电池全自动激光焊接线

动力电池焊接的工艺难点

　　一般壳体厚度都要求达到1.0毫米以下，主流厂家目前根据电池容量不同壳体材料厚度以0.6mm和0.8mm两种为主。焊接方式主要分为侧焊和顶焊，其中 侧焊的主要好处是对电芯内部的影响较小，飞溅物不会轻易进入壳盖内侧。由于焊接后可能会导致凸起，这对后续工艺的装配会有些微影响，因此侧焊工艺对激光器 的稳定性、材料的洁净度和顶盖与壳体的配合间隙有较高的要求。而顶焊工艺由于焊接在一个面上，可采用更高效的振镜扫描焊接方式，但对前道工序入壳及定位要 求很高，对设备的自动化要求高。

　　目前铝壳电池占整个动力电池的90%以上。铝材的激光焊接难度较大，会面临焊痕表面凸起问题、气孔问题、炸火问题、内部气泡问题等。表面凸起、气孔、内 部气泡是激光焊接的致命伤，很多应用由于这些原因不得不停止或者想办法规避。很多电池厂家在研发初期都会为此大伤脑筋，究其原因，主要是采用的光纤芯径过 小或者激光能量设置过高所致。引起炸火（也称飞溅，Splash）的因素也很多，如材料的清洁度、材料本身的纯度、材料自身的特性等，而起决定性作用的则 是激光器的稳定性。在动力电池焊接当中，焊接工艺技术人员会根据客户的电池材料、形状、厚度、拉力要求等选择合适的激光器和焊接工艺参数，包括焊接速度、 波形、峰值、焊头倾斜角度等来设置合理的焊接工艺参数，以保证最终的焊接效果满足动力电池厂家的要求。

　　方形电池由于来料的配合精度等方面的因素影响，焊接时拐角处最容易出现问题，需要在根据实际情况不断探索，调整焊接速度可以解决这类问题。圆形电池没有这方面的问题，但后续集成成电池模组的难度较大。

　　三、动力电池的激光自动化焊接系统简介

方形动力电池全自动激光焊接线，含两条由焊接、泄漏检测、短路检测及编码打标为主要功能的产线，产能≧16PPM，焊接强度6kgf/c㎡以上不泄漏。

　　本系统可依次完成电池的激光焊接，气密性测试，短路测试，电池打标，不合格品自动剔除等相关工序。

　　激光焊接部份由激光器，激光焊接头，XYZ三轴运动控制轴，旋转机构，电池夹具（压紧及较正夹具），上下料机械手等构成，其主要作用是：将电池从流水线上夹持到焊接工作台进行焊接作业，并焊接完成后放回流水线上。

　　气密性及短路测试部份由气密性测试组件，短路测试组件，内部流水线输送系统，检测上料机械手，检测下料机械手等构成，其主要作用是：将流水线上焊接完成后 的电池夹持到内部流水线输送系统上，依次对其进行定位，气密性，短路相关测试，并在检测完成后将良品抓回回到主流水线上，不良品抓除到废料盒中。测漏部分 采极与盖板三方测试功能。

打标部份由激光打标机，抓取定位机构等构成，其主要作用是对焊接后产品进行打标。可在金属产品（含铝材）一用正压检测，短路测试具有正负极之间、正极与盖板、负侧正上部分高速的标记出12位数字加字母码（其中三位字母码，9位数字码），加8*8的二维码。

　　流水线部份由流水线倍速链，夹具托盘，定位气缸，挡隔分料气缸等构成，其主要作用是带动电池到相应的位置，方便焊接与检测，并具有一定的储料功能。该系统可配合环形输送线用于电池顶盖与壳体自动激光密封焊接，其中顶盖和壳体材料为不锈钢或铝合金。焊接参数可以通过操作界面进行设定，焊接完后确保焊缝无渗漏，焊接完后符合耐压测试要求，不会对电池周围部件形成破坏或者损伤，且具备自动和手动两种功能。通过高效精密的激光焊接可以大大提高汽车动力电池的安全性、可靠性和使用寿命，必将为今后的汽车动力技术带来革命化进步。动力电池的激光焊接部位多，有耐压和漏液测试要求，材料多数为铝材，因此焊接难度大，对焊接工艺的要求更高。今后，大多数厂家需要全自动生产线，将进一步增加焊接系统的集成难度。高质量 的动力电池需要生产厂家的设计人员和激光焊接技术人员密切协作，从材质、形状、厚度、工艺、实时检测等各方面优化设计，才能达到理想的焊接效果。