EN
Posted on March 08, 2026
Na tegorocznej wystawie związanym z laserowym spawaniem pojazdów elektrycznych zaprezentowano coś naprawdę imponującego — precyzję poniżej 30 mikrometrów przy łączeniu ogniw z szynami zbiorczymi. Taka dokładność ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia mechanicznej wytrzymałości i niezawodności elektrycznej pakietów akumulatorowych przy napięciach przekraczających 700 woltów. To, co wyróżnia ten proces, to jego wyjątkowa powtarzalność pod względem poziomu oporu kontaktowego: odchylenie wynosi mniej niż 2 procent nawet po wykonaniu ponad dwóch tysięcy spawów. Ponadto proces skutecznie radzi sobie ze wszystkimi rodzajami naprężeń termicznych wynikających z rozszerzalności cieplnej w zakresie temperatur od minus 40 stopni Celsjusza do plus 85 stopni Celsjusza. Badania wykazały, że wytrzymałość na oddzielenie (peel strength) pozostawała praktycznie stała w granicach plus/minus 2 niutony po przejściu przez 500 cykli termicznych. Co ciekawe, w trudnych połączeniach miedzi z aluminium nie stwierdzono żadnych zimnych spoin nawet przy wibracjach odpowiadających przyspieszeniu 15 G. Wszystkie te wyniki oznaczają, że możemy pożegnać się z wieloma dawnymi problemami dotykającymi konstrukcji ogniw typu pouch i pryzmatycznych, zachowując przy tym dobrą wytrzymałość mechaniczną oraz przewodność elektryczną.
Testy przeprowadzone na rzeczywistych liniach produkcyjnych wykazały, że spawanie kształtkowe (hairpin) można skutecznie skalować przy wysokich wskaźnikach wierności, osiągając w trakcie pracy około 120 połączeń na minutę. W przypadku uzwojeń stojana miedzianych testy ujawniły, że zachowują one około 92% pierwotnej wytrzymałości na rozciąganie po spawaniu – wynik znacznie lepszy niż przy lutowaniu, które osiąga jedynie około 70%. Pod względem stabilności termicznej zaobserwowano zmianę oporu mniejszą niż 5% w ciągu 1000 godzin przy temperaturze dochodzącej do 150 °C, co potwierdza niezawodność tej metody w długotrwałej eksploatacji. Przy zastosowaniu laserów jednomodowych proces zapewnia stałą głębokość wtopienia na poziomie 0,12 mm w miedziane szczyty o średnicy 0,3 mm oraz ogranicza strefę wpływu ciepła do poniżej 0,8 mm, dzięki czemu izolacja lakierowa pozostaje nietknięta. Weryfikacja w warunkach rzeczywistych wykazała, że czasy cyklu są o 38% krótsze w porównaniu z tradycyjnymi metodami, a liczba wad spadła do zaledwie 0,1%, umożliwiając produkcję ponad miliona jednostek rocznie bez kompromisów w zakresie standardów jakości.
Systemy monitoringu inline zaprezentowane na niedawnej wystawie potrafiły wykrywać wadы w czasie rzeczywistym podczas wysokoprędkościowych operacji spawania szyn zbiorczych. Systemy te wykrywały drobne problemy, takie jak puste przestrzenie, pęknięcia oraz niepełne zlutowanie, o rozmiarach nawet do 48 mikrometrów. Wrażliwość poniżej 50 mikrometrów przekracza w rzeczywistości możliwości tradycyjnych technologii OCT i obrazowania koherentnego, które zwykle mieszczą się w zakresie od 50 do 100 mikrometrów. Taki poziom szczegółowości ma kluczowe znaczenie, ponieważ zapobiega powstawaniu ukrytych wad, które mogłyby zmniejszyć przewodność połączenia o około 15% i potencjalnie prowadzić do niebezpiecznych sytuacji termicznego rozbiegu. Po zainstalowaniu na liniach produkcyjnych operatorzy mogą natychmiast korygować parametry, gdy pomiary odbiegają o więcej niż 5% od docelowych specyfikacji. Dzięki tej funkcji zlikwidowano konieczność przeprowadzania badań niszczących w około 92% cykli produkcyjnych, przy jednoczesnym utrzymaniu wskaźnika ucieczki poważnych wad praktycznie na poziomie zerowym. Szczególnie imponującym aspektem jest czas odpowiedzi – mniej niż 0,2 sekundy oznacza, że korekty są wprowadzane jeszcze w ramach tego samego cyklu spawania. Testy przeprowadzone w warunkach fabrycznych wykazały już 34-procentowe zmniejszenie ilości materiału odpadowego dzięki tej szybkiej pętli sprzężenia zwrotnego.
