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文檔簡(jiǎn)介
/HYPERLINK"/"第一節(jié)鋰離子電池的差不多知識(shí)一般而言,鋰離子電池有三部分構(gòu)成:
1.鋰離子電芯
2.愛(ài)護(hù)電路(PCM)
3.外殼即膠殼電池的分類(lèi)從鋰離子電池與手機(jī)配合情況來(lái)看,一般分為外置電池和內(nèi)置電池,這種叫法專(zhuān)門(mén)容易理解,外置電池確實(shí)是直接裝在手上背面,如:MOTOROLA191,SAMSUNG系列等;而內(nèi)置電池確實(shí)是裝入手機(jī)后,還另有一個(gè)外殼把其扣在手機(jī)電池內(nèi),如:MOTOROLA998,8088,NOKIA的大部分機(jī)型
1.外置電池
外置電池的封裝形式有超聲波焊接和卡扣兩種:
1.1超聲波焊接
外殼
這種封裝形式的電池外殼均有底面殼之分,材料一般為ABS+PC料,面殼一般噴油處理,代表型號(hào)有:MOTOROLA191,SAMSUNG系列,原裝電池的外殼經(jīng)噴油處理后長(zhǎng)期使用一般可不能磨花,而一些品牌電池或水貨電池用上幾天外殼噴油就開(kāi)始脫落了.其緣故為:手機(jī)電池的外殼較廉價(jià),而噴油處理的成本一般為外殼的幾倍(好一點(diǎn)的),如此處理一般有三道工序:噴光油(打底),噴油(形成顏色),再?lài)娏劣?順序應(yīng)該是如此的,假如我沒(méi)記錯(cuò)的話(huà)),而一些廠商為了降低成本就省去了第一和第三道工序,如此成本就專(zhuān)門(mén)低了.
超聲波焊塑機(jī)
其作用為:
行業(yè)內(nèi)比較好的國(guó)產(chǎn)超聲波焊塑機(jī)應(yīng)該是深圳科威信機(jī)電公司生產(chǎn)的.
焊接
有了好的超聲波焊塑機(jī)不夠的,是否能夠焊接OK,還與外殼的材料和焊塑機(jī)參數(shù)設(shè)置有專(zhuān)門(mén)大關(guān)系,外殼方面要緊與生產(chǎn)廠家的水口料摻雜情況有關(guān),而參數(shù)設(shè)置則需自己摸索,由于涉及到公司一些技術(shù)資料,在那個(gè)地點(diǎn)不便多講.
1.2卡扣式
卡扣式電池的原理為底面殼設(shè)計(jì)時(shí)形成卡扣式,其一般為一次性,假如卡好后用戶(hù)強(qiáng)行折開(kāi)的話(huà),就無(wú)法復(fù)原,只是這關(guān)于生產(chǎn)廠家來(lái)講不是專(zhuān)門(mén)大的難度(卡好后再折開(kāi)),其代表型號(hào)有:愛(ài)立信788,MOTOROLAV66.2.內(nèi)置電池
內(nèi)置電池的封形式也有兩種,超聲波焊接和包標(biāo)(使用商標(biāo)將電池全部包起)
超聲波焊接的電池要緊有:NOKIA8210,8250,8310,7210等.
包標(biāo)的電池就專(zhuān)門(mén)多了,如前兩年專(zhuān)門(mén)滸的MOTO998,8088了.
