Od produkcji ogniw akumulatorów do akumulatorów PACK w grupach, spawanie jest bardzo ważnym procesem produkcyjnym, przewodność baterii litowej, wytrzymałość, szczelność, zmęczenie metalu i odporność na korozję to typowe kryteria oceny jakości spawania akumulatorów. Wybór metody spawania i procesu spawania wpłynie bezpośrednio na koszt akumulatora, jakość, bezpieczeństwo i konsystencję akumulatora.
Wśród wielu metod spawania, spawanie laserowe wyróżnia się następującymi zaletami: po pierwsze, spawanie laserowe ma wysoką gęstość energii, małe odkształcenia spawalnicze i małą strefę wpływu ciepła, co może skutecznie poprawić precyzję części, a szew spawalniczy jest gładki, wolny od zanieczyszczeń, jednolity i gęsty, bez dodatkowych prac szlifierskich;
Po drugie, spawanie laserowe może być dokładnie kontrolowane, mały punkt ogniskowania, precyzyjne pozycjonowanie, dzięki ramieniu robota można łatwo zrealizować automatyzację, poprawić wydajność spawania, skrócić roboczogodziny, obniżyć koszty; Ponadto spawanie laserowe cienkich blach lub drutów o małej średnicy nie będzie tak łatwe jak spawanie łukowe ze względu na problemy z topieniem.
Metody spawania akumulatorów do magazynowania energii obejmują głównie lutowanie falowe, zgrzewanie ultradźwiękowe, spawanie laserowe, spawanie laserowe różnych metali, z których spawanie laserowe jest obecnie najbardziej popularnymi metodami spawania.
Akumulator do przechowywania energii
Metody spawania akumulatorów energii:
- Spawanie falowe: zasadniczo połączenie spawania ultradźwiękowego i spawania laserowego;
- Spawanie ultradźwiękowe: zaletą tego programu jest proste spawanie, ale potrzeba więcej miejsca, objętość modułu do wydajności grupy będzie niższa;
- Spawanie laserowe: ten program jest obecnie najczęściej używany, ale struktura jest nieco inna;
- Odmienne spawanie laserowe metali: ta metoda spawania w grupie jest również bardzo wydajna, szybka prędkość produkcji.
Co to jest spawanie laserowe?
Spawanie laserowe odbywa się poprzez układ optyczny, wykorzystanie wysokiej gęstości energii wiązki laserowej jako źródła ciepła, wiązka laserowa zostanie skupiona na bardzo małym obszarze, w bardzo krótkim czasie, tak aby spawane miejsce utworzyło wysoce skoncentrowany obszar źródła ciepła energii, dzięki czemu spawany materiał topi się i tworzy stałą spoinę lub szew spawalniczy.
Spawanie laserowe jest nową metodą spawania, znajdującą się obecnie w fazie szybkiego rozwoju. Gdy stosuje się spawanie laserowe, strefa wpływu ciepła przedmiotu obrabianego jest niewielka; złącze spawane jest małe, a precyzja rozmiaru spawania jest wysoka; metoda spawania to spawanie bezdotykowe, nie jest potrzebna siła zewnętrzna, odkształcenie produktu jest niewielkie, jakość spawania jest wysoka, wydajność jest wysoka i łatwo jest zrealizować zautomatyzowaną produkcję.
Laserowe urządzenia spawalnicze do akumulatorów magazynujących energię
Struktura akumulatorów zwykle zawiera różnorodne materiały, takie jak stal, aluminium, miedź, nikiel itp. Metale te mogą być przetwarzane na elektrody, druty lub powłoki, dlatego niezależnie od tego, czy jest to materiał, czy różne materiały między spawaniem , proces spawania stawia wysokie wymagania.
Zaletą procesu spawania laserowego jest szeroki zakres materiałów, które można spawać oraz możliwość spawania pomiędzy różnymi materiałami.
