激光在汽車領(lǐng)域應(yīng)用非常多，包括輕量化的應(yīng)用、熱成型、儀表盤、動(dòng)力總成等等，今天我主要聚焦在動(dòng)力電池的應(yīng)用上。在動(dòng)力電池分為兩大類：1.對(duì)于鋁焊接應(yīng)用；2.對(duì)于銅的焊接應(yīng)用。動(dòng)力電池的有色金屬主要是包括銅和鋁。我分兩個(gè)主題給大家介紹：一是Brightline 無飛濺焊接技術(shù)，另一個(gè)是通快高功率綠光激光器焊接銅材。激光焊接分兩種，1.深熔焊、2.熱傳導(dǎo)焊。淺黃色的是匙孔，它是飛濺形成的主要原因，飛濺是怎么形成的？匙孔的前壁吸收的能量會(huì)大于石孔后壁吸收的能量，當(dāng)達(dá)到一定的閥值之后，飛濺就會(huì)溢出。

如何降低飛濺？不僅僅是飛濺，傳統(tǒng)單光斑焊接還會(huì)由于匙孔打開比較小，也會(huì)導(dǎo)致一部分氣體無法及時(shí)溢出，就會(huì)產(chǎn)生氣孔之類的缺陷。我們?cè)趯?shí)際的開發(fā)過程當(dāng)中，就想如何抑制飛濺，怎么來的，怎么抑制回去。下面的圖就是Brightline的機(jī)理，匙孔首先是打開不完全，Brightline有環(huán)型光斑和內(nèi)型光斑，這樣的光斑是充分打開了匙孔的作用，銳科童總介紹到了二合一的應(yīng)用，光纖+半導(dǎo)體的復(fù)合激光。

我們不是復(fù)合激光，是真正意義上的2合1光纖技術(shù)。它的好處是打開了匙孔，它對(duì)于熔池內(nèi)部的渦流起到了平穩(wěn)作用，而穩(wěn)定了熔池內(nèi)部的動(dòng)態(tài)流動(dòng)。從另外一個(gè)角度來說，環(huán)形光斑從前面和后面的方向，也相當(dāng)于起到了預(yù)熱和延遲匙孔關(guān)閉的作用。

Brightline目前有三種選擇，展示了兩個(gè)方面：1.是內(nèi)芯；2.外環(huán)。內(nèi)芯和外環(huán)可以用不同的能量分布，而且是可以從10-90%，以1%遞增或者是遞減，實(shí)時(shí)調(diào)整能量分布。這個(gè)技術(shù)是專利技術(shù)，在市場(chǎng)上很多公司都有陸陸續(xù)續(xù)的推出這款技術(shù)的應(yīng)用，我想提一點(diǎn)的是，通快最早開發(fā)出來是2017年，開發(fā)出來的時(shí)候已經(jīng)申請(qǐng)了專利，目前在市場(chǎng)上所有的應(yīng)用只有一家公司付了專利費(fèi)。這是環(huán)形光斑的能量分布場(chǎng)，如果使用環(huán)形光斑，外環(huán)和內(nèi)芯的分布情況，外環(huán)的前側(cè)和后側(cè)就打開了匙孔，就非常像匙孔的倒影像。

Brightline的機(jī)理就是這樣，我們介紹兩個(gè)應(yīng)用，我挑了兩個(gè)代表性的應(yīng)用介紹。這個(gè)視頻是目前在市面上用的焊接，最高速可以做到400毫米/秒。實(shí)際在這個(gè)地方也能看到飛濺量非常小，幾乎沒有什么飛濺。

第二個(gè)視頻更直觀給大家展示一下Brightline在焊接過程當(dāng)中對(duì)飛濺的抑制作用。這是Busbar的焊接，左側(cè)是傳統(tǒng)單光斑，整個(gè)動(dòng)態(tài)性能波動(dòng)非常大，這邊是Brightline技術(shù)做的Busbar的焊接，它就非常的穩(wěn)定。佐證了我剛剛講Brightline技術(shù)時(shí)，兩側(cè)的環(huán)形光斑的情況。不僅在這上面能非常好的抑制飛濺，動(dòng)態(tài)性能不穩(wěn)定的同時(shí)，飛濺量也會(huì)非常大，大家可以再看一遍。可以看到飛濺量非常大，可以明顯看到飛濺量，不僅僅做了高速的拍攝，還做了飛濺顆粒進(jìn)行收集，包括粒徑大小也進(jìn)行了分析。

簡單總結(jié)一下Brightline技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，第一個(gè)，它是二合一的光纖技術(shù)，不是兩個(gè)光纖堆加在一起的，只需要在光閘部分換上分光器，加上控制面板。它是專利技術(shù)，我剛剛也介紹到了。它還是可以現(xiàn)場(chǎng)改造的，如果用其他家的激光器，現(xiàn)在要改成二合一的技術(shù)是無法改造，必須要重新買了。Brightline技術(shù)也可以像傳統(tǒng)的激光器一樣是五路輸出，目前市面上是單一的輸出。還能非常容易的操作，所有操作應(yīng)用是在軟件里面，只需要將底下的選項(xiàng)換成Brightline就行了，設(shè)置一下環(huán)型和內(nèi)芯的光纖能量分布比就可以了，內(nèi)芯和外環(huán)可以從10%到90%，每1%的遞增，我們也可以把百分之百的能量打到外環(huán)或者內(nèi)芯。

