IPG張婧：AMB光束模式可調(diào)激光器焊接速度可提升50%
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)表演講
10月17日，“第五屆動(dòng)力電池應(yīng)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(xué)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(wǎng)，以及寧德時(shí)代、電化學(xué)儲能技術(shù)國家工程研究中心和21C創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合主辦。在“車用動(dòng)力電池的變革”主題論壇上，阿帕奇(北京)光纖激光技術(shù)有限公司應(yīng)用部經(jīng)理張婧博士發(fā)表了題為《AMB光束模式可調(diào)激光器及LDD焊接全過程監(jiān)測系統(tǒng)在動(dòng)力電池焊接中的應(yīng)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(lǐng)導(dǎo)者，“公司創(chuàng)始人及技術(shù)始于俄羅斯，在美國納斯達(dá)克上市，研發(fā)和制造主要在德國，同時(shí)在全球都有相應(yīng)的生產(chǎn)和研發(fā)基地，”張婧表示，目前在全球的裝機(jī)已經(jīng)超過10萬臺，“也充分體現(xiàn)了行業(yè)客戶對IPG產(chǎn)品的認(rèn)可。”
從IPG產(chǎn)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(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對于光纖激光器的需求和服務(wù)要求快速增加，“IPG在全球有4個(gè)全球應(yīng)用中心，中國區(qū)就占到了4個(gè)，也可以看出IPG對中國市場非常重視，投入了很多技術(shù)研發(fā)和服務(wù)在此。”
據(jù)了解，在動(dòng)力電池生產(chǎn)制造中，激光產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)用的身影。
從應(yīng)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(chǎn)業(yè)技術(shù)在快速迭代提升，為滿足電池領(lǐng)域?qū)煽啃浴踩浴①|(zhì)量提升以及降本等方面的要求，IPG也在不斷推出新產(chǎn)品匹配客戶的需求。”據(jù)張婧介紹，IPG針對電池制造領(lǐng)域的痛點(diǎn)，推出了AMB光束模式可調(diào)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(diào)激光器最高中心功率可達(dá)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(yīng)更高質(zhì)量的焊縫，”張婧表示，AMB光束模式可調(diào)激光器可調(diào)功率匹配不同熔深要求，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高速、零飛濺焊縫，“飛濺和表面成型各個(gè)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(nèi)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(dá)300 mm/s，中心功率可達(dá)1800W，環(huán)形功率可達(dá)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(shí)時(shí)內(nèi)聯(lián)相干干涉成像技術(shù) (ICI) ，LDD-700 系統(tǒng)能綜合焊接結(jié)果，導(dǎo)出簡練和使用的生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)。據(jù)張婧介紹，“LDD最核心的點(diǎn)是可以測出熔深，這是區(qū)別其他產(chǎn)品最獨(dú)特的一個(gè)點(diǎn)，客戶只要設(shè)定一些質(zhì)量判據(jù)，可報(bào)警，可及時(shí)對工件進(jìn)行追溯；最核心的點(diǎn)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(shí)間，更重要每一點(diǎn)都可以讀，反應(yīng)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(gè)被應(yīng)用到工業(yè)產(chǎn)線進(jìn)行直接熔深測量的產(chǎn)品。
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