1. Principaux modes de refroidissement
Le refroidissement liquide étant actuellement la méthode de refroidissement dominante pour les batteries de puissance/stockage, la qualité du soudage des plaques de refroidissement liquide est particulièrement cruciale. Elle influe directement sur les performances et l'efficacité de dissipation thermique de la batterie.plaques de refroidissement liquide.
2. Les limites des méthodes traditionnelles
Les méthodes de soudage traditionnelles pourplaques de refroidissement à eauLes procédés de soudage se divisent principalement en plusieurs catégories : le soudage par friction-malaxage (FSW), le brasage sous vide, le soudage à l'arc sous argon, etc. Les méthodes de soudage traditionnelles présentent chacune des avantages et des inconvénients : le FSW permet de souder des pièces de grande taille et sa résistance atteint 70 % de celle du matériau de base. Le brasage est adapté à la production en série. Cependant, ces méthodes traditionnelles présentent certains défauts : le FSW souffre d'une faible efficacité de soudage, le cordon de soudure a tendance à se recourber, la tête de malaxage est volumineuse et ne permet pas un soudage précis, et surtout, la déformation thermique après soudage est importante, le post-traitement est complexe et son coût est élevé. Quant au brasage sous vide, sa consommation énergétique est très élevée (environ 1 300 yuans par période de faible consommation électrique), la résistance thermique du joint est faible et le métal d'apport a tendance à déborder, ce qui peut obstruer les canaux d'écoulement.
3. Applications de soudage laser
Le soudage laser est une technologie de soudage très précise et efficace qui a été largement adoptée dans divers domaines, notamment la fabrication automobile, l'aérospatiale, la construction navale, les équipements électroniques, les dispositifs médicaux, et bien d'autres.
Avec le développement de la technologie laser, le soudage laser s'est également appliqué aux dispositifs étanches et au traitement thermique pour le soudage de plaques refroidies à l'eau (plaques refroidies par liquide). Comparé au soudage par friction-malaxage (FSW) et au brasage sous vide, il présente les avantages suivants : rendement élevé, cordons de soudure lisses et plats, faible volume de travail résiduel après soudage, pénétration stable et grande précision de soudage.
Des plaques de refroidissement à eau ultra-minces, des plaques de refroidissement liquide pour modules de batterie, des canaux d'eau pour plaques de refroidissement à eau et des plaques de refroidissement à eau de forme spéciale, etc., peuvent tous être facilement réalisés grâce à la technologie de soudage laser.
4. Avantages du soudage laser
— Haute efficacité de traitement
— Soudure lisse et plate
— Faible volume de travail ultérieur après soudage
— Pénétration de soudure stable, permettant une soudure précise
5. Mavenlaser est spécialisée dans la production par soudage de dissipateurs thermiques à refroidissement liquide de type plaque froide. Elle bénéficie d'une solide expertise technique et d'une forte compétitivité sur le marché du soudage étanche des plaques de stockage d'énergie, des plaques de refroidissement liquide et des plaques de refroidissement à eau. Face aux défis du soudage des métaux à haute réflectivité tels que le cuivre et l'aluminium, Xinhe Xin Laser a adopté une technologie innovante de faisceau lumineux annulaire à point central ajustable. Grâce à un système de contrôle avancé, les paramètres de processus sont optimisés, ce qui réduit efficacement les projections de soudure, évite la formation de porosités ou de fissures et garantit un cordon de soudure fin et de haute qualité. L'étanchéité des dissipateurs thermiques à refroidissement liquide de type plaque froide est ainsi assurée.
6. Difficultés liées au soudage des alliages d'aluminium
L'aluminium est très sensible à la dissolution par l'hydrogène, ce qui entraîne la formation de bulles, affectant ainsi sa résistance et la présence de vides d'air.
L'aluminium est également sujet à l'oxydation, et la couche d'oxyde a un point de fusion élevé, ce qui provoque facilement des projections de soudure.
Le coefficient de dilatation de l'aluminium est élevé, ce qui le rend sujet à la déformation, à la fissuration et aux fortes contraintes.
Matériau hautement réfléchissant, avec un taux de réflexion laser pouvant atteindre 95 % à température ambiante.
La zone affectée thermiquement par la soudure est importante, ce qui influe sur la résistance du matériau de base.
Fibre optique pure : Il y aura davantage d'éclaboussures en présence de bulles.
Anneau extérieur pur : La profondeur du bain de fusion est trop faible.
Point lumineux annulaire : le rapport de puissance de l’anneau central varie, et il existe des rapports de puissance correspondants pour différents types de profilés en aluminium.
Le cordon de soudure doit être propre : en présence de taches d'huile et d'impuretés, des projections sont susceptibles de se produire.
7. Spot lumineux annulaire + point central réglableTechnologie laser
Cette technologie permet de relever les défis posés par le soudage des métaux à haute réflexion.
