1.激光焊接在锂离子电池制造领域的应用

按照焊接发生的位置，激光焊在锂离子电池制造中主要有6个应用领域：

• 盖板防爆阀焊接

• 极柱焊接

• 壳体封口焊接（周边焊）

• 注液孔（密封钉）焊接

• 极耳与连接片焊接/连接片与盖板焊接

• 汇流排焊接

盖板防爆阀和极柱焊接属于锂离子电池原材料领域；

周边焊，密封钉焊接，极耳与连接片焊接/连接片与盖板焊接属于锂离子电池制造领域；

汇流排焊接属于模组PACK工厂。

涉及到的焊接材料主要是铝合金和紫铜，一般是1系和3系的铝合金，特殊位置采用紫铜。

焊接方式有拼焊和叠焊两种。

2.激光焊接原理

激光焊接是使用激光器产生的激光束作为焊接热源，以机器人或其它机构作为运动载体的非接触式加工工艺。

使用时将激光束照射在需要焊接的部位，激光束照射的部分由于激光能量的作用开始升温，待温度提高，至焊接材料的熔点时，焊接材料熔化，而形成液态熔池。

之后激光束沿一定的方向移动，沿着激光束的方向，熔池随之形成，而之前形成的熔池随着时间逐渐降温，直至冷却凝固，最终形成了焊缝，从而达到焊接的目的。

按照激光功率密度的大小，激光焊接又可以分为2种：热导焊和深熔焊。

热导焊的激光功率密度的范围是为 104-106W/cm2。

待焊接材料表面吸收照射激光的能量升温而熔化，之后能量继续向材料表面下方下一定深度热传导，进而形成液态熔池后冷却形成焊缝。

热导焊的熔深较浅。

深熔焊的激光功率密度大于106W/cm2。

待焊接材料表面迅速升温直到熔池汽化蒸发形成匙孔，匙孔内部的高温高压迫使匙孔周边金属熔化并向四周转移。

之后匙孔随着激光束一起沿着焊接方向移动，匙孔移动后留下的空隙被液态熔池快速填充并冷却形成焊缝。

深熔焊的熔深较深。

3.激光焊接的常见异常

激光焊接的常见异常有：气孔，裂纹，咬边，飞溅和焊渣。

激光焊接常见异常

• Cracking：裂纹

• Expelled material, crater：飞溅，坑洞

• Weld spatter：焊渣

• Incomplete fusion：未完全熔合

• Undercut：咬边

• Pores：气孔

• Misalignment：错位

3.1气孔

气孔包括冶金型气孔和工艺性气孔。

冶金型气孔是由氢气在不同物态铝合金的溶解度差异引起的，气孔主要为氢气孔。

工艺性气孔是由激光深熔焊接的匙孔不稳定性引起的，当光致等离子体造成激光深熔焊接的匙孔坍塌时，匙孔中的氢气、保护气等气体无法及时逸出，被滞留在熔池中形成气孔。

3.2裂纹

激光连续焊接中产生的裂纹主要是热裂纹，如结晶裂纹、液化裂纹等，产生的原因主要是焊缝在完全凝固之前产生较大的收缩力而造成的，填丝、预热等措施可以减少或消除裂。

3.3咬边

咬边缺陷的成因是熔池中熔融金属向后流动的速度过快，小孔后部指向焊缝中心的液态金属来不及重新分布，在焊缝两侧凝固就会形成咬边。尤其是焊接速度过快时，咬边缺陷更加显著。

接头装配间隙过大，填缝熔化金属减少，也容易产生咬边。激光焊结束时，如果能量下降时间过快，小孔容易塌陷，导致局部咬边，控制功率和速度相匹配可以很好解决咬边的产生。

3.4飞溅

当激光焊接能量密度过大时，铝合金焊件吸收激光能量快速熔化甚至汽化，熔池中的蒸气压力过大，蒸气喷出熔池，并带出少量的熔池液体形成飞溅。

来源：锂电解码