ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับวิธีการและกระบวนการเชื่อมสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

การเลือกวิธีการและกระบวนการเชื่อมที่เหมาะสมในกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมจะส่งผลโดยตรงต่อต้นทุน คุณภาพ ความปลอดภัย และความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ ต่อไปเรามาจัดระเบียบเนื้อหาเกี่ยวกับการเชื่อมแบตเตอรี่ลิเธียมกำลังกัน

1. หลักการเชื่อมด้วยเลเซอร์

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้ทิศทางที่ดีเยี่ยมและความหนาแน่นของพลังงานสูงของลำแสงเลเซอร์ในการทำงาน ลำแสงเลเซอร์จะโฟกัสไปที่พื้นที่ขนาดเล็กมากผ่านระบบออพติคัล ทำให้เกิดพื้นที่แหล่งความร้อนที่มีความเข้มข้นสูงที่รอยเชื่อมในเวลาอันสั้น ดังนั้นจึงทำให้วัตถุที่เชื่อมละลายและก่อตัวเป็นรอยประสานที่มั่นคงและรอยเชื่อม

2. ประเภทการเชื่อมด้วยเลเซอร์

การเชื่อมการนำความร้อนและการเชื่อมแบบเจาะลึก

การเชื่อมด้วยการนำความร้อนด้วยเลเซอร์เกิดขึ้นโดยมีความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์ที่ 105-106w/cm2 และการเชื่อมด้วยเลเซอร์เจาะลึกเกิดขึ้นด้วยความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์ที่ 105-106w/cm2

การเชื่อมแบบเจาะและการเชื่อมตะเข็บ

การเชื่อมแบบเจาะ การต่อชิ้นส่วนไม่จำเป็นต้องเจาะ และการประมวลผลค่อนข้างง่าย การเชื่อมแบบเจาะต้องใช้เครื่องเชื่อมเลเซอร์กำลังสูง ความลึกในการเจาะของการเชื่อมแบบเจาะต่ำกว่าการเชื่อมตะเข็บ และความน่าเชื่อถือค่อนข้างต่ำ

เมื่อเทียบกับการเชื่อมแบบเจาะ การเชื่อมตะเข็บต้องใช้เครื่องเชื่อมเลเซอร์กำลังน้อยกว่าเท่านั้น ความลึกในการเจาะของการเชื่อมตะเข็บนั้นสูงกว่าการเชื่อมแบบเจาะและความน่าเชื่อถือค่อนข้างดี แต่ต้องเจาะชิ้นส่วนเชื่อมต่อ ทำให้การประมวลผลค่อนข้างยาก

ตัวอย่างการเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลส์

การเชื่อมตัวอย่างด้วยเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง

ในการเชื่อมแบตเตอรี่ลิเธียม ช่างเทคนิคกระบวนการเชื่อมจะเลือกพารามิเตอร์เลเซอร์และกระบวนการเชื่อมที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากวัสดุแบตเตอรี่ รูปร่าง ความหนา ข้อกำหนดแรงดึง ฯลฯ ของลูกค้า รวมถึงความเร็วในการเชื่อม รูปคลื่น ค่าสูงสุด และมุมเอียงของแบตเตอรี่ หัวเชื่อมเพื่อตั้งค่าพารามิเตอร์กระบวนการเชื่อมที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าผลการเชื่อมขั้นสุดท้ายตรงตามข้อกำหนดของผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมกำลัง

พลังงานเข้มข้น ประสิทธิภาพการเชื่อมสูง ความแม่นยำในการประมวลผลสูง และอัตราส่วนความลึกของการเชื่อมต่อความกว้างขนาดใหญ่ ลำแสงเลเซอร์นั้นง่ายต่อการโฟกัส จัดเรียง และนำทางด้วยอุปกรณ์ออพติก สามารถวางในระยะห่างจากชิ้นงานที่เหมาะสมและสามารถนำทางระหว่างฟิกซ์เจอร์หรือสิ่งกีดขวางรอบชิ้นงานได้ วิธีการเชื่อมอื่นๆ ไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้เต็มที่เนื่องจากข้อจำกัดด้านพื้นที่ที่กล่าวมาข้างต้น

