การเชื่อมด้วยเลเซอร์สำหรับแบตเตอรี่ไฟฟ้า

การเลือกวิธีการเชื่อมและกระบวนการในกระบวนการผลิตแบตเตอรี่กำลังจะส่งผลโดยตรงต่อต้นทุนคุณภาพความปลอดภัยและความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่

1 หลักการเชื่อมด้วยเลเซอร์

การเชื่อมด้วยเลเซอร์คือการใช้ทิศทางที่ยอดเยี่ยมและความหนาแน่นพลังงานสูงของลำแสงเลเซอร์ในการทำงาน ลำแสงเลเซอร์ถูกโฟกัสในพื้นที่ขนาดเล็กผ่านระบบออปติคอล ในเวลาอันสั้นบริเวณแหล่งกำเนิดความร้อนที่มีความเข้มข้นของพลังงานสูงจะเกิดขึ้นที่ส่วนที่เชื่อมเพื่อให้วัตถุที่เชื่อมหลอมละลายและเกิดรอยต่อและรอยเชื่อมที่เป็นของแข็ง

2 ประเภทของการเชื่อมด้วยเลเซอร์

การเชื่อมด้วยการนำความร้อนด้วยเลเซอร์ลำแสงเลเซอร์จะหลอมละลายพื้นผิวของชิ้นงานตามแนวรอยต่อและวัสดุหลอมเหลวจะรวมตัวกันและแข็งตัวเพื่อสร้างรอยเชื่อม ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับวัสดุที่ค่อนข้างบาง ความลึกในการเชื่อมสูงสุดของวัสดุถูก จำกัด โดยการนำความร้อนและความกว้างของรอยเชื่อมจะมากกว่าความลึกของการเชื่อมเสมอ

การเชื่อมแบบเจาะลึกเมื่อเลเซอร์กำลังสูงรวมตัวกันบนพื้นผิวของโลหะความร้อนจะไม่สูญหายไปและความลึกของการเชื่อมจะลึกลงอย่างมาก เทคโนโลยีการเชื่อมนี้เป็นการเชื่อมแบบเจาะลึก เนื่องจากความเร็วในการประมวลผลสูงพื้นที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดเล็กและความผิดเพี้ยนขั้นต่ำจึงสามารถใช้เทคโนโลยีการเชื่อมแบบเจาะลึกสำหรับการเชื่อมแบบลึกหรือการเชื่อมข้อมูลหลายชั้นเข้าด้วยกัน

ความแตกต่างหลักระหว่างการเชื่อมด้วยการนำความร้อนและการเชื่อมแบบเจาะลึกคือความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าที่ใช้กับพื้นผิวโลหะในหน่วยเวลาและค่าวิกฤตจะแตกต่างกันสำหรับโลหะที่แตกต่างกัน

การเชื่อมแบบเจาะและการเชื่อมตะเข็บ

ผ่านการเชื่อมชิ้นส่วนเชื่อมต่อไม่จำเป็นต้องเจาะและการประมวลผลค่อนข้างง่าย จำเป็นต้องใช้เครื่องเชื่อมเลเซอร์กำลังสูงสำหรับการเชื่อมแบบเจาะ ความลึกในการเจาะของการเชื่อมแบบเจาะจะต่ำกว่าการเชื่อมด้วยตะเข็บและความน่าเชื่อถือค่อนข้างแย่

เมื่อเทียบกับการเชื่อมแบบเจาะแล้วการเชื่อมแบบตะเข็บต้องการเครื่องเชื่อมเลเซอร์ที่ใช้พลังงานน้อยกว่าเท่านั้น การเจาะของการเชื่อมตะเข็บสูงกว่าการเชื่อมแบบเจาะและความน่าเชื่อถือค่อนข้างดี แต่ต้องเจาะชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อดังนั้นจึงค่อนข้างยากในการประมวลผล

