솔루션 요약
이종 재료 용접: 알루미늄 호일 부스바와 구리 바
소개
배터리 시스템 제조업체얇은 알루미늄 및 동박 응용 분야를 위한 비용 효율적이고 빠르며 안정적인 용접 방법이 필요합니다. 비접촉식 레이저 용접은 매력적인 옵션을 제공하지만 과거에는 포일 두께가 200μm 미만인 경우에는 사용할 수 없었습니다. 이는 기존 광섬유 레이저 소스가 필요한 공간 분포로 출력을 전달할 수 없었기 때문입니다. 특히, 고출력 파이버 레이저는 상단 포일 시트에 손상을 초래한 반면, 저출력 파이버 레이저는 적절한 용접 침투를 달성하지 못했습니다.조정 가능한 링 모드(ARM) 파이버 레이저 단일 모드 센터 빔을 사용하면 이러한 한계를 극복할 수 있습니다.
프로세스
배터리 모듈 생산의 일반적인 작업은 얇은 알루미늄 부스바를 두꺼운 구리 바에 중첩 용접하여 여러 배터리를 전기 직렬로 연결하는 것입니다. 테스트는 0.2mm 두께의 알루미늄 시트(상단)를 1.5mm 두께의 구리 막대(하단)에 용접하여 수행되었습니다. 25μm/170μm(중앙 빔/링 빔) 프로세스 파이버와 작업 표면에서 3배 확대된 빔을 생성하는 원격 용접 스캐너 광학 장치와 함께 HighLight FL4000CSM-ARM 소스가 사용되었습니다. 중앙빔 파워는 500~800W, 링 파워는 1000~1200W였다. 레이저 파워는 0.18~0.32초 동안 인가됐다. 중앙과 링 빔의 전력은 독립적으로 제어되었습니다.
결과
얇은 알루미늄 호일을 손상시키지 않고 고품질의 완전 관통 용접이 달성되었습니다(그림 2 참조). 이 공정에서는 스패터가 발생하지 않았으며 필러 와이어를 사용할 필요가 없었습니다. 이러한 긍정적인 결과의 이유는 다음과 같습니다.ARM 레이저링 빔으로 키홀 용접 깊이를 안정화합니다. 높은 밝기(에너지 밀도는 높지만 총 에너지는 낮음)를 갖는 단일 모드 센터 빔은 과도한 열 유입으로 인한 재료 손상 없이 실제 용접을 수행합니다. 마지막으로, 독립적으로 제어되는 링 전력의 감소를 통해 재료가 제어된 방식으로 냉각될 수 있으므로 용접 풀 난류가 최소화되고 스패터가 제거됩니다.
신청분야
얇은 호일 및 열에 민감한 재료의 레이저 용접배터리그리고e-모빌리티 애플리케이션.여기에는 배터리 산업의 구리 포일 스택 및 포일-탭 용접, 알루미늄 시트-구리 바 용접이 포함됩니다.
그림 1: 조정 가능한 링 모드(ARM) - 독립적으로 제어 가능한 링 및 중앙 빔
그림 2:구리-알루미늄 용접의 단면.