激光填絲熔焊，加速新能源汽車電池托盤制造

電池托盤是新能源汽車電池系統(tǒng)的骨架，是新能源汽車的重要結(jié)構(gòu)件，為動力電池系統(tǒng)起到抗沖擊、抗震動、防水等保護(hù)作用。電池托盤經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段，由最初的普通鋼結(jié)構(gòu)托盤，發(fā)展到當(dāng)下主流的鋁合金托盤、高強(qiáng)鋼托盤、甚至是鈦合金托盤等。隨著新能源汽車的高速發(fā)展，其市場占有比重越來越高，產(chǎn)能需求日益擴(kuò)大，考慮到電池托盤多以型材、板材組合拼接而成，且尺寸較大，傳統(tǒng)制造過程還是以CMT、攪拌摩擦焊等手段為主要連接方法，但采用這些方式帶來的巨大熱輸入量，導(dǎo)致產(chǎn)品變形量大、CNC工序增加，加上其焊接效率低，使得電池托盤的整體生成效率不高，急需一種新型的連接方法，加速電池托盤的制造。

圖1 傳統(tǒng)焊接工藝下的電池托盤

我司針對電池托盤的制造特性，考慮其材料特殊性，特別是鋁合金材料，以及產(chǎn)品拼接的裝配公差，引入激光填絲熔焊工藝。激光填絲熔焊，顧名思義，其利用了激光的能量密度高特性，使得焊接過程熱輸入小、焊接速度快，并且在焊接過程同步送入與待焊材料相近組分的焊絲，很好的解決了裝配間隙帶來的焊接缺陷，特別是在針對鋁合金此類易出現(xiàn)熱裂紋的材料，激光填絲熔焊可獲取質(zhì)量穩(wěn)定的焊縫，避免熱裂紋缺陷。更好的，激光填絲熔焊屬于熔化焊，不同于激光釬焊，焊縫為冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高于釬焊接頭和攪拌摩擦焊的塑性連接。綜合來看，激光填絲熔焊比CMT更快、比攪拌摩擦焊強(qiáng)度更高，是電池托盤生產(chǎn)制造的優(yōu)選連接方式，而我司激光填絲熔焊工藝在電池托盤制造領(lǐng)域有著豐富的技術(shù)積累和應(yīng)用案例。

圖2 鋁合金電池托盤橫縱梁激光填絲熔焊案例

圖2是我司某客戶的鋁合金電池托盤橫縱梁焊接案例，材質(zhì)為6061鋁合金，焊縫接頭形式為搭接接頭，零件均為精加工成型，尺寸狀態(tài)一致性好，若采用CMT焊接，焊后尺寸變形大，無法達(dá)到裝車要求。我司采用激光填絲熔焊進(jìn)行該零件焊接，使用光束質(zhì)量優(yōu)異的激光器，焊接速度可達(dá)3m/min，是CMT的3-5倍，而且焊縫成型飽滿，焊接強(qiáng)度與CMT相當(dāng)，更優(yōu)的，采用激光填絲熔焊后，焊接完成的零件變形小，尺寸一致性高，可良好適配裝車需求。

圖3 鋁合金電池托盤背板激光填絲熔焊案例

圖3為某客戶電池托盤背板激光焊試制案例，托盤框梁為6XXX鋁合金，背板材料為5XXX鋁合金，背板厚度1.5mm，接頭形式為對接接頭，原始工藝為攪拌摩擦焊，焊接效率不高，焊接強(qiáng)度低。我司采用激光填絲熔焊，對該電池托盤背板焊接工藝進(jìn)行升級。我司通過大量試驗(yàn)和檢測分析獲取了該產(chǎn)品背板的最佳焊接工藝規(guī)范，在該焊接工藝規(guī)范下，焊縫外觀成型均勻一致，焊接效率大幅提升，焊縫內(nèi)部質(zhì)量優(yōu)異，且強(qiáng)度提升明顯，每10mm焊縫可承載4.7kN。

我司配套有完善的激光填絲熔焊平臺，針對常見電池托盤的拼接結(jié)構(gòu)，適配有多種焊接工藝規(guī)范，可適應(yīng)不同類型材料和結(jié)構(gòu)托盤的激光焊接需求，并可為客戶提供系統(tǒng)的新能源汽車電池托盤激光焊接工藝解決方案，具備電池托盤整件試制能力。