การเชื่อมแบบพัลซิ่งและการเชื่อมแบบต่อเนื่อง

1) การเชื่อมโหมดพัลส์

เมื่อทำการเชื่อมด้วยเลเซอร์ควรเลือกรูปคลื่นของการเชื่อมที่เหมาะสม รูปคลื่นพัลส์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ คลื่นสี่เหลี่ยมคลื่นสูงสุดคลื่น bimodal และอื่น ๆ การสะท้อนแสงของพื้นผิวโลหะผสมอลูมิเนียมต่อแสงสูงเกินไป เมื่อลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูงกระทบพื้นผิววัสดุ 60% - 98% ของพลังงานเลเซอร์บนพื้นผิวโลหะจะสูญเสียไปเนื่องจากการสะท้อนและการสะท้อนแสงจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิพื้นผิว โดยทั่วไปเมื่อเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียมทางเลือกที่ดีที่สุดคือคลื่นคมและคลื่น bimodal รูปคลื่นการเชื่อมแบบนี้มีความกว้างของพัลส์ที่ยาวขึ้นที่ส่วนล่างซึ่งสามารถลดการสร้างรูพรุนและรอยแตกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ตัวอย่างการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลซิ่ง

เนื่องจากอลูมิเนียมอัลลอยด์มีค่าการสะท้อนแสงสูงต่อเลเซอร์เพื่อป้องกันไม่ให้ลำแสงเลเซอร์เกิดการสะท้อนในแนวตั้งและทำให้กระจกโฟกัสแบบเลเซอร์เสียหายข้อต่อเชื่อมมักจะเบี่ยงเบนไปที่มุมหนึ่งในกระบวนการเชื่อม เส้นผ่านศูนย์กลางของข้อต่อประสานและพื้นผิวรอยต่อที่มีประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของมุมเอียงเลเซอร์ เมื่อมุมเอียงของเลเซอร์อยู่ที่ 40 องศาจะได้ข้อต่อประสานสูงสุดและพื้นผิวรอยต่อที่มีประสิทธิภาพ การเจาะแนวเชื่อมและการเจาะที่มีประสิทธิภาพจะลดลงตามมุมเอียงของเลเซอร์ เมื่อมุมเอียงของเลเซอร์มากกว่า 60 องศาการเจาะเชื่อมที่มีประสิทธิภาพจะลดลงเป็นศูนย์ ดังนั้นการเจาะและความกว้างของรอยเชื่อมสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเอียงรอยเชื่อมไปที่มุมหนึ่ง

นอกจากนี้เมื่อทำการเชื่อมโดยใช้รอยเชื่อมเป็นขอบเขตควรเชื่อมจุดเลเซอร์ด้วย 65% ของแผ่นปิดและ 35% ของเปลือกซึ่งสามารถลดการระเบิดที่เกิดจากปัญหาการปิดฝาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2) การเชื่อมโหมดต่อเนื่อง

เนื่องจากกระบวนการให้ความร้อนของการเชื่อมด้วยเลเซอร์อย่างต่อเนื่องไม่เหมือนกับการทำความเย็นและความร้อนอย่างกะทันหันของเครื่องพัลส์แนวโน้มการแตกร้าวจึงไม่ชัดเจนมากในระหว่างการเชื่อม เพื่อปรับปรุงคุณภาพของการเชื่อมจึงใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง พื้นผิวรอยเชื่อมเรียบและสม่ำเสมอไม่มีรอยกระเซ็นและรอยขาดและไม่พบรอยแตกภายในรอยเชื่อม ในการเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียมข้อดีของเลเซอร์แบบต่อเนื่องจะเห็นได้ชัด เมื่อเทียบกับวิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิมเลเซอร์แบบต่อเนื่องมีประสิทธิภาพในการผลิตสูงและไม่มีการเติมลวด เมื่อเทียบกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลส์สามารถแก้ไขข้อบกพร่องหลังการเชื่อมเช่นรอยแตกรูพรุนการกระเด็น ฯลฯ เพื่อให้แน่ใจว่าโลหะผสมอลูมิเนียมมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีหลังการเชื่อม จะไม่หย่อนคล้อยหลังการเชื่อมและปริมาณการขัดหลังการเชื่อมจะลดลงซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนในการผลิตอย่างไรก็ตามเนื่องจากจุดของเลเซอร์ CW ​​มีขนาดค่อนข้างเล็กความแม่นยำในการประกอบชิ้นงานจึงจำเป็นต้องสูงขึ้น