การป้อนความร้อนเล็กน้อย โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเล็กน้อย และความเค้นตกค้างและการเสียรูปของชิ้นงานเล็กน้อย สามารถควบคุมพลังงานการเชื่อมได้อย่างแม่นยำ ผลการเชื่อมมีเสถียรภาพ และลักษณะการเชื่อมก็ดี

การเชื่อมแบบไม่สัมผัส การส่งผ่านใยแก้วนำแสง การเข้าถึงที่ดี และระบบอัตโนมัติในระดับสูง เมื่อเชื่อมลวดบางหรือลวดละเอียดจะไม่มีปัญหาการรีโฟลว์เหมือนการเชื่อมอาร์ค เซลล์แบตเตอรี่ที่ใช้สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงาน เนื่องจากหลักการมีน้ำหนักเบา มักทำจากวัสดุอลูมิเนียมที่เบากว่าและบางกว่า โดยทั่วไป เปลือก ฝาครอบ และด้านล่างจะต้องมีขนาดต่ำกว่า 1.0 มม. และผู้ผลิตกระแสหลักในปัจจุบันมีความหนาของวัสดุพื้นฐานประมาณ 0.8 มม.

ความยากในกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์

ปัจจุบันเปลือกแบตเตอรี่อลูมิเนียมอัลลอยด์มีสัดส่วนมากกว่า 90% ของแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานทั้งหมด ความยากในการเชื่อมอยู่ที่การสะท้อนแสงที่สูงมากของอลูมิเนียมอัลลอยด์ต่อเลเซอร์ ความไวสูงของรูก๊าซในระหว่างกระบวนการเชื่อม และการเกิดปัญหาและข้อบกพร่องบางอย่างระหว่างการเชื่อมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งสิ่งที่สำคัญที่สุดคือรูก๊าซ รอยแตกที่ร้อน และการระเบิด

ในระหว่างกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ของอลูมิเนียมอัลลอยด์ มีรูพรุนที่สำคัญสองประเภทที่มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น: รูพรุนไฮโดรเจนและรูพรุนที่เกิดจากการแตกของฟองอากาศ เนื่องจากอัตราการเย็นตัวที่รวดเร็วของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ปัญหาของรูขุมขนไฮโดรเจนจึงรุนแรงมากขึ้น และยังมีรูประเภทเพิ่มเติมที่เกิดจากการยุบของรูเล็ก ๆ ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์

ปัญหารอยแตกร้อน อลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นโลหะผสมประเภทยูเทคติกทั่วไปที่มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากความร้อนในระหว่างการเชื่อม รวมถึงรอยแตกจากการตกผลึกของการเชื่อมและรอยแตกจากการทำให้กลายเป็นของเหลวของ HAZ เนื่องจากการแยกชิ้นส่วนในบริเวณรอยเชื่อม การแยกยูเทคติกจึงเกิดขึ้น และขอบเขตของเกรนก็เกิดการหลอมละลาย ภายใต้สภาวะความเครียด รอยแตกที่เกิดจากของเหลวจะเกิดขึ้นที่ขอบเขตของเกรน ส่งผลให้ประสิทธิภาพของรอยเชื่อมลดลง

ปัญหาการระเบิด (หรือที่เรียกว่าการกระเด็น) มีหลายปัจจัยที่อาจทำให้เกิดการระเบิด เช่น ความสะอาดของวัสดุ ความบริสุทธิ์ของวัสดุ และลักษณะของวัสดุเอง การใช้งานขั้นเด็ดขาดคือความเสถียรของเลเซอร์ พื้นผิวที่ยื่นออกมา รูพรุน และฟองอากาศภายในเปลือกหอย สาเหตุหลักคือเส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์เล็กเกินไปหรือตั้งค่าพลังงานเลเซอร์ไว้สูงเกินไป ไม่ใช่ว่าซัพพลายเออร์อุปกรณ์เลเซอร์บางรายอ้างว่ายิ่งคุณภาพของลำแสงดีขึ้นเท่าไร ผลการเชื่อมก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น คุณภาพลำแสงที่ดีเหมาะสำหรับการเชื่อมแบบซ้อนทับที่มีความลึกในการเจาะที่มากขึ้น การค้นหาพารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ปัญหา

