不同汽车结构轻量化材料的焊接技术



不同汽车结构轻量化材料的焊接技术

目前，不同材料间的焊接技术成为汽车轻量化材料应用的关键，尤其对车辆电驱动系统，良好的焊接技术可保证高效的电流流通，实现整车高效率运行。

电动汽车的动力电池主要为锂电池，阳极采用铝材料，阴极采用铜材料，连接条为铝铜混合材料，但实现三者良好焊接成为难点。目前，激光束焊接成为混合材料连接技术的重点。

不同轻量化材料间出现焊接难的原因是材料的性质各不相同，尤其是材料密度和熔点。铝和铜的熔点和密度差距较大，因此造成材料间焊接较难。此外，焊接处的导电性也是非常重要的。焊接技术差会使焊接处电阻变大和造成电能损失，且由于电动汽车电池组由数百个电池单体组成，因此能量损失会更大，直接影响整车能量损耗，增加电池冷却系统的能量消耗。激光束焊接技术可满足可变的焊接缝结构，焊接区域面积和轮廓可根据不同需要来制定，而这种焊接灵活性可改善焊接处电阻大小。

利用激光束焊接技术将两个铜和铝薄片焊接成一整体，并进行了焊接处电阻测量试验，采用4点探针测量仪作为测试工具，测量准确度达0.1mΩ。试验分别从焊缝单位长度能量输入、激光束频率大小及激光束空间调制应用这3个方面分析对焊接处电阻大小的影响。研究发现，增加焊缝单位长度能量输入可增加焊接处面积，保证焊接稳定性和一致性；激光束频率大小与焊接处电阻大小无关，但增加激光束平均功率可减小焊接处电阻；利用激光束空间调制技术可调节焊接处面积大小，以实现最小焊接电阻。

Jan- Philipp Weberpals et al. High- Power Laser Materials Processing:Lasers, Beam Delivery,Diagnostics, and Applications IV,edited by Friedhelm Dorsch,Proc. of SPIE Vol.9356,93560A· 2015 SPIE.

编译：谢秀磊