એલ્યુમિનિયમ શેલ બેટરી માટે લેસર વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીનું વિગતવાર વર્ણન

સ્ક્વેર એલ્યુમિનિયમ શેલ લિથિયમ બેટરીમાં ઘણા ફાયદા છે જેમ કે સરળ માળખું, સારી અસર પ્રતિકાર, ઉચ્ચ ઊર્જા ઘનતા અને મોટી સેલ ક્ષમતા. તેઓ હંમેશા સ્થાનિક લિથિયમ બેટરીના ઉત્પાદન અને વિકાસની મુખ્ય દિશા રહ્યા છે, જે બજારના 40% કરતા વધુ હિસ્સો ધરાવે છે.

ચોરસ એલ્યુમિનિયમ શેલ લિથિયમ બેટરીનું માળખું આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે છે, જે બેટરી કોર (પોઝિટિવ અને નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ શીટ્સ, સેપરેટર), ઇલેક્ટ્રોલાઇટ, શેલ, ટોપ કવર અને અન્ય ઘટકોથી બનેલું છે.

ચોરસ એલ્યુમિનિયમ શેલ લિથિયમ બેટરી માળખું

ચોરસ એલ્યુમિનિયમ શેલ લિથિયમ બેટરીના ઉત્પાદન અને એસેમ્બલી પ્રક્રિયા દરમિયાન, મોટી સંખ્યામાંલેસર વેલ્ડીંગપ્રક્રિયાઓ જરૂરી છે, જેમ કે: બેટરી સેલ અને કવર પ્લેટના સોફ્ટ કનેક્શનનું વેલ્ડીંગ, કવર પ્લેટ સીલિંગ વેલ્ડીંગ, સીલિંગ નેઇલ વેલ્ડીંગ, વગેરે. લેસર વેલ્ડીંગ એ પ્રિઝમેટિક પાવર બેટરી માટે મુખ્ય વેલ્ડીંગ પદ્ધતિ છે. તેની ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતા, સારી શક્તિ સ્થિરતા, ઉચ્ચ વેલ્ડીંગ ચોકસાઇ, સરળ વ્યવસ્થિત એકીકરણ અને અન્ય ઘણા ફાયદાઓને કારણે,લેસર વેલ્ડીંગપ્રિઝમેટિક એલ્યુમિનિયમ શેલ લિથિયમ બેટરીની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં બદલી ન શકાય તેવી છે. ભૂમિકા

મેવેન 4-અક્ષ ઓટોમેટિક ગેલ્વેનોમીટર પ્લેટફોર્મફાઇબર લેસર વેલ્ડીંગ મશીન

ટોપ કવર સીલની વેલ્ડીંગ સીમ ચોરસ એલ્યુમિનિયમ શેલ બેટરીમાં સૌથી લાંબી વેલ્ડીંગ સીમ છે અને તે વેલ્ડીંગ સીમ પણ છે જે વેલ્ડ કરવામાં સૌથી લાંબો સમય લે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, લિથિયમ બેટરી ઉત્પાદન ઉદ્યોગ ઝડપથી વિકસિત થયો છે, અને ટોચના કવર સીલિંગ લેસર વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા તકનીક અને તેના સાધનોની તકનીક પણ ઝડપથી વિકસિત થઈ છે. વેલ્ડીંગની વિવિધ ગતિ અને સાધનોની કામગીરીના આધારે, અમે ટોચના કવર લેસર વેલ્ડીંગ સાધનો અને પ્રક્રિયાઓને આશરે ત્રણ યુગમાં વિભાજીત કરીએ છીએ. તે 1.0 યુગ (2015-2017) વેલ્ડિંગ ગતિ <100mm/s સાથે, 100-200mm/s સાથે 2.0 યુગ (2017-2018), અને 200-300mm/s સાથે 3.0 યુગ (2019-) છે. નીચેના સમયના માર્ગ સાથે ટેક્નોલોજીના વિકાસને રજૂ કરશે:

1. ટોપ કવર લેસર વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીનો 1.0 યુગ

વેલ્ડીંગ ઝડપ＜100mm/s

2015 થી 2017 સુધી, નીતિઓ દ્વારા સંચાલિત સ્થાનિક નવા ઊર્જા વાહનોમાં વિસ્ફોટ થવાનું શરૂ થયું, અને પાવર બેટરી ઉદ્યોગ વિસ્તરણ કરવાનું શરૂ કર્યું. જો કે, સ્થાનિક સાહસોની તકનીકી સંચય અને પ્રતિભા અનામત હજુ પણ પ્રમાણમાં નાના છે. સંબંધિત બેટરી ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ અને સાધનસામગ્રીની તકનીકો પણ તેમના પ્રારંભિક તબક્કામાં છે, અને સાધનોના ઓટોમેશનની ડિગ્રી પ્રમાણમાં ઓછી છે, સાધન ઉત્પાદકોએ હમણાં જ પાવર બેટરીના ઉત્પાદન પર ધ્યાન આપવાનું શરૂ કર્યું છે અને સંશોધન અને વિકાસમાં રોકાણ વધારવાનું શરૂ કર્યું છે. આ તબક્કે, ચોરસ બેટરી લેસર સીલિંગ સાધનો માટે ઉદ્યોગની ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા જરૂરિયાતો સામાન્ય રીતે 6-10PPM છે. સાધનસામગ્રીનું સોલ્યુશન સામાન્ય રીતે 1kw ફાઇબર લેસરનો ઉપયોગ કરે છેલેસર વેલ્ડીંગ હેડ(ચિત્રમાં બતાવ્યા પ્રમાણે), અને વેલ્ડીંગ હેડ સર્વો પ્લેટફોર્મ મોટર અથવા રેખીય મોટર દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે. હલનચલન અને વેલ્ડીંગ, વેલ્ડીંગ ઝડપ 50-100mm/s.