Lors du développement du laser, le point lumineux annulaire joue un rôle dans le préchauffage et le refroidissement lent, réduisant efficacement les projections et facilitant l'expulsion du gaz généré par l'effet de trou de serrure.
8. Comparaison métallographique des soudures
Lors du soudage laser, un apport de chaleur excessif entraîne une hausse de la température de la zone de soudure de l'alliage d'aluminium, engendrant des contraintes thermiques importantes et un risque élevé de fissures. Un contrôle précis des paramètres de soudage permet donc d'éviter un apport de chaleur excessif.
La machine de soudage laser Maven possède une excellente stabilité, permet un soudage à grande vitesse, réduit les projections d'étincelles, produit des soudures sans porosité, sans trous de sable, sans tunnel, avec une faible déformation, une soudure lisse et fine, garantissant la planéité et l'étanchéité des produits soudés, sans aucun souci de qualité.
9. Procédé de formation d'un trou de serrure par soudage laser
10. Solution et fonctionnalités
L'adoption de la technologie de soudage par points lumineux annulaires permet de minimiser les défauts tels que les fissures et les porosités, atteignant ainsi le niveau B de la norme nationale (GB/T 22085). Le cordon de soudure présente une excellente résistance à la pression et à la fatigue.
L'efficacité du soudage est élevée, la consommation d'énergie de l'équipement est faible et il est respectueux de l'environnement.
L'énergie de la ligne de soudage est plus élevée et la zone affectée thermiquement par le soudage est réduite, ce qui donne un aspect lisse et esthétique au cordon de soudure.
Il est contrôlé automatiquement, sans contact et présente une grande stabilité.
Procédé de soudage des plaques refroidies à l'eau
Pas de trous d'air, pas de fuite, faible déformation, soudures lisses et excellente qualité.
11. Avantages de la technologie de soudage
1. Il permet le soudage par autofusion ou par injection de fil d'alliage d'aluminium, avec des projections nulles ou faibles.
2. La vitesse de soudage est de 1 à 3 m/min, soit 5 à 10 fois plus rapide que le soudage par friction-malaxage.
3. La déformation est faible et aucun façonnage ou micro-façonnage n'est nécessaire après soudage.
4. La quantité de nettoyage de surface est bien inférieure à celle du soudage par friction-malaxage, seulement environ 0,2 mm doivent être nettoyés.
5. L'outillage et les dispositifs de fixation sont simples, peu coûteux et d'une grande universalité.
6. Il n'y a pas d'éclaboussures et cela ne polluera pas la sortie d'eau ni le canal d'écoulement (pas besoin de protection de la sortie d'eau).
1. L'examen métallographique du cordon de soudure ne révèle ni pores ni fissures.
2. La résistance du joint soudé est élevée.
3. La forme du bain de fusion est stable et présente une forme en U, avec une bonne résistance à la pression étanche aux gaz et à la fatigue.
4. L'équipement est léger et occupe une petite surface.
Soudage de haute qualité et d'une grande efficacité : la résistance à la traction peut atteindre plus de 70 % du matériau de base et la machine peut souder de 1 à 3 mètres par minute.
Faible apport de chaleur : la plage de variation de la zone affectée thermiquement est réduite et la déformation causée par la conduction thermique est minimale, ce qui permet de réduire le coût du traitement secondaire.
Matériaux soudables largement disponibles : laiton, cuivre, aluminium (alliages d'aluminium des séries 1 à 7, aluminium ADC12), acier inoxydable, alliages de titane, etc.
Capable de micro-soudure : une fois focalisé, le faisceau laser peut générer un point très petit, qui peut être appliqué à des composants de taille micrométrique.
Grande flexibilité et sécurité renforcée : la course de la machine a été optimisée. Après la mise sous tension du module, la recherche de l’origine est inutile. Le système l’identifie et la réinitialise automatiquement, et aucune limite n’est requise pour les axes. Ceci évite les collisions et garantit la sécurité des opérateurs.
Utilisation simple : aucune expérience en soudure n’est requise. L’importation de schémas CAO se fait en un seul clic. L’utilisation est simple et rapide à prendre en main. Une seule personne peut gérer 4 à 5 machines.
Soudures esthétiques : absence de déformation, de porosité, de tunnels et de résidus chimiques. Les soudures sont belles et étanches. Après soudage, aucun traitement ou seulement un traitement léger est généralement nécessaire.
Haute précision et sans contact : le faisceau laser permet de réaliser le soudage sans contact direct avec la surface de la pièce et de contrôler précisément la profondeur et la largeur de la soudure.
Haute efficacité énergétique et taux d'utilisation élevé : la consommation électrique horaire peut être aussi faible que 1 kilowatt. Le taux d'amortissement annuel du laser est inférieur à 1 %.
Taux de rendement élevé : Le taux de rendement de soudage atteint plus de 99,99 %.
Date de publication : 25 mars 2025