ปัญหาอื่น ๆ

การเชื่อมหูขั้วแบบอ่อนต้องใช้ข้อกำหนดในการเชื่อมสูงและต้องกดหูขั้วอย่างแน่นหนาเพื่อให้แน่ใจว่ามีช่องว่างในการเชื่อม สามารถเชื่อมด้วยความเร็วสูงในวิถีที่ซับซ้อน เช่น รูปตัว S และรูปเกลียว ช่วยเพิ่มพื้นที่รอยเชื่อมและเพิ่มความแข็งแรงในการเชื่อม

การเชื่อมเซลล์แบตเตอรี่ทรงกระบอกมีความสำคัญต่อการเชื่อมอิเล็กโทรดบวก เนื่องจากเปลือกบางของอิเล็กโทรดเชิงลบ จึงเชื่อมผ่านได้ง่ายมาก ปัจจุบัน ผู้ผลิตบางรายใช้กระบวนการเชื่อมแบบไม่มีขั้วลบ ในขณะที่ขั้วบวกใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์

เมื่อเชื่อมแบตเตอรี่สี่เหลี่ยมรวมกัน เสาหรือชิ้นต่อจะปนเปื้อนและหนา เมื่อทำการเชื่อมชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกัน สารมลพิษจะสลายตัว ซึ่งสามารถสร้างจุดระเบิดจากการเชื่อมและทำให้เกิดรูได้ง่าย แบตเตอรี่ที่มีขั้วบางและส่วนประกอบโครงสร้างพลาสติกหรือเซรามิกอยู่ข้างใต้มีแนวโน้มที่จะเชื่อมผ่านได้ เมื่อเสามีขนาดเล็ก การเชื่อมจะเบี่ยงเบนและทำให้พลาสติกเสียหายได้ง่าย ทำให้เกิดจุดระเบิด อย่าใช้คอนเนคเตอร์แบบหลายชั้นเนื่องจากมีรูพรุนระหว่างชั้น ทำให้ยากต่อการบัดกรีให้แน่น

กระบวนการที่สำคัญที่สุดในกระบวนการเชื่อมของแบตเตอรี่สี่เหลี่ยมคือการบรรจุภัณฑ์ของฝาครอบเปลือกซึ่งแบ่งออกเป็นการเชื่อมฝาครอบด้านบนและฝาครอบด้านล่างตามตำแหน่งที่แตกต่างกัน ผู้ผลิตแบตเตอรี่บางรายใช้เทคโนโลยีการวาดแบบลึกเพื่อผลิตกล่องแบตเตอรี่เนื่องจากมีแบตเตอรี่ที่ผลิตได้ในปริมาณน้อย ซึ่งต้องใช้เพียงการเชื่อมที่ฝาครอบด้านบนเท่านั้น

ตัวอย่างการเชื่อมด้านข้างแบตเตอรี่ลิเธียมกำลังสี่เหลี่ยม

วิธีการเชื่อมแบตเตอรี่สี่เหลี่ยมส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นการเชื่อมด้านข้างและการเชื่อมด้านบน ข้อได้เปรียบที่สำคัญของการเชื่อมด้านข้างคือมีผลกระทบต่อด้านในของเซลล์แบตเตอรี่น้อยกว่า และน้ำกระเซ็นจะไม่เข้าไปในด้านในของฝาครอบเปลือกได้ง่าย เนื่องจากความเป็นไปได้ที่จะเกิดการยื่นออกมาหลังการเชื่อม ซึ่งอาจส่งผลกระทบเล็กน้อยต่อกระบวนการประกอบในภายหลัง กระบวนการเชื่อมด้านข้างจึงต้องมีความเสถียรของเลเซอร์และความสะอาดของวัสดุสูงมาก กระบวนการเชื่อมระดับบนสุดเนื่องจากมีการเชื่อมบนพื้นผิวเดียว จึงมีข้อกำหนดค่อนข้างต่ำสำหรับการบูรณาการอุปกรณ์การเชื่อมและการผลิตจำนวนมากอย่างง่าย อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อเสียอยู่สองประการ ประการแรก อาจมีเศษกระเด็นเข้าไปในเซลล์แบตเตอรี่เล็กน้อยในระหว่างการเชื่อม และประการที่สอง ข้อกำหนดในการประมวลผลสูงสำหรับส่วนหน้าของเปลือกสามารถนำไปสู่ปัญหาด้านต้นทุนได้

5. ปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพการเชื่อม

ปัจจุบันการเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการสำคัญที่แนะนำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมแบตเตอรี่ระดับไฮเอนด์ การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการฉายรังสีเลเซอร์พลังงานสูงบนชิ้นงาน ส่งผลให้อุณหภูมิในการทำงานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หลอมละลายและเชื่อมต่อชิ้นงานใหม่เพื่อสร้างการเชื่อมต่อแบบถาวร การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีความต้านทานแรงเฉือนและความต้านทานการฉีกขาดได้ดี เกณฑ์การประเมินคุณภาพสำหรับการเชื่อมแบตเตอรี่ ได้แก่ ความนำไฟฟ้า ความแข็งแรง สุญญากาศ ความล้าของโลหะ และความต้านทานการกัดกร่อน

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ บางส่วนมีความผันผวนสูงและมีความไม่แน่นอนมาก วิธีการตั้งค่าและควบคุมพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างถูกต้องเพื่อให้สามารถควบคุมได้ภายในช่วงที่เหมาะสมในระหว่างกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงและต่อเนื่องเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการเชื่อม ความน่าเชื่อถือและความเสถียรของการเกิดรอยเชื่อมเป็นประเด็นสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานจริงและการพัฒนาอุตสาหกรรมของเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อคุณภาพของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ได้แก่ อุปกรณ์การเชื่อม สภาพชิ้นงาน และพารามิเตอร์กระบวนการ

1) อุปกรณ์เชื่อม

ข้อกำหนดด้านคุณภาพที่สำคัญที่สุดสำหรับเลเซอร์คือโหมดลำแสง กำลังเอาต์พุต และความเสถียร โหมดลำแสงเป็นตัวบ่งชี้คุณภาพของลำแสงที่สำคัญ ยิ่งลำดับของโหมดลำแสงต่ำลง ประสิทธิภาพการโฟกัสลำแสงก็จะยิ่งดีขึ้น จุดยิ่งเล็กลง ความหนาแน่นของพลังงานภายใต้กำลังเลเซอร์เดียวกันก็จะยิ่งสูงขึ้น และความลึกและความกว้างของรอยเชื่อมก็จะยิ่งมากขึ้น โดยทั่วไป ต้องใช้โหมดฐาน (TEM{0}}) หรือโหมดลำดับที่ต่ำกว่า มิฉะนั้น การเชื่อมด้วยเลเซอร์คุณภาพสูงจะเป็นไปตามข้อกำหนดได้ยาก ปัจจุบัน เลเซอร์ในประเทศยังคงเผชิญกับปัญหาบางประการในแง่ของคุณภาพลำแสงและความเสถียรของกำลังไฟฟ้าสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ จากมุมมองของสถานการณ์ต่างประเทศ คุณภาพลำแสงและความเสถียรของกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์ค่อนข้างสูงอยู่แล้ว และจะไม่กลายเป็นปัญหาในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อคุณภาพการเชื่อมในระบบออพติคัลคือเลนส์โฟกัส ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้ทางยาวโฟกัสระหว่าง 127 มม. (5 นิ้ว) ถึง 200 มม. (7.9 นิ้ว) ความยาวโฟกัสที่น้อยมีประโยชน์ในการลดเส้นผ่านศูนย์กลางจุดเอวของลำแสงโฟกัส แต่การที่มีความยาวโฟกัสน้อยเกินไปอาจนำไปสู่การปนเปื้อนและความเสียหายที่กระเซ็นได้ง่ายในระหว่างกระบวนการเชื่อม

