雷射焊接

可再生能源和電動車的增長趨勢增加了對特殊材料的需求,尤其是具備提升續航力或導電特性的铜和鋁材。藉由我們創新的雷射焊接製程設備,能夠靈活、全自動化地以低耗能完成焊接銅和/或鋁材。

Manz 雷射焊接製程的應用領域

 

  • 電池模組的電芯連接器焊接
  • 電池外殼氣密焊接
  • 焊接匯流排與電池模組(焊接材料極薄亦或極厚皆可)
  • PCB印刷電路板表面貼裝器件的微焊接製程
  • 電子設備中支撐結構的點焊

短脈衝雷射焊接

用於焊接雙金屬的短脈衝雷射焊接製程,其採用高頻瞬時調變,峰值功率最高達數百kHz。

短脈衝雷射焊接製程可以更穩定地控制焊接熔深,受惠於此製程,可創建任何從50µm寬到直徑為數毫米的焊接接縫或任何形狀和尺寸的點焊。輸入的能量極低,加上高效率的工藝設計,達到最低的熱負載,這對熱敏組件來說尤其關鍵。

幾乎任何材料組合皆能焊接,包括鋁、銅、鋼、Hilan鍍鎳鋼板、黃銅、不鏽鋼等。由於焊接深度極其穩定且可精準調整,因此也可以使用厚度為 300 µm及以下的材料進行疊層焊接。此種焊接製程在材料表面品質方面也極具彈性,無論是高反射性的材料,像是經化學蝕刻或拋光的銅、銀或黃金,或受到嚴重污染,乃至於殘留著油和鹼的材料都不會造成障礙。相較之下,傳統的雷射焊接製程就無法運用在這些材料上。

bi-metal laser welding batteries
  • 級低的能量輸入和高效的製程控制
  • 最小的熱負荷,非常適合熱敏元件
  • 幾乎可以使用於任何材料組合
  • 適用於高反射材料焊接

laser tab welding

單模雷射和局部雷射光束震盪(波狀焊接)

熔融金屬混合是金屬焊接的關鍵問題,對於會產生脆性相結構的雙重金屬焊接而言尤其重要。為此,除了傳統雷射焊接技術之外,Manz 另外也提供幾乎完全抑制熔融金屬混合,成功實現高強度焊接接縫的新焊接製程:使用高頻局部調變重疊雷射焊接 (或稱「波狀」焊接)。

經過完整校正的 3D 振鏡、相機技術與三維測量技術,可確保焊接過程中所有空間方向的高準確度,同時具有速度和遠端操作的靈活性。為了吸收元件公差,或者執行不同作業層級的處理,焊接頭也搭載了光學 Z 軸,使得振鏡 Z 方向的作業層級能在不到 10 毫秒的時間內維持高準度的定位。

  • 具備高強度焊縫能力
  • 焊縫的深度和寬度可在微米範圍內
  • 焊接深度恆定在幾分之一毫米內
  • 減少材料夾雜物

多種光束形狀的雷射

Manz的P3工藝季可以在連續波驅動也可以在qcw脈衝中進行。我們使用具備紅外線波長的多種光束形狀的雷射和最新的光束整形技術,幾乎涵蓋了客戶對電池製造和電子產品焊接的所有要求。

具有(上)和不帶(下) 多種光束形狀的雷射

  • 適用於金屬銅、鎳、鋁、不鏽鋼及剛
  • 具有非常高功率要求的雷射源,高達18kW
  • 高達 8 kW 的高動態激光掃描焊接應用
  • 通過高效的噴射成形技術將飛濺、噴射和氣孔降低到最低限度
  • 同軸攝影頭自動定位焊縫或焊點
  • 針對特殊要求幾何形狀的定制焊接
  • 與波狀焊接相比:更高的產出和進料速度,低能量輸入
  • 過程監控集成在掃描儀光學系統中,實現全自動錯誤檢測

Multimode laser

倍頻多模雷射器

倍頻多模雷射器(“綠色”雷射器)用於對中等焊接深度的銅接頭,質量要求特別高。由於“綠色”雷射輻射對銅材料的吸收係數顯著提高,焊接工藝更加穩定高效,導熱焊接工藝、過渡焊工藝和深焊工藝的精確控制可以小公差內實施焊接深度。

  • 非常適合特別高的質量要求
  • 更穩定和高效的焊接工藝
  • 精確使用和控制導熱焊接工藝、過渡焊接工藝和深熔焊接工藝,小公差內實施焊接深度
  • 主要用於材料厚度適中的銅材料

製程監測

除了焊接製程本身,我們還提供過程監控工具。區分為前處理、在線式監控和後處理。

例如前處理中,可以在焊接過程之前檢測到定位不正確的組件,如果需要,可以在生產過程中進行自動校正,例如雷射焦點位置的高度補償,或者,如果需要,調整橫向焊接位置。

對於在線式監測,我們依靠知名和市場領先的第三方解決方案記錄基礎雷射的製程排放。單獨適配的光電二極管與雷射束加工光學器件同軸集成,經過校準和教導以進行全自動缺陷檢測(教學),以便使用合適的算法來確定是否成功焊接或應拒絕重新焊接。

在後處理中,完成的焊縫基於攝像頭並使用機器學習算法進行評估。可在生產過程中生成預測以節省成本和時間,而不會忽視質量。

聯絡我們