Echtzeit-Laserschweißmessung verbessert die Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Elektrofahrzeugbatterien

Whitepaper:Fertigung und Prototyping

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Die Laserschweißnahtmessung in Echtzeit, die auf einer patentierten Implementierung von Inline Coherent Imaging (ICI) basiert, liefert Schweißnahtmessungen im Mikrometerbereich beim Faserlaserschweißen und ermöglicht so eine robuste und sofortige Fehlererkennung, geringere Ausschussraten und eine nachverfolgbare Qualitätskontrolle in Produktionslinien für Massenbatterien. Dieses Whitepaper beleuchtet die Vorteile dieser einzigartigen Schweißüberwachungstechnik und wie sie zur Verbesserung der Schweißqualitätskontrolle in anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt wird.

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Übersicht

In diesem Whitepaper von IPG Photonics wird die auf Inline Coherent Imaging (ICI) basierende Echtzeit-Laserschweißnahtmessung als transformative Lösung für die hochpräzise Schweißnahtüberprüfung bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen (EV), insbesondere für die Batterieproduktion, vorgestellt. Schweißfehler an Elektrofahrzeugbatterien – verursacht durch Faktoren wie inkonsistente Materialien, enge Prozessfenster und optische Verschmutzung – können die elektrische, mechanische und thermische Leistung erheblich beeinträchtigen und zu kostspieligen Rückrufen, Garantieansprüchen und Produktionsverzögerungen führen. Herkömmliche Schweißüberwachungsmethoden, einschließlich zerstörender Prüfung und indirekter Sensortechnologien, sind entweder langsam, subjektiv oder nicht in der Lage, umfassende geometrische Daten in Echtzeit bereitzustellen.

Mithilfe der patentierten ICI-Technologie integrieren die Laser Depth Diagnostics (LDD)-Systeme von IPG neben dem primären Schweißstrahl einen Messlaser mit geringer Leistung, um kritische Schweißnahtgeometrien im Mikrometerbereich während des Schweißens direkt zu messen. Zu den wichtigsten erfassten Kennzahlen gehören die Schlüssellochtiefe (Schweißeindringung), das fertige Schweißoberflächenprofil, das Querprofil der Schweißnaht und die Nahtausrichtung. Dieser direkte Messansatz ermöglicht die sofortige Erkennung und Korrektur von Fehlern wie Über- oder Unterdurchdringung, Nadellöchern und Fehlausrichtungen, bevor die Schweißnähte fertiggestellt oder zu Modulen zusammengebaut werden.

Zu den Vorteilen der LDD-Echtzeitmessung gehören der Wegfall zerstörender Prüfungen, die Aufrechterhaltung hoher Produktionsgeschwindigkeiten (bis zu 250 kHz), eine hohe Genauigkeit, die herkömmlichen Methoden entspricht oder diese übertrifft, sowie die Kompatibilität mit komplexen Schweißpfaden und Geometrien mit hohem Seitenverhältnis, die bei der Herstellung von Elektrofahrzeugbatterien üblich sind. Daten aus jeder Schweißnaht können in Produktionsmanagementsysteme integriert werden, was eine strenge Rückverfolgbarkeit, Trendanalyse und vorausschauende Wartung ermöglicht, um Ausschuss zu minimieren und die Qualitätskontrolle zu optimieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die LDD-basierte Echtzeit-Laserschweißnahtmessung von IPG Photonics Herstellern von Elektrofahrzeugen eine fortschrittliche, zuverlässige und skalierbare Schweißnahtinspektionslösung bietet, die die Qualitätssicherung verbessert, Abfall reduziert und die strengen Anforderungen der Massenproduktion von Elektrofahrzeugbatterien unterstützt und damit einem steigenden Branchenbedarf mit zunehmender Akzeptanz von Elektrofahrzeugen gerecht wird.