બેટરી કોર ટોપ કવરને વેલ્ડ કરવા માટે 1kw લેસરનો ઉપયોગ કરવો

માંલેસર વેલ્ડીંગપ્રક્રિયા, વેલ્ડીંગની પ્રમાણમાં ઓછી ઝડપ અને વેલ્ડના પ્રમાણમાં લાંબા થર્મલ સાયકલ સમયને કારણે, પીગળેલા પૂલમાં વહેવા અને નક્કર થવા માટે પૂરતો સમય હોય છે, અને રક્ષણાત્મક ગેસ પીગળેલા પૂલને વધુ સારી રીતે આવરી શકે છે, જે તેને સરળ અને સરળ બનાવવા માટે સરળ બનાવે છે. સંપૂર્ણ સપાટી, સારી સુસંગતતા સાથે વેલ્ડ, નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે.

ટોચના કવરની ઓછી-સ્પીડ વેલ્ડીંગ માટે વેલ્ડ સીમ બનાવે છે

સાધનસામગ્રીના સંદર્ભમાં, ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા ઊંચી ન હોવા છતાં, સાધનસામગ્રીનું માળખું પ્રમાણમાં સરળ છે, સ્થિરતા સારી છે, અને સાધનોની કિંમત ઓછી છે, જે આ તબક્કે ઉદ્યોગના વિકાસની જરૂરિયાતોને સારી રીતે પૂર્ણ કરે છે અને અનુગામી તકનીકી માટે પાયો નાખે છે. વિકાસ ના

તેમ છતાં ટોચના કવર સીલિંગ વેલ્ડીંગ 1.0 યુગમાં સરળ સાધન ઉકેલ, ઓછી કિંમત અને સારી સ્થિરતાના ફાયદા છે. પરંતુ તેની સહજ મર્યાદાઓ પણ ખૂબ જ સ્પષ્ટ છે. સાધનસામગ્રીના સંદર્ભમાં, મોટર ચલાવવાની ક્ષમતા વધુ ઝડપ વધારવાની માંગને પૂરી કરી શકતી નથી; ટેક્નોલોજીના સંદર્ભમાં, વેલ્ડીંગની ઝડપ અને લેસર પાવર આઉટપુટને વધુ વેગ આપવા માટે વેલ્ડીંગની પ્રક્રિયામાં અસ્થિરતા અને ઉપજમાં ઘટાડો થશે: ઝડપમાં વધારો વેલ્ડીંગ થર્મલ સાયકલના સમયને ટૂંકાવે છે, અને મેટલ ગલન પ્રક્રિયા વધુ તીવ્ર બને છે, સ્પેટર વધે છે, અશુદ્ધિઓ માટે અનુકૂલનક્ષમતા વધુ ખરાબ થશે, અને સ્પેટર છિદ્રો બનવાની શક્યતા વધુ છે. તે જ સમયે, પીગળેલા પૂલના ઘનકરણનો સમય ટૂંકો કરવામાં આવે છે, જેના કારણે વેલ્ડની સપાટી ખરબચડી બનશે અને સુસંગતતામાં ઘટાડો થશે. જ્યારે લેસર સ્પોટ નાનું હોય છે, ત્યારે હીટ ઇનપુટ મોટું હોતું નથી અને સ્પેટરને ઘટાડી શકાય છે, પરંતુ વેલ્ડનો ઊંડાઈ-થી-પહોળાઈનો ગુણોત્તર મોટો હોય છે અને વેલ્ડની પહોળાઈ પૂરતી હોતી નથી; જ્યારે લેસર સ્પોટ મોટો હોય છે, ત્યારે વેલ્ડની પહોળાઈ વધારવા માટે મોટી લેસર પાવરને ઇનપુટ કરવાની જરૂર પડે છે. મોટું, પરંતુ તે જ સમયે તે વેલ્ડિંગ સ્પેટરમાં વધારો અને વેલ્ડની નબળી સપાટી બનાવતી ગુણવત્તા તરફ દોરી જશે. આ તબક્કે ટેકનિકલ સ્તર હેઠળ, વધુ સ્પીડ-અપનો અર્થ એ છે કે કાર્યક્ષમતા માટે ઉપજની આપલે થવી જોઈએ, અને સાધનો અને પ્રક્રિયા તકનીક માટે અપગ્રેડની જરૂરિયાતો ઉદ્યોગની માંગ બની ગઈ છે.

