方形点胶头(锂电池顶盖-壳体激光焊接不良简析之爆点)

Posted 2023-05-28

篇首语：著论准过秦，作赋拟子虚。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了方形点胶头(锂电池顶盖-壳体激光焊接不良简析之爆点)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

方形点胶头(锂电池顶盖-壳体激光焊接不良简析之爆点)

激光焊接中，焊接的质量与优率一直是各大锂电池生产商中关注的重点，而同时，设备的稳定性也是关系到电池生产效率与优率的关键。

在锂电池电池的生产中，占据主导地位的激光器供应商仍然是进口的激光器居多，大多以IPG、通快、相干等，国内的激光器供应商，如华工、大族、海目星、联赢、锐科等，但是作为设备的使用者来说，大多数时候，焊接的优率确实对设备维护人员是一大考验，然生产中常见的一些激光工艺问题，接下来我们一起来分享。

目前方形铝壳电池的生产中，顶盖周边焊的焊接质量，对于电池组装生产影响十分关键，目前做到最好的生产优率，能达到99.5%（针对方形铝壳电池，壳体厚度0.6mm），但大部分的时候，都只能维持在97.5~98.5%左右，实际生产中，焊缝优率影响最大的还是以爆点和针孔比较多，紧随其后的比如虚焊、偏光等。。。

焊接时爆点的分析：

焊缝爆点

爆点形成的原因，目前各家电池生产商对于此现象形成的原因，众说纷纭，都没能给出一个十分完整的解答，下面总结的其中的一部分原因（以IPG 2000/2000 AMB激光器为例）。

杂质污染：在生产中认为，焊缝处爆点产生的直接原因来源于焊缝被污染了；

针对该现象，确实有很大的嫌疑。为何如此说呢？原因来源于方形铝壳电池生产中一个转接片的涂胶（某生产基地的实际情况）。

因为涂胶时，涂胶的胶嘴流出的胶，在高温下融化，但遇到空气又会凝固，但是点胶头在上升的过程中，与下方的转接片涂的胶，残留了极细的胶丝，虽然不多，但经过日积月累，设备上积累到的胶丝在电池的转运过程中，接触了铝壳顶盖，经过包Mylar、入壳、预焊等工序后，来到了顶盖周边焊，结果满焊的优率，直接从平常的98%左右，一路下降到了95.5%左右，爆点处经过放大镜观察，存在一些肉眼观测不到的胶丝，并且爆点处的颜色，与正常焊缝有区别。

于是工程师在对前段设备进行维护与检修，并组织设备5S维护，该现象得以改善，故此一些工程师认为污染是引起爆点的直接；

水分：一部分工程师认为，爆点产生的原因，缘于壳体来料的水分。

因为在观察大量的爆点，分析大小、颜色、位置等之后，相关工程师发现，除去明显污染引起的爆点，大部分的爆点颜色都为铝合金的颜色相近，故认为是因为水分在激光的高温下，快速蒸发并且等离子化，形成了气体，导致焊缝冷却时，气室的形成，让熔化的铝液，没法填充回去，形成的爆点。

为此，工程师发现一个现象，在电芯生产中，凡是生产员工手工投料进行激光焊接时，焊缝的优率直线下降，并且观察爆点周边时发现，有指纹存在，然后让生产员工带上橡胶手套，继续投料，爆点情况减少，但是过一段时间，又出现了较多的焊接爆点，检查发现，员工虽然戴上了橡胶手套，但是橡胶手套不透气，手套里面已经有大量的小水珠，并且因为反复拿电池，橡胶手套部分已破裂，焊缝处又因为有水分的存在，爆点增多，故工程师认为水分是爆点产生的另外一个重要原因；

激光器光学系统：生产员工与工程师在长期的观察中发现，在每一个班进行生产时，对激光焊接系统中，更换准直保护镜片，能够让不良品的数量明显减少，保护镜片在更换完成的1~2小时内，焊接爆点的出现概率非常小，大约出现数量为3~10个/2000pcs，但是在3~4小时，4~6小时，6~8小时等阶段，爆点的数量开始成倍增长，于是工程师做了联系一周的统计，对保护镜片4小时左右进行更换，比8小时更换保护镜片，不良品产生的数量要下降0.5~0.8%，经过分析，认为是激光焊接时，出射头在焊接中，保护镜片受到焊接粉尘以及焊渣的污染，降低了激光束的质量，甚至影响了光路，导致焊接爆点的出现。

由于这些相对比较容易观察到的原因，经过工程师的一系列改善举措，焊接的优率确实得到了改善。

比如说为了去除壳体的水分，对壳体进行热风辅吹，预热焊缝的同时，还减少壳体的水分；

一部分对激光束进行了调整，让光斑变大，使得焊缝能提前得到预热，这就需要改变激光出射头的一部分配置，相对有效果的，聚焦镜的焦距变大；

这些方法都可以对焊接爆点的现象有所改善，但始终无法完全消除，激光焊接的工艺，还需要更进一步，或许不久的将来，会有更好的解决方法。