从“焊得上”到“焊得稳”:华冠科技极耳合焊包胶从工程验证到量产稳定的实践
在圆柱电池制造中,极耳合焊包胶位于承前启后的关键位置。它既直接影响电芯的内阻,也决定着后续工序中的电芯结构与质量的稳定性。尤其在高节拍量产背景下,焊接强度波动、焊点一致性不足以及隐性缺陷的流出,往往成为制约整线稳定运行的重要因素。
随着圆柱电池产品向更高一致性、更高可靠性演进,合焊包胶工序也逐渐从“能否焊接成功”,转向“能否长期稳定输出”。这对焊接结构、焊接模式以及缺陷控制能力,都提出了更高要求。
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合焊包胶,
为什么稳定性比强度更重要
在实际工程中,单点焊接强度达标,并不等同于焊接工序具备整体稳定性。焊点受力不均、焊头磨损以及极耳定位偏差等因素,都会在量产运行过程中被逐步放大,最终表现为焊接拉力波动、焊点外观不一致,甚至出现根部撕裂等隐性缺陷。
基于这一判断,在合焊包胶方案导入量产线之前,华冠科技先行构建合焊包胶试验机台进行系统验证,以 FA(Factory Automation)实验为目标,重点用于验证焊接受力结构、能量控制逻辑与检测方案的工程可行性,并为后续全凸轮驱动量产设备的结构定型提供依据。通过仿真分析、反复打样与对比测试,研究团队发现,只有当焊接受力结构、能量输出方式与极耳定位精度形成协同,焊接强度与一致性才能在量产条件下同时得到保障。
在工程验证中,焊接拉力的波动范围相比初始状态实现了数量级上的显著收敛,极耳撕裂类不良在量产条件下得到有效消除。这一结果不仅为合焊包胶方案的工程化落地明确了方向,也为后续量产设备在长期运行中的性能稳定性提供了验证基础。
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极耳合焊包胶的实现逻辑
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从焊接结构入手,保证受力均匀性
在焊接结构选择上,研究院采用立式焊接结构,使焊接过程中受力更加均匀,有效减少焊点偏载带来的波动风险。同时,立式结构在兼容性与稳定性方面具备优势,为后续工艺优化预留空间。
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通过结构仿真验证,确保设备长期运行稳定性
在结构设计阶段,研究院的仿真部门基于有限元分析对焊头、夹具及机身等关键部件进行强度校核与优化。通过模拟实际焊接工况中的力学行为,识别并改进应力集中区域,提升结构承载均匀性与疲劳寿命。该仿真工作不仅为设备可靠性与长期稳定性提供了数据支撑,也进一步降低了因结构变形或磨损导致的焊接波动风险。
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通过焊接模式优化,降低磨损带来的不确定性
在焊接模式上,引入能量模式触发机制,使焊接过程不再依赖焊点接触状态,从而降低焊头磨损对焊接结果的影响。同时,结合能量反馈机制,实现能量输出的稳定控制,使焊接过程具备可监控、可调节的特性。
04
提升焊点有效面积,增强焊接一致性
在焊头设计上,通过矩阵式焊头扩大焊接有效面积,在不增加单点负载的前提下提升整体焊接强度。这一调整不仅改善了焊点强度分布,也有助于降低焊接结果的离散性。
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强化极耳定位与AI缺陷检测防流出控制
在极耳定位环节,研究院采用多组光纤实现极耳中心定位,并对径向与轴向精度进行系统控制,从源头减少焊接偏差。在此基础上,引入焊印 CCD 并结合 AI 算法,对焊接表观缺陷进行识别;同时在极耳包胶工序中布置多角度 CCD,检测包胶尺寸和包胶完整性。
通过焊机能量反馈、焊接外观识别与AI视觉包胶检测的协同,构建了覆盖合焊包胶全工艺流程的缺陷防流出体系。
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以工艺适配为本,
构建定制化能力体系
通过结构设计、仿真评估、焊接模式与视觉检测的协同优化,合焊包胶工序在焊接稳定性与一致性方面得到显著提升。焊接结果不再依赖单一参数或人工经验,而是通过系统化设计实现可控输出。这不仅降低了焊接拉力的波动范围,也有效减少了隐性缺陷的产生与流出风险。
更重要的是,稳定的合焊包胶工序为后续制造环节提供了可靠前提,使整条产线在高节拍运行条件下具备更强的抗波动能力。
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从工艺优化到制造能力共建
回看极耳合焊包胶的实践,其核心并不在于某一项单点技术,而在于工程方法的系统化应用。从焊接结构选择,到能量控制方式,再到缺陷防流出设计,每一个环节都围绕“长期稳定运行”这一目标展开。
这正是华冠科技先进制造技术研究院在定制化产线开发中所坚持的理念——不只解决当下问题,更为客户构建可持续演进的制造能力。
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