第二節(jié)鋰離子電芯的差不多知識(shí)鋰離子電芯是一種新型的電池能源,它不含金屬鋰,在充放電過(guò)程中,只有鋰離子在正負(fù)極間往來(lái)運(yùn)動(dòng),電極和電解質(zhì)不參與反應(yīng)。鋰離子電芯的能量容量密度能夠達(dá)到300Wh/L,重量容量密度能夠達(dá)到125Wh/L。
一、
電芯原理
鋰離子電芯的反應(yīng)機(jī)理是隨著充放電的進(jìn)行,鋰離子在正負(fù)極之間嵌入脫出,往返穿梭電芯內(nèi)部而沒(méi)有金屬鋰的存在,因此鋰離子電芯更加安全穩(wěn)定。其反應(yīng)示意圖及差不多反應(yīng)式如下所示:二、
電芯的構(gòu)造
電芯的正極是LiCoO2加導(dǎo)電劑和粘合劑,涂在鋁箔上形成正極板,負(fù)極是層狀石墨加導(dǎo)電劑及粘合劑涂在銅箔基帶上,目前比較先進(jìn)的負(fù)極層狀石墨顆粒已采納納米碳。
依照上述的反應(yīng)機(jī)理,正極采納LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其中LiCoO2本是一種層結(jié)構(gòu)專(zhuān)門(mén)穩(wěn)定的晶型,但當(dāng)從LiCoO2拿走XLi后,其結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化,然而否發(fā)生變化取決于X的大小。通過(guò)研究發(fā)覺(jué)當(dāng)X>0.5時(shí)Li1-XCoO2的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為極其不穩(wěn)定,會(huì)發(fā)生晶型癱塌,其外部表現(xiàn)為電芯的壓倒終結(jié)。因此電芯在使用過(guò)程中應(yīng)通過(guò)限制充電電壓來(lái)操縱Li1-XCoO2中的X值,一般充電電壓不大于4.2V那么X小于0.5,這時(shí)Li1-XCoO2的晶型仍是穩(wěn)定的。負(fù)極C6其本身有自己的特點(diǎn),當(dāng)?shù)谝淮位珊螅龢OLiCoO2中的Li被充到負(fù)極C6中,當(dāng)放電時(shí)Li回到正極LiCoO2中,但化成之后必須有一部分Li留在負(fù)極C6中,心以保證下次充放電Li的正常嵌入,否則電芯的壓倒專(zhuān)門(mén)短,為了保證有一部分Li留在負(fù)極C6中,一般通過(guò)限制放電下限電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此鋰電芯的安全充電上限電壓≤4.2V,放電下限電壓≥2.5V。
三、
電芯的安全性
電芯的安全性與電芯的設(shè)計(jì)、材料及生產(chǎn)工藝生產(chǎn)過(guò)程的操縱等因素緊密相關(guān)。在電芯的充放電過(guò)程中,正負(fù)極材料的電極電位均處于動(dòng)態(tài)變化中,隨著充電電壓的增高,正極材料(LixCoO2)電位不斷上升,嵌鋰的負(fù)極材料(LixC6)電位首先下降,然后出現(xiàn)一個(gè)較長(zhǎng)的電位平臺(tái),當(dāng)充電電壓過(guò)高(>4.2V)或由于負(fù)極活性材料面密度相關(guān)于正極材料面密度(C/A)比值不足時(shí),負(fù)極材料過(guò)度嵌鋰,負(fù)極電位則迅速下降,使金屬鋰析出(正常情況下則可不能有金屬鋰的的析出),如此會(huì)對(duì)電芯的性能及安全性構(gòu)成極大的威脅。電位變化見(jiàn)下圖:
在材料已定的情況下,C/A太大,則會(huì)出現(xiàn)上述結(jié)果。相反,C/A太小,容量低,平臺(tái)低,循環(huán)特性差。如此,在生產(chǎn)加工中如何保證設(shè)計(jì)好的C/A比成了生產(chǎn)加工中的關(guān)鍵。因此在生產(chǎn)中應(yīng)就以下幾個(gè)方面進(jìn)行操縱:
1.負(fù)極材料的處理
1)將大粒徑及超細(xì)粉與所要求的粒徑進(jìn)行完全分離,幸免了局部電化學(xué)反應(yīng)過(guò)度激烈而產(chǎn)生負(fù)反應(yīng)的情況,提高了電芯的安全性。
2)提高材料表面孔隙率,如此能夠提高10%以上的容量,同時(shí)在C/A比不變的情況下,安全性大大提高。處理的結(jié)果使負(fù)極材料表面與電解液有了更好的相容性,促進(jìn)了SEI膜的形成及穩(wěn)定上。
2.制漿工藝的操縱
1)制漿過(guò)程采納先進(jìn)的工藝方法及專(zhuān)門(mén)的化學(xué)試劑,使正負(fù)極漿料各組之間的表面張力降到了最低。提高了各組之間的相容性,阻止了材料在攪拌過(guò)程“團(tuán)聚”的現(xiàn)象。
2)涂布時(shí)基材料與噴頭的間隙應(yīng)操縱在0.2mm以下,如此涂出的極板表面光滑無(wú)顆粒、凹陷、劃痕等缺陷。
3)漿料應(yīng)儲(chǔ)存6小時(shí)以上,漿料粘度保持穩(wěn)定,漿料內(nèi)部無(wú)自聚成團(tuán)現(xiàn)象。均勻的漿料保證了正負(fù)極在基材上分布的均勻性,從而提高了電芯的一致性、安全性。
3.采納先進(jìn)的極片制造設(shè)備
1)能夠保證極片質(zhì)量的穩(wěn)定和一致性,大大提高電芯極片均一性,降低了不安全電芯的出現(xiàn)機(jī)率。
2)涂布機(jī)單片極板上面密度誤差值應(yīng)小于±2%,極板長(zhǎng)度及間隙尺寸誤差應(yīng)小于2mm。
3)輥壓機(jī)的輥軸錐度和徑向跳動(dòng)應(yīng)不大于4μm,如此才能保證極板厚度的一致性。設(shè)備應(yīng)配有完善的吸塵系統(tǒng),幸免因浮塵顆粒而導(dǎo)致的電芯內(nèi)部微短路,從而保證了電芯的自放電性能。
4)分切機(jī)應(yīng)采納切刀為輥刀型的連續(xù)分切設(shè)備,如此切出的極片不存在荷葉邊,毛刺等缺陷。同樣設(shè)備應(yīng)配有完善的吸塵系統(tǒng),從而保證了電芯的自放電性能。
4.先進(jìn)的封口技術(shù)
目前國(guó)內(nèi)外方形鋰離子電芯的封口均采納激光(LASER)熔接封口技術(shù),它是利用YAG棒(釔鋁石榴石)激光諧振腔中受強(qiáng)光源(一般為氮燈)的激勵(lì)下發(fā)出一束單一頻率的光(λ=1.06mm)通過(guò)諧振折射聚焦成一束,再把聚焦的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)電芯的筒體和蓋板之間,使其熔化后親合為一體,以達(dá)到蓋板與筒體的密封熔合的目的。為了達(dá)到密封焊,必須掌握以下幾個(gè)要素:
1)必須有能量大、頻率高、聚焦性能好、跟蹤精度高的激光焊機(jī)。
2)必須有配合精度高的適用于激光焊的電芯外殼及蓋板。
3)必須有高統(tǒng)一純度的氮?dú)鈵?ài)護(hù),特不是鋁殼電芯要求氮?dú)饧兌雀撸駝t鋁殼表面就會(huì)產(chǎn)生難以熔化的Al2O3(其熔點(diǎn)為2400℃)。
四、電芯膨脹緣故及操縱
鋰離子電芯在制造和使用過(guò)程中往往會(huì)有腫脹現(xiàn)象,通過(guò)分析與研究,發(fā)覺(jué)要緊有以下兩方面緣故:
1鋰離子嵌入帶來(lái)的厚度變化
電芯充電時(shí)鋰離子從正極脫出嵌入負(fù)極,引起負(fù)極層間距增大,而出現(xiàn)膨脹,一般而言,電芯越厚,其膨脹量越大。
2.
