锂电池激光焊接异常通用处理流程（适用于顶盖焊接，密封钉焊接）

2025-06-27 11:18

锂电解码

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激光焊接作为锂电池制造的关键工序，现阶段除了破坏性的抽检金相还没有有效的在线监控焊接质量的手段。而激光焊接一旦出现问题，就可能造成批量性不良。

不言的这篇文章总结了锂电池生产现场激光焊接异常的通用处理流程，适用于顶盖焊接、密封钉焊接等关键工序。

激光焊接系统和原理示意图

1.初步诊断与隔离

停机确认：立即停止产线，隔离异常批次电池，防止缺陷品流入下道工序。

现象记录：

记录缺陷类型（爆点、针孔、虚焊、裂纹等）及位置分布。

拍摄宏观/微观缺陷照片，对比正常焊道形貌。

2.关键因子排查（5M1E分析法）

设备（Machine）：

检查激光器输出能量稳定性：用能量计实测功率波动是否≤3%。

检查光学系统污染：聚焦镜/准直镜熔损，清洁或更换镜片（需按SOP操作）。

验证焦点位置：通过火花试验或刀片透光测试确认焦点偏移。

材料（Material）：

确认顶盖/铝壳配合间隙：间隙＞0.1mm易导致虚焊。

检查材料表面状态：氧化层、油污或涂层不均匀影响吸收率。

工艺（Method）：

复核焊接参数：功率、离焦量、速度是否在窗口内）。

验证波形设计：热传导焊阶段（10–10 W/cm²）时长不足易致裂纹。

环境（Environment）：

监测保护气纯度与流量：氩气不纯导致气孔。

确认除尘系统负压值，避免烟尘干扰光路。

人员（Man）：

核查操作记录：镜片更换、夹具清洁是否按SOP执行。

3.单因子验证实验

针对疑似因子（如离焦量±0.2mm、功率±50W）进行小批量试焊。

金相检测熔深/熔宽：确认是否在规格内（有效熔深≥300μm）。

不同能量比下的焊缝形貌

4.根本原因定位与纠正

能量衰减类：清洁/更换光学元件，校准光路。

参数偏移类：优化功率密度窗口（10–10 W/cm²）并延长缓冷时间。

材料匹配类：调整顶盖结构（如密封钉增加应力释放槽）。

5.长效措施

建立预测性维护：定期检测镜片透光率、激光BPP值。

标准化参数管理：对多工位设备统一焦点位置与轨迹画法。

人员培训：聚焦镜更换、CCD对焦等关键操作需认证。

6.高频问题速查表

注：返修工艺需谨慎（如填丝补焊仅限3次），避免二次损伤。

除了上面的这些异常处理流程，针对锂电池量产线，还有一个非常重要的步骤：锁定风险品范围。一般是找到问题真因之后，根据制程的变化点，配合阶梯式拆解来确定风险范围，防止异常品流出。

本流程通过系统化的故障诊断与闭环控制，实现焊接异常快速响应。固化经验数据并持续优化参数窗口，可提升过程稳定性，为高品质电池制造提供可靠保障。

以上内容均为本人日常工作，交流，阅读文献所得，由于本人能力有限，文中阐述观点难免会有疏漏，欢迎业内同仁积极交流，共同进步！

参考资料（锂电解码资料库可下载）：

1.储能电池用铝合金环形激光焊接特性研究，陈健豪

2.汽车动力电池盖板激光焊接工艺研究，耿立博

原文标题 : 锂电池激光焊接异常通用处理流程（适用于顶盖焊接，密封钉焊接）

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