揭秘動力電池激光焊接加工工藝

激光焊接加工是目前高檔電池焊接的主要方法，激光焊接是用高能激光束照射工件，工作溫度急劇上升，工件熔化并重新連接形成永久連接的過程。激光焊接的剪切強度和撕裂強度良好，電池的導電性、強度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性是典型的焊接質量評價標準。

　　影響激光焊接加工質量的因素很多，其中一些非常不穩(wěn)定。如何準確設置和控制這些參數，使其在高速連續(xù)激光焊接過程當中控制在合適的范圍內，以保證焊接質量。焊縫成形的可靠性和穩(wěn)定性是關系到激光焊接技術實用化和產業(yè)化的重要問題，影響激光焊接質量的主要因素是焊接設備、工件條件和工藝參數。

激光焊接加工設備：對激光質量最重要的要求是光束模式、輸出功率及其穩(wěn)定性。光束模式是光束質量的主要指標。光束模式的階數越低，光斑越小，光束的聚焦性能越好，相同激光功率下的功率密度越高，焊縫深度和寬度越大。

工件條件：激光焊接加工要求點焊和焊縫嚴格對中，裝配精度高，而且在焊接過程當中不會因為焊接熱變形而改變工件原有的裝配精度和點對中。如果裝配不嚴，間隙過大，橫梁可以通過間隙而不可熔化母材，或者造成明顯的咬邊和凹陷。如果焊點與焊縫的偏差稍大，可能會造成未熔合或未焊透。因此，一般情況下，板材的對接裝配間隙和點對縫偏差不應大于0.1mm，錯邊不應大于0.2 mm。

　　激光焊接加工參數：對激光焊接加工方式和焊縫成形穩(wěn)定性的影響，重要的焊接參數是激光光斑的功率密度，它對焊接模式和焊縫成形穩(wěn)定性有如下影響：隨著激光光斑功率密度由小變大，順序為穩(wěn)定導熱焊接、模式不穩(wěn)定焊接和穩(wěn)定深熔焊接。當光束模式和聚焦鏡的焦距固定時，激光光斑的功率密度主要由激光功率和光束焦點的位置決定，激光功率密度與激光功率成正比。然而，焦點位置的影響有一個理想值。當光束焦點在工件表層以下某一位置時，可以獲得理想的焊縫。偏離理想焦點位置，工件表層的光斑會變大，造成功率密度下降，在一定程度上會改變焊接過程。

　　應該注意的是，激光焊接加工是一種熔化工藝。這意味著兩個基板在激光焊接過程當中會熔化。這個過程很快，所以總的熱量輸入很低。但是由于這是一個熔化過程，在焊接不同材料時，可能會形成易碎的高電阻金屬間化合物。鋁銅結合特別容易形成金屬間化合物，這些化合物已被證明對微電子器件搭接接頭的短期電性能和長期機械性能有負面影響，這些金屬間化合物對鋰電池長期性能的影響尚不確定。