2. ટોપ કવરનો 2.0 યુગલેસર વેલ્ડીંગટેકનોલોજી

વેલ્ડીંગ ઝડપ 200mm/s

2016 માં, ઓટોમોબાઈલ પાવર બેટરીની ચીનની સ્થાપિત ક્ષમતા આશરે 30.8GWh હતી, 2017 માં તે લગભગ 36GWh હતી, અને 2018 માં, વધુ વિસ્ફોટની શરૂઆત થઈ, સ્થાપિત ક્ષમતા 57GWh સુધી પહોંચી, જે વાર્ષિક ધોરણે 57% નો વધારો થયો. નવી ઉર્જા પેસેન્જર વાહનોએ પણ લગભગ 10 લાખનું ઉત્પાદન કર્યું છે, જે વાર્ષિક ધોરણે 80.7% નો વધારો છે. સ્થાપિત ક્ષમતામાં વિસ્ફોટની પાછળ લિથિયમ બેટરી ઉત્પાદન ક્ષમતાનું પ્રકાશન છે. નવી ઉર્જા પેસેન્જર વ્હીકલ બેટરીઓ સ્થાપિત ક્ષમતાના 50% થી વધુ હિસ્સો ધરાવે છે, જેનો અર્થ એ પણ થાય છે કે બેટરી પ્રદર્શન અને ગુણવત્તા માટે ઉદ્યોગની જરૂરિયાતો વધુને વધુ કડક બનશે, અને તેની સાથે મેન્યુફેક્ચરિંગ ઇક્વિપમેન્ટ ટેક્નોલોજી અને પ્રોસેસ ટેક્નોલોજીમાં સુધારાઓ પણ નવા યુગમાં પ્રવેશ્યા છે. : સિંગલ-લાઇન ઉત્પાદન ક્ષમતાની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે, ટોચના કવર લેસર વેલ્ડીંગ સાધનોની ઉત્પાદન ક્ષમતા 15-20PPM સુધી વધારવાની જરૂર છે, અને તેનીલેસર વેલ્ડીંગઝડપ 150-200mm/s સુધી પહોંચવાની જરૂર છે. તેથી, ડ્રાઇવ મોટર્સના સંદર્ભમાં, વિવિધ સાધનોના ઉત્પાદકો પાસે લીનિયર મોટર પ્લેટફોર્મ અપગ્રેડ કરવામાં આવ્યું છે જેથી તેની ગતિ પદ્ધતિ લંબચોરસ ટ્રેજેક્ટરી 200mm/s એકસમાન સ્પીડ વેલ્ડીંગ માટે ગતિ પ્રદર્શન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે; જો કે, હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ હેઠળ વેલ્ડીંગની ગુણવત્તાને કેવી રીતે સુનિશ્ચિત કરવી તે માટે આગળની પ્રક્રિયામાં સફળતાની જરૂર છે, અને ઉદ્યોગની કંપનીઓએ ઘણા સંશોધનો અને અભ્યાસો હાથ ધર્યા છે: 1.0 યુગની તુલનામાં, 2.0 યુગમાં હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ દ્વારા સામનો કરવામાં આવતી સમસ્યા છે: સામાન્ય વેલ્ડીંગ હેડ દ્વારા સિંગલ પોઈન્ટ લાઇટ સોર્સને આઉટપુટ કરવા માટે સામાન્ય ફાઈબર લેસરો, પસંદગી 200mm/s જરૂરિયાતને પૂરી કરવી મુશ્કેલ છે.

મૂળ ટેકનિકલ સોલ્યુશનમાં, વેલ્ડીંગની રચનાની અસર માત્ર વિકલ્પોને ગોઠવીને, સ્પોટના કદને સમાયોજિત કરીને અને લેસર પાવર જેવા મૂળભૂત પરિમાણોને સમાયોજિત કરીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે: જ્યારે નાની જગ્યા સાથે ગોઠવણીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે, વેલ્ડીંગ પૂલનો કીહોલ નાનો હશે. , પૂલનો આકાર અસ્થિર હશે, અને વેલ્ડીંગ અસ્થિર બનશે. સીમ ફ્યુઝન પહોળાઈ પણ પ્રમાણમાં નાની છે; મોટા લાઇટ સ્પોટ સાથે રૂપરેખાંકનનો ઉપયોગ કરતી વખતે, કીહોલ વધશે, પરંતુ વેલ્ડીંગ પાવર નોંધપાત્ર રીતે વધશે, અને સ્પેટર અને બ્લાસ્ટ હોલ રેટ નોંધપાત્ર રીતે વધશે.

સૈદ્ધાંતિક રીતે, જો તમે હાઇ-સ્પીડની વેલ્ડ રચના અસરને સુનિશ્ચિત કરવા માંગો છોલેસર વેલ્ડીંગટોચના કવરમાંથી, તમારે નીચેની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવાની જરૂર છે:

① વેલ્ડીંગ સીમમાં પૂરતી પહોળાઈ હોય છે અને વેલ્ડીંગ સીમ ઊંડાઈ-થી-પહોળાઈનો ગુણોત્તર યોગ્ય છે, જેના માટે જરૂરી છે કે પ્રકાશ સ્ત્રોતની હીટ એક્શન રેન્જ પૂરતી મોટી હોય અને વેલ્ડીંગ લાઈનની ઉર્જા વાજબી શ્રેણીમાં હોય;

② વેલ્ડ સરળ છે, જેને વેલ્ડિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન વેલ્ડનો થર્મલ ચક્ર સમય પૂરતો લાંબો હોવો જરૂરી છે જેથી પીગળેલા પૂલમાં પૂરતી પ્રવાહીતા હોય અને વેલ્ડ રક્ષણાત્મક ગેસના રક્ષણ હેઠળ સરળ મેટલ વેલ્ડમાં ઘન બને;

③ વેલ્ડ સીમ સારી સુસંગતતા અને થોડા છિદ્રો અને છિદ્રો ધરાવે છે. આ માટે જરૂરી છે કે વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, લેસર વર્કપીસ પર સ્થિર રીતે કાર્ય કરે છે, અને ઉચ્ચ-ઊર્જા બીમ પ્લાઝ્મા સતત જનરેટ થાય છે અને પીગળેલા પૂલની અંદરની બાજુએ કાર્ય કરે છે. પીગળેલા પૂલ પ્લાઝ્મા પ્રતિક્રિયા બળ હેઠળ "કી" ઉત્પન્ન કરે છે. "છિદ્ર", કીહોલ પર્યાપ્ત મોટા અને પર્યાપ્ત સ્થિર છે, જેથી ઉત્પન્ન થયેલ ધાતુની વરાળ અને પ્લાઝ્મા બહાર કાઢવા અને ધાતુના ટીપાં બહાર લાવવા માટે સરળ નથી, સ્પ્લેશ બનાવે છે, અને કીહોલની આસપાસ પીગળેલા પૂલને તૂટી પડવું અને ગેસનો સમાવેશ કરવો સરળ નથી. . જો વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન વિદેશી વસ્તુઓ સળગાવવામાં આવે અને વાયુઓ વિસ્ફોટક રીતે છોડવામાં આવે તો પણ, મોટા કીહોલ વિસ્ફોટક વાયુઓના પ્રકાશન માટે વધુ અનુકૂળ છે અને ધાતુના છાંટા અને છિદ્રો ઘટાડે છે.

