動力電池激光焊接表麵清潔度量化檢測含技術案例

焊接過程的缺陷使電池廠家大傷腦筋

由於動力電池的電芯由於遵循“輕便”的原則，通常會采用較“輕”的鋁材質外，還需要做得更“薄”，一般殼、蓋、底基本都要求達到 1.0 mm 以下，主流廠家目前根據電池容量不同殼體材料厚度以 0.6mm 和 0.8mm 兩種為主，在進行激光焊接時由於鋁合金對激光的反射率較強, 焊接過程中氣孔敏感性高, 焊接時不可避免地會出現一些問題缺陷，如氣孔、熱裂紋、炸火、虛焊等，在研發初期很多電池廠家都會為此大傷腦筋。

使用新技術對焊接缺陷進行監控：表麵清潔度不足也是導致現象產生的主要原因

傳統的解決方式主要通過提高焊接過程中激光器的穩定性，然而近幾年現有技術水平已經能夠保持激光器輸出的激光功率穩定性很高且容易監控，在解決激光焊接的脫焊，虛焊缺陷問題上，行業領軍企業的技術人員把關注重點轉移到焊接前工件表麵清潔度的檢測上，並且取得了一定的成效。

在加工過程中會造成不同工件表麵的油汙含量、種類會有較大的差異，在焊接之前的清洗過程中如果沒有徹底清洗幹淨，焊接時在高溫作用下油汙中的碳氫化合物會分離，碳與氧結合生成 CO，從而間接導致焊接氣孔。激光焊接的冷卻速度太快，氫氣孔問題更加嚴重，並且在激光焊接中還多了一類由於小孔的塌陷而產生的孔洞。近年來在進行激光焊接之前加入工具表麵的檢測環節，使得焊接時出現氣孔的現象得到較大的改善。

而在焊接過程中出現的炸火(也稱飛濺)問題，除了與材料本身的純度、自身的特性有關之外，表麵清潔度不足也認為是導致現象產生的主要原因之一。

來自德國的金屬零件表麵清潔度檢測方案——析塔SITA CleanoSpector

翁開爾公司引入的德國析塔SITA CleanoSpector 表麵清潔度儀，是目前對零件進行表麵清潔度測試的主要且可靠的方法之一。

SITA CleanoSpector 表麵清潔度儀采用共焦法原理,通過光源發射出較佳波長的UV 光探測金屬表麵的玷汙物，另一邊的感應器則探測熒光強度，熒光強度的大小取決於測試點的有機物殘留情況。借助完整UV 光源和感應器的共同作用，表麵清潔度儀能清晰量化測試結果，用於直接判斷零件表麵幹淨程度是否達到合格範圍。其結果輸出有兩種表示單位。

1、百分比(%)，100%的清潔度值，表示一個絕對幹淨和無熒光的表麵;

2、RFU 值(相對熒光強度值)，RFU 值越大，零件表麵的殘留汙染物含量也越高。

通過量化後表麵清潔度的指標能夠協助穩定零部件加工過程中的的清洗質量，從而有效避免焊接過程中虛焊、脫焊的現象，以保證最終的焊接效果滿足動力電池廠家的要求。

國內實際案例分享

問題：國內某聞名汽車新能源電池製造商，由於環保要求的提高，將新型環保清洗劑替代傳統水基清洗劑，但替換後沒有很好量化零部件清洗後的清潔度數據，導致清洗質量下降，受油汙過多影響容易造成後續焊接工藝出現虛焊和產品氧化等致命問題，對後期裝車影響較大。

解決方案：

借助析塔SITA CleanoSpector 表麵清潔度儀，采取RFU 表示單位，可快速檢測並量化、記錄零部件清潔度的相關數據。基於此數據，能避免人為主觀判斷帶來的影響，更有效審查生產步驟和清洗程序，進而優化清洗工序，更大地提高了工作效率，減少返工率，降低生產成本。

在零件清潔度檢測上， 析塔SITA 表麵清潔度儀擁有獨特的優勢：

1) 量化測試數據，直觀、可靠

2) 測試時間短，僅需幾秒即可完成產品表麵檢測

3) 測量結果不受環境溫度及產品表麵粗糙度影響

4) 自動校準功能，幹淨金屬表麵上即可完成校準

5) 小巧便攜，適用於實驗室或工廠車間

6) 在線式連續檢測解決方案，可集成現有生產線

析塔SITA 表麵清潔度儀能夠達到最高敏感度並與眾多實驗室係統進行對比。此外，周圍的光源、表麵溫度和表麵粗糙度並不會對測試結果造成影響。