ตัวอย่างการเชื่อมด้วยเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง

ในการเชื่อมแบตเตอรี่กำลังช่างเชื่อมจะเลือกเลเซอร์และพารามิเตอร์การเชื่อมที่เหมาะสมตามวัสดุของแบตเตอรี่&# 39 ของลูกค้ารูปร่างความหนาความต้องการแรงดึงรวมถึงความเร็วในการเชื่อมรูปคลื่นค่าสูงสุดการเอียงหัวเชื่อม มุม ฯลฯ เพื่อตั้งค่าพารามิเตอร์การเชื่อมที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าผลการเชื่อมขั้นสุดท้ายตรงตามข้อกำหนดของผู้ผลิตแบตเตอรี่กำลัง

3 ข้อดีของการเชื่อมด้วยเลเซอร์

มีข้อดีคือพลังงานเข้มข้นประสิทธิภาพในการเชื่อมสูงความแม่นยำในการตัดเฉือนสูงและอัตราส่วนความกว้างของความลึกที่มากของการเชื่อม ลำแสงเลเซอร์นั้นง่ายต่อการโฟกัสจัดตำแหน่งและนำทางโดยเครื่องมือออปติก สามารถวางในระยะห่างที่เหมาะสมจากชิ้นงานและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ระหว่างที่หนีบหรือสิ่งกีดขวางรอบ ๆ ชิ้นงาน กฎการเชื่อมอื่น ๆ ไม่สามารถเล่นได้เนื่องจากข้อ จำกัด ของพื้นที่ข้างต้น

สามารถควบคุมพลังงานในการเชื่อมได้อย่างแม่นยำผลการเชื่อมมีเสถียรภาพและลักษณะการเชื่อมเป็นสิ่งที่ดี

การเชื่อมแบบไม่สัมผัสการส่งผ่านใยแก้วนำแสงการเข้าถึงที่ดีระบบอัตโนมัติระดับสูง เมื่อเชื่อมวัสดุบาง ๆ หรือลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางละเอียดจะไม่มีปัญหาในการหลอมใหม่เหมือนการเชื่อมอาร์ก เนื่องจากเซลล์ที่ใช้สำหรับแบตเตอรี่ไฟฟ้าเป็นไปตามหลักการของ" น้ำหนักเบา" จึงมักทำจาก" light" อลูมิเนียมและต้องเป็น" ทินเนอร์" โดยทั่วไปเปลือกฝาปิดและก้นจะต้องน้อยกว่า 1.0 มม. ในปัจจุบันความหนาของวัสดุพื้นฐานของผู้ผลิตกระแสหลักอยู่ที่ประมาณ 0.8 มม.

สามารถให้การเชื่อมที่มีความแข็งแรงสูงสำหรับการผสมวัสดุต่างๆโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมระหว่างวัสดุทองแดงและวัสดุอลูมิเนียม นอกจากนี้ยังเป็นเทคโนโลยีเดียวที่สามารถเชื่อมการชุบนิกเกิลกับวัสดุทองแดงได้

4 ความยากของการเชื่อมด้วยเลเซอร์

ปัจจุบันเปลือกแบตเตอรี่อลูมิเนียมอัลลอยด์มีสัดส่วนมากกว่า 90% ของแบตเตอรี่พลังงานทั้งหมด ความยากของการเชื่อมคือการสะท้อนแสงของโลหะผสมอลูมิเนียมต่อเลเซอร์นั้นสูงมากและความไวของรูพรุนสูงในกระบวนการเชื่อม ปัญหาและข้อบกพร่องบางอย่างจะปรากฏในกระบวนการเชื่อมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้สิ่งที่สำคัญที่สุดคือความพรุนรอยแตกร้อนและการระเบิด

ความพรุนในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ของโลหะผสมอลูมิเนียมมีสองประเภทหลัก ๆ ได้แก่ ความพรุนของไฮโดรเจนและความพรุนที่เกิดจากฟองสบู่ เนื่องจากความเร็วในการทำความเย็นของการเชื่อมด้วยเลเซอร์เร็วเกินไปปัญหาของความพรุนของไฮโดรเจนจึงร้ายแรงกว่าและยังมีรูชนิดหนึ่งเนื่องจากการยุบตัวของรูเล็ก ๆ ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์