ઉપરોક્ત મુદ્દાઓના જવાબમાં, બેટરી ઉત્પાદન કંપનીઓ અને ઉદ્યોગમાં સાધનસામગ્રી ઉત્પાદક કંપનીઓએ વિવિધ પ્રયાસો અને પ્રથાઓ કરી છે: જાપાનમાં દાયકાઓથી લિથિયમ બેટરીનું ઉત્પાદન વિકસાવવામાં આવ્યું છે, અને સંબંધિત ઉત્પાદન તકનીકોએ આગેવાની લીધી છે.

2004 માં, જ્યારે ફાઇબર લેસર ટેક્નોલોજી હજુ સુધી વ્યાપકપણે વ્યવસાયિક રીતે લાગુ કરવામાં આવી ન હતી, ત્યારે પેનાસોનિકે મિશ્ર આઉટપુટ માટે એલડી સેમિકન્ડક્ટર લેસર અને પલ્સ લેમ્પ-પમ્પ્ડ YAG લેસરોનો ઉપયોગ કર્યો (આ યોજના નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવી છે).

મલ્ટિ-લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી અને વેલ્ડીંગ હેડ સ્ટ્રક્ચરનો સ્કીમ ડાયાગ્રામ

સ્પંદનીય દ્વારા જનરેટ થયેલ હાઇ-પાવર ડેન્સિટી લાઇટ સ્પોટYAG લેસરએક નાની જગ્યા સાથેનો ઉપયોગ વર્કપીસ પર કાર્ય કરવા માટે વેલ્ડીંગ છિદ્રો પેદા કરવા માટે થાય છે જેથી વેલ્ડીંગ પર્યાપ્ત પ્રવેશ મેળવી શકાય. તે જ સમયે, LD સેમિકન્ડક્ટર લેસરનો ઉપયોગ વર્કપીસને પહેલાથી ગરમ કરવા અને વેલ્ડ કરવા માટે CW સતત લેસર પ્રદાન કરવા માટે થાય છે. વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન પીગળેલા પૂલ મોટા વેલ્ડીંગ છિદ્રો મેળવવા, વેલ્ડીંગ સીમની પહોળાઈ વધારવા અને વેલ્ડીંગ છિદ્રોના બંધ થવાના સમયને લંબાવવા માટે વધુ ઉર્જા પ્રદાન કરે છે, પીગળેલા પૂલમાં ગેસને બહાર નીકળવામાં મદદ કરે છે અને વેલ્ડીંગની છિદ્રાળુતા ઘટાડે છે. સીમ, નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે

હાઇબ્રિડનું યોજનાકીય આકૃતિલેસર વેલ્ડીંગ

આ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને,YAG લેસરોઅને માત્ર થોડાક સો વોટ પાવરવાળા LD લેસરોનો ઉપયોગ પાતળા લિથિયમ બેટરીના કેસોને 80mm/s ની ઊંચી ઝડપે વેલ્ડ કરવા માટે કરી શકાય છે. વેલ્ડીંગ અસર આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે છે.

વિવિધ પ્રક્રિયા પરિમાણો હેઠળ વેલ્ડ મોર્ફોલોજી

ફાઇબર લેસરોના વિકાસ અને ઉદય સાથે, ફાઇબર લેસરોએ સારી બીમ ગુણવત્તા, ઉચ્ચ ફોટોઇલેક્ટ્રિક રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા, લાંબુ જીવન, સરળ જાળવણી અને ઉચ્ચ શક્તિ જેવા તેમના ઘણા ફાયદાઓને કારણે ધીમે ધીમે લેસર મેટલ પ્રોસેસિંગમાં સ્પંદિત YAG લેસરોનું સ્થાન લીધું છે.

તેથી, ઉપરોક્ત લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ સોલ્યુશનમાં લેસર સંયોજન ફાઇબર લેસર + LD સેમિકન્ડક્ટર લેસરમાં વિકસ્યું છે, અને લેસર પણ વિશિષ્ટ પ્રોસેસિંગ હેડ (વેલ્ડીંગ હેડ આકૃતિ 7 માં બતાવેલ છે) દ્વારા કોએક્સિલી આઉટપુટ છે. વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, લેસર એક્શન મિકેનિઝમ સમાન છે.

સંયુક્ત લેસર વેલ્ડીંગ સંયુક્ત

આ યોજનામાં, સ્પંદનીયYAG લેસરવધુ સારી બીમ ગુણવત્તા, વધુ શક્તિ અને સતત આઉટપુટ સાથે ફાઇબર લેસર દ્વારા બદલવામાં આવે છે, જે વેલ્ડીંગની ઝડપમાં ઘણો વધારો કરે છે અને સારી વેલ્ડીંગ ગુણવત્તા પ્રાપ્ત કરે છે (વેલ્ડીંગ અસર આકૃતિ 8 માં દર્શાવવામાં આવી છે). આ પ્લાન પણ તેથી, તે કેટલાક ગ્રાહકો દ્વારા પસંદ કરવામાં આવે છે. હાલમાં, આ સોલ્યુશનનો ઉપયોગ પાવર બેટરી ટોપ કવર સીલિંગ વેલ્ડીંગના ઉત્પાદનમાં થાય છે, અને 200mm/s ની વેલ્ડીંગ ઝડપ સુધી પહોંચી શકે છે.

