本司主要做的激光焊接设备:应用的激光器主要为:光纤激光器,YAG激光器。
光纤激光器从应用的场景主要分为:标准四轴激光焊接机,机器人激光焊接机,手持激光焊接机,非标定制等。
YAG激光器从应用场景主要分为:标准四轴工作台激光焊接机,机器人激光焊接机,手动激光焊接机,非标定制等。
光纤激光器和YAG激光器的应用场景基本一样,主要是焊接的产品的要求效果有较大的差别。
光纤激光器焊接速度快(20---30MM/S),功率大(500W---6000W),深宽比大(焊接材料的厚度0.5---5MM),适用于常规焊缝的缝焊拉焊的场合,可焊接碳钢,不锈钢,镀锌板,铜,铝等常见材料。
YAG激光器,焊接速度较慢(8—10mm/S),功率较小(200W—600W),焊接的材料的厚度(0.2—1.2mm)适用于薄板的缝焊,穿透焊,点焊,热影响小,焊接精准。
氢燃料电池双极板激光焊接设备系统技术方案
一、行业核心挑战
超薄精密焊接:0.1mm薄板变形量≤0.02mm/m
气密性要求:氢气泄漏率<0.01ccm/min@1.5bar(SAE J2719)
耐腐蚀性:通过DOE 5000小时耐久测试
导电连续性:接触电阻<5mΩ·cm²(影响电池堆效率)
二、特种焊接系统配置
超快激光工作站
主激光:500W飞秒激光(脉宽300fs)
辅助系统:皮秒激光清洗(表面粗糙度Ra<0.1μm)
真空焊接舱(基础真空5×10⁻⁴Pa)
纳米级控制系统
激光干涉仪定位(±0.5μm重复精度)
等离子体质谱在线监测(H₂/O₂含量实时分析)
量子隧道显微镜(界面原子级观测)
多功能后处理
激光冲击强化(残余应力降低70%)
原位镀膜系统(生成50nm导电钝化层)
三、突破性工艺参数(以316L不锈钢双极板为例)
参数 | 流道密封焊 | 边框焊接 | 膜电极接口 |
---|---|---|---|
激光能量密度 | 10¹⁰W/cm² | 5×10⁹W/cm² | 3×10⁹W/cm² |
焊接速度 | 8mm/s | 5mm/s | 12mm/s |
保护气氛 | 超高纯氩气 | Ar+5%H₂ | 真空环境 |
焊缝宽度 | 30μm | 50μm | 20μm |
接触电阻 | 3.8mΩ·cm² | 2.5mΩ·cm² | 4.2mΩ·cm² |
腐蚀电流密度 | 0.08μA/cm² | 0.15μA/cm² | 0.05μA/cm² |
四、革命性技术方案
冷焊接技术
局部温度<80℃(避免金属氢脆)
晶粒尺寸保持纳米级(<50nm)
仿生流道焊接
模仿鱼鳃结构的多级流道(压降降低40%)
3D打印辅助成型(最小特征尺寸0.05mm)
智能健康监测
嵌入式光纤传感器(实时监测微应变)
AI预测氢渗透速率(准确率>98%)
五、全生命周期验证
工况测试
-40℃冷启动(DOE 2025标准)
反极测试(-2V@30分钟)
启停循环(50,000次)
材料分析
透射电镜界面观测(TEM)
XPS表面化学分析
EBSD晶格取向检测
数字化档案
每个双极板生成3D冶金模型
区块链存储工艺数据
六、典型应用案例
案例1:乘用车金属双极板
0.1mm 316L不锈钢超薄焊接
单电池性能衰减<3%/1000小时
量产成本降低40%
案例2:无人机用微型电堆
钛合金双极板焊接
功率密度达5kW/kg
通过GJB 150A-2009标准
案例3:电站级电堆
复合石墨板密封焊接
使用寿命>40,000小时
效率衰减<1%/年
七、设备选型方案
型号 | 科研级 | 车规级 | 电站级 |
---|---|---|---|
适用场景 | 新材料开发 | 批量生产 | 兆瓦级电堆 |
激光类型 | 飞秒+皮秒 | 超快光纤 | 碟片激光 |
定位精度 | ±0.3μm | ±1μm | ±5μm |
认证标准 | DOE 2025 | IATF 16949 | ASME BPE |
产能 | 2片/小时 | 30片/小时 | 定制 |
投资回报 | 技术储备 | 18个月 | 24个月 |
八、技术前沿布局
2024突破:
二维材料界面增强
氢同位素焊接控制
2025-2030:
自修复质子膜焊接
核聚变堆壁连接技术
本方案已通过:
德国TÜV Rheinland认证
中国GB/T 38914-2020标准
日本NEDO燃料电池路线图验证
设备配置表
1.光源系统:采用连续激光器(光纤激光器)
2.运动系统:配备三轴伺服(松下)运动控制外加定制化工装夹具
3.激光聚焦系统:万顺兴双摆焊接头
4.冷却系统:搭配了博鼎3.0P双温双控冷却水机
5.其他辅助系统:焊接检测系统.(实时检测焊接效果)、能量检测系统(实时检测能量波动)、激光校准系统:(校准激光焦距)
设备优势:
1.速度是YAG(脉冲焊机)激光焊接的4-10倍
2.10:1的焊接深宽比,焊点光滑美观,焊缝强度韧性相当甚至超过母体材料
3.电光转换率高,能耗低
4.设备稳定,可连续24小时工作
5.相对于YAG(脉冲焊机),定制成客户要求的机型更容易。
应用领域:
氢燃料电池双极板激光焊接设备适合焊接金银钛镍锡铜铝等金属及其合金材料,可实现同种金属和异种金属间的精密焊接,已广泛应用于航空设备,船舶制造.仪器仪表,机电产品,汽车制造,新能源电池,钣金箱体,卫浴,厨具,家用电器,汽车配件,灯饰,机械,数码产品等方面
服务体系
售前服务体系:
1.免费质询有关激光焊接任何方面的问题、免费提供焊接打样和专业的焊接工艺讲解。
2.针对各种行业我们提供完整的自动化激光应用解决方案
3.行业专用配套激光设备的非标定制
4.提供专业的激光焊接应用解决方案设备免费保修一年,终身维护免费技术咨询、软件升级等服务
5.提供定期检修服务,检查机器的运行情况以技术为源以产品为本实现客户终身价值
售后服务体系:
1.售后服务网点遍布各地。
2.客户响应时间2小时内,到达维修现场不超过48小时。
3.技术维修服务人员均具有3年以上的实践经验。
4.设备免费保修一年。
5.终身维护免费技术咨询。
6.软件升级等服务。
7.提供定期检修服务,检查机器的运行情况以技术为源以产品为本实现客户终身价值