Táthú Laser vs Táthú Spota: Treoir Deiridh le haghaidh Idirnasc Battery

Údar: Dany Huang, Ph.D.

POF & Ceannaire T&F, TOB New Energy

Nasc leis an Dr Huang ar LinkedIn

Achoimre Fheidhmeach & Príomhbhealaí Tógála

Tagann táthú idirnasctha ceallraí síos go dtí dhá fhoinse fuinnimh atá difriúil go bunúsach. Braitheann táthú spot friotaíochta ar fhriotaíocht teagmhála agus ar théamh mórchóir; oibríonn sé ar mhiotail thanaí fhriotacha cosúil le nicil. Cruthaíonn táthú léasair snáithín poll eochrach a dhéanann neamhaird ar sheoltacht leictreach agus ar scannáin ocsaíde, rud a fhágann gurb é an t-aon phróiseas atá inmharthana ó thaobh tionsclaíochta le haghaidh barraí bus copair go dtí-alúmanam.

• Cumas próisis: Sroicheann hailt copair-alúmanaim léasair-táthaithe go seasta 85–90 % de neart teanntachta bonnmhiotail, agus is annamh a sháraíonn coibhéisí spot-táthaithe 65 % mar gheall ar dhíghrádú leictreoid agus cuimsiú ocsaíde.
• Lorg teirmeach: Fanann crios teas-bhuailte léasair laistigh de 300 µm; sáithíonn spot-táthóir an teirminéal iomlán, rud a chuireann damáiste deighilteoir inmheánach i mbaol do chealla ard-acmhainne.
• Cobhsaíocht táirgeachta: Díghrádaíonn leictreoidí táthú spota ar chopar tar éis 150-300 alt, rud a chuireann iallach ar chóiriú agus ar fhuíoll go minic. Éilíonn optaic léasair cothabháil íosta gach míle welds.
• Saoirse dearadh: Téann léasacha léasair galvo-scagtha ar spásanna daingean gan fórsa fisiciúil; éilíonn spottáthú rochtain clampála dhá thaobh nach féidir le go leor leagan amach modúl a sholáthar.

Ar deireadh foghlaimíonn gach innealtóir idirnasc ceallraí an ceacht fisice céanna: déantar seoltacht leictreach agus weldability a chomhghaolú go contrártha.

Is sampla iontach iad copar agus alúmanam. Iompraíonn siad sruth le caillteanas íosta-go beacht an fáth a gcruthaíonn siad barraí bus agus teirminéil. Ach cuireann an seoltacht ard chéanna sin trócaire ar tháthú spot friotaíochta. Cuir leictreoid copair i gcoinne cluaisín copair, caidéal i mílte amps, agus is fearr leis an gcosán leictreach an cóimhiotal leictreoid thar an bpíosa oibre. Tógann teas áit nár cheart. Creimeann leictreoidí, crapadh cnaipíní, agus titeann neart tarraingthe.

Seachnaíonn léasair é seo go hiomlán. Is cuma le léas dírithe ar fhriotaíocht teagmhála. Nascann an fuinneamh go díreach isteach sa dromchla, ag leá colún beacht miotail agus ag comhleá an dá chuid. Ní teanga margaíochta í sin. Is é an difríocht idir próiseas a dhíghrádaíonn le gach lámhaigh agus próiseas a choinníonn aschur seasta ar feadh na mílte timthriall.

An Fhadhb Teirmeach: Cén Fáth a Bagairtíonn Táthú Spota Ionracas Cille

Nuair a chlampálann táthaire spota friotaíochta isteach ar chríochfort cille priosmatach agus nuair a lasann sé, ní bhíonn an teas logánta go dtí an cnapán atá ag teastáil. Leathnaíonn an sruth tríd an bpost teirminéil ar fad, é a théamh cosúil le barra resistive. Léiríonn tomhais teirmeachúpla sa saotharlann gur féidir le teocht an choirp críochfoirt dul thar 200 céim laistigh de 30 milleasoicind de chuisle ardshrutha ar chopar.