ความร้อนแตก อลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นโลหะผสมยูเทคติกทั่วไปซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกที่ร้อนระหว่างการเชื่อมรวมถึงรอยแตกของการตกผลึกของรอยเชื่อมและรอยแตกที่เป็นของเหลวของ HAZ เนื่องจากการแยกองค์ประกอบในเขตเชื่อมการแยกยูเทคติกจะเกิดขึ้นและจะเกิดการละลายของขอบเกรน ภายใต้การกระทำของความเค้นรอยแตกเหลวจะก่อตัวขึ้นที่ขอบเกรนซึ่งจะลดประสิทธิภาพของรอยเชื่อม

ปัญหาการระเบิด (หรือที่เรียกว่าสาด) มีหลายปัจจัยที่ทำให้เกิดการระเบิดเช่นความสะอาดของวัสดุความบริสุทธิ์ของวัสดุลักษณะของวัสดุเองและอื่น ๆ และความเสถียรของเลเซอร์มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง ผิวเปลือกนูนรูอากาศและฟองอากาศภายใน สาเหตุหลักคือเส้นผ่านศูนย์กลางแกนเส้นใยเล็กเกินไปหรือตั้งพลังงานเลเซอร์ไว้สูงเกินไป ไม่ใช่" คุณภาพของลำแสงที่ดีกว่าผลการเชื่อมที่ดีกว่า" เผยแพร่โดยซัพพลายเออร์อุปกรณ์เลเซอร์บางราย คุณภาพลำแสงที่ดีเหมาะสำหรับการเชื่อมแบบซ้อนทับที่มีการเจาะขนาดใหญ่ กุญแจสำคัญในการแก้ปัญหาคือการค้นหาพารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสม

ปัญหาอื่น ๆ

สำหรับการเชื่อมปลอกขั้วแบบอ่อนจำเป็นต้องใช้เครื่องมือในการเชื่อมอย่างมากดังนั้นจึงต้องกดตัวดึงขั้วให้แน่นเพื่อให้แน่ใจว่ามีช่องว่างในการเชื่อม สามารถรับรู้การเชื่อมความเร็วสูงของรูปตัว S รูปเกลียวและแทร็กที่ซับซ้อนอื่น ๆ เพิ่มพื้นที่รอยเชื่อมและเสริมความแข็งแรงในการเชื่อมในเวลาเดียวกัน

การเชื่อมเซลล์รูปทรงกระบอกส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเชื่อมขั้วบวก เนื่องจากเปลือกของขั้วลบมีความบางจึงเชื่อมผ่านได้ง่ายมาก ตัวอย่างเช่นในปัจจุบันผู้ผลิตบางรายใช้กระบวนการเชื่อมแบบไม่ใช้ขั้วลบและขั้วบวกคือการเชื่อมด้วยเลเซอร์

เมื่อเชื่อมต่อชุดแบตเตอรี่ทรงสี่เหลี่ยมขั้วหรือชิ้นส่วนเชื่อมต่อจะปนเปื้อนมาก เมื่อเชื่อมต่อชิ้นส่วนสารมลพิษจะสลายตัวซึ่งง่ายต่อการสร้างจุดระเบิดจากการเชื่อมและทำให้เกิดรู เมื่อเสาบางและมีชิ้นส่วนโครงสร้างที่เป็นพลาสติกหรือเซรามิกอยู่ข้างใต้จึงง่ายต่อการเชื่อมผ่าน เมื่อเสามีขนาดเล็กจึงง่ายต่อการเบี่ยงเบนจากพลาสติกและไหม้ อย่าใช้ขั้วต่อหลายชั้นมีรูพรุนระหว่างชั้นจึงไม่สะดวกในการเชื่อม

ขั้นตอนการเชื่อมที่สำคัญที่สุดของแบตเตอรี่ทรงสี่เหลี่ยมคือการบรรจุฝาปิดเปลือกซึ่งแบ่งได้เป็นการเชื่อมฝาด้านบนและฝาปิดด้านล่างตามตำแหน่ง เนื่องจากแบตเตอรี่มีขนาดเล็กผู้ผลิตแบตเตอรี่บางรายจึงใช้" Deep drawing" กระบวนการผลิตเปลือกแบตเตอรี่จำเป็นต้องเชื่อมฝาด้านบนเท่านั้น

