Mesthi wae, kita uga bisa nggunakake kawat pengisi, pemanasan awal, utawa cara liyane kanggo ngurangi utawa ngilangi retakan kasebut.
Wektu kiriman: 01-Sep-2023