હાઇબ્રિડ લેસર વેલ્ડીંગ દ્વારા ટોપ કવર વેલ્ડનો દેખાવ

જો કે દ્વિ-તરંગલંબાઇ લેસર વેલ્ડીંગ સોલ્યુશન હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગની વેલ્ડ સ્થિરતાને હલ કરે છે અને બેટરી સેલ ટોપ કવરના હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગની વેલ્ડ ગુણવત્તાની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે, તેમ છતાં સાધનસામગ્રી અને પ્રક્રિયાના પરિપ્રેક્ષ્યમાં આ સોલ્યુશનમાં હજુ પણ કેટલીક સમસ્યાઓ છે.

સૌ પ્રથમ, આ સોલ્યુશનના હાર્ડવેર ઘટકો પ્રમાણમાં જટિલ છે, જેમાં બે અલગ-અલગ પ્રકારના લેસરો અને ખાસ દ્વિ-તરંગલંબાઇવાળા લેસર વેલ્ડીંગ સાંધાનો ઉપયોગ જરૂરી છે, જે સાધનોના રોકાણ ખર્ચમાં વધારો કરે છે, સાધનસામગ્રીની જાળવણીની મુશ્કેલીમાં વધારો કરે છે, અને સંભવિત સાધનોની નિષ્ફળતામાં વધારો કરે છે. પોઈન્ટ;

બીજું, દ્વિ-તરંગલંબાઇલેસર વેલ્ડીંગવપરાયેલ સંયુક્ત લેન્સના બહુવિધ સેટથી બનેલું છે (જુઓ આકૃતિ 4). પાવર લોસ સામાન્ય વેલ્ડીંગ સાંધા કરતા વધુ હોય છે, અને ડ્યુઅલ-વેવલન્થ લેસરના કોક્સિયલ આઉટપુટની ખાતરી કરવા માટે લેન્સની સ્થિતિને યોગ્ય સ્થિતિમાં ગોઠવવાની જરૂર છે. અને નિશ્ચિત ફોકલ પ્લેન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાથી, લાંબા ગાળાની હાઇ-સ્પીડ કામગીરી, લેન્સની સ્થિતિ ઢીલી થઈ શકે છે, જેના કારણે ઓપ્ટિકલ પાથમાં ફેરફાર થાય છે અને વેલ્ડીંગની ગુણવત્તાને અસર થાય છે, જેને મેન્યુઅલ રી-એડજસ્ટમેન્ટની જરૂર પડે છે;

ત્રીજું, વેલ્ડીંગ દરમિયાન, લેસર પ્રતિબિંબ ગંભીર હોય છે અને સરળતાથી સાધનો અને ઘટકોને નુકસાન પહોંચાડે છે. ખાસ કરીને ખામીયુક્ત ઉત્પાદનોની મરામત કરતી વખતે, સરળ વેલ્ડ સપાટી મોટી માત્રામાં લેસર પ્રકાશને પ્રતિબિંબિત કરે છે, જે સરળતાથી લેસર એલાર્મનું કારણ બની શકે છે, અને સમારકામ માટે પ્રોસેસિંગ પરિમાણોને સમાયોજિત કરવાની જરૂર છે.

ઉપરોક્ત સમસ્યાઓ હલ કરવા માટે, આપણે અન્વેષણ કરવાનો બીજો રસ્તો શોધવો પડશે. 2017-2018માં, અમે ઉચ્ચ-આવર્તન સ્વિંગનો અભ્યાસ કર્યોલેસર વેલ્ડીંગબેટરી ટોપ કવરની ટેકનોલોજી અને તેને પ્રોડક્શન એપ્લિકેશનમાં પ્રમોટ કરી. લેસર બીમ હાઇ-ફ્રિકવન્સી સ્વિંગ વેલ્ડીંગ (ત્યારબાદ સ્વિંગ વેલ્ડીંગ તરીકે ઓળખાય છે) 200mm/s ની બીજી વર્તમાન હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા છે.

હાઇબ્રિડ લેસર વેલ્ડીંગ સોલ્યુશનની સરખામણીમાં, આ સોલ્યુશનના હાર્ડવેર ભાગને માત્ર ઓસીલેટીંગ લેસર વેલ્ડીંગ હેડ સાથે સામાન્ય ફાઈબર લેસરની જરૂર પડે છે.

wobble wobble વેલ્ડીંગ હેડ

વેલ્ડીંગ હેડની અંદર એક મોટર-સંચાલિત પ્રતિબિંબીત લેન્સ છે, જે ડિઝાઇન કરેલ ટ્રેજેક્ટરી પ્રકાર (સામાન્ય રીતે ગોળાકાર, S-આકારના, 8-આકારના, વગેરે), સ્વિંગ કંપનવિસ્તાર અને આવર્તન અનુસાર સ્વિંગ કરવા માટે લેસરને નિયંત્રિત કરવા માટે પ્રોગ્રામ કરી શકાય છે. વિવિધ સ્વિંગ પરિમાણો વેલ્ડીંગ ક્રોસ સેક્શનને વિવિધ આકાર અને વિવિધ કદમાં બનાવી શકે છે.