ตัวอย่างการเชื่อมด้านข้างของแบตเตอรี่กำลังสอง

วิธีการเชื่อมของแบตเตอรี่สี่เหลี่ยมส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นการเชื่อมด้านข้างและการเชื่อมด้านบน ข้อได้เปรียบหลักของการเชื่อมด้านข้างคือมีอิทธิพลน้อยกว่าภายในเซลล์และการกระเด็นจะไม่เข้าไปด้านในของเปลือกได้ง่าย เนื่องจากการเชื่อมอาจทำให้เกิดรอยนูนซึ่งจะส่งผลกระทบเล็กน้อยต่อกระบวนการประกอบในภายหลังดังนั้นกระบวนการเชื่อมด้านข้างจึงมีความต้องการสูงในเรื่องความเสถียรของเลเซอร์และความสะอาดของวัสดุ เนื่องจากกระบวนการเชื่อมด้านบนถูกเชื่อมที่ด้านเดียวข้อกำหนดสำหรับการรวมอุปกรณ์เชื่อมจึงค่อนข้างต่ำและการผลิตจำนวนมากทำได้ง่าย อย่างไรก็ตามมีข้อเสียสองประการประการหนึ่งคือการโปรยลงมาเล็กน้อยอาจเข้าไปในเซลล์ระหว่างการเชื่อมและอีกประการหนึ่งคือความต้องการที่สูงสำหรับส่วนหน้าของเปลือกจะนำไปสู่ปัญหาด้านต้นทุน

5. ปัจจัยที่มีผลต่อคุณภาพการเชื่อม

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นวิธีหลักในการเชื่อมแบตเตอรี่ระดับไฮเอนด์ การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการของการฉายรังสีเลเซอร์ด้วยลำแสงพลังงานสูงบนชิ้นงานซึ่งทำให้อุณหภูมิในการทำงานสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและชิ้นงานจะหลอมละลายและเชื่อมต่อใหม่เพื่อสร้างการเชื่อมต่อแบบถาวร ความต้านทานแรงเฉือนและความต้านทานการฉีกขาดของการเชื่อมด้วยเลเซอร์จะดีกว่า การนำไฟฟ้าความแข็งแรงความแน่นของอากาศความล้าของโลหะและความต้านทานการกัดกร่อนของการเชื่อมแบตเตอรี่เป็นมาตรฐานการประเมินคุณภาพการเชื่อมโดยทั่วไป

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ บางส่วนมีความผันผวนมากและมีความไม่แน่นอนมาก วิธีการตั้งค่าและควบคุมพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างถูกต้องเพื่อให้สามารถควบคุมได้ในช่วงที่เหมาะสมในกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงและต่อเนื่องเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการเชื่อม ความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพของการขึ้นรูปเชื่อมเป็นปัญหาสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการใช้เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ในทางปฏิบัติและทางอุตสาหกรรม ปัจจัยหลักที่มีผลต่อคุณภาพของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ได้แก่ อุปกรณ์เชื่อมสภาพชิ้นงานและพารามิเตอร์ของกระบวนการ

1) อุปกรณ์เชื่อมด้วยเลเซอร์

เครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์สำหรับแบตเตอรี

RS-SWF-80/150 80W&แอมป์; เครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ 150W ตอบสนองความต้องการการเชื่อมด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงคุณภาพสูงสำหรับเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียม

อ่านเพิ่มเติม

ข้อกำหนดด้านคุณภาพที่สำคัญที่สุดของเลเซอร์คือโหมดลำแสงกำลังขับและความเสถียร โหมดลำแสงเป็นดัชนีหลักของคุณภาพของลำแสง ยิ่งลำดับของโหมดลำแสงต่ำเท่าใดประสิทธิภาพการโฟกัสของลำแสงก็จะยิ่งดีขึ้นจุดที่เล็กลงความหนาแน่นของพลังงานก็จะยิ่งสูงขึ้นและความลึกและความกว้างของการเชื่อมก็จะมากขึ้นภายใต้พลังงานเลเซอร์เดียวกัน โดยทั่วไปต้องใช้โหมดพื้นฐาน (TEM00) หรือโหมดลำดับต่ำมิฉะนั้นจะเป็นเรื่องยากที่จะปฏิบัติตามข้อกำหนดของการเชื่อมด้วยเลเซอร์คุณภาพสูง ในปัจจุบันเป็นเรื่องยากสำหรับเลเซอร์ในประเทศที่จะใช้ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ในแง่ของคุณภาพของลำแสงและความเสถียรของกำลังขับ จากสถานการณ์ต่างประเทศคุณภาพของลำแสงเลเซอร์และความเสถียรของกำลังขับค่อนข้างสูงซึ่งจะไม่กลายเป็นปัญหาของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ เลนส์โฟกัสเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดที่มีผลต่อคุณภาพการเชื่อมในระบบออปติก โดยทั่วไปทางยาวโฟกัสจะอยู่ระหว่าง 127 มม. (5 นิ้ว) และ 200 มม. (7.9 นิ้ว) ทางยาวโฟกัสที่เล็กนั้นดีสำหรับการลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรอบเอวของลำแสงที่โฟกัส แต่ความยาวโฟกัสที่เล็กเกินไปจะทำให้เสียและเสียหายได้ง่ายจากการกระเด็นในกระบวนการเชื่อม

