密封钉焊接是方形电池的最后一道密封工序,一旦发生焊接不良,就会影响电芯性能,甚至导致电解液泄露,引发重大的锂电池安全问题。
一、原因分析
密封钉焊接“翘钉”问题是密封钉焊接的主要不良项,它的本质在于应力失衡或机械约束不当。
翘钉缺陷表现为焊接后密封钉整体呈现倾斜或一半倾斜的状态,存在一半的区域高于或低于顶盖高度。
1.机械约束不足:预焊点分布不均或数量不足,导致焊接过程中应力集中;
2.胶钉不平:密封钉下胶钉未压平,焊接时被顶起造成一侧翘起;
3.配合方式不当:机械过盈配合易引发溢胶和焊接应力积累。
二、改善措施1.优化焊接模式
(1)多点预焊:采用三点定位预焊(每120°打点一次),均匀分布预焊点,减少焊接过程中应力集中。
(2)能量梯度控制:降低预焊及收尾阶段的激光能量,避免局部过热导致密封钉变形。
2.调整机械配合方式
(1)选用间隙配合:采用注液孔凹槽直径大于铆钉的间隙配合方式,减少焊接对胶钉的干涉。
(2)去除压胶步骤:省去过盈配合的压胶钉工序,避免胶钉受挤压溢胶引发的倾斜风险。
3.工艺过程控制
(1)胶钉状态检查:焊接前通过CCD检测或人工检查胶钉压平状态,对未压平的胶钉返工;
(2)夹具精度维护:监控夹具定位精度,确保密封钉压合平整,防止焊接偏移导致受力不均。
4.参数优化与检测
(1)智能参数优化:结合环形光斑双光束焊接技术(中心+外环功率),优化温度梯度分布,改善应力集中现象。
(2)翘钉缺陷检测:采用顶盖区域高度极值分析法,若顶盖区域内高度极差≥0.2mm或凸起面积占比超1/4,则判定翘钉缺陷。
三、现场排查方案
(1)检查预焊点分布:验证预焊点数量和位置是否符合均匀分布要求;
(2)测量胶钉压合高度:使用3D线扫相机检测胶钉是否压平;
(3)保护气体流量监控:确保氮气流量适中,避免气流湍流加剧焊缝应力。
通过上述综合优化,可有效抑制翘钉缺陷,提升焊接良率至99.5%以上。
##锂离子电池工艺##化成##密封钉焊接
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参考资料(锂电解码资料库可下载):
1.锂电池密封钉焊接缺陷检测技术的研究,冯成德
2.环形激光器焊接应用,大族激光
原文标题 : 锂电池密封钉焊接翘钉不良原因分析及现场排查方案,改善措施!