વિવિધ સ્વિંગ ટ્રેજેકટ્રીઝ હેઠળ મેળવેલ વેલ્ડ

ઉચ્ચ-આવર્તન સ્વિંગ વેલ્ડીંગ હેડને વર્કપીસ વચ્ચેના અંતર સાથે વેલ્ડ કરવા માટે રેખીય મોટર દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે. સેલ શેલની દિવાલની જાડાઈ અનુસાર, યોગ્ય સ્વિંગ ટ્રેજેક્ટરી પ્રકાર અને કંપનવિસ્તાર પસંદ કરવામાં આવે છે. વેલ્ડીંગ દરમિયાન, સ્ટેટિક લેસર બીમ માત્ર વી આકારના વેલ્ડ ક્રોસ સેક્શનની રચના કરશે. જો કે, સ્વિંગ વેલ્ડીંગ હેડ દ્વારા સંચાલિત, બીમ સ્પોટ ફોકલ પ્લેન પર વધુ ઝડપે સ્વિંગ કરે છે, જે ગતિશીલ અને ફરતી વેલ્ડીંગ કીહોલ બનાવે છે, જે યોગ્ય વેલ્ડ ડેપ્થ-ટુ-પહોળાઈ રેશિયો મેળવી શકે છે;

ફરતી વેલ્ડીંગ કીહોલ વેલ્ડને હલાવી દે છે. એક તરફ, તે ગેસ બહાર નીકળવામાં મદદ કરે છે અને વેલ્ડ છિદ્રોને ઘટાડે છે, અને વેલ્ડ વિસ્ફોટ બિંદુમાં પિનહોલ્સને સુધારવા પર ચોક્કસ અસર કરે છે (આકૃતિ 12 જુઓ). બીજી તરફ, વેલ્ડ મેટલને વ્યવસ્થિત રીતે ગરમ અને ઠંડુ કરવામાં આવે છે. પરિભ્રમણ વેલ્ડની સપાટીને નિયમિત અને વ્યવસ્થિત ફિશ સ્કેલ પેટર્ન બનાવે છે.

સ્વિંગ વેલ્ડીંગ સીમ રચના

વિવિધ સ્વિંગ પરિમાણો હેઠળ દૂષણને રંગવા માટે વેલ્ડની અનુકૂલનક્ષમતા

ઉપરોક્ત મુદ્દાઓ ટોચના કવરના હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ માટે ત્રણ મૂળભૂત ગુણવત્તા આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે. આ સોલ્યુશનના અન્ય ફાયદા છે:

① મોટાભાગની લેસર પાવર ડાયનેમિક કીહોલમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવતી હોવાથી, બાહ્ય છૂટાછવાયા લેસરમાં ઘટાડો થાય છે, તેથી માત્ર એક નાની લેસર પાવરની જરૂર પડે છે, અને વેલ્ડીંગ હીટ ઇનપુટ પ્રમાણમાં ઓછું હોય છે (સંયુક્ત વેલ્ડીંગ કરતાં 30% ઓછું), જે સાધનોને ઘટાડે છે. નુકશાન અને ઊર્જા નુકશાન;

② સ્વિંગ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિ વર્કપીસની એસેમ્બલી ગુણવત્તા માટે ઉચ્ચ અનુકૂલનક્ષમતા ધરાવે છે અને એસેમ્બલી સ્ટેપ્સ જેવી સમસ્યાઓને કારણે થતી ખામીઓને ઘટાડે છે;

③ સ્વિંગ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિ વેલ્ડ છિદ્રો પર મજબૂત રિપેર અસર ધરાવે છે, અને બેટરી કોર વેલ્ડ છિદ્રોને સુધારવા માટે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવાનો ઉપજ દર અત્યંત ઊંચો છે;

④ આ સિસ્ટમ સરળ છે, અને સાધનો ડિબગીંગ અને જાળવણી સરળ છે.

3. ટોપ કવર લેસર વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીનો 3.0 યુગ

વેલ્ડીંગ ઝડપ 300mm/s

નવી ઉર્જા સબસિડી સતત ઘટી રહી હોવાથી, બેટરી મેન્યુફેક્ચરિંગ ઉદ્યોગની લગભગ સમગ્ર ઔદ્યોગિક સાંકળ લાલ સમુદ્રમાં પડી ગઈ છે. ઉદ્યોગ પણ ફેરબદલના સમયગાળામાં પ્રવેશી ગયો છે, અને સ્કેલ અને તકનીકી લાભો ધરાવતી અગ્રણી કંપનીઓનું પ્રમાણ વધુ વધ્યું છે. પરંતુ તે જ સમયે, "ગુણવત્તામાં સુધારો, ખર્ચ ઘટાડવો અને કાર્યક્ષમતા વધારવી" એ ઘણી કંપનીઓની મુખ્ય થીમ બની જશે.

ઓછી અથવા કોઈ સબસિડી વિનાના સમયગાળામાં, માત્ર ટેક્નોલોજીના પુનરાવર્તિત અપગ્રેડ્સને હાંસલ કરીને, ઉચ્ચ ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા હાંસલ કરીને, એક બેટરીની ઉત્પાદન કિંમતમાં ઘટાડો કરીને અને ઉત્પાદનની ગુણવત્તામાં સુધારો કરીને આપણે સ્પર્ધામાં જીતવાની વધારાની તક મેળવી શકીએ છીએ.

હેનનું લેસર બેટરી સેલ ટોપ કવર માટે હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી પર સંશોધનમાં રોકાણ કરવાનું ચાલુ રાખે છે. ઉપર રજૂ કરાયેલી અનેક પ્રક્રિયા પદ્ધતિઓ ઉપરાંત, તે બેટરી સેલ ટોપ કવર માટે એન્યુલર સ્પોટ લેસર વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી અને ગેલ્વેનોમીટર લેસર વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી જેવી અદ્યતન ટેકનોલોજીનો પણ અભ્યાસ કરે છે.

ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં વધુ સુધારો કરવા માટે, 300mm/s અને વધુ ઝડપે ટોપ કવર વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીનું અન્વેષણ કરો. હેનના લેસરે 2017-2018માં સ્કેનિંગ ગેલ્વેનોમીટર લેસર વેલ્ડીંગ સીલિંગનો અભ્યાસ કર્યો, ગેલ્વેનોમીટર વેલ્ડીંગ દરમિયાન વર્કપીસના મુશ્કેલ ગેસ પ્રોટેક્શનની તકનીકી મુશ્કેલીઓને તોડીને અને નબળી વેલ્ડ સપાટીની રચનાની અસર, અને 400-500mm/s હાંસલ કરી.લેસર વેલ્ડીંગસેલ ટોપ કવરની. 26148 બેટરી માટે વેલ્ડીંગ માત્ર 1 સેકન્ડ લે છે.

જો કે, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાને લીધે, કાર્યક્ષમતા સાથે મેળ ખાતા સહાયક સાધનો વિકસાવવા અત્યંત મુશ્કેલ છે અને સાધનોની કિંમત વધારે છે. તેથી, આ ઉકેલ માટે કોઈ વધુ વ્યાપારી એપ્લિકેશન વિકાસ હાથ ધરવામાં આવ્યો ન હતો.

ના વધુ વિકાસ સાથેફાઇબર લેસરટેક્નોલોજી, નવા હાઇ-પાવર ફાઇબર લેસરો કે જે સીધા રિંગ-આકારના લાઇટ સ્પોટ્સને આઉટપુટ કરી શકે છે તે લોન્ચ કરવામાં આવ્યા છે. આ પ્રકારનું લેસર સ્પેશિયલ મલ્ટી-લેયર ઓપ્ટિકલ ફાઈબર દ્વારા પોઈન્ટ-રિંગ લેસર સ્પોટનું આઉટપુટ કરી શકે છે અને આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે સ્પોટ આકાર અને પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશનને એડજસ્ટ કરી શકાય છે.

વિવિધ સ્વિંગ ટ્રેજેકટ્રીઝ હેઠળ મેળવેલ વેલ્ડ

ગોઠવણ દ્વારા, લેસર પાવર ઘનતા વિતરણને સ્પોટ-ડોનટ-ટોફેટ આકારમાં બનાવી શકાય છે. આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે આ પ્રકારના લેસરને કોરોના નામ આપવામાં આવ્યું છે.

એડજસ્ટેબલ લેસર બીમ (અનુક્રમે: કેન્દ્ર પ્રકાશ, કેન્દ્ર પ્રકાશ + રિંગ લાઇટ, રિંગ લાઇટ, બે રિંગ લાઇટ)

2018 માં, એલ્યુમિનિયમ શેલ બેટરી સેલ ટોપ કવરના વેલ્ડીંગમાં આ પ્રકારના બહુવિધ લેસરોની એપ્લિકેશનનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું, અને કોરોના લેસરના આધારે, બેટરી સેલ ટોપ કવરના લેસર વેલ્ડીંગ માટે 3.0 પ્રોસેસ ટેકનોલોજી સોલ્યુશન પર સંશોધન શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું. જ્યારે કોરોના લેસર પોઈન્ટ-રીંગ મોડ આઉટપુટ કરે છે, ત્યારે તેના આઉટપુટ બીમની પાવર ડેન્સિટી ડિસ્ટ્રિબ્યુશન લાક્ષણિકતાઓ સેમિકન્ડક્ટર + ફાઈબર લેસરના સંયુક્ત આઉટપુટ જેવી જ હોય ​​છે.

વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, ઉચ્ચ શક્તિની ઘનતા સાથે કેન્દ્ર બિંદુ પ્રકાશ પર્યાપ્ત વેલ્ડીંગ ઘૂંસપેંઠ (હાઇબ્રીડ વેલ્ડીંગ સોલ્યુશનમાં ફાઇબર લેસરના આઉટપુટની જેમ) મેળવવા માટે ઊંડા ઘૂંસપેંઠ વેલ્ડીંગ માટે કીહોલ બનાવે છે અને રીંગ લાઇટ વધુ ગરમીનું ઇનપુટ પ્રદાન કરે છે, કીહોલને મોટું કરો, કીહોલની કિનારે પ્રવાહી ધાતુ પર ધાતુની વરાળ અને પ્લાઝ્માની અસરને ઘટાડે છે, પરિણામી ધાતુના સ્પ્લેશને ઘટાડે છે, અને વેલ્ડના થર્મલ ચક્રનો સમય વધારવો, પીગળેલા પૂલમાં ગેસને બહાર નીકળવામાં મદદ કરે છે. વધુ સમય, હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓની સ્થિરતામાં સુધારો (હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ સોલ્યુશન્સમાં સેમિકન્ડક્ટર લેસરોના આઉટપુટની જેમ).

પરીક્ષણમાં, અમે પાતળી-દિવાલોવાળી શેલ બેટરીઓ વેલ્ડ કરી અને જાણવા મળ્યું કે વેલ્ડના કદની સુસંગતતા સારી હતી અને આકૃતિ 18 માં બતાવ્યા પ્રમાણે પ્રક્રિયા ક્ષમતા CPK સારી હતી.

દિવાલની જાડાઈ 0.8mm સાથે બેટરી ટોપ કવર વેલ્ડીંગનો દેખાવ (વેલ્ડીંગ સ્પીડ 300mm/s)

હાર્ડવેરની દ્રષ્ટિએ, હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ સોલ્યુશનથી વિપરીત, આ સોલ્યુશન સરળ છે અને તેને બે લેસર અથવા ખાસ હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ હેડની જરૂર નથી. તેને માત્ર સામાન્ય સામાન્ય ઉચ્ચ-શક્તિ લેસર વેલ્ડીંગ હેડની જરૂર છે (કેમ કે માત્ર એક જ ઓપ્ટિકલ ફાઈબર સિંગલ વેવલેન્થ લેસરને આઉટપુટ કરે છે, લેન્સનું માળખું સરળ છે, કોઈ ગોઠવણની જરૂર નથી, અને પાવર લોસ ઓછો છે), તેને ડીબગ અને જાળવવાનું સરળ બનાવે છે. , અને સાધનોની સ્થિરતામાં ઘણો સુધારો થયો છે.

