Les batteries électriques fournissent de l’énergie aux automobiles et déterminent en grande partie la sécurité, la fiabilité et la durabilité des automobiles. Le processus de fabrication des cellules et modules de batterie de puissance est largement utilisé dans le soudage laser, un processus spécial, AIAG CQI-15 stipule les exigences particulières du processus de soudage laser dans l'industrie des voitures particulières.
En prenant comme exemple les cellules à coque carrée couramment utilisées dans les batteries de puissance, il existe le soudage laser du couvercle des vannes antidéflagrantes, le soudage laser des pôles, le soudage laser du couvercle et de la coque, etc. Le soudage laser des alliages d'aluminium est une partie très importante du processus de fabrication. Processus de soudage au laser en alliage d'aluminium, il est facile de produire un point d'éclatement, une porosité, des fissures de soudure, une profondeur de fusion dépassant les pauvres, une largeur de fusion dépassant les pauvres et d'autres phénomènes non qualifiés, par conséquent, la nécessité de définir l'impact des éléments non qualifiés, d'analyser l'impact des conséquences de l'impact (degré de dommage), comprendre de manière non qualifiée le mécanisme qui produit le soudage laser, et ainsi prendre des mesures efficaces pour améliorer la qualité du soudage laser de l'étape de production en série et la cohérence du soudage laser, pour améliorer le rendement de la chaîne de production, en réduisant le nombre d'échecs de soudage, en réduisant le coût des déchets de matériaux.
Défaillances courantes du soudage au laser (partie)
01 Pannes courantes de soudage de joints de valve antidéflagrants de batterie
La valve antidéflagrante est une feuille ronde d'aluminium pur (1060 ou 3003) d'une épaisseur de 0,08 ~ 0,1 mm. Lors du soudage avec un laser à fibre infrarouge, en raison de la réflectivité élevée de l'aluminium solide au laser infrarouge et du matériau très fin, par exemple, le processus de soudage n'est pas approprié, la valve antidéflagrante du processus de soudage au laser a tendance à trop cuire. perforation ou trous de soufflage, de sorte qu'il perd la fonction de décompression et antidéflagrant.
Défaillance potentielle 1 : Dépassement/Fusion
Raison : lors de l'utilisation du soudage au laser infrarouge, étant donné que la surface de l'alliage d'aluminium solide a une réflectivité élevée au laser infrarouge, utilisez donc souvent une puissance laser plus élevée et la valve antidéflagrante 0.08 ~ Une épaisseur de 0,1 mm est trop petite, il est facile de fondre.
Suggestion de solution : Choisissez les paramètres de processus de soudage appropriés pour obtenir une augmentation rapide et une diminution lente de la puissance laser et contrôler l'apport de chaleur. Adoptez une forme d'onde avec une pointe avant et atténuez de manière exponentielle. La pointe avant peut augmenter le taux d'absorption du laser par le matériau en aluminium, et l'onde d'atténuation exponentielle ultérieure peut empêcher la perforation provoquée par une densité de puissance trop élevée.
Défaillance potentielle 2 : trous soufflés
Causes : Causé par la fuite de gaz du bain de fusion pendant le processus de soudage au laser.
Sources de gaz : 1) Les couvercles des batteries électriques et les valves antidéflagrantes sont des pièces d'estampage fines et épaisses, sujettes aux lubrifiants résiduels et aux liquides de nettoyage après le traitement. Dans la densité de puissance élevée de l'effet laser, ces liquides se vaporisent très facilement et flottent à la surface du bain de fusion, éclatant en même temps, produisant beaucoup d'éclaboussures et laissant un cratère à la surface de la soudure, la formation d'évents. 2) le rapport largeur/épaisseur de la vanne antidéflagrante atteint généralement environ 30, en raison de la chaleur de la soudure et il est très facile de produire une déformation thermique, ce qui entraîne des vannes antidéflagrantes et le couvercle supérieur de l'ensemble. espace en présence d’une grande quantité d’air. Soudage de ces dilatations thermiques de l'air résiduel, pulvérisation hors du bain de fusion, formation d'évents.
Solutions suggérées : 1) Nettoyer soigneusement le couvercle et la valve antidéflagrante avant de souder ; 2) Optimisez le processus de soudage avec le soudage pré-par points + le soudage par couture, et évitez la déformation et la déformation par soudage par points pour réduire les défauts d'évent.
02 Défaillance courante du soudage des pôles de la batterie
Lorsque la batterie de puissance est regroupée, la liaison entre les pôles positif et négatif et le bloc adaptateur est réalisée par soudure laser.
Défaillances potentielles : trous de soufflage
Cause : La soudure du poteau est la surface de contact entre l'adaptateur en aluminium et le poteau d'un diamètre d'environ 6 mm, elle est donc très sujette aux impuretés résiduelles telles que les lubrifiants et les produits de nettoyage. La chaleur du soudage au laser provoque la vaporisation rapide des impuretés laissées sur le pôle et le gaz s'échappe du bain de fusion, entraînant des évents.
Solutions suggérées : 1) Nettoyer soigneusement avant de souder pour éliminer les impuretés du gaz ; 2) Optimiser le processus de soudage pour réduire les évents grâce à la lente montée en puissance. Optimisez le processus de soudage conventionnel en un seul passage en un soudage à deux passages, un premier soudage à faible puissance pour préchauffer le matériau et les gaz d'échappement, un deuxième soudage à haute puissance pour atteindre la profondeur de fusion requise.
03 Défaillance de soudure de la coque et du couvercle de la batterie
La coque de la batterie de puissance est principalement utilisée en alliage d'aluminium Al3003, son épaisseur est généralement comprise entre 0,6 et 0,8 mm, le soudage laser continu de fibre de petite puissance couramment utilisé. Le principal problème de qualité de la soudure laser est la porosité, qui réduira l'étanchéité de la batterie.
Échec potentiel : porosité
Solution recommandée : La porosité est principalement un type métallurgique de porosité provoquée par un film d'oxyde ou la décomposition de la vapeur d'eau. La réduction de la puissance du laser et l'augmentation de la vitesse de soudage réduisent la porosité jusqu'à un maximum de 1,1 %. Afin de réduire davantage la porosité, il est recommandé d’utiliser un laser à miroir vibrant au lieu du soudage par points au laser pulsé. L'effet de brassage du trou de serrure sur le bain fondu peut accélérer la fuite des bulles, ce qui peut éliminer presque complètement la porosité de la soudure scellée.
Le soudage au laser de la batterie de puissance est un processus spécial, tous les aspects de la perte de contrôle peuvent affecter sa propre sécurité, ses performances et sa durée de vie ainsi que celles du véhicule. Une compréhension et une maîtrise complètes du processus de soudage laser des batteries de puissance, ainsi que l'introduction systématique des meilleures pratiques de supervision de la qualité du processus de soudage laser constituent la base pour garantir un taux de qualification élevé et une cohérence du soudage laser au stade de la production de masse.
La deuxième édition de la norme d'évaluation des systèmes de processus de soudage CQI-15 publiée en 2020 est devenue la norme en matière de processus de soudage au laser et de surveillance de la qualité pour les principaux fabricants de l'industrie des batteries électriques, et constitue également une norme de référence importante pour les passagers grand public. aux constructeurs automobiles de reconnaître le système de qualité et le processus de soudage au laser des fabricants de batteries électriques.
