一、 設(shè)備概述

1500W電池注液孔激光焊接機(jī)是一種專為鋰離子電池（包括圓柱電池、方形電池、軟包電池）制造過程中注液孔的密封焊接而設(shè)計(jì)的高精度、高效率的工業(yè)激光設(shè)備。它利用高能量密度的連續(xù)光纖激光器（功率為1500瓦），在電池的注液孔栓（通常為鋁或鋁合金材質(zhì)）與電池外殼（通常為鋁殼）之間形成一條深度熔透、氣密較高的穩(wěn)定性焊縫，從而確保電池內(nèi)部電解液與外部環(huán)境隔離，是保障電池安全性和使用壽命的關(guān)鍵工藝裝備。

二、 核心應(yīng)用

• 主要工件：方形動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池的鋁制外殼注液孔密封。

• 焊接材料：主要用于焊接鋁合金，如1060、3003、6061等，也可適用于純鋁、紫銅等反光材料。

• 焊接對(duì)象：注液孔栓（或稱注液釘、密封釘）與電池頂蓋或殼體的環(huán)縫焊接。

三、 工作原理

該設(shè)備基于激光深熔焊（亦稱小孔效應(yīng)焊）原理：

1. 高能量聚焦：1500W的連續(xù)光纖激光束通過傳輸光纖和準(zhǔn)直聚焦鏡組，被匯聚成一個(gè)極小的、高能量密度的光斑（通常直徑在0.1-0.3mm）。

2. 材料瞬間熔化與汽化：高能激光束照射到注液孔栓與電池殼體的接縫處，使局部金屬材料在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)迅速熔化并汽化。

3. 形成“匙孔”：金屬蒸汽產(chǎn)生的壓力將熔融金屬排開，形成一個(gè)深徑比很高的蒸汽孔洞，即“匙孔”。

4. 形成焊縫：激光束在前移動(dòng)，“匙孔”也隨之移動(dòng)。前方的金屬不斷熔化，后方的熔融金屬在表面張力和保護(hù)氣體的作用下迅速冷卻、凝固，形成一條深度熔透、均勻美觀的密封焊縫。

四、 設(shè)備關(guān)鍵組成部分

1. 激光器系統(tǒng)：核心部件，通常采用1500W IPG或Raycus等品牌的連續(xù)光纖激光器，輸出穩(wěn)定、電光轉(zhuǎn)換效率高、光束質(zhì)量好。

2. 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)：

• 機(jī)器人/三維工作臺(tái)：用于精確控制激光焊接頭到達(dá)電池注液孔的位置。機(jī)器人靈活性高，適合多工位布局；三維工作臺(tái)精度高，適合單一品種大批量生產(chǎn)。

• 控制系統(tǒng)：采用PLC和工控機(jī)，集成品牌如西門子、發(fā)那科等，負(fù)責(zé)整個(gè)設(shè)備的邏輯控制和焊接工藝程序的執(zhí)行。

3. 激光焊接頭：包含準(zhǔn)直鏡、聚焦鏡、保護(hù)氣噴嘴和同軸視覺系統(tǒng)。高質(zhì)量的焊接頭能確保光束精準(zhǔn)聚焦，并提供實(shí)時(shí)焊縫尋位功能。

4. 視覺位置系統(tǒng)：至關(guān)重要。采用高分辨率CCD相機(jī)，在焊接前自動(dòng)識(shí)別并確認(rèn)注液孔的位置，補(bǔ)償電池來料的放置公差，確保激光束能精確地對(duì)準(zhǔn)焊縫。

5. 工裝夾具：定制化的夾具，用于確認(rèn)位置和夾緊電池，防止在焊接過程中產(chǎn)生位移，確保焊接一致性。

6. 保護(hù)氣系統(tǒng)：提供高純度（≥99.999%）的氬氣等惰性氣體，在焊接時(shí)吹向熔池，防止高溫金屬與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，保證焊縫質(zhì)量。

7. 密封性檢測(cè)集成（可選）：部分設(shè)備會(huì)集成在線泄漏檢測(cè)儀，在焊接完成后立即對(duì)電池進(jìn)行氣密性測(cè)試，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量閉環(huán)控制。

五、 主要優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)

1. 較高的密封性：激光焊接的焊縫深度熔透、連續(xù)均勻，無虛焊、漏焊，可實(shí)現(xiàn)較高的氣密性要求（如泄漏率 ≤ 1×10?? Pa·m3/s），有效防止電解液泄漏和外部水分侵入。

2. 焊接強(qiáng)度高：焊縫強(qiáng)度接近甚至超過母材，能承受電池在使用過程中因內(nèi)壓變化產(chǎn)生的應(yīng)力。

3. 熱影響區(qū)小：能量集中，對(duì)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電芯的熱影響極小，避免了因過熱損傷電芯或隔膜的風(fēng)險(xiǎn)。

4. 焊接效率高：1500W的功率足以實(shí)現(xiàn)高速焊接，單顆電池的注液孔焊接時(shí)間通常在1-3秒內(nèi)完成，生產(chǎn)效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)焊接方式。

5. 自動(dòng)化與智能化：全自動(dòng)化操作，配合視覺系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)。焊接參數(shù)（功率、速度、頻率等）由軟件精確控制，保證每一顆電池的焊接質(zhì)量高度一致。

6. 焊縫美觀：焊縫成型美觀、平滑，無需后續(xù)處理，符合電池產(chǎn)品的品質(zhì)形象。

7. 環(huán)保無污染：屬于非接觸式焊接，無焊渣飛濺，清潔環(huán)保。

六、 典型技術(shù)參數(shù)

總結(jié)來說，1500W電池注液孔激光焊接機(jī)是現(xiàn)代鋰離子電池智能制造產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備。它以其優(yōu)質(zhì)的密封性能、高效的生產(chǎn)節(jié)拍和穩(wěn)定的加工質(zhì)量，為動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池的安全性與可靠性提供了堅(jiān)實(shí)保障。