ยิ่งความยาวคลื่นสั้นเท่าใดการดูดซับก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น โดยทั่วไปค่าการสะท้อนแสงของวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าได้ดีจะสูงมาก สำหรับเลเซอร์ YAG ค่าการสะท้อนแสงของเงินคือ 96% ของอลูมิเนียม 92% ทองแดง 90% และเหล็ก 60% อุณหภูมิที่สูงขึ้นการดูดซับก็จะสูงขึ้นแสดงความสัมพันธ์เชิงเส้น โดยทั่วไปฟอสเฟตคาร์บอนแบล็กและกราไฟต์สามารถปรับปรุงการดูดซับได้

2) สภาพชิ้นงาน

การเชื่อมด้วยเลเซอร์จำเป็นต้องใช้การประมวลผลของขอบของชิ้นงานการประกอบมีความแม่นยำสูงและจุดนั้นอยู่ในแนวเดียวกับรอยเชื่อมอย่างเคร่งครัด ยิ่งไปกว่านั้นความแม่นยำในการประกอบเดิมและการจัดตำแหน่งเฉพาะจุดของชิ้นงานไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เนื่องจากการเสียรูปทางความร้อนในการเชื่อมในกระบวนการเชื่อม เนื่องจากจุดเลเซอร์มีขนาดเล็กและตะเข็บเชื่อมแคบ โดยทั่วไปจะไม่มีการเติมโลหะเติม หากการประกอบไม่เข้มงวดและช่องว่างมีขนาดใหญ่เกินไปคานสามารถทะลุผ่านช่องว่างและไม่สามารถหลอมโลหะฐานได้หรือทำให้เกิดรอยตัดและการกดทับอย่างเห็นได้ชัด หากความเบี่ยงเบนของจุดจากรอยต่อมีขนาดใหญ่เล็กน้อยอาจทำให้ฟิวชั่นไม่สมบูรณ์หรือการเจาะไม่สมบูรณ์ ดังนั้นช่องว่างของก้นเพลททั่วไปและความเบี่ยงเบนของจุดตะเข็บไม่ควรเกิน 0.1 มม. การจัดแนวไม่ควรเกิน 0.2 มม. ในการผลิตจริงบางครั้งไม่สามารถใช้เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้เนื่องจากไม่สามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้ เพื่อให้ได้ผลการเชื่อมที่ดีควรควบคุมช่องว่างก้นและช่องว่างรอบที่อนุญาตให้อยู่ภายใน 10% ของความหนาของแผ่น

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่ประสบความสำเร็จต้องมีการสัมผัสอย่างใกล้ชิดระหว่างวัสดุพิมพ์ที่จะเชื่อม ต้องมีการขันชิ้นส่วนอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด การทำเช่นนี้ทำได้ยากบนวัสดุฐานบาง ๆ ของตัวดึงเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะงอและจัดแนวไม่ตรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตัวดึงถูกฝังอยู่ในโมดูลแบตเตอรี่หรือโมดูลขนาดใหญ่

