激光头焊接促进新能源汽车的发展

2019-02-12 10:16:32 金晓

       

       目前,许多国家已经颁布了关于未来消除石油燃料汽车的法律法规,即新能源汽车将在未来几十年内逐步取代燃油汽车。这意味着电动汽车及其动力电池将逐渐成为一个巨大的市场。目前,道路上的绝对主力仍然是燃料汽车。在短时间内消除燃料车辆是不现实的。然而,至少有一件事是肯定的 - 电动汽车的不断发展是不可阻挡的趋势。欧洲国家也为燃料汽车的销售设定了时间限制。在这方面,像挪威这样的更激进的国家已经将2025年作为停止销售燃料汽车的一年,将2040年作为更温和的英国法律的一年。根据中国的情况石油燃料汽车的淘汰时间应比欧洲晚10至20年。然而,毫无疑问,以电动汽车为代表的新能源汽车无疑将成为未来的主要参与者。


焊接头ND10


   随着新能源汽车需求的增加,对轻型新能源汽车的需求和动力电池的需求自然会上升,激光焊接应用市场也将变得火爆。随着新电池技术的发展和更高的容量,对连接技术的需求不断增加。电动汽车行业特别推动了这一趋势。汽车行业及其供应商正在寻求一种强大而有效的焊接工艺,以生产动力电池,动力电池和电动汽车蓄电产品中广泛需要的大量铜和铝接头。


   近年来,光纤激光焊接取得了很大的技术进步,有利于汽车轻量化和电池制造。光纤激光焊接继续扩大其材料和应用范围。激光技术和光束传输组件的创新克服了传统激光焊接的挑战性应用,例如焊接铜,异种材料,薄金属箔或组装不良的部件。光纤激光器具有越来越多的光束特性,波长,激光功率和脉冲持续时间。光纤激光器已经表现出希望通过先进的摆动焊接技术通过改进与高反射率材料的耦合,改善熔池的凝固行为,消除缺陷,改善穿透深度控制和具有差的补偿的部件组装来缓解这些问题。光纤激光焊接技术为最新一代电动汽车的低成本和高可靠性电池做出了贡献。光纤激光焊接可靠地为电动汽车电池,焊接铝,铜,镀镍钢以及这些材料的组合提供一致的高质量焊接。


       光纤激光头具有最佳的光束质量,最高的亮度,最高的输出功率和最高的电光转换效率。这些因素使得光纤激光器在处理效率和成本方面比其他激光器好得多。传统的激光焊接技术,例如连续波CO2焊接激光,在精度和高热输入方面受到限制,这在焊接过程中有望避免。另一方面,传统脉冲NdYAG的限制是最大焊接速度,可实现的最小光斑尺寸和可用的电光能量转换效率。与传统的CO2YAG等激光焊接工艺相比,光纤激光焊接工艺具有明显的优势。这主要是由于金属材料对1070nm光纤激发光的低反射系数。当焊接具有高反射系数的金属材料(例如铝和铜)时,高功率光纤激光器的优点尤其明显。越来越多的应用需要更高的精度控制,更低的热输入和更低的功耗。连续波光纤激光焊接是一种提供这些功能的技术。因此,光纤激光焊接在汽车工业和其供应商所代表的工业中变得越来越流行。


焊接头ND12


        目前,开发用于电池焊接的光纤激光系统的外国公司包括美国的IPG和德国的Tongkuai。作为光纤激光焊接剂,国内公司是一家合资激光器,其产品包括1-4kW光纤焊接机。联英激光认为动力电池的前景非常好,激光焊接性能的增长非常乐观。 2017年,公司实现营业总收入7.28亿元,同比增长74.86%。据预测,2020年国内动力电池需求量将达到146GWh,比2016年提高3.7倍。届时,新能源汽车的快速发展将为激光焊接动力电池带来强劲需求。


       2017年,中国激光焊接加工设备市场规模突破60亿元,比上年增长35%,呈现加速增长的态势。目前,有几种类型的激光加工。表面处理包括标记,修复,加固,切割和焊接。与250亿切割市场相比,焊接规模仍未达标。具体原因是激光焊接工艺更加复杂,并且有更多的定制加工案例。对于穿透焊接,深熔焊接,定制焊接或搭接焊接,必须考虑相同或不同的材料。其次,有必要根据材料考虑使用哪种激光和功率。最后,有必要提供一套高性能的激光焊接方案,具有高度自动化的操作系统,精确的定位夹具,机器视觉等。此外,与弧焊和点焊相比,应考虑成本。这些都是激光焊接市场过去没有做多少的重要原因。然而,定制激光焊接方案的发展在过去两年中变得越来越成熟,只有当市场应用的热点爆发时。


       在过去三年中,国家大力支持新能源电动汽车的发展,推动了动力电池激光加工设备的发展。 2017年,它将为激光焊接带来至少20多亿个激光设备要求。将来,消费电子元件的激光焊接,包括焊接,电子产品的金属板和电子产品的金属外壳,可能再次触发激光焊接市场。将来,聚合物,尤其是塑料,可能具有良好的焊接潜力。塑料是一种广泛应用于日常生活中的金属,木材和布料,包括家具,家用电器,玩具,通讯设备,眼镜,厨具等数百个行业。然而,由于激光的热熔效应,塑料的激光加工一直是一个难题,市场不可能扩大。尚未开发的是具有最大市场潜力的那个。


       众所周知,光纤激光焊接金属所需的功率相对较高,而高输出功率意味着激光和激光焊接头将保持较高的温度。为了防止激光和焊头的温度过高,必须配备冷水机组,并且需要非常高的温度控制。


       2014年之前,国内约有10家大型企业从事激光冷水机组,但现在可能有30多家,这也是随着激光设备企业数量的增加而发展的结果。广州特宇机电有限公司是华南地区规模最大,实力最强的机电有限公司。其目标是国内光纤激光焊接的快速发展。 Teyo推出了具有双循环和双温冷却器的制冷系统。它采用两个独立的双温控设计,支持Modbus通讯协议。它可以实现激光系统与冷水机组之间的通讯,监控冷水机组的工作状态,修改冷水机组的参数。当工作环境和冷水机组的要求发生变化时,用户可以通过控制程序修改冷水机组的参数,以适应工作环境和要求。



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