激光焊接

可再生能源和电动汽车的增长态势增加了对特殊材料的需求,尤其是具备提升续航力或导电性能的铜和铝材。借助我们创新的激光焊接工艺,可以灵活、全自动地以低能量完成焊接铜和/或铝材。

Manz激光焊接工艺的应用领域

 

  • 电池模块的电芯连接器焊接
  • 电池外壳气密焊接
  • 焊接总线与电池模块(焊接材料非常薄或是非常厚皆可)
  • PCB 印刷电路板表面贴装器件微焊接工艺
  • 电子设备中支撑结构的点焊

短脉冲激光焊接

短脉冲激光焊接用于双重金属的的焊接,其采用高频瞬时调变,峰值功率最高达数百 kHz。。

短脉冲激光焊接可以更稳定地控制焊接熔深。受惠于此工艺,可创建任何焊接接缝或任何形状和尺寸的焊点,从 50 µm 宽到直径数厘米,输入的能量极低,加上高效率的工艺设计,达到最低的热负载,这对热敏组件来说尤其关键。

几乎任何材料组合皆能焊接,包括铝、铜、钢、Hilan 镀镍钢板、黄铜、不锈钢等。由于焊接深度极其稳定且可精确调整,因此也可以使用厚度为 300 µm 及以下的材料进行迭层焊接。此种焊接工艺在材料表面质量方面也极具弹性,无论是高反射性的材料,像是经化学蚀刻或抛光的铜、银或黄金,或受到严重污染,乃至于残留着油和碱的材料都不会造成障碍。相形之下,传统的激光焊接工艺就无法运用在这些材料上。

双金属激光焊接电池
  • 极低的能量输入和高效的工艺控制
  • 最小的热负荷,非常适合热敏组件
  • 几乎可以使用于任何材料的组合
  • 适用于高反射材料焊接

激光焊接极耳

单模激光和局部激光束振荡(波状焊接)

熔融金属混合是金属焊接的关键问题,对于会产生脆性相结构的双重金属焊接而言尤其重要。为此,除了传统激光焊接技术之外,Manz 另外也提供几乎完全抑制熔融金属混合,成功实现高强度焊接接缝的新焊接工艺:使用高频局部调变重叠激光焊接 (或称「波状」焊接)。

经过完整校正的 3D 振镜、相机技术与三维测量技术,可确保焊接过程中所有空间方向的高准确度,同时具有速度和远程操作的灵活性。为了吸收组件允差,或者执行不同作业层级的处理,焊接头也搭载了光学 Z 轴,使得振镜 Z 方向的作业层级能在不到 10 毫秒的时间内维持高准度的定位。

  • 具备高强度焊缝能力
  • 焊缝的深度和宽度可在微米范围内
  • 焊接深度恒定在几分之一毫米内
  • 减少材料夹杂物

种光束形状的多模激光

Manz 的 P3 工艺既可以在连续波驱动也可以在 qcw脉冲中进行。我们使用具备红外线波长的多种光束形状的激光和最新的光束整形技术,几乎涵盖了客户对电池制造和电子产品焊接的所有要求。

具有(上)和不带(下) 多种光束形状的激光

  • 适用于金属铜、镍、铝、不锈钢及钢
  • 具有非常高功率要求的激光源,高达 18 kW
  • 高达 8 kW 的高动态激光扫描焊接应用
  • 通过高效的喷射成形技术将飞溅、喷射和气孔降低到最低限度
  • 同轴摄像头自动定位焊缝或焊点
  • 针对特殊要求几何形状的定制焊接
  • 与波状焊接相比:更高的产出和进料速度,低能量输入
  • 过程监控集成在扫描仪光学系统中,实现全自动错误检测

多模激光

倍频多模激光

倍频多模激光(“绿色”激光)用于对中等焊接深度的铜接头,质量要求特别高。。由于“绿色”激光辐射​​对铜材料的吸收系数显着提高,焊接工艺更加稳定高效,导热焊接工艺、过渡焊工艺和深焊工艺的精确控制可以小公差内实施焊接深度。

  • 非常适合特别高的质量要求
  • 更稳定和高效的焊接工艺
  • 精确使用和控制导热焊接工艺、过渡焊接工艺和深熔焊接工艺,小公差内实施焊接深度
  • 主要用于材料厚度适中的铜材料

过程监控

除了焊接过程本身,我们还提供过程监控工具。这里我们区分预处理、在线监控和后处理

例如,在预处理中,可以在焊接过程之前检测到定位不正确的组件,如果需要,可以在生产过程中进行自动校正,例如激光焦点位置的高度补偿,或者,如果需要,调整横向焊接位置。

对于在线监测,我们依靠知名和市场领先的第三方解决方案记录基于激光的工艺排放。单独适配的光电二极管与激光束加工光学器件同轴集成,经过校准和示教以进行全自动缺陷检测(示教),以便使用合适的算法来确定是否成功焊接或应拒绝重新焊接。

在后处理中,完成的焊缝基于摄像头并使用机器学习算法进行评估。可在生产过程中生成预测以节省成本和时间,而不会忽视质量。

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