3) พารามิเตอร์การเชื่อมด้วยเลเซอร์

(1) ความหนาแน่นของพลังงานของจุดเลเซอร์เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อโหมดการเชื่อมด้วยเลเซอร์และความเสถียรในการขึ้นรูปของการเชื่อม อิทธิพลของความหนาแน่นของกำลังแสงเลเซอร์ในโหมดการเชื่อมและความเสถียรในการขึ้นรูปของการเชื่อมมีดังต่อไปนี้: ด้วยความหนาแน่นของพลังงานจุดเลเซอร์ที่เพิ่มขึ้นจากขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ลำดับคือการเชื่อมแบบการนำความร้อนที่มีเสถียรภาพโหมดการเชื่อมที่ไม่เสถียรและการเชื่อมแบบเจาะลึกที่มั่นคง

ความหนาแน่นกำลังของจุดเลเซอร์ส่วนใหญ่กำหนดโดยกำลังแสงเลเซอร์และตำแหน่งโฟกัสของลำแสงเมื่อโหมดลำแสงและความยาวโฟกัสคงที่ ความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์เป็นสัดส่วนกับกำลังแสงเลเซอร์ เมื่อโฟกัสของลำแสงอยู่ที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งใต้พื้นผิวของชิ้นงาน (1-2 มม. ขึ้นอยู่กับความหนาและพารามิเตอร์) จะได้รอยเชื่อมที่เหมาะสมที่สุด การเบี่ยงเบนจากตำแหน่งโฟกัสที่เหมาะสมที่สุดจุดแสงบนพื้นผิวของชิ้นงานจะใหญ่ขึ้นทำให้ความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้ามีขนาดเล็กลง เมื่อถึงช่วงหนึ่งจะทำให้รูปแบบกระบวนการเชื่อมเปลี่ยนไป

เฉพาะเมื่อความเร็วในการเชื่อมสูงเกินไปจะไม่สามารถรักษากระบวนการเชื่อมเจาะลึกที่มั่นคงได้เนื่องจากอินพุตความร้อนเพียงเล็กน้อย ในการเชื่อมจริงควรเลือกการเชื่อมแบบเจาะลึกที่มั่นคงหรือการเชื่อมด้วยการนำความร้อนที่มั่นคงตามข้อกำหนดของการเจาะรอยเชื่อมและควรหลีกเลี่ยงโหมดการเชื่อมที่ไม่เสถียรอย่างยิ่ง

(2) ในช่วงของการเชื่อมเจาะลึกอิทธิพลของพารามิเตอร์การเชื่อมต่อการเจาะ: ในช่วงของการเชื่อมเจาะลึกที่มั่นคงยิ่งมีกำลังแสงเลเซอร์สูงเท่าใดการเจาะก็จะยิ่งมากขึ้นซึ่งมีกำลังประมาณ 0.7 และยิ่งความเร็วในการเชื่อมสูงเท่าไหร่การเจาะก็จะยิ่งตื้นขึ้นเท่านั้น ด้วยกำลังแสงเลเซอร์และความเร็วในการเชื่อมการเจาะจะใหญ่ที่สุดเมื่อโฟกัสอยู่ที่ตำแหน่งที่ดีที่สุด หากโฟกัสเบี่ยงเบนไปจากตำแหน่งนี้การเจาะจะลดลงและแม้กระทั่งการเชื่อมที่ไม่เสถียรหรือการเชื่อมแบบการนำความร้อนที่คงที่

(3) หน้าที่หลักในการป้องกันก๊าซคือการปกป้องชิ้นงานจากการเกิดออกซิเดชั่นระหว่างการเชื่อมเพื่อป้องกันเลนส์โฟกัสจากมลภาวะของไอโลหะและการพ่นละอองของเหลวเพื่อกระจายพลาสมาที่เกิดจากการเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังสูงเพื่อทำให้ชิ้นงานเย็นลงและลด พื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน

อาร์กอนหรือฮีเลียมมักใช้เป็นก๊าซป้องกัน ไนโตรเจนสามารถใช้ได้กับผู้ที่มีความต้องการคุณภาพต่ำ แนวโน้มของฮีเลียมในการผลิตพลาสม่านั้นแตกต่างกัน: ฮีเลียมมีปริมาณไอออไนเซชันสูงกว่าและการนำความร้อนได้เร็วกว่า ภายใต้เงื่อนไขเดียวกันก๊าซมีแนวโน้มในการผลิตพลาสมาน้อยกว่าอาร์กอนดังนั้นจึงสามารถได้รับความลึกของการหลอมที่มากขึ้น ในช่วงหนึ่งด้วยการเพิ่มขึ้นของอัตราการไหลของก๊าซป้องกันแนวโน้มของการยับยั้งพลาสมาจึงเพิ่มขึ้นดังนั้นความลึกของการหลอมจึงเพิ่มขึ้น แต่ก็มีแนวโน้มที่จะคงที่เมื่อเพิ่มขึ้นถึงช่วงหนึ่ง