Rodzaje spawania laserowego
Rodzaje spawania laserowego obejmują spawanie laserowe z przewodnictwem cieplnym i spawanie laserowe wgłębne. Główną różnicą między spawaniem przewodzonym a spawaniem wgłębnym jest gęstość mocy przykładana do powierzchni metalu w jednostce czasu, która ma różne wartości progowe dla różnych metali.
Trzy główne lasery powszechnie stosowane do spawania laserowego akumulatorów energii
Akumulator do przechowywania energii to całość złożona z urządzeń do przechowywania akumulatorów (od pojedynczego komponentu → moduł akumulatora → szafa akumulatorowa → jednostka magazynowania baterii → sprzęt do przechowywania akumulatorów), PCS i łącza filtrujące.
Pole spawania laserowego akumulatorów do magazynowania energii, obecne zastosowanie najbardziej pulsacyjnego lasera, lasera ciągłego, lasera quasi-ciągłego.
Laser pulsacyjny: laser YAG, laser MOPA;
Ciągły laser: ciągły laser półprzewodnikowy, ciągły laser światłowodowy;
Lasery quasi-ciągłe: seria laserów QCW.
W przypadku tych laserów można je rozumieć w następujący sposób: za pomocą młotka wbijać jeden po drugim kołek, który jest pulsacyjny; wciskanie kołka bezpośrednio ręką, co jest ciągłe; podczas wiercenia otworu wiertło wierci nieprzerwanie przez 10 sekund, odpoczywa przez jedną sekundę, a następnie ponownie wierci nieprzerwanie przez 10 sekund, odpoczywa przez kolejną sekundę, co nazywa się quasi-ciągłym.
Laser impulsowy odnosi się do lasera, którego szerokość pojedynczego impulsu laserowego jest mniejsza niż 0,25 sekundy i działa tylko raz na określony przedział czasu, który ma dużą moc wyjściową i nadaje się do znakowania laserowego, cięcia, wyznaczania odległości itp. NA.
Laser impulsowy Crylas{0}}nm
Typowe lasery pulsacyjne obejmują lasery z granatem itrowo-aluminiowym (YAG), lasery rubinowe i lasery ze szkła neodymowego wśród laserów na ciele stałym, a także lasery na cząsteczkach azotu i lasery ekscymerowe. Lasery impulsowe oparte są na zasadzie lasera YAG, o dużej energii pojedynczego impulsu i dużym poborze mocy, wymagającej regularnej wymiany materiałów eksploatacyjnych, takich jak lampy ksenonowe, które muszą być wyposażone w agregat chłodniczy.
Laser impulsowy 1550nm
Ten typ lasera jest bardzo dojrzałym laserem, koszt pojedynczej maszyny jest stosunkowo niski, jest również obecnie najczęściej stosowanym laserem do spawania metali, ponieważ w oparciu o zasadę lasera YAG cała branża jest ograniczona technicznymi warunki ograniczenia mocy lasera nie mogą być bardzo duże, konwencjonalne generalnie w granicach 500W, najwyższe w kraju na 1,000W, sprawność konwersji elektrooptycznej nie jest wysoka (około 13 proc.) . Wydajność konwersji elektrooptycznej nie jest wysoka (około 13 proc.).
Laser impulsowy
Laser ciągły to laser, który wytwarza światło w sposób ciągły, to znaczy ma stabilny stan pracy, czyli stan ustalony. Liczba cząstek na każdym poziomie energii i pole promieniowania we wnęce w laserze ciągłym mają stabilny rozkład.
Jego praca charakteryzuje się wzbudzaniem materiału roboczego i odpowiadającą mu mocą lasera, co może odbywać się w sposób ciągły przez długi okres czasu. Do tej kategorii należą lasery na ciele stałym wzbudzane ciągłym źródłem światła oraz lasery gazowe i lasery półprzewodnikowe zasilane ciągłym wzbudzaniem elektrycznym.
Ciągłe lasery
Ponieważ przegrzanie urządzenia jest często nieuniknione podczas ciągłej pracy, większość z nich wymaga odpowiednich środków chłodzących.