હાર્ડવેર સોલ્યુશનની સરળ સિસ્ટમ ઉપરાંત અને બેટરી સેલ ટોપ કવરની હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા ઉપરાંત, આ સોલ્યુશનના પ્રોસેસ એપ્લિકેશન્સમાં અન્ય ફાયદા છે.

પરીક્ષણમાં, અમે 300mm/s ની ઊંચી ઝડપે બેટરીના ટોચના કવરને વેલ્ડિંગ કર્યું, અને તેમ છતાં સારી વેલ્ડિંગ સીમ બનાવતી અસરો પ્રાપ્ત કરી. તદુપરાંત, 0.4, 0.6 અને 0.8 મીમીની વિવિધ દિવાલની જાડાઈવાળા શેલો માટે, ફક્ત લેસર આઉટપુટ મોડને સમાયોજિત કરીને, સારી વેલ્ડીંગ કરી શકાય છે. જો કે, દ્વિ-તરંગલંબાઇ લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ સોલ્યુશન્સ માટે, વેલ્ડીંગ હેડ અથવા લેસરનું ઓપ્ટિકલ રૂપરેખાંકન બદલવું જરૂરી છે, જે વધુ સાધનો ખર્ચ અને ડીબગીંગ સમય ખર્ચ લાવશે.

તેથી, બિંદુ-રિંગ સ્પોટલેસર વેલ્ડીંગસોલ્યુશન માત્ર 300mm/s પર અલ્ટ્રા-હાઈ-સ્પીડ ટોપ કવર વેલ્ડીંગ પ્રાપ્ત કરી શકતું નથી અને પાવર બેટરીની ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે. બેટરી મેન્યુફેક્ચરિંગ કંપનીઓ માટે કે જેને વારંવાર મોડલમાં ફેરફારની જરૂર હોય છે, આ સોલ્યુશન સાધનો અને ઉત્પાદનોની ગુણવત્તામાં પણ ઘણો સુધારો કરી શકે છે. સુસંગતતા, મોડલ ફેરફાર અને ડીબગીંગ સમય ટૂંકો.

દિવાલની જાડાઈ 0.4mm સાથે બેટરી ટોપ કવર વેલ્ડીંગનો દેખાવ (વેલ્ડીંગ સ્પીડ 300mm/s)

દિવાલની જાડાઈ 0.6mm સાથે બેટરી ટોપ કવર વેલ્ડીંગનો દેખાવ (વેલ્ડીંગ સ્પીડ 300mm/s)

થિન-વોલ સેલ વેલ્ડીંગ માટે કોરોના લેસર વેલ્ડ પેનિટ્રેશન - પ્રક્રિયા ક્ષમતાઓ

ઉપર દર્શાવેલ કોરોના લેસર ઉપરાંત, AMB લેસરો અને ARM લેસરોમાં સમાન ઓપ્ટિકલ આઉટપુટ લાક્ષણિકતાઓ છે અને તેનો ઉપયોગ લેસર વેલ્ડ સ્પેટરને સુધારવા, વેલ્ડની સપાટીની ગુણવત્તા સુધારવા અને હાઇ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ સ્થિરતા સુધારવા જેવી સમસ્યાઓ ઉકેલવા માટે થઈ શકે છે.

4. સારાંશ

ઉપરોક્ત ઉલ્લેખિત વિવિધ ઉકેલો તમામ સ્થાનિક અને વિદેશી લિથિયમ બેટરી ઉત્પાદક કંપનીઓ દ્વારા વાસ્તવિક ઉત્પાદનમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. વિવિધ ઉત્પાદન સમય અને વિવિધ તકનીકી પૃષ્ઠભૂમિને લીધે, ઉદ્યોગમાં વિવિધ પ્રક્રિયા ઉકેલોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, પરંતુ કંપનીઓને કાર્યક્ષમતા અને ગુણવત્તા માટે ઉચ્ચ જરૂરિયાતો હોય છે. તે સતત સુધારી રહ્યું છે, અને ટેક્નોલોજીમાં મોખરે રહેલી કંપનીઓ દ્વારા ટૂંક સમયમાં વધુ નવી તકનીકો લાગુ કરવામાં આવશે.

ચીનનો નવો ઉર્જા બેટરી ઉદ્યોગ પ્રમાણમાં મોડો શરૂ થયો છે અને રાષ્ટ્રીય નીતિઓને કારણે ઝડપથી વિકાસ પામ્યો છે. સમગ્ર ઉદ્યોગ શૃંખલાના સંયુક્ત પ્રયાસો સાથે સંબંધિત તકનીકોએ આગળ વધવાનું ચાલુ રાખ્યું છે, અને ઉત્કૃષ્ટ આંતરરાષ્ટ્રીય કંપનીઓ સાથેના અંતરને વ્યાપકપણે ઘટાડ્યું છે. સ્થાનિક લિથિયમ બેટરી સાધનોના ઉત્પાદક તરીકે, મેવેન સતત તેના પોતાના ફાયદાના ક્ષેત્રોની શોધ કરી રહ્યું છે, બેટરી પેક સાધનોના પુનરાવર્તિત અપગ્રેડમાં મદદ કરી રહ્યું છે અને નવા ઊર્જા ઊર્જા સંગ્રહ બેટરી મોડ્યુલ પેકના સ્વચાલિત ઉત્પાદન માટે વધુ સારા ઉકેલો પૂરા પાડે છે.