I gcás ceall beag sorcóireach le caipín vent, tá an mais theirmeach beag bídeach agus tá na sraitheanna gníomhacha i bhfad ón bioráin teirminéil. Is annamh a dhéantar damáiste. Ach ar chill priosmatach nó ar chill pouch mórfhormáide, déantar an biorán teirminéil a tháthú go díreach-nó fiú a fhoirmiú mar iarmhír-den scragall bailiúcháin inmheánaigh. Cuir an teas friotaíochta céanna i bhfeidhm agus seolann an fuinneamh díreach isteach sa rolla glóthach. Tosaíonn an deighilteoir, scannán poileitiléin nó polapróipiléine de ghnáth, ag crapadh agus ag dúnadh phiocháin ag thart ar 130 céim. Ní hamháin go bhfuil comhpháirteach lag i mbaol ó spottháthú; tá an baol ann go gcruthófar gearr inmheánach logánta nach mbraithfidh aon timthriall foirmithe.

Feidhmíonn táthú léasair dáileog iomlán fuinnimh i bhfad níos lú, a thaisceadh thar mhicreasoicindí isteach i limistéar micreascópach. Is ar éigean a théigheann an t-ábhar críochfoirt mórthimpeall air. De ghnáth taifeadann teirmeachúpla a chuirtear 2 mm ón linn táthúcháin ardú níos lú ná 20 céim. Fanann an t-ábhar gníomhach sábháilte. Sin an fáth a shainordaíonn caighdeáin sábháilteachta idirnáisiúnta amhail UN 38.3 go héifeachtach próisis íseal-ionchuir teasa do chealla ardfhuinnimh. Ní toisc go bhfuil cosc ​​ar tháthú ar an láthair de réir ainm, ach toisc go dteipeann air an teorainn teirmeach intuigthe a chomhlíonadh.

An Bhacainn Ábhar: Copar, Alúmanam, agus an Craiceann Ocsaíd

Déanann dhá airíonna táthú spot friotaíochta thar a bheith deacair ar mhiotail ceallraí coitianta.

Gcéad dul síos, tá friotaíocht mórchóir copair ró-íseal. Chun cnapán a leá, caithfidh an welder go leor teasa áitiúil a ghiniúint ag an dromchla faying. Toisc go stiúrann an leathán copair sruth níos éasca ná an comhéadan leictreoid, tarlaíonn sciar díréireach den téamh resistive taobh istigh den bharr leictreoid féin. Luathaíonn sé seo leictrimimirce, áit a n-ardaíonn cóimhiotal copair na n-adamh isteach san leictreoid agus ardaíonn sé a fhriotaíocht a thuilleadh. Éiríonn an próiseas féin-millteach. Léiríonn sonraí tástála craiceann ó spottháthú tipiciúil copair-go-copair comhéifeacht éagsúlachta sa neart os cionn 30 % tar éis 100 seat amháin.

Ar an dara dul síos, iompraíonn alúmanam ciseal ocsaíd alúmanaim ceirmeach-chrua i gcónaí. Tá a leáphointe thart ar 2070 céim, i bhfad os cionn an leáphointe 660 céim den bhunmhiotal. Is féidir le táthú spota alúmanam a bhrú go dtí teocht leáite, ach is minic go bhfanann an scannán ocsaíd go páirteach slán, gafa taobh istigh den chnapshuim. Is é an toradh atá air ná weld lán de chuimsiú ocsaíd a fheidhmíonn mar scoilteanna atá ann cheana féin. Nuair a théann an modúl faoi chreathadh nó rothaíocht theirmeach, iomadaíonn na scoilteanna sin feadh teorainn an nugget. Teipeann ar an alt ag ualaí i bhfad faoi bhun an rátáil máthair-mhiotail.

Déanann léasair snáithín, i gcodarsnacht leis sin, an ciseal ocsaíd a vaporizes láithreach. Gabhann modh poll na heochrach an bhíoma taobh istigh den chainéal gaile, agus scaipeann an linn leá timpeall an ribeadáin. Nuair a chuirtear léas wobble leis-ascalúchán beag ciorclach den spota fócasaithe- déantar an cóimhiotal leáite a chorraí go meicniúil. Déantar blúirí ocsaíde a bhriseadh suas agus a chaolú ar fud an seam, ag táirgeadh alt dlúth, aonfhoirmeach, saor ó crack. Ní feabhas imeallach é seo. Is é an difríocht idir Cpk de 0.6 agus Cpk os cionn 1.5.

Áit a Coinníonn Táthú Spota a Thalamh fós

Ní chiallaíonn sé sin go bhfuil spottáthú imithe i léig le bheith soiléir faoi na teorainneacha. Tá clúdach soiléir ann a bhfuil sé fós ar an rogha is fearr agus is costéifeachtaí.

