在電動(dòng)汽車日益普及的今天,超聲波金屬焊接技術(shù)憑借其高效、可靠、環(huán)保等顯著優(yōu)勢,已成為新能源動(dòng)力電池電芯極耳、高壓線束焊接、充電槍(超充)等工序中的關(guān)鍵工藝。
然而,隨著整車智能化程度的提升和快充需求的增長,超聲波焊接不斷面臨新的挑戰(zhàn)。
首先,高容量動(dòng)力電池金屬箔層數(shù)增加,焊接厚度增厚,對焊接設(shè)備的性能和精度提出了更高的要求。
其次,高壓線束橫截面積的增大,以及銅排鋁排等新型應(yīng)用的興起,都使得焊接難度進(jìn)一步升級。
如果在焊接過程中出現(xiàn)虛焊、脫焊或接觸不良的問題,容易引發(fā)線束斷路、內(nèi)阻增大等故障,進(jìn)而造成產(chǎn)品失效,威脅行車安全。
作為科創(chuàng)板功率超聲設(shè)備第一股,驕成超聲憑借深厚的技術(shù)積累與豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),積極推動(dòng)超聲波焊接技術(shù)的進(jìn)步,攻克了大平方銅線、鋁線、鋁排、鍍錫線、直流液冷充電槍等焊接難點(diǎn)。
電池和線束的焊接質(zhì)量是汽車安全的生命線。傳統(tǒng)的極耳焊接和線束焊接檢測手段包括拉力、撕裂力測試,再做截面分析,屬于破壞性的抽檢,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且無法實(shí)現(xiàn)100%全檢。
參數(shù)管控 初級監(jiān)控1.0傳統(tǒng)焊接質(zhì)量監(jiān)控手段通常為焊接參數(shù)管控,其主要方式是通過超聲焊接的焊接時(shí)間、焊接能量、峰值功率、焊后高度等參數(shù),手動(dòng)或自適應(yīng)地設(shè)置上下限進(jìn)行管控,目前整個(gè)行業(yè)基本都停留在參數(shù)監(jiān)控1.0階段
然而在許多情況下,焊接質(zhì)量狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),焊接參數(shù)不會(huì)有明顯變化,而是反映為焊接過程曲線發(fā)生變化。以焊接功率為例,不同焊接狀態(tài)下的不同電功率曲線卻可以呈現(xiàn)出相似的焊接參數(shù)值。
過程管控,實(shí)現(xiàn)100%全檢,中階監(jiān)控2.0基于參數(shù)管控的缺陷,驕成超聲在焊接參數(shù)管控基礎(chǔ)上,開發(fā)了焊接過程曲線監(jiān)控,進(jìn)行過程管控。其通過對焊接過程曲線,如功率曲線、振幅曲線、高度曲線等,提取其焊接過程曲線的過程參數(shù)進(jìn)行管控,可有效規(guī)避焊接參數(shù)管控的不足。結(jié)合參數(shù)管控,可實(shí)現(xiàn)更加全面的焊接質(zhì)量監(jiān)控。
驕成超聲在2016年就在行業(yè)內(nèi)首次推出了超聲波焊接質(zhì)量在線,并已在鋰電行業(yè)產(chǎn)線上大批量應(yīng)用。
驕成超聲將在線監(jiān)控系統(tǒng)與焊接系統(tǒng)配套,在焊接參數(shù)管控的基礎(chǔ)上,可以有效檢測功率、振幅、高度等各種過程曲線,實(shí)現(xiàn)件件取樣,實(shí)時(shí)報(bào)警,避免批量虛焊事故的發(fā)生。
在線束超聲波焊接中,目前的焊接質(zhì)量監(jiān)控手段所采用的參數(shù)管控+過程管控的方式同樣存在缺陷,其表現(xiàn)為:
其一,焊接過程管控主要是監(jiān)控焊接過程的電信號等,屬于焊接輸入端特征,并沒有直接反應(yīng)焊接過程的振動(dòng)信息;
其二,焊接過程中,接觸件若存在油污或其他污染物,焊接功率變化可能不明顯;端子氧化,硬度變化時(shí),焊后高度管控就容易失效;
其三,焊座螺栓松動(dòng)時(shí),部分超聲能量就會(huì)散失,從而導(dǎo)致虛焊等焊接異常,但這對于輸入端的焊接參數(shù)和過程曲線幾乎沒有影響。
綜上,使用單純的參數(shù)管控+過程管控就可能造成漏檢,從而導(dǎo)致潛在的安全隱患。
驕成超聲在焊接參數(shù)管控+過程管控的基礎(chǔ)上,推出了外置傳感器的振動(dòng)檢測系統(tǒng),結(jié)合新型振動(dòng)檢測技術(shù),監(jiān)控焊接過程高頻振動(dòng)位移信號,采用多維融合算法對焊接過程進(jìn)行管控。振動(dòng)過程管控有效解決了焊接參數(shù)曲線正常,但焊接質(zhì)量不好甚至脫落的異常識別難題。
目前,集成振動(dòng)檢測系統(tǒng)的新一代超聲波線束焊接質(zhì)量振動(dòng)在線監(jiān)控方案已在客戶端投入使用。希望未來有更多客戶采用這一方案,為汽車線束成品質(zhì)量保駕護(hù)航。
驕成超聲已推出大功率超聲波線束焊機(jī)WL、中功率超聲波線束焊機(jī)WD、小功率超聲波線束焊機(jī)WS、線對線超聲波線束焊機(jī)WE、超聲波扭轉(zhuǎn)焊機(jī)WT9000等多款高性能設(shè)備,最大可以實(shí)現(xiàn)185㎜2銅線㎜2鋁線焊接。此外,還能夠滿足線束與線束、線束與端子、銅鋁焊接、鋁線/鋁排/鋁棒焊接、充電槍焊接、CCS集成母排焊接、雙面焊接、鍍錫銅線、巴片等多種應(yīng)用需求。
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