激光填絲熔焊，加速新能源汽車電池托盤制造

電池托盤是新能源汽車電池系統的骨架，是新能源汽車的重要結構件，為動力電池系統起到抗沖擊、抗震動、防水等保護作用。電池托盤經歷了不同的發展階段，由最初的普通鋼結構托盤，發展到當下主流的鋁合金托盤、高強鋼托盤、甚至是鈦合金托盤等。隨著新能源汽車的高速發展，其市場占有比重越來越高，產能需求日益擴大，考慮到電池托盤多以型材、板材組合拼接而成，且尺寸較大，傳統制造過程還是以CMT、攪拌摩擦焊等手段為主要連接方法，但采用這些方式帶來的巨大熱輸入量，導致產品變形量大、CNC工序增加，加上其焊接效率低，使得電池托盤的整體生成效率不高，急需一種新型的連接方法，加速電池托盤的制造。

圖1 傳統焊接工藝下的電池托盤

我司針對電池托盤的制造特性，考慮其材料特殊性，特別是鋁合金材料，以及產品拼接的裝配公差，引入激光填絲熔焊工藝。激光填絲熔焊，顧名思義，其利用了激光的能量密度高特性，使得焊接過程熱輸入小、焊接速度快，并且在焊接過程同步送入與待焊材料相近組分的焊絲，很好的解決了裝配間隙帶來的焊接缺陷，特別是在針對鋁合金此類易出現熱裂紋的材料，激光填絲熔焊可獲取質量穩定的焊縫，避免熱裂紋缺陷。更好的，激光填絲熔焊屬于熔化焊，不同于激光釬焊，焊縫為冶金結合，結合強度高于釬焊接頭和攪拌摩擦焊的塑性連接。綜合來看，激光填絲熔焊比CMT更快、比攪拌摩擦焊強度更高，是電池托盤生產制造的優選連接方式，而我司激光填絲熔焊工藝在電池托盤制造領域有著豐富的技術積累和應用案例。

圖2 鋁合金電池托盤橫縱梁激光填絲熔焊案例

圖2是我司某客戶的鋁合金電池托盤橫縱梁焊接案例，材質為6061鋁合金，焊縫接頭形式為搭接接頭，零件均為精加工成型，尺寸狀態一致性好，若采用CMT焊接，焊后尺寸變形大，無法達到裝車要求。我司采用激光填絲熔焊進行該零件焊接，使用光束質量優異的激光器，焊接速度可達3m/min，是CMT的3-5倍，而且焊縫成型飽滿，焊接強度與CMT相當，更優的，采用激光填絲熔焊后，焊接完成的零件變形小，尺寸一致性高，可良好適配裝車需求。

圖3 鋁合金電池托盤背板激光填絲熔焊案例

圖3為某客戶電池托盤背板激光焊試制案例，托盤框梁為6XXX鋁合金，背板材料為5XXX鋁合金，背板厚度1.5mm，接頭形式為對接接頭，原始工藝為攪拌摩擦焊，焊接效率不高，焊接強度低。我司采用激光填絲熔焊，對該電池托盤背板焊接工藝進行升級。我司通過大量試驗和檢測分析獲取了該產品背板的最佳焊接工藝規范，在該焊接工藝規范下，焊縫外觀成型均勻一致，焊接效率大幅提升，焊縫內部質量優異，且強度提升明顯，每10mm焊縫可承載4.7kN。

我司配套有完善的激光填絲熔焊平臺，針對常見電池托盤的拼接結構，適配有多種焊接工藝規范，可適應不同類型材料和結構托盤的激光焊接需求，并可為客戶提供系統的新能源汽車電池托盤激光焊接工藝解決方案，具備電池托盤整件試制能力。