大家好!我是不言,这是我的第172篇原创文章。
今天来聊一聊锂离子电池激光焊接的波浪纹。(鱼鳞纹)
激光焊接的波浪纹(鱼鳞纹)是熔池周期性凝固的产物,其形态直接反映焊接质量。本文将解析波浪纹的成因、有益/有害特征及其对电池密封性与强度的影响。
1. 波浪纹的形成原因
熔池周期性凝固激光焊接时,熔池在激光束周期性扫描或脉冲作用下凝固,形成鱼鳞状纹路。例如:
低频率摆动时,焊缝呈锯齿形;高频率摆动时,鱼鳞纹更细致。
工艺参数影响
频率过高:熔池振荡加剧,导致咬边、隆起等不规则波浪纹。幅度过大:熔池热输入降低,尾部尖角变圆滑,形成近椭圆形波浪纹。
2. 波浪纹的“好”与“坏”
2.1 有益的波浪纹(好)
细致均匀的纹路:表明焊接过程稳定,热输入均匀。
例如圆形摆动模式下,鱼鳞纹细密均匀,焊缝表面光滑,此时熔深、熔宽稳定。
不同摆动模式下焊缝上表面成形
能量分布均匀时,波浪纹规则,气孔率低。
2.2 有害的波浪纹(坏)
不规则纹路(如咬边、隆起):
频率过高导致熔池波动剧烈,形成断续或连续的咬边。幅度过大使熔池尾部凝固不均,出现凹凸。
伴随缺陷:波浪纹紊乱常伴随气孔、飞溅,如正弦摆动焊缝的“齿形形貌”易存气孔。
3. 对电芯的影响
负面影响
密封性下降:不规则波浪纹可能产生微裂纹或凹坑,破坏电池密封性,导致电解液泄漏。
机械强度降低:咬边、凹坑等缺陷成为应力集中点,接头易发生剪切脆性断裂。
电性能波动:焊缝不连续可能增加接触电阻,影响电池充放电一致性。
正面影响
规则波浪纹是质量标志:均匀鱼鳞纹反映焊接过程稳定。
4. 总结
好波浪纹:细密均匀,是焊接稳定的标志,对电芯性能无害。
坏波浪纹:紊乱不规则,伴随气孔/咬边,会损害密封性、机械强度及电性能。 通过优化工艺参数(频率、幅度、能量)和摆动模式,可抑制有害波浪纹,提升电池可靠性。
以上内容均为本人日常工作,交流,阅读文献所得,由于本人能力有限,文中阐述观点难免会有疏漏,欢迎业内同仁积极交流,共同进步!
参考资料:
1.铝合金薄板激光摆动搭接焊缝成形机理及其熔池行为研究,陈琳
原文标题 : 激光焊接波浪纹:质量标志还是隐患信号?
大家好!我是不言,这是我的第172篇原创文章。
今天来聊一聊锂离子电池激光焊接的波浪纹。(鱼鳞纹)
激光焊接的波浪纹(鱼鳞纹)是熔池周期性凝固的产物,其形态直接反映焊接质量。本文将解析波浪纹的成因、有益/有害特征及其对电池密封性与强度的影响。
1. 波浪纹的形成原因
熔池周期性凝固激光焊接时,熔池在激光束周期性扫描或脉冲作用下凝固,形成鱼鳞状纹路。例如:
低频率摆动时,焊缝呈锯齿形;高频率摆动时,鱼鳞纹更细致。
工艺参数影响
频率过高:熔池振荡加剧,导致咬边、隆起等不规则波浪纹。幅度过大:熔池热输入降低,尾部尖角变圆滑,形成近椭圆形波浪纹。
2. 波浪纹的“好”与“坏”
2.1 有益的波浪纹(好)
细致均匀的纹路:表明焊接过程稳定,热输入均匀。
例如圆形摆动模式下,鱼鳞纹细密均匀,焊缝表面光滑,此时熔深、熔宽稳定。
不同摆动模式下焊缝上表面成形
能量分布均匀时,波浪纹规则,气孔率低。
2.2 有害的波浪纹(坏)
不规则纹路(如咬边、隆起):
频率过高导致熔池波动剧烈,形成断续或连续的咬边。幅度过大使熔池尾部凝固不均,出现凹凸。
伴随缺陷:波浪纹紊乱常伴随气孔、飞溅,如正弦摆动焊缝的“齿形形貌”易存气孔。
3. 对电芯的影响
负面影响
密封性下降:不规则波浪纹可能产生微裂纹或凹坑,破坏电池密封性,导致电解液泄漏。
机械强度降低:咬边、凹坑等缺陷成为应力集中点,接头易发生剪切脆性断裂。
电性能波动:焊缝不连续可能增加接触电阻,影响电池充放电一致性。
正面影响
规则波浪纹是质量标志:均匀鱼鳞纹反映焊接过程稳定。
4. 总结
好波浪纹:细密均匀,是焊接稳定的标志,对电芯性能无害。
坏波浪纹:紊乱不规则,伴随气孔/咬边,会损害密封性、机械强度及电性能。 通过优化工艺参数(频率、幅度、能量)和摆动模式,可抑制有害波浪纹,提升电池可靠性。
以上内容均为本人日常工作,交流,阅读文献所得,由于本人能力有限,文中阐述观点难免会有疏漏,欢迎业内同仁积极交流,共同进步!
参考资料:
1.铝合金薄板激光摆动搭接焊缝成形机理及其熔池行为研究,陈琳
原文标题 : 激光焊接波浪纹:质量标志还是隐患信号?