No processo de fabricação de baterias utilizadas em veículos elétricos, os materiais de cobre são soldados em altas velocidades sem respingos, apresentando desafios únicos. A soldagem tradicional com lasers infravermelhos próximos ao comprimento de onda de 1000 nm enfrenta problemas como baixas taxas de absorção de energia e instabilidade do processo. Para resolver estes problemas, foi desenvolvida a inovadora técnica de soldagem a laser composto por infravermelho azul, oferecendo uma alternativa mais estável e eficiente. Esta postagem do blog investiga as vantagens dessa abordagem e como ela revoluciona a soldagem de cobre para baterias de veículos elétricos.
Desafios da soldagem a laser infravermelho
A soldagem de cobre em alta velocidade em baterias de veículos elétricos normalmente emprega lasers infravermelhos (IR), que apresentam dois obstáculos significativos: baixa absorção de energia e instabilidade do processo. À medida que o cobre aquece, sua taxa de absorção para lasers infravermelhos aumenta, levando a instabilidades como formação de poros e respingos. Além disso, os lasers IR de alta potência podem danificar o soldador a laser devido à energia refletida da superfície do cobre.
A vantagem do laser azul
O cobre absorve a luz laser azul a uma taxa de aproximadamente 60%, significativamente maior que a luz infravermelha. Os relatórios mostraram a viabilidade do uso de soldadores a laser de diodo azul para processar cobre, alcançando soldagem de alta eficiência e alta qualidade de folhas e folhas de cobre. No entanto, os lasers azuis têm um custo mais elevado do que os lasers infravermelhos próximos e estão limitados a uma potência máxima de 2000 W.
Processo inovador de soldagem de compostos com infravermelho azul
Combinando os pontos fortes e superando as limitações dos lasers azul e infravermelho, LASERCHINA engenheiros propuseram um processo de soldagem composta por infravermelho azul. Esta abordagem começa com luz laser azul para derreter a superfície do cobre de forma eficaz, seguida por um laser infravermelho para aprofundar a poça de fusão. Esta técnica tem sido estudada por engenheiros através de experimentos e simulações numéricas, produzindo resultados promissores.
Eficiência de soldagem aprimorada com lasers compostos
O desenvolvimento da LASERCHINA de um sistema de laser composto usando um laser semicondutor azul para pré-aquecimento e um laser de fibra monomodo para soldagem mostrou que o pré-aquecimento com luz azul aumenta a taxa de absorção do cobre para a luz do laser de fibra, resultando em um maior volume de fusão e maior eficiência de soldagem. Este sistema provou ser mais eficaz do que usar apenas um laser de fibra monomodo.
Estabilizando a Absorção e Eficiência de Energia
Ao empregar uma máquina de solda a laser infravermelho azul composto coaxial, os engenheiros conseguiram estabilizar a poça de fusão e a convecção térmica dentro dela, o que não apenas afeta a estabilidade do processo de soldagem, mas também prolonga a vida útil do equipamento. A absorção de energia do laser impacta significativamente esses fatores, e foi demonstrado que a luz azul aumenta e estabiliza a eficiência energética do laser infravermelho.
Conclusão
O processo de soldagem a laser composto infravermelho azul representa um avanço significativo no campo da tecnologia de soldagem a laser, especialmente para metais altamente refletivos, como o cobre usado em baterias de veículos elétricos. Ele aborda os principais desafios colocados pela soldagem a laser IR tradicional, aproveitando a alta taxa de absorção da luz azul. Esta abordagem inovadora, pesquisada e testada pelos engenheiros da , não só melhora a eficiência da soldagem, mas também aumenta a estabilidade do processo, levando potencialmente a um novo padrão na fabricação de componentes de veículos elétricos. À medida que os preços das máquinas de soldadura a laser se tornam mais competitivos, a adoção de tais técnicas avançadas poderá registar um aumento significativo, beneficiando as indústrias que procuram soluções de soldadura eficientes e fiáveis.
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