工藝操縱不力引起的膨脹
在制造過(guò)程中,如漿料分散、C/A比離散性、溫度操縱都會(huì)直接阻礙電芯電芯的膨脹程度。特不是水,因?yàn)槌潆娦纬傻母呋钚凿囂蓟衔飳?duì)水特不敏感,從而發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)生的氣體造成電芯內(nèi)壓升高,增加了電芯的膨脹行為。因此在生產(chǎn)中,除了應(yīng)對(duì)極板嚴(yán)格除濕外,在注液過(guò)程中更應(yīng)采納除濕設(shè)備,保證空氣的干燥度為HR2%,露點(diǎn)(大氣中的濕空氣由于溫度下降,使所含的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)而開(kāi)始凝聚時(shí)的溫度)小于-40℃。在特不干燥的條件下,并采取真空注液,極大地降低了極板和電解液的吸水機(jī)率。
五、鋁殼電芯與鋼殼電芯安全性比較
鋁殼相關(guān)于鋼殼具有專(zhuān)門(mén)高的安全優(yōu)勢(shì),以下是不同的壓力實(shí)驗(yàn):
注:壓力是電芯壓力為電芯內(nèi)部之壓力(單位:Kg),表內(nèi)數(shù)據(jù)為電芯之厚度(單位:mm)由此可見(jiàn)鋼殼對(duì)內(nèi)壓反映十分遲鈍,而鋁殼對(duì)內(nèi)壓反應(yīng)卻十分敏銳。因此從厚度上就差不多能推斷出電芯的內(nèi)壓,而鋼殼電芯往往隱含著內(nèi)壓帶來(lái)的不安全隱患。其中鋼殼電芯型號(hào)為063448。
第三節(jié)鋰離子電池愛(ài)護(hù)線(xiàn)路(PCM)由第二節(jié)鋰離子電芯的知識(shí)我們能夠看出,鋰離子電池至少需要三重愛(ài)護(hù)過(guò)充電愛(ài)護(hù),過(guò)放電愛(ài)護(hù),短路愛(ài)護(hù),那么就應(yīng)而產(chǎn)生了其愛(ài)護(hù)線(xiàn)路,那么那個(gè)愛(ài)護(hù)線(xiàn)路針對(duì)以上三個(gè)愛(ài)護(hù)要求而言:
過(guò)充電愛(ài)護(hù):過(guò)充電愛(ài)護(hù)IC的原理為:當(dāng)外部充電器對(duì)鋰電池充電時(shí),為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升,需終止充電狀態(tài)。現(xiàn)在,愛(ài)護(hù)IC需檢測(cè)電池電壓,當(dāng)?shù)竭_(dá)4.25V時(shí)(假設(shè)電池過(guò)充點(diǎn)為4.25V)即啟動(dòng)過(guò)度充電愛(ài)護(hù),將功率MOS由開(kāi)轉(zhuǎn)為切斷,進(jìn)而截止充電。
過(guò)放電愛(ài)護(hù):過(guò)放電愛(ài)護(hù)IC原理:為了防止鋰電池的過(guò)放電,假設(shè)鋰電池接上負(fù)載,當(dāng)鋰電池電壓低于其過(guò)放電電壓檢測(cè)點(diǎn)(假定為2.5V)時(shí)將啟動(dòng)過(guò)放電愛(ài)護(hù),使功率MOSFET由開(kāi)轉(zhuǎn)變?yōu)榍袛喽刂狗烹?,以幸免電池過(guò)放電現(xiàn)象產(chǎn)生,并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式,現(xiàn)在的電流僅0.1uA。當(dāng)鋰電池接上充電器,且現(xiàn)在鋰電池電壓高于過(guò)度放電電壓時(shí),過(guò)度放電愛(ài)護(hù)功能方可解除。另外,考慮到脈沖放電的情況,過(guò)放電檢測(cè)電路設(shè)有延遲時(shí)刻以幸免產(chǎn)生誤動(dòng)作。過(guò)放電愛(ài)護(hù)及過(guò)充電愛(ài)護(hù)IC要緊生產(chǎn)廠家有:美上美(MITSUMI),精工,臺(tái)灣富晶(DW01,FS301,302),理光,MOTOROLA等封裝形式要緊為SOT26,SOT6
