密封钉激光焊接—是方型铝壳锂离子电池在组装的最后一道工序，目前在整个锂电行业中，装配段各大供应商，在选择密封钉焊接机的激光器时，从两个方向进行了多年的验证，一个是优率，一个是效率。

但是作为装配最后的一道工序，兼顾效率的同时，优率则为各家重点需要考虑的地方，目前在各大供应商种，密封钉的一次优率基本能满足99.5%，甚至更高。

而密封钉的优率，除去因为注液口清洁不干净带来的影响，本身激光器的稳定性也是影响优率的因素之一。

而目前市场上存在的一些激光器类型：包括连续型激光器、IPG公司QCW激光器、以及主流的YAG激光器、符合激光器、环形光斑激光器。但是在密封钉焊接中，YAG激光器是目前大众首选。

激光产生原理

受激辐射：在频率为v=（E2-E1）/h的光源激励下，处于高能级E2的原子向低能级E1跃迁，同时辐射出一个光子hv，这个光子和激励光源的频率、传播方向、偏振方向相同。这个过程就是粒子的受激辐射。

叠片激光器图片

全光纤激光器结构示意图

YAG激光器示意图

固体激光器由工作物质、泵浦源、全反射镜、部分反射镜、冷却水组成。泵浦源以一定脉冲方式发出光束，激励激光物质，使其受激辐射产生相同的光子。工作介质的两头是两块平行的反射镜，沿轴向传播的光束可以在两块反射镜来回反射，被放大形成激光束，激光从部分反射镜输出。两块反射镜和工作物质一起构成了谐振腔，冷却水在谐振腔和冷水机之间循环冷却。固体激光器以掺钕钇石榴石（Nd3+：YAG）激光器为代表。

国内主流密封钉焊接机激光器供应商例如联赢激光、大族激光、镭锳激光，都以YAG激光器为主选，密封钉脉冲激光焊接优率可以达到99.5%以上。

激光器参数以及激光器样式

焊机参数选取：激光器选用YAG 600W，峰值功率可以达到9kW以上。单脉冲能量大于50J，频率为100Hz可调，激光波动率小于±3%。

焊接参数设置：激光缝焊主要参数包括波形图、功率密度、保护气体、离焦量。

A、波形图

由于铝合金的光返比较高，固态时，80%的能量被反射。所以，需要在开始时激光功率急剧上升到峰值，使金属熔化。熔化后的金属液体，对激光吸收率较高，可以达到90%以上。如下是激光波形峰值缓降模式。在开始时，立即上升到峰值，而后只需要较小的功率平台。

参数波形图示意

B、保护气

保护气体为惰性气体，如氦气，氩气，氮气，考虑到成本和效果，密封钉焊接选择氮气作为保护气体，采用同轴吹气方式。

保护气体有以下四方面的作用：

1）可以驱除表面等离子云，利于激光的吸收；

2）隔绝氧气，防止表面熔融物被氧化，影响焊接质量和外观；

3）在同轴吹气的同时，使焊接飞溅物不会飞溅到保护镜片上；

4）熔池的常见缺陷是气孔，气孔的产生一部分是空气中的水分和工件氧化膜的水分在激光焊接时分解成气体。

保护气设置要适中，不可太大，也不可太小。太大了，使熔池由层流状变为湍流状，使焊接表面凹凸不平；太小了，起不到保护的作用。

C、 重叠率

在激光脉冲频率一定的情况下，通过改变焊接速度来确定重叠率。如下是密封钉缝焊示意图，当两个焊点重叠率大于50%时，才能保证熔池的机械强度和气密性。

重叠率=（焊缝宽度-点距）/焊缝宽度

重叠率如果小于50%，那么在重叠区的熔宽就小于焊点最大的宽度，即不满足工艺的熔宽要求。

D、离焦量：焦点在工件上为0离焦，焦点在工件上方为正离焦，反之为负离焦。一般焊接时都不会在0离焦，0离焦飞溅比较大，光斑太小。

密封钉工艺要求：

A、有效熔深范围熔深标准 0.6-1.0mm，熔宽标准0.8-1.5mm，才能保证焊接的强度和气密性。

B、金相测试

切割:将顶盖固定好，用砂轮机对顶盖样品进行切割，沿着密封钉一半处切割，得到熔池的横截面。

打磨:将切割下来的剖切面放在打磨机打磨，用手握住，尽量保持样品与砂纸垂直，这样打磨出来的样品剖切面平面度好，便于显微镜观察。打磨至剖切面的熔池大致肉眼可见即可。

使用氢氟酸,用棉签沾少许，涂于切面处。腐蚀10s后，剖切面的熔池肉眼就清晰可见。

检测：放在金相显微镜进行检测，调好焦距，光线，直至清洗可见。

科力达15年专注于工业冷水机研发、生产与服务，根据各种工业生产加工设备特点研制精密冷水机，性能稳定，操作简单，高效节能。广泛应用于以半导体，CO2 ，YAG，光纤等为工作介质的激光加工设备。以及应用于其它工业方面：如医药、生物、化工、食品、饮料、塑胶、电子、纺织、化纤、电镀、超声波、机械加工、特种铸造、焊接、造纸、复合材料、水处理、印刷等行业。咨询冷水机>>>www.kldjm.com