关键词：超声波焊接，锂电池焊接，焊接原理，稳定性
在进行超声波的焊接环节中，并没有存在电阻焊接方式的电流通过相应的工件，同时，也并没有相应的电弧焊模式中的电弧出现，这样的过程并没有存在着母材熔化的情况。利用超声波进行焊接处理中，并不需要进行电阻率、受热传导等方面的考虑，能够有效实现不同厚度的非铁的金属箔片的焊接处理，特别能体现出较好的铝、 铜箔片的焊接质量，进而能显示出焊接的优势所在。因此，结合锂电池行业的实际需求，超声波焊接工艺具有广泛的应用空间。综上所述，超声波焊质量直接影响到电池的整体性能情况以及后续的使用寿命等，所以，应该严格控制其焊接标准，从而落实好产品质量性能、稳定性的要求。
1 超声波焊接基本原理
开展超声波的金属焊接，则是通过超声波产生的机械振动能量，通过相应的压力影响，能有效实现焊头利用高频振动方式来进行能量传递处理，使其作用于被焊工件的界面，使其中间产生高频摩擦，进而转变为相应的工件相互间的摩擦以及形变，通过大量的温度升高，这样就能使得工件表面氧化层遭到破坏，而造成焊工件界面存在着塑性变形的状态，能存在着纯净金属贴合、原子扩散的情况，从而保障满足金属工件的固相连接[1]。
2 影响超声波焊接稳定性的主要因素
2.1 超声波焊接设备稳定性
在具体的超声波焊接实践中，考虑到设备所具备一定的不稳定的情况，这样就会造成焊接存在较大的差异化问题。这里选择所用的单位所采用的焊接设备由 A、B两个公司所提供。经过相关的对比来看，A公司的设备存在着波动比较大的输出功率的情况，这样则会造成焊接中存在着拉力测试不合格的问题，并会造成虚焊问题出现。在具体的焊接环节中，一定要采用稳定的设备来确保满足关键工序要求。同时，还应重视采用焊接机三联组的检测、测试等环节，并加强相应的每班巡检制度，并结合实际情况来推断出焊接机是否能够正常化的要求，其性能能否满足工况要求，并要求定期化开展相关的保养工作。
2.2 焊接气源的稳定性
开展超声波焊接的工作中，焊接气源往往具有波动压力较大的情况，可能会造成焊接压力的不稳定情况。正是由于自动化设备和焊接机大都是集成一体的情况，这样则是两者的相关的气缸的气源共用情况。因此，为了实现焊接机气源的稳定性要求，则应进行相应的气源分开操作，以便更好地保障焊接设备单独化气源的设置要求[2,3]。
2.3 焊头、底模齿牙的磨损
结合逐步增多的焊接次数，则会造成底座、焊头的齿牙存在一定的磨损问题。如果不重视上述的磨损情况，则会造成焊接功率、能量不稳定的情况，这样则难以实现预期的工艺要求，存在着焊接拉力监控存在问题。这样可以进行焊接工艺参数的优化，满足增大输出情况，这种参数优化调节往往短期有效，但较长时间后还会造成焊接拉力不合格的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
结合现场的实际情况，特别是锂电池极耳连接片的厚度、极耳层数情况，这样可以有效进行底座、焊头进行一定的使用周期的限制，如果超过上限情况，则应及时更换或者维修，方可保障焊接质量，杜绝出现疑似焊接异常品的问题。同时，结合实际有效提升焊接拉力检测频次，保持焊接的一致性、稳定性要求。
在具体的生产实践环节，结合实际可以进行微调整焊头的间隙、平整度等问题，并能对于焊头平整度、焊头和底模间隙进行周期化开展，以便符合预期的生产情况。
2.4 焊头和底模的齿牙外形和尺寸
在考虑焊接的稳定性影响过程中，还应重视焊头及底模齿牙的大小情况。在进行设计之前，应该结合实际情况开展相应的焊头底模齿牙配比的试验工作，结合具体的焊接介质情况，优化相关的尺寸结构。对于设计焊头形貌来说，其也影响着焊接接头质量，这要求焊头具备相应的齿深，这样才能保障满足工件振动的要求。同时，避免出现焊头齿深过大的情况，避免造成焊头对接头的破坏影响，优化合理的焊头齿深这样方可以实现焊接窗口的改善要求。
2.5箔材来料表面质量
针对极耳箔材来说，在其经过分条、辊切、涂布、转运和叠片等环节，在影响焊接不稳定的因素中，主要涉及到表面油污、极耳表面带料和其他异物等因素。在进行电芯前工序生产中，则应重视极耳表面的清洁程度，可以在实际的情况下，开展相应的线极片表面检测工作，以保障有效去除不合格的极耳待料。具体的运转过程中，可以满足自动化方式的上下料以及转运的要求，在运行过程中，杜绝出现用手来碰到极耳表面。
2.6 焊接工装夹具
如果焊接的工装夹具不能满足系统的要求，特别是无法进行电芯和极耳软连接端的固定要求，造成电芯定位精度比较低，这样就会造成较为随意的焊接情况，容易存在着焊断、焊裂以及焊点偏移等情况，造成焊接产品质量大打折扣，电池性能往往比较难以保障较高的一致性要求。在这种情况下，则应优化设计接工装夹具，以保证满足系统的产品稳定性要求。
2.7 异种金属焊接
在锂电池的焊接过程中，正负极的软连接表面则有着镀镍，同时，考虑到铝或铜焊接环节中存在着比较小的焊接窗口的情况，这样则会保障在极耳箔材上方放置镀镍的软连接片，方可实现预期的焊接效果，满足异种金属焊接的要求。
3 结语
综上所述，结合锂电池的极耳超声波焊接的稳定性进行分析，应对相关的影响因素进行分析，并据此有效提出改善措施的优化方案，以便保障超声波焊接的一致性、稳定性要求，从而有效保障焊接的质量得到全方位提升，能有效控制电池焊接造成的质量问题，从而能满足生产要求下的提升电池的整体性能的稳定性。最后，结合锂电池的生产实践来看，后续生产线的设备工艺技术能有效充分考虑到各方面的影响因素，这样方能有效预防以及避免影响超声波焊接稳定性的隐患，以保障锂电池焊接的质量要求。
参考文献：
[1] 郭扭, 徐志强, 郑治华, 等. 锂电池极耳超声波焊接稳定性影响因素分析[J]. 河南科技, 2017年7期.
[2] 曹瑜琦. 锂电池极耳层叠超声焊温度测量及工艺优化[J]. 新技术新工艺, 2018年6期.
[3] 李正中, 周光平, 梁召峰. 锂电池极片超声波金属焊接机的设计[J]. 焊接技术, 2012年1期.
论文作者:郎兆坚,,毛英军
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/29
标签：超声波论文; 情况论文; 锂电池论文; 稳定性论文; 工件论文; 表面论文; 质量论文; 《科学与技术》2019年第22期论文;