Các lỗi thường gặp và cách khắc phục trong hàn laser

Hàn laser

Trong những năm gần đây, nhờ sự phát triển nhanh chóng của ngành năng lượng mới, hàn laser đã nhanh chóng thâm nhập vào toàn bộ ngành năng lượng mới nhờ ưu điểm nhanh và ổn định.Trong số đó, thiết bị hàn laser chiếm tỷ lệ ứng dụng cao nhất trong toàn bộ ngành năng lượng mới.

Hàn laser đã nhanh chóng trở thành sự lựa chọn hàng đầu trong mọi tầng lớp xã hội do tốc độ nhanh, độ sâu lớn và biến dạng nhỏ.Từ các mối hàn điểm đến các mối hàn đối đầu, các mối hàn dựng và hàn kín, hàn laser mang lại độ chính xác và khả năng kiểm soát tuyệt vời.Nó đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất và chế tạo công nghiệp, bao gồm công nghiệp quân sự, chăm sóc y tế, hàng không vũ trụ, phụ tùng ô tô 3C, kim loại tấm cơ khí, năng lượng mới và các ngành công nghiệp khác.

So với các công nghệ hàn khác, hàn laser có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

Lợi thế:

1. Tốc độ nhanh, độ sâu lớn và biến dạng nhỏ.

2. Hàn có thể được thực hiện ở nhiệt độ bình thường hoặc trong các điều kiện đặc biệt, và thiết bị hàn rất đơn giản.Ví dụ, chùm tia laser không trôi trong trường điện từ.Laser có thể hàn trong chân không, không khí hoặc môi trường khí nhất định và có thể hàn các vật liệu xuyên qua thủy tinh hoặc trong suốt với chùm tia laser.

3. Nó có thể hàn các vật liệu chịu lửa như titan và thạch anh, và cũng có thể hàn các vật liệu khác nhau với kết quả tốt.

4. Sau khi tia laser được tập trung, mật độ năng lượng cao.Tỷ lệ khung hình có thể đạt tới 5:1 và có thể đạt tới 10:1 khi hàn các thiết bị công suất cao.

5. Có thể thực hiện hàn vi mô.Sau khi chùm tia laser được tập trung, có thể thu được một điểm nhỏ và có thể định vị chính xác.Nó có thể được áp dụng để lắp ráp và hàn các phôi gia công siêu nhỏ và nhỏ để đạt được sản xuất hàng loạt tự động.

6. Nó có thể hàn các khu vực khó tiếp cận và thực hiện hàn đường dài không tiếp xúc, rất linh hoạt.Đặc biệt trong những năm gần đây, công nghệ xử lý laser YAG đã áp dụng công nghệ truyền dẫn cáp quang, giúp công nghệ hàn laser được quảng bá và ứng dụng rộng rãi hơn.

7. Chùm tia laser dễ dàng phân chia theo thời gian và không gian, đồng thời có thể xử lý nhiều chùm tia tại nhiều vị trí, tạo điều kiện để hàn chính xác hơn.

Khuyết điểm:

1. Yêu cầu độ chính xác lắp ráp của phôi phải cao và vị trí của chùm tia trên phôi không thể bị lệch đáng kể.Điều này là do kích thước điểm laser sau khi lấy nét nhỏ và đường hàn hẹp, gây khó khăn cho việc thêm vật liệu kim loại phụ.Nếu độ chính xác lắp ráp của phôi hoặc độ chính xác định vị của dầm không đáp ứng yêu cầu thì dễ xảy ra khuyết tật hàn.

2. Chi phí của tia laser và các hệ thống liên quan cao và số tiền đầu tư một lần lớn.

Các lỗi hàn laser thường gặp trong sản xuất pin lithium

1. Độ xốp hàn

Các khuyết tật thường gặp khi hàn laser là các lỗ rỗng.Bể nóng chảy hàn sâu và hẹp.Trong quá trình hàn laser, nitơ xâm nhập vào bể nóng chảy từ bên ngoài.Trong quá trình làm nguội và hóa rắn kim loại, độ hòa tan của nitơ giảm khi nhiệt độ giảm.Khi kim loại nóng chảy nguội đi và bắt đầu kết tinh, độ hòa tan sẽ giảm mạnh và đột ngột.Lúc này một lượng lớn khí sẽ kết tủa tạo thành bong bóng.Nếu tốc độ nổi của bong bóng nhỏ hơn tốc độ kết tinh kim loại sẽ tạo ra các lỗ rỗng.

Trong các ứng dụng trong ngành công nghiệp pin lithium, chúng ta thường thấy rằng lỗ chân lông đặc biệt có khả năng xảy ra trong quá trình hàn điện cực dương, nhưng hiếm khi xảy ra trong quá trình hàn điện cực âm.Điều này là do điện cực dương được làm bằng nhôm và điện cực âm được làm bằng đồng.Trong quá trình hàn, nhôm lỏng trên bề mặt đã ngưng tụ trước khi khí bên trong tràn ra hoàn toàn, ngăn không cho khí tràn ra và tạo thành các lỗ lớn nhỏ.Khí khổng nhỏ.

