如何提高动力电池量产阶段激光焊接的一次合格率和稳定性？

防爆阀是一种纯铝（１０６０或３００３）的圆形薄片，厚度在0.08 ~ 0.1 mm之间。用红外光纤激光器焊接时，由于固态铝材对红外激光的反射率高，且材料很薄，如焊接工艺不当，防爆阀在激光焊接过程中容易出现过烧穿孔或者炸孔，使其失去泄压防爆的功能。

防爆阀焊接位置

产生原因：用红外激光焊接时，因固态铝合金表面对红外激光反射率很高，因此往往采用较高的激光功率，而防爆阀0.08 ~ 0.1 mm的厚度太小，很容易熔穿。

解决方案建议：选择合适的焊接工艺参数，以实现激光功率的陡升缓降，控制热输入。采用带有前置尖峰并以指数形式衰减的波形，通过前置尖峰可以提高铝材对激光的吸收率，而后续的指数衰减波可防止功率密度过高导致的穿孔。

产生原因：激光焊接过程中熔池内的气体逸出所引起。

气体的来源：1）动力电池盖板和防爆阀是厚度很薄的冲压件，加工后容易残留润滑油、清洁液。在高功率密度的激光作用下，这些液体极易汽化并上浮到熔池表面，爆裂的同时产生大量飞溅而在焊缝表面留下凹坑，形成炸孔。2）防爆阀的宽厚比一般可达30左右，焊接时因受热而极易产生热变形翘曲，导致防爆阀和顶盖的装配间隙中存在大量空气。焊接时这些残留空气受热膨胀，喷出熔池，形成炸孔。

建议解决方案：1）焊前彻底清洗盖板和防爆阀；2）优化焊接工艺，用预点焊＋缝焊，通过点焊固定预防翘曲变形，以减少炸孔缺陷。

动力电池成组时其正负极柱与转接块之间的连接用激光焊接的方式。

产生原因：极柱焊缝是铝转接片和直径6 mm左右的极柱的配合面，因此极易残留润滑油、清洁剂等杂质。激光焊接时的热量使极柱处残留的杂质快速汽化，气体逸出熔池造成炸孔。

建议解决方案：1）焊前彻底清洗，清除产气杂质；2）优化焊接工艺，通过功率缓升来减少炸孔。把常规的一道焊接工艺优化为两道焊接，低功率的第一次焊接预热材料并排出气体，高功率的第二次焊接使熔深达到要求。

动力电池壳体主要采用Al3003铝合金，其厚度一般在0.6 ~ 0.8 mm之间，常用小功率光纤连续激光器焊接。该处的激光焊缝的主要质量问题是气孔，会降低电池的密封性。

解决方案建议：气孔主要是氧化膜或水汽分解导致的冶金型气孔。降低激光功率并提高焊接速度，气孔率最多降低到1.1％。为了进一步减少气孔，建议采用振镜激光代替脉冲激光点焊，利用匙孔对熔池的搅拌作用可以加快气泡逸出，几乎能完全消除密封焊缝的气孔。