過(guò)電流及短路電流因?yàn)椴幻骶壒剩ǚ烹姇r(shí)或正負(fù)極遭金屬物誤觸)造成過(guò)電流或短路,為確保安全,必須使其立即停止放電。過(guò)電流愛(ài)護(hù)IC原理為,當(dāng)放電電流過(guò)大或短路情況產(chǎn)生時(shí),愛(ài)護(hù)IC將啟動(dòng)過(guò)(短路)電流愛(ài)護(hù),現(xiàn)在過(guò)電流的檢測(cè)是將功率MOSFET的Rds(on)當(dāng)成感應(yīng)阻抗用以監(jiān)測(cè)其電壓的下降情形,假如比所定的過(guò)電流檢測(cè)電壓還高則停止放電,運(yùn)算公式為:
V-=I×Rds(on)×2(V-為過(guò)電流檢測(cè)電壓,I為放電電流)。
假設(shè)V-=0.2V,Rds(on)=25mΩ,則愛(ài)護(hù)電流的大小為I=4A。
同樣地,過(guò)電流檢測(cè)也必須設(shè)有延遲時(shí)刻以防有突發(fā)電流流入時(shí)產(chǎn)生誤動(dòng)作。
通常在過(guò)電流產(chǎn)生后,若能去除過(guò)電流因素(例如立即與負(fù)載脫離),將會(huì)恢復(fù)其正常狀態(tài),能夠再進(jìn)行正常的充放電動(dòng)作。
一、激光焊接的要緊特性。
激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。20世紀(jì)70年代要緊用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接過(guò)程屬熱傳導(dǎo)型,即激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散,通過(guò)操縱激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù),使工件熔化,形成特定的熔池。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),已成功應(yīng)用于微、小型零件的周密焊接中。
高功率CO2及高功率YAG激光器的出現(xiàn),開(kāi)發(fā)了激光焊接的新領(lǐng)域。獲得了以小孔效應(yīng)為理論基礎(chǔ)的深熔焊接,在機(jī)械、汽車(chē)、鋼鐵等工業(yè)領(lǐng)域獲得了日益廣泛的應(yīng)用。
與其它焊接技術(shù)相比,激光焊接的要緊優(yōu)點(diǎn)是:
1、速度快、深度大、變形小。
2、能在室溫或?qū)iT(mén)條件下進(jìn)行焊接,焊接設(shè)備裝置簡(jiǎn)單。例如,激光通過(guò)電磁場(chǎng),光束可不能偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊,并能通過(guò)玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M(jìn)行焊接。
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,并能對(duì)異性材料施焊,效果良好。
4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接時(shí),深寬比可達(dá)5:1,最高可達(dá)10:1。
5、可進(jìn)行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得專(zhuān)門(mén)小的光斑,且能精確定位,可應(yīng)用于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。
6、可焊接難以接近的部位,施行非接觸遠(yuǎn)距離焊接,具有專(zhuān)門(mén)大的靈活性。尤其是近幾年來(lái),在YAG激光加工技術(shù)中采納了光纖傳輸技術(shù),使激光焊接技術(shù)獲得了更為廣泛的推廣和應(yīng)用。
7、激光束易實(shí)現(xiàn)光束按時(shí)刻與空間分光,能進(jìn)行多光束同時(shí)加工及多工位加工,為更周密的焊接提供了條件。
然而,激光焊接也存在著一定的局限性:
1、要求焊件裝配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移。這是因?yàn)榧す饩劢购蠊獍叱哂甏缧?,焊縫窄,為加填充金屬材料。若工件裝配精度或光束定位精度達(dá)不到要求,專(zhuān)門(mén)容易造成焊接缺憾。
2、激光器及其相關(guān)系統(tǒng)的成本較高,一次性投資較大。
二、激光焊接熱傳導(dǎo)。