Ngoài các nguyên nhân gây ra lỗ chân lông nêu trên, lỗ chân lông còn bao gồm không khí ngoài trời, độ ẩm, dầu bề mặt,… Ngoài ra, hướng và góc thổi nitơ cũng sẽ ảnh hưởng đến sự hình thành lỗ chân lông.

Làm thế nào để giảm sự xuất hiện của lỗ chân lông hàn?

Đầu tiên, trước khi hàn, các vết dầu và tạp chất trên bề mặt vật liệu đến cần được làm sạch kịp thời;trong quá trình sản xuất pin lithium, việc kiểm tra nguyên liệu đầu vào là một quá trình thiết yếu.

Thứ hai, lưu lượng khí bảo vệ phải được điều chỉnh theo các yếu tố như tốc độ hàn, công suất, vị trí, v.v., không quá lớn cũng không quá nhỏ.Áp suất áo choàng bảo vệ phải được điều chỉnh theo các yếu tố như công suất laser và vị trí lấy nét, đồng thời không được quá cao cũng không quá thấp.Hình dạng của vòi phun áo choàng bảo vệ phải được điều chỉnh theo hình dạng, hướng và các yếu tố khác của mối hàn để áo choàng bảo vệ có thể bao phủ đều khu vực hàn.

Thứ ba, kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và bụi trong không khí trong nhà xưởng.Nhiệt độ và độ ẩm xung quanh sẽ ảnh hưởng đến độ ẩm trên bề mặt chất nền và khí bảo vệ, từ đó sẽ ảnh hưởng đến việc tạo ra và thoát hơi nước trong bể nóng chảy.Nếu nhiệt độ và độ ẩm môi trường quá cao, sẽ có quá nhiều độ ẩm trên bề mặt nền và khí bảo vệ, tạo ra một lượng hơi nước lớn, dẫn đến xuất hiện các lỗ rỗng.Nếu nhiệt độ và độ ẩm môi trường quá thấp sẽ có quá ít độ ẩm trên bề mặt nền và trong khí bảo vệ, làm giảm sự sinh ra hơi nước, từ đó làm giảm lỗ chân lông;để nhân viên chất lượng phát hiện giá trị mục tiêu của nhiệt độ, độ ẩm và bụi tại trạm hàn.

Thứ tư, phương pháp xoay chùm tia được sử dụng để thu nhỏ hoặc loại bỏ các lỗ rỗng trong hàn xuyên sâu bằng laser.Do có thêm chuyển động lắc trong quá trình hàn, chuyển động tịnh tiến của chùm tia tới đường hàn gây ra sự nóng chảy lặp đi lặp lại của một phần đường hàn, giúp kéo dài thời gian lưu trú của kim loại lỏng trong bể hàn.Đồng thời, độ lệch của chùm tia cũng làm tăng lượng nhiệt đầu vào trên một đơn vị diện tích.Tỷ lệ chiều sâu và chiều rộng của mối hàn giảm, tạo điều kiện cho sự xuất hiện của bong bóng, từ đó loại bỏ lỗ chân lông.Mặt khác, sự chuyển động của chùm tia làm cho lỗ nhỏ dao động tương ứng, điều này còn có thể tạo ra lực khuấy cho bể hàn, tăng độ đối lưu và khuấy trộn của bể hàn, đồng thời có tác dụng loại bỏ các lỗ rỗng.

Thứ năm, tần số xung, tần số xung đề cập đến số xung phát ra từ chùm tia laser trên một đơn vị thời gian, điều này sẽ ảnh hưởng đến lượng nhiệt đầu vào và sự tích tụ nhiệt trong bể nóng chảy, sau đó ảnh hưởng đến trường nhiệt độ và trường dòng chảy trong bể nóng chảy. hồ bơi.Nếu tần số xung quá cao sẽ dẫn đến lượng nhiệt đầu vào quá mức trong bể nóng chảy, khiến nhiệt độ của bể nóng chảy quá cao, tạo ra hơi kim loại hoặc các nguyên tố khác dễ bay hơi ở nhiệt độ cao, dẫn đến hình thành lỗ chân lông.Nếu tần số xung quá thấp sẽ dẫn đến tích tụ nhiệt trong bể nóng chảy không đủ, khiến nhiệt độ của bể nóng chảy quá thấp, làm giảm độ hòa tan và thoát khí, dẫn đến hình thành lỗ chân lông.Nói chung, tần số xung phải được chọn trong phạm vi hợp lý dựa trên độ dày lớp nền và công suất laser, đồng thời tránh quá cao hoặc quá thấp.