智能生产 电池生产中的高效激光焊接工艺

电池是电动汽车的 "燃料箱"。然而，这两个部件并不具有可比性。电池是电动汽车的心脏，它的制造成本高且复杂。

如果电池不足，再好的车辆也无法发挥其潜力。电池的性能和质量直接影响驾驶体验，从而影响客户满意度和品牌形象。必须频繁更换的电池对环境和可持续发展的资产负债表同样不利。

这就是为什么制造商需要提供顶级质量的电池：耐用且无缺陷。但欧洲的电池生产相当处于早期阶段；与内燃机的生产相比，制造商在这方面的经验仍然很少。优化的潜力是巨大的。除其他事项外，还有哪些挑战，有哪些解决方案--特别是当涉及到将电池部件焊接在一起时？

带有内燃机的车辆主要由钢铁制成。相比之下，"新 "材料正越来越多地被用于生产电池单元、模块和外壳：主要是轻质有色金属，如铝。节省的重量减少了汽车的能源消耗。此外，电动汽车中还内置了非常小而薄的部件，如电池中的电极箔或电机中的发夹。

激光焊接是迄今为止将这些部件连接在一起的最重要工艺。激光可以用来精确和干净地连接薄的材料。每秒钟可以焊接大约100毫米的缝隙：这种快速的工艺非常适合于高效的大规模生产。

但制造商仍在与各种问题作斗争。

过程中的严重偏差、频繁的操作中断和高比率的NOK零件破坏了生产力并推高了成本。同样，电池中的所有焊接和接触必须绝对完美无缺。否则，电池的峰值性能、容量和耐久性都会受到影响。

如何才能产生稳定的激光焊接工艺，并将产品质量优化到零缺陷的目标？

激光焊接站是封闭的系统。在操作过程中不能进行目视检查。

故障或污染一开始是不会被注意到的。因此，到目前为止，焊缝一般是由人或自动系统在下游进行检查。这对激光焊接来说是不够的。当发现一个坏的焊缝时，其他的缺陷已经产生了--由于速度快。如上所述，为分析和消除缺陷的原因而频繁停机是昂贵的。这不是运行一条高度自动化生产线的方法。

因此，VIRO WSM检测系统在较早的阶段就解决了这个问题：它实时监测焊接过程，并立即检测和提示偏差。一个传感器检测焊缝处熔池的光和热发射，并将测量信号分为 "正常 "和 "异常"。光谱波形的异常表明激光信号不稳定，焊接质量差。测量的灵敏度可以通过公差带进行调整。

有了VIRO WSM，在焊接过程中可以立即检测到偏差，而不仅仅是在随后的质量控制中。这样就可以在进一步生产NOK零件之前立即作出反应和干预。测量数据有助于更快地找到缺陷的原因。

所有的测量数据都被连续记录下来；质量缺陷可以在任何时候被追溯到。通过统计和更深入的数据评估，结果可以被分析并用于逐步优化焊接工艺。

甚至在VIRO WSM的帮助下，有缺陷的焊缝的返工也可以完全自动化。一个潜在的NOK零件被直接拒绝并重新焊接。检测系统会检测到重新焊接的焊缝，并相应地调整公差带。

通过这种方式，过程监控减少了激光焊接生产线的人工干预和延误，并确保了质量的一致性。更少的中断、更稳定的过程和更少的废品意味着：更高的生产产量。这对单位成本有直接影响，从而对制造商的竞争力有直接影响。

该系统已经在电动汽车的电池片、模块和电池组的生产中测试和使用了多年：在知名的韩国公司，如LG能源解决方案、SK ON、三星SDI和Hundai Mobis。

成功的一个重要因素： VIRO WSM的要求最低。它在生产线上几乎不需要任何空间，既不需要专用工位，也不需要专用机器人。它与任何焊接解决方案兼容。传感器可以放置在不同的位置，包括直接放在激光扫描头或激光电源旁边。

不管是计划中的新生产线还是要改造现有的生产线，集成都非常简单。在一条标准的焊接生产线上，系统只需要 "培训 "半天，就能应用公差带。整个调试过程大约需要一个星期。

VIRO WSM将自动化激光焊接向前推进了一大步，这体现在两个方面： 制造商可以生产质量稳定、甚至更好的电池。同时，他们得到了更稳定的工艺，可以在更大程度上实现生产自动化，并降低成本。