激光焊接是將高強(qiáng)度的激光束輻射至金屬表面,通過(guò)激光與金屬的相互作用,使金屬熔化形成焊接。在激光與金屬的相互作用過(guò)程中,金屬熔化僅為其中一種物理現(xiàn)象。有時(shí)刻能并非要緊轉(zhuǎn)化為金屬熔化,而以其它形式表現(xiàn)出來(lái),如汽化、等離子體形成等。然而,要實(shí)現(xiàn)良好的熔融焊接,必須使金屬熔化成為能量轉(zhuǎn)換的要緊形式。為此,必須了解激光與金屬相互作用中所產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象以及這些物理現(xiàn)象與激光參數(shù)的關(guān)系,從而通過(guò)操縱激光參數(shù),使激光能量絕大部分轉(zhuǎn)化為金屬熔化的能量,達(dá)到焊接的目的。三、激光焊接的工藝參數(shù)。
1、功率密度。
功率密度是激光加工中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。采納較高的功率密度,在微秒時(shí)刻范圍內(nèi),表層即可加熱至沸點(diǎn),產(chǎn)生大量汽化。因此,高功率密度關(guān)于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。關(guān)于較低功率密度,表層溫度達(dá)到沸點(diǎn)需要經(jīng)歷數(shù)毫秒,在表層汽化前,底層達(dá)到熔點(diǎn),易形成良好的熔融焊接。因此,在傳導(dǎo)型激光焊接中,功率密度在范圍在104~106W/CM2。
2、激光脈沖波形。
激光脈沖波形在激光焊接中是一個(gè)重要問(wèn)題,尤其關(guān)于薄片焊接更為重要。當(dāng)高強(qiáng)度激光束射至材料表面,金屬表面將會(huì)有60~98%的激光能量反射而損失掉,且反射率隨表面溫度變化。在一個(gè)激光脈沖作用期間內(nèi),金屬反射率的變化專(zhuān)門(mén)大。
3、激光脈沖寬度。
脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一,它既是區(qū)不于材料去除和材料熔化的重要參數(shù),也是決定加工設(shè)備造價(jià)及體積的關(guān)鍵參數(shù)。
4、離焦量對(duì)焊接質(zhì)量的阻礙。
激光焊接通常需要一定的離做文章一,因?yàn)榧す饨裹c(diǎn)處光斑中心的功率密度過(guò)高,容易蒸發(fā)成孔。離開(kāi)激光焦點(diǎn)的各平面上,功率密度分布相對(duì)均勻。
離焦方式有兩種:正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方為正離焦,反之為負(fù)離焦。按幾何光學(xué)理論,當(dāng)正負(fù)離做文章一相等時(shí),所對(duì)應(yīng)平面上功率密度近似相同,但實(shí)際上所獲得的熔池形狀不同。負(fù)離焦時(shí),可獲得更大的熔深,這與熔池的形成過(guò)程有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明,激光加熱50~200us材料開(kāi)始熔化,形成液相金屬并出現(xiàn)問(wèn)分汽化,形成市壓蒸汽,并以極高的速度噴射,發(fā)出耀眼的白光。與此同時(shí),高濃度汽體使液相金屬運(yùn)動(dòng)至熔池邊緣,在熔池中心形成凹陷。當(dāng)負(fù)離焦時(shí),材料內(nèi)部功率密度比表面還高,易形成更強(qiáng)的熔化、汽化,使光能向材料更深處傳遞。因此在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)要求熔深較大時(shí),采納負(fù)離焦;焊接薄材料時(shí),宜用正離焦。四、激光焊接工藝方法。
1、片與片間的焊接。
包括對(duì)焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4種工藝方法。
2、絲與絲的焊接。
包括絲與絲對(duì)焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等4種工藝方法。
3、金屬絲與塊狀元件的焊接。
采納激光焊接能夠成功的實(shí)現(xiàn)金屬絲與塊狀元件的連接,塊狀元件的尺寸能夠任意。在焊接中應(yīng)注意絲狀元件的幾何尺寸。
