阿帕奇(北京)張婧：光纖激光解決方案助力電池業(yè)提質(zhì)增效
▲圖為阿帕奇(北京)光纖激光技術(shù)有限公司應(yīng)用部經(jīng)理張婧發(fā)表主題演講
“阿帕奇不僅僅滿足于成熟的產(chǎn)品，我們也一直在面向客戶的需求不斷地開發(fā)新產(chǎn)品，因?yàn)閯?chuàng)新才是一個(gè)企業(yè)的生存之源。”
日前，“第二屆新能源汽車及動(dòng)力電池（CIBF2021深圳）國(guó)際交流會(huì)”在深圳舉行，在由多氟多冠名的“智能制造助推軟包電池提質(zhì)降本”專場(chǎng)論壇上，阿帕奇(北京)光纖激光技術(shù)有限公司應(yīng)用部經(jīng)理張婧發(fā)表了主題為“光纖激光解決方案助力電池行業(yè)提質(zhì)增效”的演講。
據(jù)張婧介紹，阿帕奇（北京）光纖激光技術(shù)有限公司是由全球最大的光纖激光制造商之一IPG PHOTONICS于2006年在中國(guó)投資成立，目前在中國(guó)設(shè)有北京、上海、深圳和武漢四大應(yīng)用服務(wù)中心，同時(shí)售后網(wǎng)點(diǎn)遍布全國(guó)，可以對(duì)客戶做到及時(shí)快速的響應(yīng)。
在產(chǎn)品覆蓋方面，張婧表示，在方形、軟包和圓柱電池的制作過(guò)程中，除了極片卷繞（與激光無(wú)直接關(guān)聯(lián)）環(huán)節(jié)外，正負(fù)極極片切割、極片清洗、電芯、模組、PACK等環(huán)節(jié)都需要用到激光產(chǎn)品，而阿帕奇在各環(huán)節(jié)均有產(chǎn)品布局及完善解決方案，并做到成熟應(yīng)用；從產(chǎn)品功率覆蓋性層面看，從幾瓦的打標(biāo)激光器至120千瓦的超高功率激光器，阿帕奇擁有超過(guò)500種不同的激光器；從產(chǎn)品波長(zhǎng)覆蓋性層面看，其產(chǎn)品線包括紅外、綠光、紫外等各個(gè)波長(zhǎng)的激光器。
在談及設(shè)備應(yīng)用時(shí)，張婧重點(diǎn)介紹了以下幾類設(shè)備及系統(tǒng)。
第一，YLR系列單模激光器。據(jù)張婧介紹，軟包電池焊接應(yīng)用領(lǐng)域YLR系列單模激光器是最多的，目前電池行業(yè)降本壓力越來(lái)越大，效率要求越來(lái)越高，該領(lǐng)域的激光器也從最早使用的500W，逐漸升至700W、1500W，現(xiàn)在2000W已成為主流配置。張婧表示，IPG推出的單模激光器，其光纖芯徑為14微米，相較于市面其它品牌的單模激光器（芯徑多為20um或25um），具有小芯徑的優(yōu)勢(shì)。此外，該設(shè)備還具有強(qiáng)焊接能力、高焊速、小熱輸入及變形的優(yōu)勢(shì)，適用于極耳和匯流排焊接。
第二，AMB光束模式可調(diào)激光器。該設(shè)備多應(yīng)用于方形電池焊接，焊接材料多為相對(duì)較厚的鋁、銅等，其突出特點(diǎn)是能產(chǎn)生高能密度的中心光束+大芯徑外環(huán)光束組合形成可調(diào)控的光斑。該設(shè)備的總功率可達(dá)25千瓦，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到45%，中心芯徑有50um、150um兩種規(guī)格可選，外環(huán)芯徑有150um、300um、400um、600um等多種規(guī)格可選。其中，焊鋁、銅材料傾向于推薦50um/150um配置，焊鋼及焊鋁時(shí)優(yōu)選100um/300um。該設(shè)備最大的優(yōu)勢(shì)可以通過(guò)將焊接匙孔開口擴(kuò)大，抑制飛濺產(chǎn)生。
第三，單模AMB激光器。該設(shè)備是一款具有小熱輸入、強(qiáng)穿透力、能有效抑制飛濺等優(yōu)勢(shì)的組合型產(chǎn)品，非常適用于箔材焊接。據(jù)張婧介紹，這款設(shè)備已經(jīng)在美國(guó)實(shí)驗(yàn)室做過(guò)多層箔的點(diǎn)焊實(shí)驗(yàn)（數(shù)十層的銅箔和鋁板的焊接），焊點(diǎn)的尺寸穩(wěn)定性很好，而且飛濺抑制效果明顯。
第四，LDD焊接全過(guò)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于內(nèi)聯(lián)相干成像原理，通過(guò)主動(dòng)發(fā)射半導(dǎo)體激光打到工件表面及焊接匙孔，檢測(cè)返回信號(hào)，再借助一系列的算法，最終直接得到熔深，其檢測(cè)精度和頻率市場(chǎng)領(lǐng)先。據(jù)其介紹，該產(chǎn)品具有四項(xiàng)主要功能。
第一項(xiàng)功能：焊前檢測(cè)。比如焊縫位置是否準(zhǔn)確、零件高度是否合適，如有需要，隨時(shí)可以直接做尋位和校正；
第二項(xiàng)功能，也是它的核心功能：直接測(cè)量熔深，可以獲得每條焊縫每一個(gè)位置的熔深（傳統(tǒng)的切片頂多是一條焊縫切幾個(gè)，無(wú)法得到整條焊縫的數(shù)據(jù)）；
第三項(xiàng)功能：焊后焊縫寬度、高度及表面質(zhì)量的檢測(cè)，可以圍繞各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定容限，實(shí)時(shí)監(jiān)控零件是否出現(xiàn)異常；
第四項(xiàng)功能：3D成像技術(shù)。據(jù)悉，該系統(tǒng)使用方式靈活，可搭載YLS/YLR、單模、多模等設(shè)備，同時(shí)適配于阿帕奇公司所有焊接頭、擺動(dòng)頭及振鏡。
通過(guò)跟蹤測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的熔深和切片監(jiān)測(cè)誤差小于100um，完全滿足生產(chǎn)線的檢測(cè)要求；而在極耳焊接上，也可幫助客戶直接做在線的判斷，比如說(shuō)焊后的高度、寬度，有沒(méi)有累計(jì)超過(guò)它的缺陷，然后實(shí)時(shí)輸出。LDD焊接全過(guò)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正憑借焊前、焊中、焊后全過(guò)程的監(jiān)測(cè)，為電池安全制造“保駕護(hù)航”。
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