再簡要介紹一下綠光，在市場(chǎng)上更多是近紅外的光，它的波長是1030-1070的波段。在今年的光博會(huì)上推出全球最高功率的一千萬連續(xù)的綠光，是515波段。這是我們銅材料對(duì)不同波段吸收率，這個(gè)差距還是蠻大的。市面上也有用藍(lán)光做焊接，波段是450左右，這樣對(duì)銅的焊接吸收會(huì)更高。就這個(gè)地方而言，把市面上藍(lán)光的激光器和綠光激光器做了對(duì)比，以我們的了解，市面上藍(lán)光半導(dǎo)體激光器功率做得最高是1000瓦左右，但是可以看到它的光數(shù)質(zhì)量只有100毫米毫弧度，這樣很難以用于動(dòng)力電池的焊接。

你可以看到在綠光激光器市場(chǎng)上推廣最高的功率能夠用于推廣和銷售是1000萬的高功率，對(duì)于焊接來說是完全足夠的。在實(shí)驗(yàn)室里面，包括兩千瓦、三千瓦都有，隨時(shí)可以做打樣。我們也做一些半導(dǎo)體的藍(lán)光激光器，但并沒有推向市場(chǎng)，在實(shí)驗(yàn)室最高公里是500瓦，光束質(zhì)量可以做到20毫米毫弧。

在市面上推廣的就是兩款：1.TurdDisk1020連續(xù)高功率綠光激光器；2.TruPulse脈沖綠光激光器。

來看一張圖，在同一張銅板上做了綠光和紅外的對(duì)比，從一千瓦到兩千瓦的功率段，激光功率已經(jīng)打在上面，但是只留下淺淺的印記，其他大部分光是被反射掉了。紅外對(duì)銅做焊接的話，吸收率只有5%左右，用綠光可以達(dá)到3000瓦相同的效果，而且3000瓦的熱效應(yīng)很大。1030是紅外的，515是綠光的，中間是延遲拍攝的，從上下的兩個(gè)對(duì)比就看到，最開始它沒有吸收，一旦形成了熔深之后都是深熔焊。再看綠光焊，一開始就吸收了，這就是熱傳導(dǎo)作用，紅外就不能形成穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)焊的作用。綠光可以形成穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)焊。

在這里做了深熔度焊的對(duì)比分析，用拋光焊接的面是完全被反射掉了，酸洗的飛濺量非常大，形成表面的一致性也不高。再看看綠光，可以看到明顯的，非常穩(wěn)定，綠光對(duì)于不同的表面是不敏感的。我們實(shí)際拍攝了綠光和紅外不同的焊接實(shí)驗(yàn)過程，綠光是可見光，大家也可以看到綠光一束光，是可見波段。用紅外焊接，前段是沒有吸收，后段是深熔焊的過程。

再看用綠光焊銅，它一開始就吸收了。這個(gè)是穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)過程。把銅的厚度再加大一點(diǎn)，做到0.5毫米厚的銅，紅外去焊接，前面未焊接的部分沒有吸收，后端又形成非常大的熱影響區(qū)。一開始是對(duì)銅板預(yù)熱作用，雖然紅外對(duì)銅的室外吸收率只有5%，前端沒有吸收，后端吸收了。

介紹幾個(gè)應(yīng)用，著重介紹兩個(gè)應(yīng)用：1.動(dòng)力電池的銅連接板的焊接。這個(gè)焊接對(duì)于飛濺要求非常高，因?yàn)樗茄b配完之后再焊接，你裝配完之后焊接的話，如果有飛濺到PCB板上，非常容易把線路燒壞，對(duì)于工藝的要求就非常好，用綠光脈沖激光器就可以做到幾乎無飛濺。

2.這個(gè)是對(duì)動(dòng)力電池的銅箔焊接應(yīng)用，隨著能力密度的不斷提高，銅箔的箔材厚度不斷的降低，傳統(tǒng)的焊接多部分是超聲焊，它是無法解決80層以上的焊接要求。我們綠光焊接，這是1層的焊接。佐證了什么呢？我們用綠光焊接銅可以精確控制熔深，在展覽上，我們給所有參展商和客戶展示的，焊到8微米以上都可以焊，可以焊1-100層，逐層焊接都能精確控制熔深。第二張圖是100層的純激光焊的示意圖，可以看到?jīng)]有任何的裂紋和氣孔，對(duì)于銅的焊接有非常成熟的工藝和非常穩(wěn)定的激光焊接的工藝。

這個(gè)是陶瓷板的焊接，它對(duì)熔深的要求很高，下面是陶瓷，要求第二層的銅最大熔深不超過0.05毫米，只能用綠光去焊。這是高速相機(jī)下拍的，熔得非常穩(wěn)定。

最后我對(duì)綠光做簡單的總結(jié)，首先是可以形成穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)焊，熱傳導(dǎo)焊主要應(yīng)用在薄材，能幾乎做到完全無飛濺。它還能形成較高質(zhì)量的深熔焊，在1毫米上也能做深熔焊，飛濺量也是非常小。它對(duì)于銅表面質(zhì)量的不敏感，無論是酸洗、未處理還是拋光的，都能達(dá)到很穩(wěn)定的效果。還有更少的反射，更少的反射主要是因?yàn)橛懈叩奈章省Ｗ詈笫呛附庸β实恼{(diào)試比較方便，因?yàn)槲章矢撸瑐鹘y(tǒng)的紅外對(duì)銅的焊接增加了工藝的時(shí)間，也增加了調(diào)試的難度。

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