Na ostatnim targu przemysłowym synchronizacja dwóch promieni laserowych skróciła czas układania szyn zbiorczych o około 37% w porównaniu do standardowych układów jednopromieniowych. System działa jednocześnie z obu stron podczas spawania, eliminując uciążliwe odkształcenia cieplne. Ponadto zapewnia niemal stałą głębokość spoiny przy połączeniach miedzi z aluminium. Inną interesującą cechą jest automatyczna regulacja mocy w zależności od grubości materiałów poddawanych obróbce. Ma to kluczowe znaczenie przy montażu pakietów baterii wysokiego napięcia, ponieważ nawet niewielkie zmiany wymiarowe mogą istotnie wpływać na bezpieczeństwo i wydajność tych urządzeń w rzeczywistych warunkach eksploatacji.
Wzrost zastosowania laserów do addytywnej obróbki wiązką (AMB) przekształca sposób produkcji pojazdów elektrycznych – liczba ich instalacji wzrosła o 42% w porównaniu z poprzednim rokiem, według raportu Automotive Tech Report 2024. Te systemy zostały zaprojektowane specjalnie do precyzyjnej pracy i wydajnego działania, umożliwiając szybkie chłodzenie materiałów na poziomie mikroskopowym, co skutkuje spoinami wolnymi od pęknięć nawet w przypadku delikatnych elementów, takich jak moduły mocy z karbidu krzemu. Co czyni je wyjątkowymi? Zużywają one około 30% mniej energii niż tradycyjne lasery włóknowe, są w stanie obsługiwać skomplikowane kształty dzięki pełnej ruchomości we wszystkich sześciu kierunkach oraz dobrze współpracują z różnymi materiałami, w tym miedzią, aluminium oraz różnymi mieszankami kompozytowymi. Producentom, którzy przetestowali te systemy, udało się osiągnąć prawie bezbłędne wyniki – podczas demonstracji na żywo współczynnik powodzenia wyniósł 99,98% przy trudnych do wykonania elementach silników typu hairpin. Taki poziom wydajności wyraźnie pokazuje, dlaczego technologia AMB staje się niezbędna do uzyskiwania wysokiej jakości produktów w sposób spójny i powtarzalny.
Jeden z wiodących wystawców niedawno udowodnił rzeczywistą stabilność w skali produkcyjnej podczas 12-godzinnego, nieprzerwanego pokazu spawania kształtu haczykowego. Osiągnięto wskaźnik ponownej obróbki poniżej 0,1% oraz utrzymano dokładność pozycji w zakresie ±5 mikronów przez cały czas trwania demonstracji. Umożliwiła to bardzo zaawansowana technologia laserowa połączona z inteligentnymi systemami kompensacji cieplnej. To, co widzieliśmy tam, stanowi dokładnie sedno koncepcji produkcji bezbłędnej (ZDM) – zapobiegania powstawaniu problemów jeszcze przed ich wystąpieniem dzięki inteligentnej kontroli procesu, a nie oczekiwaniu na sprawdzanie jakości po fakcie. Badania branżowe wykazały, że takie długotrwałe serie dostarczają znacznie więcej informacji na temat możliwości produkcyjnych niż krótkotrwałe okresy doskonałości. Nie należy także zapominać o dodatkowej korzyści – nieprzerwana praca pozwoliła zmniejszyć zużycie energii przypadające na jednostkę o 18%. Taka wydajność pomaga producentom osiągać cele jakościowe, jednocześnie spełniając wymagania raportów z zakresu zrównoważonego rozwoju.
Dopuszczalna tolerancja poniżej 30 μm jest kluczowa dla zapewnienia integralności konstrukcyjnej i niezawodności elektrycznej zestawów akumulatorów wysokiego napięcia. Gwarantuje ona stałą rezystancję kontaktową oraz skutecznie radzi sobie z naprężeniami wynikającymi z rozszerzalności cieplnej.
Spawanie przewodów typu hairpin zachowuje około 92 % pierwotnej wytrzymałości na rozciąganie i wykazuje zmianę rezystancji mniejszą niż 5 % po 1000 godzin pracy w wysokiej temperaturze, co poprawia stabilność termiczną oraz wytrzymałość w porównaniu z tradycyjnymi metodami.
Lasury dwupromieniowe skracają czas cyklu dzięki synchronizacji procesu spawania, podczas gdy lasery AMB zapewniają precyzyjną pracę przy obniżonym zużyciu energii. Oba typy laserów są kluczowe dla poprawy efektywności i jakości produkcji pojazdów elektrycznych.
Odkryj więcej szczegółowych informacji, które pomogą w podejmowaniu decyzji biznesowych
EN
