解决方案简介

简介

电池系统制造商需要经济高效、快速且可靠的焊接方法，用于薄铝和铜箔应用场景。 非接触式激光焊接对他们来说是一个颇具吸引力的选择，但是在过去，当箔厚度小于 200 µm 时却无法使用。 这是因为现有的光纤激光源无法在必要的空间分布下提供能量。 具体来说，高功率光纤激光器会造成顶部箔片的损坏，而低功率光纤激光器则无法达到足够的焊透深度。 可调环模光纤激光器 (ARM) 使用单模中心光束克服了这些限制。

工艺

电池模块生产中的一项常见任务是通过将较薄的铝汇流排重叠焊接到较粗的铜条上，实现多个电池的电气串联。 测试内容为将 0.2 mm 厚的铝片（顶部）焊接到 1.5 mm 厚的铜条（底部）上。 测试采用了 HighLight FL4000CSM-ARM 光源，它具有 25 µm/170 µm（中心光束/环形光束）工艺光纤以及远程焊接扫描头，可在工作表面上将光束放大 3 倍。 中心光束功率为 500-800 W，环形光束功率为 1000-1200 W。施加激光功率的时间为 0.18-0.32 秒。 中心光束和环形光束的功率是独立控制的。

成果

在不损坏薄铝箔的情况下，实现了高质量的全渗透焊接（见图 2）。 该过程不会产生飞溅，也不需要使用填充焊丝。 取得这些积极成果的原因在于 ARM 激光器利用环形光束稳定了匙孔焊接深度。单模中心光束具有高亮度（能量密度高但总能量低），执行实际焊接时不会因引入过多热量而损坏材料。 最后，受独立控制的环形光束的功率缓慢下降，使得材料能够以受控方式得到冷却，从而更大程度地减少了焊池湍流并消除了飞溅。 

应用领域

用于电池和电动汽车应用场景的薄箔和热敏材料的激光焊接。 这包括电池行业中的铜箔和铜箔组与极耳的焊接，以及铝片与铜条的焊接。