ยิ่งความยาวคลื่นสั้น อัตราการดูดซึมก็จะยิ่งสูงขึ้น โดยทั่วไป วัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีจะมีการสะท้อนแสงสูง สำหรับเลเซอร์ YAG ค่าการสะท้อนแสงของเงินคือ 96% อลูมิเนียม 92% ทองแดง 90% และเหล็ก 60% ยิ่งอุณหภูมิสูง อัตราการดูดซึมก็จะยิ่งสูงขึ้น ซึ่งแสดงความสัมพันธ์เชิงเส้นตรง โดยทั่วไปการเคลือบผิวด้วยฟอสเฟต คาร์บอนแบล็ค กราไฟท์ ฯลฯ สามารถปรับปรุงอัตราการดูดซึมได้

2) สภาพชิ้นงาน

การเชื่อมด้วยเลเซอร์จำเป็นต้องมีการประมวลผลขอบของชิ้นงาน โดยมีความแม่นยำในการประกอบสูง มีการจัดตำแหน่งที่เข้มงวดระหว่างจุดและตะเข็บเชื่อม และความแม่นยำในการประกอบดั้งเดิมและการจัดตำแหน่งจุดของชิ้นงานไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เนื่องจากการเชื่อมเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนในระหว่างกระบวนการเชื่อม เนื่องจากจุดเลเซอร์มีขนาดเล็กและรอยเชื่อมแคบ โดยทั่วไปจะไม่มีการเติมโลหะฟิลเลอร์ หากการประกอบไม่แน่นและช่องว่างใหญ่เกินไป ลำแสงสามารถทะลุผ่านช่องว่างได้และไม่สามารถละลายวัสดุฐานได้ หรือทำให้เกิดการบั่นทอนหรือยุบตัวอย่างเห็นได้ชัด หากความเบี่ยงเบนระหว่างจุดและตะเข็บมีขนาดใหญ่เล็กน้อยอาจทำให้เกิดการหลอมละลายที่ไม่สมบูรณ์หรือการเชื่อมที่ไม่สมบูรณ์ ดังนั้น ช่องว่างระหว่างการเชื่อมต่อและการประกอบของบอร์ดทั่วไป และความเบี่ยงเบนของการจัดตำแหน่งจุดไม่ควรเกิน {{0}}.1 มม. และการวางแนวที่ไม่ตรงไม่ควรเกิน 0.2 มม. ในการผลิตจริง บางครั้งเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่สามารถนำมาใช้ได้เนื่องจากไม่สามารถตอบสนองข้อกำหนดเหล่านี้ได้ เพื่อให้ได้ผลการเชื่อมที่ดี ควรควบคุมช่องว่างที่อนุญาตสำหรับการเชื่อมต่อและการทับซ้อนกันภายใน 10% ของความหนาของแผ่นบาง

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ให้ประสบความสำเร็จต้องมีการสัมผัสกันอย่างใกล้ชิดระหว่างพื้นผิวที่เชื่อม ซึ่งจำเป็นต้องขันชิ้นส่วนอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด และนี่เป็นเรื่องยากที่จะทำได้ดีบนพื้นผิวที่มีขั้วหูบาง เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะเกิดการโค้งงอที่ไม่ตรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อขั้วหูฝังอยู่ในโมดูลหรือส่วนประกอบแบตเตอรี่ขนาดใหญ่

3) พารามิเตอร์การเชื่อม

1) ปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อพารามิเตอร์การเชื่อมของโหมดการเชื่อมด้วยเลเซอร์และการเกิดการเชื่อมที่มั่นคงคือความหนาแน่นของพลังงานของจุดเลเซอร์ ผลกระทบต่อโหมดการเชื่อมและความเสถียรของการก่อตัวของรอยเชื่อมมีดังนี้: เมื่อความหนาแน่นของพลังงานของจุดเลเซอร์เพิ่มขึ้น การเชื่อมจะมีค่าการนำความร้อนที่เสถียร โหมดการเชื่อมไม่เสถียร และการเชื่อมแบบเจาะลึกที่มั่นคง