4、不同金屬的焊接。
焊接不同類(lèi)型的金屬要解決可焊性與可焊參數(shù)范圍。不同材料之間的激光焊接只有某些特定的材料組合才有可能。五、激光釬焊。
有些元件的連接不宜采納激光熔焊,但可利用激光作為熱源,施行軟釬焊與硬釬焊,同樣具有激光熔焊的優(yōu)點(diǎn)。采納釬焊的方式有多種,其中,激光軟釬焊要緊用于印刷電路板的焊接,尤事實(shí)上用于片狀元件組裝技術(shù)。采納激光軟釬焊與其它方式相比有以下優(yōu)點(diǎn):
1、由因此局部加熱,元件不易產(chǎn)生熱損傷,熱阻礙區(qū)小,因此可在熱敏元件附近施行軟釬焊。
2、用非接觸加熱,熔化帶寬,不需要任何輔助工具,可在雙面印刷電路板上雙面元件裝備后加工。
3、重復(fù)操作穩(wěn)定性好。焊劑對(duì)焊接工具污染小,且激光照耀時(shí)刻和輸出功率易于操縱,激光釬焊成品率高。
4、激光束易于實(shí)現(xiàn)分光,可用半透鏡、反射鏡、棱鏡、掃描鏡等光學(xué)元件進(jìn)行時(shí)刻與空間分割,能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)對(duì)稱(chēng)焊。
5、激光釬焊多用波長(zhǎng)1.06um的激光作為熱源,可用光纖傳輸,因此可在常規(guī)方式不易焊接的部位進(jìn)行加工,靈活性好。
6、聚焦性好,易于實(shí)現(xiàn)多工位裝置的自動(dòng)化。六、激光深熔焊。
1、冶金過(guò)程及工藝?yán)碚摗?/p>
激光深熔焊冶金物理過(guò)程與電子束焊極為相似,即能量轉(zhuǎn)換機(jī)制是通過(guò)“小孔”結(jié)構(gòu)來(lái)完成的。在足夠高的功率密度光束照耀下,材料產(chǎn)生蒸發(fā)形成小孔。那個(gè)充滿(mǎn)蒸汽的小孔猶如一個(gè)黑體,幾乎全部汲取入射光線(xiàn)的能量,孔腔內(nèi)平衡溫度達(dá)25000度左右。熱量從那個(gè)高溫孔腔外壁傳遞出來(lái),使包圍著那個(gè)孔腔的金屬熔化。小孔內(nèi)充滿(mǎn)在光束照耀下壁體材料連續(xù)蒸發(fā)產(chǎn)生的高溫蒸汽,小孔四壁包圍著熔融金屬,液態(tài)金屬四周即圍著固體材料??妆谕庖后w流淌和壁層表面張力與孔腔內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生的蒸汽壓力相持并保持著動(dòng)態(tài)平衡。光束不斷進(jìn)入小孔,小孔外材料在連續(xù)流淌,隨著光束移動(dòng),小孔始終處于流淌的穩(wěn)定態(tài)。確實(shí)是講,小孔和圍著孔壁的熔融金屬隨著前導(dǎo)光束前進(jìn)速度向前移動(dòng),熔融金屬填充著小孔移開(kāi)后留下的空隙并隨之冷凝,焊縫因此形成。2、阻礙因素。
對(duì)激光深熔焊產(chǎn)生阻礙的因素包括:激光功率,激光束直徑,材料汲取率,焊接速度,愛(ài)護(hù)氣體,透鏡焦長(zhǎng),焦點(diǎn)位置,激光束位置,焊接起始和終止點(diǎn)的激光功率漸升、漸降操縱。3、激光深熔焊的特征及優(yōu)點(diǎn)。
特征:(1)高的深寬比。因?yàn)槿廴诮饘賴(lài)鴪A柱形高溫蒸汽腔體形成并延伸向工件,焊縫就變得深而窄。(2)最小熱輸入。因?yàn)樵辞粶囟葘?zhuān)門(mén)高,熔化過(guò)程發(fā)生得極快,輸入工件熱量極低,熱變形和熱阻礙區(qū)專(zhuān)門(mén)小。(3)高致密性。因?yàn)槌錆M(mǎn)高溫蒸汽的小孔有利于熔接熔池?cái)嚢韬蜌怏w逸出,導(dǎo)致生成無(wú)氣孔熔透焊接。焊后高的冷卻速度又易使焊縫組織微細(xì)化。(4)強(qiáng)固焊縫。(5)精確操縱。(6)非接觸,大氣焊接過(guò)程。
優(yōu)點(diǎn):(1)由于聚焦激光束比常規(guī)方法具有高得多的功率密度,導(dǎo)致焊接速度快,熱阻礙區(qū)和變形都較小,還能夠焊接鈦、石英等難焊材料。(2)因?yàn)楣馐菀讉鬏敽筒倏v,又不需要經(jīng)常更換焊炬、噴嘴,顯著減少停機(jī)輔助時(shí)刻,因此有荷系數(shù)和生產(chǎn)效率都高。(3)由于純化作用和高的冷卻速度,焊縫強(qiáng),綜合性能高。(4)由于平衡熱輸入低,加工精度高,可減少再加工費(fèi)用。另外,激光焊接的動(dòng)轉(zhuǎn)費(fèi)用也比較低,能夠降低生產(chǎn)成本。(5)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,對(duì)光束強(qiáng)度與精細(xì)定位能進(jìn)行有效的操縱。4、激光深熔焊設(shè)備。