Lasery ciągłe oparte są na zasadzie lasera światłowodowego YLP, ponieważ mogą emitować światło w sposób ciągły ze stałą mocą (kiedy laser emituje światło wystarczająco szybko i w wystarczającej liczbie, jest podłączony do linii), energia wyjściowa lasera jest stała, stabilność lasera jest bardzo dobra, wzór plamki jest również bardzo dobry, a wydajność konwersji elektrooptycznej jest również bardzo wysoka (około 30 procent).
Ciągłe lasery
Lasery quasi-ciągłe (QCW), zwane także laserami długoimpulsowymi, wytwarzają impulsy rzędu ms przy współczynniku wypełnienia 10 procent. Daje to światłu impulsowemu moc szczytową ponad dziesięciokrotnie wyższą niż światło ciągłe, co jest bardzo korzystne w zastosowaniach takich jak wiercenie. W zależności od szerokości impulsu częstotliwość powtarzania może być modulowana do 500 Hz. Lasery QCW mogą pracować zarówno w trybie ciągłym, jak i impulsowym o dużej mocy szczytowej.
Lasery quasi-continuum
W przeciwieństwie do konwencjonalnych laserów ciągłych (CW), w których moc szczytowa i średnia są zawsze takie same zarówno w trybie CW, jak i CW/modulowanym, lasery QCW dostarczają do 10 razy więcej mocy szczytowej niż średnia moc w trybie impulsowym.
Umożliwia to zatem generowanie impulsów mikrosekundowych i milisekundowych o wysokich energiach przy częstotliwościach powtarzania od dziesiątek do tysięcy herców, przy średniej i szczytowej mocy kilku kilowatów.
Laser quasi-continuum
Urządzenia do spawania laserowego w zaletach spawania akumulatorów magazynujących energię:
- Proces spawania jest spawaniem bezdotykowym, proces spawania na listwie spawalniczej naprężenia wewnętrzne są ograniczone do minimum;
- proces spawania nie powoduje powstawania innych wycieków i innych uwalnianych substancji, co zapobiega wtórnemu zanieczyszczeniu;
- Spawanie o wysokiej wytrzymałości i szczelności, może zaspokoić potrzeby funkcjonalne;
- Spawanie laserowe może sprostać spawaniu między różnymi substancjami, może również realizować materiał membrany, może również realizować technologię łączenia między substancjami heterogenicznymi;
- Spawanie laserowe jest wygodne do integracji automatyzacji, może być również wykonane zgodnie z potrzebami wydajności do synchronizacji programu procesu spawania laserowego, wysoka wydajność, wewnętrzne naprężenia spawalnicze są niewielkie;
- Spawanie laserowe obejmuje prostą i wygodną konstrukcję, zmniejszając współczynnik trudności struktury formy;
- Proces spawania może osiągnąć cyfrowe inteligentne monitorowanie, aby spełnić potrzeby wizualizacji danych procesu spawania;
- Rodzaj rozwiązań procesowych spawania można skutecznie zintegrować ze zautomatyzowanymi liniami produkcyjnymi, aby zaspokoić potrzeby programu masowej produkcji, aby osiągnąć wydajną produkcję, niskie zużycie i inne cechy.
Kluczowa technologia spawania laserowego na linii produkcyjnej baterii litowych PACK
Spawarka laserowa z baterią litową Linia produkcyjna automatyki modułu baterii, ogólnie obejmująca ładowanie rdzenia, skanowanie, testowanie, czyszczenie, sortowanie, układanie modułów, wykrywanie układania i spawanie modułów, wykrywanie spawania, rozładowywanie modułów i inne procesy, system przenoszenia materiału, system adaptacyjny, system pozycjonowania wizyjnego, zarządzanie realizacją produkcji MES itp. to kluczowa technologia w całej linii produkcyjnej, ale także ważna forma produkcji do dostosowania do małej partii i wielogatunkowego wsparcia technicznego.