ความหนาแน่นของพลังงานของสปอตเลเซอร์ถูกกำหนดโดยกำลังเลเซอร์และตำแหน่งของโฟกัสลำแสง โดยพิจารณาจากโหมดลำแสงและความยาวโฟกัสของกระจกปรับโฟกัส ความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์เป็นสัดส่วนโดยตรงกับพลังงานเลเซอร์ อิทธิพลของตำแหน่งโฟกัสมีค่าที่เหมาะสมที่สุด เมื่อโฟกัสของลำแสงอยู่ที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งใต้พื้นผิวของชิ้นงาน (ภายในช่วง 1-2 มม. ขึ้นอยู่กับความหนาของแผ่นและพารามิเตอร์) จะได้รอยเชื่อมที่เหมาะสมที่สุด การเบี่ยงเบนไปจากตำแหน่งโฟกัสที่เหมาะสมที่สุดจะทำให้จุดผิวของชิ้นงานเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความหนาแน่นของพลังงานลดลง ภายในช่วงหนึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปแบบกระบวนการเชื่อม

อิทธิพลของความเร็วในการเชื่อมที่มีต่อรูปแบบและความเสถียรของกระบวนการเชื่อมนั้นไม่สำคัญเท่ากับกำลังของเลเซอร์และตำแหน่งโฟกัส เมื่อความเร็วในการเชื่อมสูงเกินไปเท่านั้น จึงจะไม่สามารถรักษากระบวนการเชื่อมแบบเจาะลึกที่มั่นคงได้เนื่องจากความร้อนเข้าต่ำ ในระหว่างการเชื่อมจริง ควรเลือกการเชื่อมแบบเจาะลึกที่มั่นคงหรือการเชื่อมการนำความร้อนที่เสถียรตามความต้องการของการเชื่อมสำหรับความลึกของการเจาะ และควรป้องกันการเชื่อมในโหมดที่ไม่เสถียรโดยสิ้นเชิง

(2) ในช่วงของการเชื่อมแบบเจาะลึก อิทธิพลของพารามิเตอร์การเชื่อมที่มีต่อความลึกของการเจาะ: ภายในช่วงการเชื่อมแบบเจาะลึกที่มั่นคง พลังงานเลเซอร์ยิ่งสูง ความลึกของการเจาะก็จะยิ่งมากขึ้น โดยมีความสัมพันธ์ประมาณ 0 .7 กำลัง; ยิ่งความเร็วในการเชื่อมสูงเท่าไร ความลึกของการเจาะก็จะยิ่งตื้นเท่านั้น เมื่อโฟกัสอยู่ที่ตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดภายใต้สภาวะกำลังเลเซอร์และความเร็วในการเชื่อม ความลึกของการเจาะสูงสุดจะเกิดขึ้น หากเบี่ยงเบนไปจากตำแหน่งนี้ ความลึกของการเจาะจะลดลงและถึงขั้นการเชื่อมด้วยการนำความร้อนที่ไม่เสถียรหรือเสถียร

(3) ผลกระทบของก๊าซป้องกัน การใช้งานที่สำคัญคือการปกป้องชิ้นงานจากการเกิดออกซิเดชันระหว่างกระบวนการเชื่อม ปกป้องเลนส์โฟกัสจากมลภาวะไอโลหะและการกระเด็นของหยดของเหลว แยกย้ายพลาสมาที่เกิดจากการเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังสูง ทำให้ชิ้นงานเย็นลงและลดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน

ก๊าซป้องกันมักจะเป็นอาร์กอนหรือฮีเลียม และไนโตรเจนยังสามารถใช้กับก๊าซที่มีความต้องการต่ำเพื่อให้ได้คุณภาพที่ชัดเจน แนวโน้มที่จะผลิตพลาสมามีความแตกต่างกันอย่างมาก ก๊าซฮีเลียมซึ่งมีประจุไอออไนเซชันสูงและมีค่าการนำความร้อนที่รวดเร็ว มีแนวโน้มที่จะผลิตพลาสมาน้อยกว่าก๊าซอาร์กอนภายใต้สภาวะเดียวกัน จึงมีความลึกในการหลอมละลายมากกว่า ภายในช่วงที่กำหนด เมื่ออัตราการไหลของก๊าซป้องกันเพิ่มขึ้น แนวโน้มในการยับยั้งพลาสมาจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความลึกของการหลอมเหลวเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อถึงช่วงหนึ่งก็มีแนวโน้มที่จะทรงตัว

