19、光纤激光高效铜微焊接及锂电池铜激光微焊接研究

光纤激光高效铜微焊接及锂电池铜激光微焊接研究

1. 引言

随着科技的发展，激光焊接技术在众多领域得到了广泛应用。在铜的微焊接方面，尤其是在锂电池等能源存储设备的电气连接中，激光微焊接技术显得尤为重要。本文将探讨光纤激光高效铜微焊接的相关实验结果，以及锂电池铜激光微焊接在能源存储设备中的应用。

2. 实验设置

在实验中，保持重叠度约为 0.5 不变，改变振荡幅度和振荡频率这两个参数。通过手动测量熔池面积来评估实验，以确定工艺制度并将其与工艺效率相关联。同时，通过制备焊缝的横截面来评估效率。此外，使用高速摄像机进行观察，并使用最大帧率为 1 kHz（160 px × 128 px）的高速红外摄像机进行记录。

3. 熔池行为观察结果

3.1 无空间功率调制时的熔池面积变化

在无空间功率调制的激光焊接过程中，通过高速摄像观察熔池面积，开始时熔池面积呈现增长状态，随后进入平衡状态。在焊接开始的 2 ms 内，熔池面积增长到约 90,000 μm²，之后保持恒定。

3.2 有空间功率调制时的熔池面积变化

当使用空间功率调制时，熔池面积的增长状态比无空间功率调制时更为明显。在振荡角度达到 4320°时，熔池面积显著增长至约 115,000 μm²，之后围绕平均值振荡。测量的熔池面积随时间呈现正弦形状，在一次振荡中会经过局部最大值和最小值。熔池面积在 90° - 180°达到局部最大值，在 270°降至最小值，且每 360°重复一次极值。

3.3 熔池面积与小孔路径速度的相移

由于熔池的尺寸和循环较大，熔池面积和小孔路径速度之间存在约 9