IPG張婧：AMB光束模式可調激光器焊接速度可提升50%
圖為阿帕奇(北京)光纖激光技術有限公司應用部經理張婧發(fā)表演講
10月17日，“第五屆動力電池應用國際峰會（CBIS2020）暨首屆中國新能源新材料（寧德）峰會”在福建寧德召開。本屆峰會由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會、福建省寧德市人民政府、電池中國網，以及寧德時代、電化學儲能技術國家工程研究中心和21C創(chuàng)新實驗室聯(lián)合主辦。在“車用動力電池的變革”主題論壇上，阿帕奇(北京)光纖激光技術有限公司應用部經理張婧博士發(fā)表了題為《AMB光束模式可調激光器及LDD焊接全過程監(jiān)測系統(tǒng)在動力電池焊接中的應用》的主題演講。
據(jù)張婧介紹阿帕奇（IPG）成立于1990年，從成立至今一直專注于光纖激光器的研發(fā)與制造，是全球高功率光纖激光器和放大器的領導者，“公司創(chuàng)始人及技術始于俄羅斯，在美國納斯達克上市，研發(fā)和制造主要在德國，同時在全球都有相應的生產和研發(fā)基地，”張婧表示，目前在全球的裝機已經超過10萬臺，“也充分體現(xiàn)了行業(yè)客戶對IPG產品的認可。”
從IPG產品體系來看，公司目前有510種不同的光纖激光器，小到1或2瓦，高到120千瓦的功率都涉及。“不光有紅外，還有綠光、紫外，脈寬的量級也有連續(xù)、脈沖等。”
近年來，中國新能源汽車、動力電池產業(yè)快速發(fā)展，對于光纖激光器的需求和服務要求快速增加，“IPG在全球有4個全球應用中心，中國區(qū)就占到了4個，也可以看出IPG對中國市場非常重視，投入了很多技術研發(fā)和服務在此。”
據(jù)了解，在動力電池生產制造中，激光產品不可或缺，無論是方形、軟包還是圓柱電芯，包括電池模組、PACK等環(huán)節(jié)都需要用到激光產品。以方形電池為例，在極片清洗、極片卷繞、電芯、模組、PACK、電池托盤支架以及方形殼體清洗過程中，都有激光應用的身影。
從應用類型上，無論是高功率的多模，還是單模激光器，以及脈沖納秒激光器都有涉及。
“電池產業(yè)技術在快速迭代提升，為滿足電池領域對可靠性、安全性、質量提升以及降本等方面的要求，IPG也在不斷推出新產品匹配客戶的需求。”據(jù)張婧介紹，IPG針對電池制造領域的痛點，推出了AMB光束模式可調激光器和LDD激光焊接全過程監(jiān)測系統(tǒng)等解決方案。
據(jù)張婧介紹，IPG研發(fā)的AMB光束模式可調激光器最高中心功率可達12kW，最高總輸出功率25kW，可完全滿足大部分焊接要求。“AMB穩(wěn)定小孔，可以得到高速下的低飛濺焊接，對應更高質量的焊縫，”張婧表示，AMB光束模式可調激光器可調功率匹配不同熔深要求，同時可實現(xiàn)高質量、高速、零飛濺焊縫，“飛濺和表面成型各個方面的表現(xiàn)優(yōu)于常規(guī)的激光器；從速度、熔深的控制上，還有過程穩(wěn)定性上都是優(yōu)于過去常規(guī)的激光器方案。”
以AMB用于方形電芯密封焊為例，目前行業(yè)內高速頂焊速度200 mm/s，其中中心功率1450W、環(huán)形功率約為2000W；AMB焊接速度提升50%,可達300 mm/s，中心功率可達1800W，環(huán)形功率可達2500W，“焊接過程中近零飛濺，表面無氣孔且熔深均一且熔深一致性高、焊縫外觀平滑美觀，良品率大幅提高。”張婧表示。
LDD激光焊接全過程監(jiān)測系統(tǒng)實時內聯(lián)相干干涉成像技術 (ICI) ，LDD-700 系統(tǒng)能綜合焊接結果，導出簡練和使用的生產質量數(shù)據(jù)。據(jù)張婧介紹，“LDD最核心的點是可以測出熔深，這是區(qū)別其他產品最獨特的一個點，客戶只要設定一些質量判據(jù)，可報警，可及時對工件進行追溯；最核心的點就是高的熔深檢測精度，偏差值只有2%，而且省了客戶大量的時間，更重要每一點都可以讀，反應的更加全面。”
值得一提的是，LDD激光焊接全過程監(jiān)測系統(tǒng)還是第一個被應用到工業(yè)產線進行直接熔深測量的產品。
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