(4) การวิเคราะห์การตรวจสอบของแต่ละพารามิเตอร์: ในบรรดาพารามิเตอร์การเชื่อมทั้งสี่นั้น ความเร็วการเชื่อมและอัตราการไหลของก๊าซป้องกันนั้นง่ายต่อการตรวจสอบและรักษาเสถียรภาพ ในขณะที่กำลังเลเซอร์และตำแหน่งโฟกัสเป็นพารามิเตอร์ที่อาจผันผวนในระหว่างกระบวนการเชื่อมและยากต่อการตรวจสอบ . แม้ว่ากำลังเลเซอร์ที่ส่งออกจากเลเซอร์จะมีเสถียรภาพสูงและง่ายต่อการตรวจสอบ แต่กำลังเลเซอร์ที่เข้าถึงชิ้นงานจะเปลี่ยนไปเนื่องจากสูญเสียระบบนำทางและระบบโฟกัส การสูญเสียนี้เกี่ยวข้องกับคุณภาพ เวลาให้บริการ และมลภาวะที่พื้นผิวของชิ้นงานเชิงแสง ทำให้ยากต่อการตรวจสอบและกลายเป็นปัจจัยที่ไม่แน่นอนในคุณภาพการเชื่อม ตำแหน่งโฟกัสของลำแสงเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์การเชื่อมที่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพการเชื่อม และยากที่สุดในการตรวจสอบและควบคุม ในปัจจุบัน ในการผลิต จำเป็นต้องอาศัยการปรับด้วยตนเองและการทดลองกระบวนการซ้ำๆ เพื่อกำหนดตำแหน่งจุดโฟกัสที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ความลึกในการเจาะที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม ในระหว่างกระบวนการเชื่อม เนื่องจากการเปลี่ยนรูปของชิ้นงาน ผลกระทบของเลนส์ความร้อน หรือการเชื่อมหลายมิติของเส้นโค้งเชิงพื้นที่ ตำแหน่งโฟกัสอาจเปลี่ยนแปลงและเกินช่วงที่อนุญาต

จากสองสถานการณ์ข้างต้น ในด้านหนึ่ง ควรใช้และบำรุงรักษาส่วนประกอบออปติกคุณภาพสูงและมีเสถียรภาพอย่างสม่ำเสมอเพื่อป้องกันมลภาวะและรักษาความสะอาด ในทางกลับกัน จำเป็นต้องพัฒนาวิธีการตรวจสอบและควบคุมแบบเรียลไทม์สำหรับกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ เพื่อปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสม ติดตามการเปลี่ยนแปลงของกำลังเลเซอร์และตำแหน่งโฟกัสที่ไปถึงชิ้นงาน บรรลุการควบคุมแบบวงปิด และปรับปรุงความน่าเชื่อถือ และความเสถียรของคุณภาพการเชื่อมด้วยเลเซอร์

ท้ายที่สุด ควรสังเกตว่าการเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการหลอมละลาย ซึ่งหมายความว่าพื้นผิวทั้งสองจะละลายในระหว่างกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ กระบวนการนี้รวดเร็ว ดังนั้นความร้อนโดยรวมจึงต่ำ แต่เนื่องจากนี่คือกระบวนการหลอม สารประกอบระหว่างโลหะที่มีความต้านทานสูงเปราะจึงอาจก่อตัวขึ้นเมื่อทำการเชื่อมวัสดุที่แตกต่างกัน การผสมอะลูมิเนียมทองแดงมีแนวโน้มที่จะเกิดสารประกอบระหว่างโลหะโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารประกอบเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ามีผลเสียต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลระยะยาวของตัวต่ออุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ในระยะสั้น ผลกระทบของสารประกอบระหว่างโลหะเหล่านี้ต่อประสิทธิภาพระยะยาวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังคงไม่แน่นอน