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電池鋁盒激光封裝原理
電動汽車動力電池鋁盒一般采用鋁合金3003材料。該材料具有極易加工成形、高溫耐腐蝕性、良好的傳熱性和導電性。鋁合金3003的電池殼體（除盒蓋外）可一次拉伸成形，相對于不銹鋼殼，可以省去盒底焊接工藝。
鋁合金3003主要是鋁錳合金，合金元素主要為錳。鋁和錳的沸點溫度相差不大，在進行焊接時就不會出現(xiàn)因為金屬元素燒損而導致焊縫質(zhì)量下降等問題。鋁合金對1064nm激光的反射率極高，且導熱率高，這兩個特性導致鋁合金比較難于進行激光焊接。用于電池封裝的鋁盒壁厚為0.8mm，這種殼體焊接要求激光光束質(zhì)量非常好，功率穩(wěn)定性高、功率大。采用國產(chǎn)普通的Nd：YAG激光器進行焊接，由于激光光束質(zhì)量不好，功率不穩(wěn)定，很容易發(fā)生焊不透或者出現(xiàn)嚴重焊接變形等問題。
將基模或者近基模的入射光束通過一個長焦距的聚焦鏡聚焦成直徑為0.5mm左右（光纖激光焊接跟Nd：YAG激光器焊接時光斑直徑不同，光斑處功率密度約為105W/cm2）的光斑，將入射激光相對于垂直方向進行12o～15o傾斜（保護激光器），同時，采取同軸吹氣（保護氣體）防止焊縫被氧化。激光照射到焊接材料上，使焊接部分表面材料瞬間融化，融化后的鋁合金材料對激光的吸收效率迅速增大，表面熔融鋁合金液體將吸收的能量通過熱傳導方式將拼焊部分深層鋁合金融化，盒體和盒蓋上鋁合金就融合在一起，冷卻之后便實現(xiàn)了無縫高強度焊接。 |
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