組電池の製造に必要なバスバーのレーザ溶接について抵抗溶接、超音波溶接等の工法と比較したメリットとデメリットや銅材、アルミ材、クラット材の管理方法や事例を説明します
イメージ図
レーザ溶接のメリットとデメリット |
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レーザ溶接のメリット
1:高速溶接! ※ 他の工法と比較して溶接速度が速い 2:非接触加工! ※ 電極等の接触消耗品が無い 3:ワークに優しい! ※ ワークに対する振動や電気的影響を与えない |
レーザ溶接のデメリット
1:初期導入コストが高い!※ UW製品はコストと実績でご提案
2:ワーク同士の密着性が重要!
※ 治具が重要 |
中国電池市場のレーザ溶接設備No.1企業 United Winners Laser Co.,Ltd. の実績
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【実績】
中国電池企業70%のレーザ溶接設備製造!
【特徴】
スケールメリットを生かして
レーザ溶接ノウハウと設備を提案!
レーザ溶接と材料 |
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レーザ溶接を容易にするワークの材質と質量に付いて
1:質量(板厚)
上側/薄い材料 下側/厚い材料
理由:重ね溶接の場合、上板は最初にレーザ光が当たります。
厚いより薄い方がエネルギーが少なく済み溶接に有利です
2:材質
同じ材質同士が有利
3:異種金属
アルミ材が上側 / 銅材が下側
・ 基本的にアルミと銅は合金化しません
・ アルミの方が若干レーザの吸収性が良い
・ 銅側からのレーザ照射は難易度が高い
・ 銅材にNiメッキは有効
レーザ溶接とノウハウ 1 |
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重ね溶接
メリット1.溶接強度が強い 2.一般的に多い工法
デメリット
1.ワークの密着度が重要 2.外観から溶接確認が困難
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拝み溶接
メリット1.重ね溶接より溶接が容易 2.ある程度の目視確認が可能
デメリット
・剥がす方向によって強度が弱い ・導通面積は重ねより劣る可能性有 ・重ね溶接よりレーザ出力が必要 |
※ ワーク形状と質量によって条件が異なります
レーザ溶接とノウハウ 2 |
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・実験レベルでは0.25mm程度の隙間は溶接が可能である
・平均的に異種金属材を含めると隙間は0.1mm程度の管理が必要である
※ 下図は重ね合わせたサンプルの断面図イメージ
管理
■ ワークの汚れ
・ 脱脂等の有無は、溶接強度に影響が少ない事例が多い
・ 異物等の付着リスクに注意が必要
■ 抵抗値管理
・正、負極側共に0.03mmΩ程度の実力値を持ち、0.1mmΩ以下程度で
管理が必要な事例が多い
■ その他の管理
・ 隙間だけで無く、焦点位置、照射位置等の要素を検証し、量産時の
安定性を確保することが重要!
結論: 治具や光学系の準備で80%溶接安定性が決まってしまいます!
レーザ溶接に必要な材質(メッキ)や工法が量産時の安定度を確保
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