(4) การวิเคราะห์การตรวจสอบพารามิเตอร์แต่ละพารามิเตอร์: ในบรรดาพารามิเตอร์การเชื่อมทั้งสี่พารามิเตอร์ความเร็วในการเชื่อมและการป้องกันการไหลของก๊าซนั้นง่ายต่อการตรวจสอบและรักษาเสถียรภาพในขณะที่กำลังแสงเลเซอร์และตำแหน่งโฟกัสเป็นพารามิเตอร์ที่อาจผันผวนและยากต่อการตรวจสอบ ในกระบวนการเชื่อม แม้ว่ากำลังขับเลเซอร์จากเลเซอร์จะมีความเสถียรสูงและง่ายต่อการตรวจสอบเนื่องจากการสูญเสียเส้นนำแสงและระบบโฟกัสกำลังแสงเลเซอร์ที่มาถึงชิ้นงานจะเปลี่ยนไปและการสูญเสียนี้เกี่ยวข้องกับคุณภาพของชิ้นงานออปติก เวลาในการให้บริการและมลภาวะที่พื้นผิวดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะตรวจสอบและกลายเป็นปัจจัยที่ไม่แน่นอนของคุณภาพการเชื่อม ตำแหน่งโฟกัสของลำแสงเป็นปัจจัยที่ยากที่สุดอย่างหนึ่งในการตรวจสอบและควบคุมซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณภาพการเชื่อม ในปัจจุบันจำเป็นต้องกำหนดตำแหน่งโฟกัสที่เหมาะสมโดยการปรับด้วยมือและการทดสอบกระบวนการซ้ำ ๆ เพื่อให้ได้การเจาะในอุดมคติ แต่ในกระบวนการเชื่อมเนื่องจากการเปลี่ยนรูปของชิ้นงานเอฟเฟกต์เลนส์ความร้อนหรือการเชื่อมหลายมิติของเส้นโค้งเชิงพื้นที่ตำแหน่งโฟกัสจะเปลี่ยนไปและอาจเกินช่วงที่อนุญาต

สำหรับสองกรณีข้างต้นในแง่หนึ่งควรใช้และบำรุงรักษาองค์ประกอบออปติคอลที่มีคุณภาพสูงและมีความเสถียรสูงเป็นประจำเพื่อป้องกันมลพิษและรักษาความสะอาด ในทางกลับกันควรพัฒนาวิธีการตรวจสอบและควบคุมแบบเรียลไทม์ของกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์เพื่อปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสมและตรวจสอบกระบวนการเชื่อมสามารถบรรลุการเปลี่ยนแปลงของกำลังแสงเลเซอร์และตำแหน่งโฟกัสของชิ้นงานตระหนักถึงการควบคุมวงปิด และปรับปรุงความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพของคุณภาพการเชื่อมด้วยเลเซอร์

ในที่สุดสิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าการเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการหลอม ซึ่งหมายความว่าพื้นผิวทั้งสองละลายระหว่างการเชื่อมด้วยเลเซอร์ กระบวนการนี้เร็วมากดังนั้นอินพุตความร้อนโดยรวมจึงต่ำ แต่เนื่องจากเป็นกระบวนการหลอมจึงเป็นไปได้ที่จะสร้างสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกที่มีความต้านทานสูงเปราะเมื่อเชื่อมวัสดุที่แตกต่างกัน การรวมกันของอลูมิเนียมและทองแดงทำให้เกิดสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกได้ง่ายโดยเฉพาะ สารประกอบเหล่านี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีผลเสียต่อคุณสมบัติเชิงกลทางไฟฟ้าในระยะสั้นและระยะยาวของข้อต่อของอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ อิทธิพลของสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกเหล่านี้ต่อประสิทธิภาพการทำงานในระยะยาวของแบตเตอรี่ลิเธียมนั้นไม่แน่นอน