激光深熔焊通常選用連續(xù)波CO2激光器,這類(lèi)激光器能維持足夠高的輸出功率,產(chǎn)生“小孔”效應(yīng),熔透整個(gè)工件截面,形成強(qiáng)韌的焊接接頭。
就激光器本身而言,它只是一個(gè)能產(chǎn)生可作為熱源、方向性好的平行光束的裝置。假如把它導(dǎo)向和有效處理后射向工件,其輸入功率就具有強(qiáng)的相容性,使之能更好的適應(yīng)自動(dòng)化過(guò)程。
為了有效實(shí)施焊接,激光器和其他一些必要的光學(xué)、機(jī)械以及操縱部件一起共同組成一個(gè)大的焊接系統(tǒng)。那個(gè)系統(tǒng)包括激光器、光束傳輸組件、工件的裝卸和移動(dòng)裝置,還有操縱裝置。那個(gè)系統(tǒng)能夠是僅由操作者簡(jiǎn)單地手工搬運(yùn)和固定工件,也能夠是包括工件能自動(dòng)的裝、卸、固定、焊接、檢驗(yàn)。那個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施的總要求是可獲得中意的焊接質(zhì)量和高的生產(chǎn)效率。七、鋼鐵材料的激光焊接。
1、碳鋼及一般合金鋼的激光焊接。
總的講,碳鋼激光焊接效果良好,其焊接質(zhì)量取決于雜質(zhì)含量。就象其它焊接工藝一樣,硫和磷是產(chǎn)生焊接裂紋的敏感因素。
為了獲得中意的焊接質(zhì)量,碳含量超過(guò)0.25%時(shí)需要預(yù)熱。當(dāng)不同含碳量的鋼相互焊接時(shí),焊炬可稍偏向低碳材料一邊,以確保接頭質(zhì)量。
低碳沸騰鋼由于硫、磷的含量高,并不適合激光焊接。低碳冷靜鋼由于低的雜質(zhì)含量,焊接效果就專(zhuān)門(mén)好。
中、高碳鋼和一般合金鋼都能夠進(jìn)行良好的激光焊接,但需要預(yù)熱和焊后處理,以消除應(yīng)力,幸免裂紋形成。2、不銹鋼的激光焊接。
一般的情況下,不銹鋼激光焊接比常規(guī)焊接更易于獲得優(yōu)質(zhì)接頭。由于高的焊接速度熱阻礙區(qū)專(zhuān)門(mén)小,敏化不成為重要問(wèn)題。與碳鋼相比,不銹鋼低的熱導(dǎo)系數(shù)更易于獲得深熔窄焊縫。3、不同金屬之間的激光焊接。
激光焊接極高的冷卻速度和專(zhuān)門(mén)小的熱阻礙區(qū),為許多不同金屬焊接融化后有不同結(jié)構(gòu)的材料相容制造了有利條件?,F(xiàn)已證明以下金屬能夠順利進(jìn)行激光深熔焊接:不銹鋼~低碳鋼,416不銹鋼~310不銹鋼,347不銹鋼~HASTALLY鎳合金,鎳電極~冷鍛鋼,不同鎳含量的雙金屬帶。
革新中的手機(jī)能源技術(shù)目前人們經(jīng)常遇上這種掃興的情況:手機(jī)用上幾天就沒(méi)電了,甚至在緊要時(shí)刻沒(méi)法跟外界交流。因此隨著手機(jī)功能的增強(qiáng)以及耗電量大的彩屏手機(jī)、PDA手機(jī)、有數(shù)碼相機(jī)功能的手機(jī)等的普及,專(zhuān)門(mén)多廠商都在研發(fā)新一代的手機(jī)電池。
在手機(jī)上,目前用得最多的鋰離子電池差不多不能滿(mǎn)足當(dāng)今手機(jī)對(duì)電力的需求。一定體積、重量的鋰離子電池只能存儲(chǔ)一定容量的電能,那個(gè)限定就叫做比能量。盡管鋰離子電池的比能量相關(guān)于往常的電池差不多專(zhuān)門(mén)高了,然而由于現(xiàn)代手機(jī)關(guān)于體積和重量的要求,不能通過(guò)增大電池體積的方法來(lái)增加電池的容量,因此只能查找更高比能量的電池。鋰離子電池盡管不含鉛、鎘、汞等對(duì)環(huán)境有害的重金屬物質(zhì),然而鋰電池關(guān)于環(huán)境依舊有害。此外,鋰離子電池對(duì)充電的要求專(zhuān)門(mén)高,要求周密的充電電路以保證充電的安全。同時(shí)鋰離子電池的價(jià)格依舊處在相對(duì)
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