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大揭秘：動(dòng)力電池FPC激光焊常見(jiàn)難題及解決方案

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人氣：1781發(fā)布日期：2024-11-26 06:55【大中小】

近年，隨著 FPC 展現(xiàn)出的優(yōu)異性能以及規(guī)?；a(chǎn)帶來(lái)的快速降本，F(xiàn)PC 替代傳統(tǒng)線束的進(jìn)程明顯提速。一方面，國(guó)內(nèi)電池廠商占有超過(guò)40%的全球份額，并且在產(chǎn)能擴(kuò)張上也更為積極。另外，在雙碳目標(biāo)下，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)也有望大發(fā)，F(xiàn)PC應(yīng)用有望拓展到儲(chǔ)能領(lǐng)域。
中國(guó)作為主要FPC制造基地，2018年FPC產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到全球56%。在需求端和生產(chǎn)端都進(jìn)一步向國(guó)內(nèi)集中的情況下，將帶動(dòng)國(guó)內(nèi)車載動(dòng)力/儲(chǔ)能FPC供應(yīng)商進(jìn)一步發(fā)展。

電池 FPC 激光焊常見(jiàn)難題及解決方案如下：

異種金屬焊接問(wèn)題

難題：動(dòng)力電池模組 FPC 焊接時(shí)，常涉及鎳、銅鍍鎳、鋁等異種金屬焊接，這些異種金屬熔點(diǎn)、線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率和比熱容等熱物性參數(shù)不同，導(dǎo)致焊接時(shí)容易出現(xiàn)低熔點(diǎn)材料流失、合金元素?zé)龘p及蒸發(fā)，焊縫化學(xué)成分變化，力學(xué)性能難以控制，還會(huì)因熔池結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生較大焊接應(yīng)力與變形，使焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，甚至焊縫金屬與母材剝離等問(wèn)題12.

解決方案：選擇合適的焊接工藝參數(shù)，采用單模激光器進(jìn)行焊接，其光強(qiáng)呈高斯分布，光束質(zhì)量好，穿透力強(qiáng)，容易達(dá)到金屬材料融化的閾值，可有效減少材料的燒蝕及金屬間化合物的產(chǎn)生，提升焊接效果12.

虛焊問(wèn)題

難題：激光焊接過(guò)程中，如果能量不足、焊接速度過(guò)快、焊件表面有油污或氧化層等雜質(zhì)，就容易導(dǎo)致虛焊，使焊接接頭的導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度不足，影響動(dòng)力電池的性能和安全性。

解決方案：優(yōu)化焊接參數(shù)，根據(jù) FPC 的材料、厚度以及焊接接頭的要求，精確調(diào)整激光功率、焊接速度和脈沖寬度等參數(shù)，確保足夠的能量輸入以實(shí)現(xiàn)良好的焊接效果；焊前對(duì)焊件表面進(jìn)行徹底清潔和處理，采用合適的清洗劑去除油污和氧化層，保證焊件表面的潔凈度，提高焊接的可靠性。

電池軟板焊穿問(wèn)題

難題：激光功率過(guò)大、焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、FPC 材料厚度不均勻或存在局部缺陷等，都可能導(dǎo)致焊穿，破壞 FPC 的結(jié)構(gòu)完整性，造成短路等故障，嚴(yán)重影響動(dòng)力電池的正常工作14.

解決方案：精確控制激光功率和焊接時(shí)間，通過(guò)試驗(yàn)和優(yōu)化，確定最佳的功率和時(shí)間組合，避免能量過(guò)度輸入；加強(qiáng)對(duì) FPC 材料的質(zhì)量檢測(cè)，確保材料厚度均勻、無(wú)明顯缺陷，對(duì)于厚度不均勻的部位，可適當(dāng)調(diào)整焊接參數(shù)或采用局部補(bǔ)償措施。

爆點(diǎn)問(wèn)題

難題：焊接過(guò)程中，熔池內(nèi)的氣體逸出不暢，或焊件表面殘留有潤(rùn)滑油、清潔液等雜質(zhì)，在高功率密度的激光作用下，這些雜質(zhì)汽化并上浮到熔池表面，爆裂后產(chǎn)生大量飛濺，形成爆點(diǎn)，影響焊縫的外觀和質(zhì)量.

解決方案：焊前徹底清洗焊件，清除表面的雜質(zhì)和油污；優(yōu)化焊接工藝，如采用預(yù)點(diǎn)焊 + 縫焊的方式，通過(guò)點(diǎn)焊固定預(yù)防翹曲變形，減少炸孔缺陷；選擇合適的激光波形，如帶有前置尖峰并以指數(shù)形式衰減的波形，通過(guò)前置尖峰提高材料對(duì)激光的吸收率，后續(xù)的指數(shù)衰減波可防止功率密度過(guò)高導(dǎo)致的穿孔.

焊偏問(wèn)題

難題：

FPC 尺寸較小、形狀復(fù)雜，在焊接過(guò)程中容易出現(xiàn)定位不準(zhǔn)確，導(dǎo)致焊偏，影響焊接接頭的質(zhì)量和可靠性，甚至可能使焊接點(diǎn)與電路圖案錯(cuò)位，造成電路連接故障。

解決方案：采用高精度的定位裝置和視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，如 CCD 視覺(jué)定位，在焊接前對(duì) FPC 進(jìn)行精確的定位和對(duì)準(zhǔn)，確保焊接點(diǎn)與電路圖案的準(zhǔn)確匹配；優(yōu)化焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)，保證 FPC 在焊接過(guò)程中的穩(wěn)定性，防止其發(fā)生位移或晃動(dòng) 。

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