资讯中心

筑牢动力电池安全防线:激光焊接零缺陷工艺与NewOCT熔深实时监测系统

                           发表日期:2025-4-24

在“双碳”目标与全球能源转型的背景下,新能源汽车产业迎来爆发式增长。作为电动汽车的核心部件,动力电池的能量密度、安全性及制造成本直接决定了整车的市场竞争力。焊接工艺作为电池模组封装、极柱连接及壳体密封的关键环节,其精度与可靠性要求日益严苛。凭借高能量密度、非接触式加工和自动化优势,激光焊接技术已成为动力电池制造升级的必然选择。然而,铝合金高反射率、气孔缺陷频发等行业痛点,仍对焊接工艺稳定性构成严峻挑战。通过材料适配、工艺优化与全流程质量管控实现”零缺陷”制造目标,已成为产业链协同创新的核心课题。

一、材料特性适配:破解铝合金焊接的双重挑战

动力电池外壳及组件普遍采用铝合金(如Al3003),其轻量化与高导电特性虽满足电池需求,但也带来两大技术挑战:

1.高反射率难题:铝合金对激光反射率高达80%-92%,导致能量利用率低下。通过优化激光波形(尖峰波、双峰波)提升材料吸收率,结合振镜激光动态搅拌技术增强熔池流动性,可有效改善能量吸收效率。

2.气孔裂纹控制:铝合金含氢量高,焊接时快速冷却易产生氢气孔和热裂纹,表面氧化膜更影响焊缝一致性。采用焊前激光清洗工艺,配合焊接速度优化,可显著减少缺陷并提升密封性能。

筑牢动力电池安全防线:激光焊接零缺陷工艺与NewOCT熔深实时监测系统
图一(a)常规焊接工艺(焊接速度3m/min)
筑牢动力电池安全防线:激光焊接零缺陷工艺与NewOCT熔深实时监测系统
图二(b)摆动焊接工艺(焊接速度43m/min)
图片来源:上海光学精密机械研究所

二、工艺精准匹配:组件结构与性能的定制化焊接方案

针对动力电池组件多样化结构(壳体、极柱、Busbar)与性能需求(密封性、强度、效率),需采用差异化的激光焊接工艺:

1.热传导焊接:适用于电池壳体与盖板密封等薄板焊接场景,具有焊缝宽、热影响区小特征,但熔深相对较浅。

2.深熔焊接:专为极柱、防爆阀等高强度连接设计,通过高功率密度实现深层熔透,有效控制工件变形。

3.脉冲连续复合:针对铝、铜等高反射材料,脉冲激光可减少飞溅,而连续焊则能提升焊接效率,特别适用于长焊缝加工场景 。

筑牢动力电池安全防线:激光焊接零缺陷工艺与NewOCT熔深实时监测系统
图三(a)激光热导焊示意
筑牢动力电池安全防线:激光焊接零缺陷工艺与NewOCT熔深实时监测系统
(b)激光深熔焊示意

三、参数动态优化:效率与可靠性的精密平衡
动力电池激光焊接质量高度依赖核心参数的动态调控:

1.功率密度调控:熔深与光束功率密度直接相关,通常将焦点定位在工件表面下约1/4熔深处,以确保足够功率密度。

2.速度自适应调节:焊接速度对熔深具有显著影响,需在特定功率和材料厚度下确定最佳速度范围,实现最大熔深同时避免虚焊或焊穿。

3.保护气体选配:氦气适用于深熔焊场景,可有效抑制等离子体;氩气提供均衡保护;氮气则满足成本敏感型应用需求。

筑牢动力电池安全防线:激光焊接零缺陷工艺与NewOCT熔深实时监测系统
图四 激光功率与熔深熔宽的关系
图片来源:知乎

四、全流程质控体系:零缺陷制造的实现路径,构建”预防-监测-反馈”三位一体质量保障体系:

1.设备健康管理:定期维护保养确保设备处于最佳工况,消除设备因素导致的焊接缺陷。

2.工件预处理标准:严格管控粉尘、油污等污染物,采用”预热+缝焊”工艺处理极柱、防爆阀等关键部位。

3.在线实时监测:通过焊缝图像实时分析,精准识别气孔、裂纹、未焊透等缺陷,持续提升产品良率。

筑牢动力电池安全防线:激光焊接零缺陷工艺与NewOCT熔深实时监测系统
 图五常见焊缝缺陷图

五、创新解决方案:NewOCT激光焊接熔深实时监测系统

  • 熔深在线检测:集成OCTMetrix模块实现焊接过程熔深实时监控;
  • 即插即用设计:模块化架构兼容主流焊接头(振镜/摆动头/定焦头);
  • 污染预警功能:可选配镜片污染检测模块,预防功率损耗导致的焊接异常;
  • 高稳定性保障:采用耐高温光学材料,支持8kW级满功率连续作业;
  • 多场景适配:兼容单模/多模/环形光斑激光器,覆盖国内外主流品牌;
  • 工业互联能力:支持Modbus TCP/PN/EIP等通讯协议,无缝对接MES系统。
筑牢动力电池安全防线:激光焊接零缺陷工艺与NewOCT熔深实时监测系统

作为激光焊接领域的革新者,新耐视NewOCT系统通过振镜控制与光学相干断层扫描(OCT)技术的深度融合,实现了焊接-检测一体化解决方案。目前该系统已在行业头部企业实现规模化应用,为动力电池焊接产线提供”零缺陷、零返工”的全流程质量保障。新耐视持续以技术创新推动行业标准升级,通过提质增效-降本安全-柔性扩展的解决方案矩阵,助力新能源汽车产业向”零缺陷智造”新时代迈进。未来,公司将持续深耕激光焊接质量检测领域,为全球客户提供更智能、更经济的创新解决方案。

产品预订               

公司网站:www.newlas.com

咨询热线:189-7128-0299

       
   
 

应用案例

  • 携手共进 未来可期|热烈祝贺武汉新耐视成立7周年!

    查看更多
  • 新耐视荣获“2023德勤中国高科技高成长50强”

    近日,2023德勤“中国高科技高成长50强榜及明日之星”榜单揭晓,新耐视凭借在智能激光焊接领域的持续创新和高速成长,荣登全国50强榜单。

    查看更多
  • 新耐视携多款产品亮相第十九届上海国际汽车制造技术与装备及材料展览会

    新耐视携多款产品亮相AMTS2024,聚焦智能激光焊接产品在新能源汽车行业的高端应用及解决方案。

    查看更多
  • 简讯:新耐视荣获“光谷2024年度最具成长性企业”

    2月8日,东湖高新区党工委(扩大)会议暨2025年度工作会议召开。会议表彰了光谷2024年度经济高质量发展突出 […]

    查看更多

以客户为中心提供定制化激光应用解决方案
坚持创新、专注、高效、共赢的合作理念
新耐视致力于激光应用发展,核心器件自主研发,解决设备进口卡脖子问题

获取报价