System przenoszenia materiałów
Od załadunku rdzenia do ostatecznego rozładunku modułu, cały transfer materiału odbywa się za pośrednictwem systemu przenoszenia materiału. System przenoszenia materiałów może również elastycznie rozbudowywać stanowiska robocze zgodnie z potrzebami dostosowania procesu, a przenoszenie między różnymi stanowiskami roboczymi nie wymaga obsługi człowieka. Płyta pozycjonująca moduł jest wyposażona w mechanizm regulacji rozmiaru produktu, który można dostosować do mocowania modułów o różnych rozmiarach i jest bardzo odpowiedni do potrzeb produkcji małoseryjnej i wielogatunkowej.
System adaptacyjny
W procesie produkcji modułów bateryjnych najczęściej spotykanymi typami ogniw są soft pack, kwadratowe i cylindryczne. Po ułożeniu ogniw o różnych rozmiarach w moduły o różnych rozmiarach, każdy proces należy dostosować za pomocą systemu adaptacyjnego, aby zapewnić połączenie całej linii, zwłaszcza w procesie spawania, który można dostosować tylko do modułów o różnych rozmiarach, aby ukończyć proces PACK modułu.
System adaptacyjny przyjmuje wieloosiowe połączenie kombinowane w celu wdrożenia pozycjonowania w obszarze przetwarzania produktu i kończy prace spawalnicze i przekazuje do następnego procesu bez żadnych ograniczeń przychodzących materiałów.
Wizualny system pozycjonowania
Czyszczenie powierzchni spawalniczej ogniwa akumulatora, znakowanie modułu, spawanie elementów zbieżnych jest zwykle wykonywane przez obróbkę laserową, montaż modułu akumulatora, często z dużymi tolerancjami wymiarowymi, trudno jest spełnić wymagania obróbki laserowej dotyczące rozmiaru pozycji szczeliny, co skutkuje szybki spadek jakości przetwarzania.
Wprowadzenie systemu pozycjonowania wizyjnego może zaspokoić zapotrzebowanie na dokładne pozycjonowanie, dokładność może osiągnąć ±0,05 mm, dzięki wizji akwizycji danych fotograficznych i przekazać odchylenie przychodzącego materiału do systemu sterowania, tak jak zrealizować pozycję przetwarzania o wysokiej precyzji pozycjonowania.
System zarządzania realizacją produkcji MES
MES Manufacturing Execution Management System ma otwartą platformę programistyczną, która może zakończyć wdrażanie i rozwój projektu MES zgodnie z potrzebami użytkownika w szybki i zwinny sposób w oparciu o podstawową platformę systemu, a siła robocza musi jedynie poprowadzić pracować zgodnie z instrukcjami parametrów MES i poprawiać istniejące informacje o ustawieniach produkcji po kompleksowych statystykach i analizach w postaci wykresów i wykresów.
Od załadunku rdzenia do ostatecznego rozładowania modułu, parametry, dane i inne przychodzące informacje każdego procesu mogą być szybko wyszukiwane i analizowane w odpowiednim czasie za pośrednictwem systemu MES, co naprawdę sprawia, że proces jest kontrolowany i wydajny.
Pakiet danych procesowych w procesie spawania laserowego jest bezpośrednio zintegrowany z systemem MES, aby ułatwić użytkownikom dzwonienie i przełączanie, cały zestaw systemu MES może bezpośrednio przekształcić linię produkcyjną w quasi-bezzałogowy warsztat produkcyjny, a pracownicy fizyczni muszą tylko uzupełniać materiały na peryferiach, co poprawia bezpieczeństwo.
Dzięki zastrzeżonemu przemysłowemu interfejsowi komunikacyjnemu użytkownicy mogą nie tylko realizować zdalne monitorowanie i zarządzanie, ale także skutecznie łączyć się z korporacyjnym systemem ERP, naprawdę realizując inteligentną i bogatą w informacje fabrykę.
