Investigação sobre o processo de soldagem a laser de cobre em conector de bateria

Resumo: Para a soldagem de cobre em conectores de bateria, foram utilizados lasers de pulso e lasers de fibra contínuos para testes de soldagem a laser. Para o laser de pulso, os parâmetros de processo de potência de pico, largura de pulso e distâncias focais foram levados a experimentos ortogonais, obtendo-se uma força máxima de cisalhamento de 28N. Para o laser de fibra contínuo, os parâmetros de processo de potência, velocidade de soldagem e distâncias focais foram levados a experimentos ortogonais, obtendo-se uma força máxima de cisalhamento de 58N. A aparência dos pontos mostrou que as juntas internas soldadas por pulso apresentavam porosidade. Por outro lado, as juntas internas soldadas pelo laser de fibra contínua não tinham porosidade, o que é útil para melhorar a força de cisalhamento.

Palavras-chave: cobre; soldagem a laser experimentos ortogonais; parâmetro de processo

0 introdução

O cobre roxo possui vantagens como boa condução de calor, excelente condutividade elétrica e facilidade de processamento e modelagem. É amplamente utilizado em fios e cabos elétricos, ferragens e fabricação eletrônica. Cada unidade dentro de um telefone celular precisa de energia elétrica para funcionar, como o módulo da câmera, tela, alto-falante, memória, placa de circuito, etc. A bateria geralmente é fixada em uma área específica e precisa de um conector para ligá-la a esses componentes, formando um caminho condutor para o fornecimento de energia. O cobre roxo é o material mais comumente usado para conectores de baterias de telefones celulares. O modo atual de soldagem das placas de conectores de cobre roxo é principalmente soldagem por resistência. Correntes elétricas grandes dos eletrodos positivos e negativos fundem a placa do conector de cobre. À medida que os eletrodos se separam, o material esfria para formar uma costura de solda. Embora a estrutura deste dispositivo de soldagem seja simples e sua operação prática e conveniente, os eletrodos positivos e negativos usados na soldagem por resistência tendem a desgastar e quebrar, exigindo a paralisação da linha de produção para substituição, reduzindo assim a eficiência da produção.

Soldagem a laser , que usa lasers como fonte de calor para processamento, tem as vantagens de pequena área afetada pelo calor, alta resistência à soldagem, não contato com a peça e alta eficiência de produção. tem sido amplamente aplicada na soldagem de materiais como aço inoxidável, liga de alumínio, liga de níquel,

O artigo utiliza tanto lasers pulsados como lasers de fibra contínua para realizar experiências de otimização de processos em peças de estacas de bateria de cobre roxo, fornecendo uma referência para a produção real.

1 experimento de solda

1.1 Materiais experimentais

A camada superior do material experimental é de cobre roxo, com uma espessura de 0,2 mm. A camada inferior é de cobre roxo niquelado, com uma espessura de 0,2 mm. A composição química das duas camadas de material é mostrada na tabela 1. os materiais são cortados em comprimentos e larguras de 20 mm

Tabela 1 Composição química dos materiais de teste (fração de massa/%)

1.2 Equipamento e métodos de solda

O experimento de solda usa um laser de fibra pulsada quase contínua de 150w e um laser de fibra contínua de 1000w produzido pela empresa wuhan raycus. a potência média do laser de fibra pulsada quase contínua é de 150w, a potência máxima é de 1500w e a largura do pulso é de 0,2 mm ~

Fig.2 Plataforma experimental de soldagem

Cada pulso do laser de fibra de pulso quase contínuo forma um ponto de soldagem, adequado para a soldagem por pulso. O diagrama esquemático do ponto de soldagem é mostrado na figura 3 ((a) acima. a potência média do laser de fibra contínua de 1000 w é de 1000 w,

a) Junção de soldadura por pulso formada por laser de fibra de pulso quase contínuo b) Junção de solda formada por espiral laser de fibra contínua Fig.3 Diagrama esquemático dos pontos de solda

2 Resultados e análise experimentais

2.1 Optimização do processo de soldadura a laser por pulso

Os principais parâmetros do processo de soldagem para a soldagem a laser de pulso quase contínuo são a potência máxima do laser, a largura do pulso e a quantidade de desfoque. Um experimento ortogonal de três níveis de três fatores é realizado sobre esses três parâmetros do processo, e os resultados

Tab.2 Experimento ortogonal e resultado do laser de pulso

2.2 otimização do processo de soldagem a laser de fibra contínua

Os principais parâmetros de processo de soldagem a Laser de Fibra os resultados dos experimentos ortogonais e testes de tração com esses três parâmetros em três níveis são mostrados na tabela 3.a potência média do laser afeta a profundidade de fusão e a zona afetada pelo calor da linha de soldagem. à medida que a potência aumenta, a profundidade de fusão aumentará,

Tab.3 Experimento ortogonal e resultado do laser de fibra

2.3 Análise comparativa da aparência

Para analisar a diferença de tração na força de cisalhamento entre laser pulsado e contínuo soldagem a Laser de Fibra de cobre, a aparência do ponto de soldagem é analisada. após o corte da soldagem, polir, abrir e corroer, um vidro de ampliação é usado para testar a seção transversal da soldagem, como mostrado na figura 4c), há poros dentro da soldagem, o que resulta na alta refle soldagem a laser .

Laser de pulso e laser de fibra contínua são usados separadamente para soldar conectores de bateria de telefone, e testes de resistência são realizados. após a soldadura por laser de pulso, a resistividade testada é de 0,120Ω·mm2/m, superior à resistividade original do cobre, que é de

3 conclusão

Um laser de fibra de pulso quase contínuo de 150 w e um laser de fibra contínua de 1000 w são usados separadamente para experimentos de soldagem em cobre, a fim de realizar experimentos de otimização de processo. quando a potência máxima do laser de pulso é de 1200 w, a largura do pulso é de

Uma análise da aparência e da seção transversal do ponto de solda mostra que o ponto de soldagem a laser de pulso tem salpicaduras na superfície e a costura de soldagem tem poros no interior. o ponto de soldagem a laser de fibra contínua tem uma superfície consistente e uniforme sem poros dentro do ponto,