Na trí choinníoll a shainíonn an clúdach spot táthú:

• Is cóimhiotail nicil, cruach nicilphlátáilte, nó cóimhiotail chruach shimplí an dá phíosa oibre.
• Tá tiús na cluaisíní faoi bhun 0.2 mm.
• Ní éilíonn toirt an táirgthe córais gléasta leictreoid uathoibrithe.

Sna cásanna seo, seachadann spot-táthóir atá bunaithe ar inbhéartú cnaipí comhsheasmhacha agus ritheann sé na mílte timthriallta sula bhfeictear aon chaitheamh leictreoid intomhaiste. Coinníonn seoltacht íseal teirmeach nicil agus cruach teas go díreach nuair is gá é, agus is beag an fhoirmiú ocsaíd. Tá cóimeáil pacáiste cille sorcóireach le haghaidh uirlisí cumhachta, rothair, agus fréamhshamhlacha ESS ar scála beag oiriúnach go mór sa bhosca oibriúcháin seo.

Éiríonn an teorainn géar nuair a théann copar nó alúmanam isteach sa bhille ábhar. Níor éirigh le líne táirgeachta aonair a ndearnamar anailís uirthi thar na blianta, méadracht cháilíochta inghlactha a choinneáil ar bharraí bus copair spot-táthaithe thar fréamhshamhaltú ar ráta íseal. Sroicheann an pointe tras-over eacnamaíoch, atá bunaithe ar chostais inchaite agus inchaite amháin, méideanna measartha beag-go hiondúil cúpla míle cill in aghaidh na seachtaine.

An Bhearna Uathoibriú agus Daingniúcháin

Ní bhaineann táthú idirnasctha ceallraí amháin le halt a dhéanamh; is éard atá i gceist leis an t-alt sin a dhéanamh arís agus arís eile laistigh de mhodúl ina bhfuil rochtain teoranta agus ina ndéantar am timthriall a thomhas i soicindí.

Éilíonn welder spotfhriotaíochta an dá leictreoid chun an saotharphíosa a fháisceadh go fisiciúil le fórsaí ó 50 N go dtí os cionn 500 N. Ní mór an ceann táthú a thabhairt isteach ar lámh docht, suite go dtí na deichithe de milliméadar, agus ansin a tharraingt siar. Éiríonn tooling casta go tapa. Má athraíonn dearadh an mhodúil, nó má thugtar isteach formáid nua cille, ní mór an tacar leictreoid iomlán agus go minic an struchtúr meicniúil a athdhearadh agus a athmheabhrú. Sin costas suntasach neamh-athfhillteach innealtóireachta.

Feidhmíonn meaisín táthú léasair ceallraí le ceann scanadh galvo go hiomlán difriúil. Tá an léas á stiúradh ag scátháin bheaga a ghluaiseann go tapa. Is féidir leis léim ó tháthú go táthú i milleasoicindí, fórsa meicniúil nialasach a chur i bhfeidhm, agus dul isteach i limistéir chuasaithe nach bhféadfadh sealbhóir leictreoid toirtiúil rochtain a fháil orthu riamh. Is eagarthóireacht bogearraí é an patrún weld a athrú. Déanann sé seo córais léasair níos solúbtha ó dhúchas do tháirgeadh samhlacha measctha, agus laghdaítear go mór an t-am a theastaíonn chun dearadh modúil nua a choimisiúnú.

Ciallaíonn nádúr saor ó fhórsa an táthú léasair freisin nach gcaithfidh an daingneán freagairt i gcoinne na gcéadta niútan brú a thuilleadh. Ní gá don chlampáil ach barra an bhus a choinneáil laistigh de 0.2 mm ó dhromchla an chríochfoirt chun an suíomh fócasach ceart a choinneáil. Éiríonn daingneáin níos éadroime, níos saoire agus níos éasca iad a chomhtháthú le iompróirí uathoibrithe.

Eolaíocht Pharaiméadar: Scoilteanna agus Porosity a Chosc i Táillí Grád Ceallraí

Ní tháirgeann cumhacht amh léasair táthaithe ceallraí iontaofa go huathoibríoch. Ní mór an fhuinneog próisis a dhiailiú isteach go cúramach. Is iad na trí mhodh teip is coitianta a bhíonn againn nuair a bhíonn fabhtcheartú á dhéanamh againn ar línte custaiméirí ná scoilteadh lárlíne, spásaire agus porosacht faoin dromchla.

