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激光填絲熔焊,加速新能源汽車電池托盤制造

發(fā)布時間:2023-03-09 | 關(guān)注:4481 |

電池托盤是新能源汽車電池系統(tǒng)的骨架,是新能源汽車的重要結(jié)構(gòu)件,為動力電池系統(tǒng)起到抗沖擊、抗震動、防水等保護(hù)作用。電池托盤經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段,由最初的普通鋼結(jié)構(gòu)托盤,發(fā)展到當(dāng)下主流的鋁合金托盤、高強(qiáng)鋼托盤、甚至是鈦合金托盤等。隨著新能源汽車的高速發(fā)展,其市場占有比重越來越高,產(chǎn)能需求日益擴(kuò)大,考慮到電池托盤多以型材、板材組合拼接而成,且尺寸較大,傳統(tǒng)制造過程還是以CMT、攪拌摩擦焊等手段為主要連接方法,但采用這些方式帶來的巨大熱輸入量,導(dǎo)致產(chǎn)品變形量大、CNC工序增加,加上其焊接效率低,使得電池托盤的整體生成效率不高,急需一種新型的連接方法,加速電池托盤的制造。

圖1 傳統(tǒng)焊接工藝下的電池托盤

我司針對電池托盤的制造特性,考慮其材料特殊性,特別是鋁合金材料,以及產(chǎn)品拼接的裝配公差,引入激光填絲熔焊工藝。激光填絲熔焊,顧名思義,其利用了激光的能量密度高特性,使得焊接過程熱輸入小、焊接速度快,并且在焊接過程同步送入與待焊材料相近組分的焊絲,很好的解決了裝配間隙帶來的焊接缺陷,特別是在針對鋁合金此類易出現(xiàn)熱裂紋的材料,激光填絲熔焊可獲取質(zhì)量穩(wěn)定的焊縫,避免熱裂紋缺陷。更好的,激光填絲熔焊屬于熔化焊,不同于激光釬焊,焊縫為冶金結(jié)合,結(jié)合強(qiáng)度高于釬焊接頭和攪拌摩擦焊的塑性連接。綜合來看,激光填絲熔焊比CMT更快、比攪拌摩擦焊強(qiáng)度更高,是電池托盤生產(chǎn)制造的優(yōu)選連接方式,而我司激光填絲熔焊工藝在電池托盤制造領(lǐng)域有著豐富的技術(shù)積累和應(yīng)用案例。

圖2 鋁合金電池托盤橫縱梁激光填絲熔焊案例

圖2是我司某客戶的鋁合金電池托盤橫縱梁焊接案例,材質(zhì)為6061鋁合金,焊縫接頭形式為搭接接頭,零件均為精加工成型,尺寸狀態(tài)一致性好,若采用CMT焊接,焊后尺寸變形大,無法達(dá)到裝車要求。我司采用激光填絲熔焊進(jìn)行該零件焊接,使用光束質(zhì)量優(yōu)異的激光器,焊接速度可達(dá)3m/min,是CMT的3-5倍,而且焊縫成型飽滿,焊接強(qiáng)度與CMT相當(dāng),更優(yōu)的,采用激光填絲熔焊后,焊接完成的零件變形小,尺寸一致性高,可良好適配裝車需求。

圖3 鋁合金電池托盤背板激光填絲熔焊案例

圖3為某客戶電池托盤背板激光焊試制案例,托盤框梁為6XXX鋁合金,背板材料為5XXX鋁合金,背板厚度1.5mm,接頭形式為對接接頭,原始工藝為攪拌摩擦焊,焊接效率不高,焊接強(qiáng)度低。我司采用激光填絲熔焊,對該電池托盤背板焊接工藝進(jìn)行升級。我司通過大量試驗(yàn)和檢測分析獲取了該產(chǎn)品背板的最佳焊接工藝規(guī)范,在該焊接工藝規(guī)范下,焊縫外觀成型均勻一致,焊接效率大幅提升,焊縫內(nèi)部質(zhì)量優(yōu)異,且強(qiáng)度提升明顯,每10mm焊縫可承載4.7kN。

我司配套有完善的激光填絲熔焊平臺,針對常見電池托盤的拼接結(jié)構(gòu),適配有多種焊接工藝規(guī)范,可適應(yīng)不同類型材料和結(jié)構(gòu)托盤的激光焊接需求,并可為客戶提供系統(tǒng)的新能源汽車電池托盤激光焊接工藝解決方案,具備電池托盤整件試制能力。

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