Briseadh lárlíneis feiniméan deighilte é i linnte táthaithe lán-alúmanam. De réir mar a dhaingníonn an linn ó na himill isteach, brúitear eutectics ísealphointe go dtí an lár. Cruthaíonn siad teorainn lag a scoilteann faoi strus crapadh teirmeach. Is é an réiteach uilíoch ná beam wobble. Trí an spota léasair a ascalú i gciorcal beag ag 200–300 Hz, briseann an t-aghaidh soladaithe suas agus scaiptear na neamhíonachtaí. Is é an toradh faoi mhicreascóp ná struchtúr grán cothrom, cothrom gan aon lárlíne leanúnach.

Spásairetarlaíonn sé nuair a éiríonn poll na heochrach éagobhsaí. Is féidir le taise, éilliú dromchla, nó clúdach gáis sciath míchuí a chur faoi deara go dtitfidh poll na heochrach go foréigneach agus braoiníní a scaoileadh amach. Tosaíonn an tsocrú le íonacht agus sreabhadh gáis: argón, 15–25 L/nóim, seachadta trí bhuaic atá dronuilleach 30–40 céim ón ngnáthnós. Ní mór dromchlaí críochfoirt a bheith tirim. I dtimpeallachtaí tais, cuireann réamhbhácáil ag 80 céim ar feadh 30 nóiméad deireadh le taise ionsúite.

porosity Fodhromchlais minic a rianaíonn sé siar go hidrigin tuaslagtha san alúmanam. Le linn an tsoladú tapa, tagann hidrigin amach as an tuaslagán agus cruthaíonn sí boilgeoga micreascópacha a fheidhmíonn mar chomhchruinnitheoirí struis. Laghdaítear porosacht nuair a aistrítear go meascán sciath argón-héiliam (70/30 go hiondúil) toisc go gcabhraíonn seoltacht teirmeach níos airde héiliam an linn a fhágáil amach sula reoiteann sé.

Ní tuairimí acadúla iad seo. Is iad sin na socruithe teicniúla díreacha a chuirtear i bhfeidhm seachtain i ndiaidh seachtaine ar fhíorthrealamh táirgthe.

Ceisteanna Coitianta: Cinntí Táthú Idirnasctha Battery

C1: Cad is féidir le welder spot a tháthú go hiontaofa i bpacáiste ceallraí?
Stiallacha nicile go cannaí cruach nicilphlátáilte. I gcás aon chomhpháirteach lena n-áirítear copar nó alúmanam níos tiús ná 0.15 mm, tugann spot-táthú riosca próisis ard isteach agus ní mholtar é le haghaidh línte táirgeachta.

C2: An dteastaíonn ábhar filler le haghaidh táthú léasair?
Maidir le hailt busbar-go-críochfort, is é táthú uathghineach (gan líonadh) an caighdeán. Is sa chás go sáraíonn an bhearna thart ar 15 % de thrastomhas an spota léasair amháin a n-éilítear filler, arb é bratach dhearg é de ghnáth le haghaidh dearadh-déantúsaíochta.

C3: Cé chomh tapa agus atá próiseas táthú léasair ceallraí tipiciúil?
Tógann táthú busbar-go-críochfort amháin le léasair snáithín 2 kW thart ar 0.3–0.6 soicind. Le scanadh galv, déanann an léas a athshuíomh laistigh de 0.1 soicind, agus mar thoradh air sin bíonn amanna timthrialla 20–35 welds in aghaidh an nóiméid.

C4: Cén cothabháil a theastaíonn ó chóras táthú léasair snáithín?
Go príomha a ghlanadh nó a athsholáthar an clúdach cosanta gloine gach míle welds. Leanann athruithe fuaraithe agus scagaire le sceidil chaighdeánacha léasair snáithíní. Níl aon leictreoidí le cóiriú, níl aon pháirteanna meicniúla fórsa-íogair le hathchalabrú.

C5: An féidir meaisín táthú léasair ceallraí a chomhtháthú le MES atá ann cheana féin?
Tá. Tacaíonn rialtóirí léasair tionsclaíochta nua-aimseartha le prótacail chaighdeánacha bus páirce (Profinet, EtherCAT, etc.) agus is féidir leo paraiméadair táthúcháin a logáil i bhfíor-am le haghaidh inrianaitheachta agus rialú próisis staidrimh.